長久以來,高額的光伏發(fā)電成本始終是制約光伏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的障礙之一。目前,光伏行業(yè)主流的配套部件均是基于直流端1000V 的電壓要求設(shè)計(jì)和制造的,而自2015年始,1500V光伏系統(tǒng)逐漸走向市場, 為了適應(yīng)這一新趨勢,從2015年開始,光伏直流開關(guān)制造商蘇州普兆新能源設(shè)備有限公司即致力于額定電壓1500V的新型直流開關(guān)的設(shè)計(jì)與研發(fā)。
近日,蘇州普兆對外宣布,其1500V系列直流開關(guān)40A、55A已經(jīng)成功獲得了德國萊茵TÜV集團(tuán)頒發(fā)的TUV證書。
該認(rèn)證的獲得標(biāo)志著PEDS系列40A、55A直流開關(guān)成為全球第一家通過IEC60947-3(ed.3.2):2015新標(biāo)準(zhǔn)測試的隔離開關(guān),同時(shí)也是國內(nèi)唯一 一家獲得40A、55ATUV證書的直流開關(guān)產(chǎn)品。
IEC新標(biāo)準(zhǔn),新考驗(yàn)
針對光伏用低壓電器產(chǎn)品, IEC國際電工委員會(huì)于2016年更新了新的標(biāo)準(zhǔn)IEC60947-3(ed.3.2):2015。對照老標(biāo)準(zhǔn)IEC60947-3(ed.3.1):2012,新標(biāo)準(zhǔn)也對產(chǎn)品的性能提出了更高要求。
差異內(nèi)容 | 老標(biāo)準(zhǔn)要求 | 光伏用新標(biāo)準(zhǔn)要求 | 解釋 |
標(biāo)準(zhǔn)版本 | IEC 60947-3(ed.3.1):2012 | IEC 60947-3(ed.3.2):2015 | 2015年10月發(fā)布 |
額定脈沖電壓(Uimp) | 無明確規(guī)定,客戶多選擇在1000V額定電壓下為4kV | 1500V額定電壓下,Uimp為8kV | 絕緣要求更高,觸點(diǎn)開距加大,耐受電壓增大,如高海拔使用,需乘以修正系數(shù)* |
使用類別 | DC-21B | DC-PV0,DC-PV1, DC-PV2 | DC-PV0,可空載開斷回路 |
DC-PV1,可開斷單一PV串回路,此回路不產(chǎn)生反向電流和明顯的過載電流 | |||
DC-PV2,可開斷多個(gè)PV串并聯(lián)回路,此回路中會(huì)產(chǎn)生過載及反向電流 | |||
極性 | 無要求 | DC-PV2的使用類別應(yīng)無機(jī)性 | DC-PV2的使用類別正負(fù)極可換,電源側(cè)和負(fù)載側(cè)也可換 |
使用于室外安裝 | 無要求 | 可適用于室外安裝 | 可適用于室外安裝的光伏隔離開關(guān)需增加極限溫度測試,光照測試,IP測試 |
環(huán)境溫度 | -5℃ to +40℃ | 一般戶外用,-25℃ to +40℃(無需降容使用),高于40度可乘以系數(shù) | 甚至有產(chǎn)品的極限溫度為-25℃ to +85℃,85度需要降容使用,70度無需降容 |
對無極性的試驗(yàn)驗(yàn)證 | 無 | DC-PV2,要求所有的試驗(yàn)程序,都需額外一個(gè)樣品,電源側(cè)和負(fù)載側(cè)反接后驗(yàn)證 | |
程序I中接通分?jǐn)嘣囼?yàn) | DC-21B,1.5倍Ie,1.05Ue,1ms,5次 | DC-PV2,4倍Ie,1.05Ue,1ms,5次 | 試驗(yàn)條件變嚴(yán)酷 |
程序II中約定操作性能 | DC-21B,1700次機(jī)械壽命,300次電壽命,共2000次 | DC-PV2,9700次機(jī)械壽命,300次電壽命,共10000次 | 試驗(yàn)條件變嚴(yán)酷 |
程序III中額定接通能力和短時(shí)耐受電流 | 時(shí)間常數(shù)5ms | 時(shí)間常數(shù)1ms | 試驗(yàn)條件變嚴(yán)酷 |
程序VI,臨界電流試驗(yàn)(Icrit) | 無 | 選一個(gè)樣品,時(shí)間常數(shù)為1ms。測試電流依次為4A,8A,16A,32A,63A…Ie。每個(gè)電流值做7次接通試驗(yàn)。每次測試都去測量燃弧時(shí)間。取后6次的均值。燃弧時(shí)間最長的電流即臨界電流Icrit。如果Icrit=最大的Ie,那么無需進(jìn)行額外的測試。如果不等,那么再選取一個(gè)樣品,以Ue和Icrit做100次電壽命。 | 真實(shí)環(huán)境有針對性的驗(yàn)證 |
熱循環(huán)試驗(yàn) | 無 | 溫度循環(huán),-40度,1h;升溫1h,+85度,1h,降溫1h,一共做50次循環(huán)(開關(guān)閉合狀態(tài)),試后驗(yàn)證溫升,介電 | 針對極限溫度的試驗(yàn) |
氣候試驗(yàn)(耐濕熱) | 無 | 開關(guān)閉合狀態(tài),IEC600068-2-30test Db,+55℃至25℃,95%的濕度,2次循環(huán),共24小時(shí),試后驗(yàn)證溫升,介電 | 針對高溫高濕環(huán)境的試驗(yàn) |
光照輻射試驗(yàn) | 無 | 室外安裝的開關(guān),需要在光照強(qiáng)度為:0.76kW/m2(頂部),0.45kW/m2(前后及側(cè)面)的情況下驗(yàn)證溫升,端子溫升不能超過80K | 考慮光照輻射和電流發(fā)熱對開關(guān)的共同影響,仍要保證開關(guān)的電氣性能 |
通過上表對照比較發(fā)現(xiàn),IEC60947-3(ed.3.2):2015新標(biāo)準(zhǔn)增加了臨界電流測試和熱循環(huán)及耐濕熱試驗(yàn),對開關(guān)在更高的環(huán)境問題下使用提出要求,同時(shí)更高的脈沖電壓也是為了開關(guān)能夠適用于高原地區(qū)。不僅如此,相比較老標(biāo)準(zhǔn),IEC新標(biāo)準(zhǔn)測試提出了更高的時(shí)間常數(shù)、更小的燃弧時(shí)間,對光伏直流開關(guān)的絕緣性能、通斷能力、機(jī)械壽命、IP防護(hù)等級都提出了更高要求。
眾所周知,目前市面上絕大多數(shù)廠家尤其國內(nèi)廠家均只通過DC-21B針對通用直流開關(guān)非光伏專用直流開關(guān)的測試,更有甚者僅能通過國內(nèi)CCC認(rèn)證!普兆40-55A作為全球首家通過IEC60947-3(ed.3.2):2015新標(biāo)準(zhǔn)測試的隔離開關(guān),此次新標(biāo)準(zhǔn)測試嚴(yán)格執(zhí)行PV-1的要求,例如在DC-21B的標(biāo)準(zhǔn)下,產(chǎn)品的溫度要求為-5℃~+40℃,而PV-1提出的戶外使用溫度為-25℃~+40℃。不僅如此,通過實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),普兆40-55A系列產(chǎn)品可以在-25℃~+70℃下實(shí)現(xiàn)滿額工作!同時(shí),新老標(biāo)準(zhǔn)對開關(guān)的額定脈沖電壓要求區(qū)分也非常明顯,老版本的電壓并無明確要求,一般采用1000V電壓, Uimp4VK進(jìn)行測試,而普兆此次測試是采用新標(biāo)準(zhǔn)要求,1500V額定電壓,Uimp8kV進(jìn)行測試,對開關(guān)的絕緣要求更高!同時(shí)DC-21B對開關(guān)安裝后的防護(hù)等級也并無要求,而大家都知道組串逆變器整機(jī)要求為IP65,普兆PEDS系列無論是外置開關(guān),還是內(nèi)置開關(guān)安裝后的逆變器整機(jī)均可做到IP66防護(hù)等級。
普兆此次IEC新標(biāo)準(zhǔn)測試的通過無疑也為行業(yè)樹立了更高標(biāo)準(zhǔn)!
通過逆變器企業(yè)更高要求測試
我們都知道高溫高濕條件作用試驗(yàn)樣品上,可以構(gòu)成水氣吸附、吸收和擴(kuò)散等作用。許多材料在吸濕后膨脹、性能變壞、引起物質(zhì)強(qiáng)度降低及其主要機(jī)械性能的下降。吸附了水氣的絕緣材料不但會(huì)引起電性能下降,在敵營提交下還會(huì)引發(fā)各種不同的失效。
我們通常做的雙85是指溫度85℃,濕度85℃條件下的測試。據(jù)普兆技術(shù)人員介紹,在深圳某逆變器企業(yè)的第一次送樣中,該廠工程師將普兆開關(guān)放在溫度85℃,濕度85℃的測試箱中,每隔2小時(shí),手動(dòng)扭動(dòng)旋鈕一次。經(jīng)過48小時(shí)雙85測試,普兆40-55A隔離開關(guān)塑料件未出現(xiàn)明顯變形,旋鈕機(jī)構(gòu)性能良好,順利通過雙85測試,體現(xiàn)了產(chǎn)品絕佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),而同時(shí),浙江某逆變器企業(yè)的短路測試也有效驗(yàn)證了普兆開關(guān)的絕緣性能,據(jù)悉普兆也是國內(nèi)唯一一家通過該企業(yè)絕緣測試的廠家!
據(jù)普兆相關(guān)工作人員透露,目前普兆已經(jīng)通過了國內(nèi)主流逆變器廠家的全部樣品測試,并進(jìn)入了包括國內(nèi)最大和德國最大的逆變器企業(yè)供應(yīng)商名單。
V-0級阻燃材料有效防火
近年來光伏電站事故頻發(fā),而據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)分析,因電氣線路著火造成的火災(zāi)試過在其中也占有很大比例。據(jù)行業(yè)資深工程師介紹到,光伏電站起火的原因較多,不僅僅光伏組件、逆變器會(huì)對電站造成威脅,逆變器的直流段子、直流開關(guān)、交流連接器等元器件都有可能引發(fā)事故。而這樣的事故時(shí)是否可以避免?
在開關(guān)的設(shè)計(jì)開發(fā)中,阻燃材料的有效運(yùn)用可以有效推遲火焰的蔓延,因此國際上也根據(jù)阻燃性能將塑料阻燃等級分為:HB,V-2,V-1向V-0逐級遞增。
為了適應(yīng)IEC新標(biāo)準(zhǔn)的要求,在40A、55A直流開關(guān)開發(fā)中,蘇州普兆的開關(guān)殼體采用了意大利進(jìn)口V-0級阻燃材料,阻燃厚度0.75mm,在環(huán)境溫度為-25℃~+70℃區(qū)間產(chǎn)品可以滿載工作。據(jù)介紹,此種阻燃材料具高強(qiáng)度及彈性系數(shù),抗沖擊能力強(qiáng),使用溫度范圍廣,耐疲勞性佳,電氣特性優(yōu)。
通過在實(shí)驗(yàn)室同步熱分析儀測試中發(fā)現(xiàn),國內(nèi)一線供應(yīng)商普兆與國產(chǎn)同類產(chǎn)品的外殼塑料進(jìn)行分析中存在明顯優(yōu)劣差別。
通說實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn),國產(chǎn)同類產(chǎn)品在244.6度即開始產(chǎn)生變形,而普兆開關(guān)由于采用V-0級進(jìn)口阻燃材料,使得開關(guān)能夠在300度時(shí)仍不會(huì)產(chǎn)生任何變化,有效防止明火危害!
深耕光伏產(chǎn)業(yè),從成立之初,普兆始終專注產(chǎn)品研發(fā)與營銷,爭做技術(shù)的先行者,始終堅(jiān)持“有他更安全! ”的企業(yè)理念,致力于成為逆變器乃至光伏電站方案的全球領(lǐng)先供應(yīng)商!