GB/T 20047.1-2006 光伏(PV)組件安全鑒定 第1部分：結(jié)構(gòu)要求 （免費(fèi)下載）
1 范圍
1 范圍
GB／T 20047的本部分規(guī)定了光伏組件的結(jié)構(gòu)要求，以使其在預(yù)期的使用期內(nèi)提供安全的電氣和機(jī)械運(yùn)行。對(duì)由機(jī)械或外界環(huán)境影響造成的電擊、火災(zāi)和人身傷害的保護(hù)措施進(jìn)行評(píng)估。GB／T 20047的第2部分給出了試驗(yàn)要求，本部分給出了結(jié)構(gòu)要求。
本部分盡可能詳細(xì)說(shuō)明光伏組件不同應(yīng)用等級(jí)的基本要求。本部分未涉及海上和交通工具應(yīng)用時(shí)的特殊要求。本部分也不適用于集成了逆變器的組件(交流組件)。
本部分設(shè)計(jì)的試驗(yàn)順序與IEC 61215：2004或GB／T 18911―2002相一致，所以一套樣品可同時(shí)用于光伏組件設(shè)計(jì)的安全和性能評(píng)估。
本部分的目的是為光伏組件能夠通過(guò)GB／T 20047.2的安全鑒定試驗(yàn)所需的主要結(jié)構(gòu)提供一些基本指南。這些要求是為了減少由于組件應(yīng)用等級(jí)誤用、錯(cuò)誤使用或內(nèi)部元件破碎而引起的火災(zāi)、電擊和人身傷害。本部分規(guī)定了為提供組件最終使用性能所要求的基本的安全結(jié)構(gòu)要求和附加的試驗(yàn)。
對(duì)部件的要求是為該部件在相應(yīng)的組件結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境中能提供應(yīng)有的功能而提出的。
注：除本部分的要求外，應(yīng)考慮ISO相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家或地區(qū)法規(guī)中另外的結(jié)構(gòu)要求，這些法規(guī)對(duì)組件在當(dāng)?shù)氐陌惭b和使用具有管轄權(quán)。
2 規(guī)范性引用文件
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過(guò)GB／T 20047的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本部分達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新的版本均適用于本部分。
GB／T 5169.2 電工電子產(chǎn)品著火危險(xiǎn)試驗(yàn) 第2部分：著火危險(xiǎn)評(píng)定導(dǎo)則 總則(GB／T 5169.2―2002，IEC 60695-1-1：1999，IDT)
GB／T 11026.1 電氣絕緣材料 耐熱性 第1部分：老化程序和試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定(GB／T 11026.1―2003，IEC 60216-1：2001，IDT)
GB／T 18911―2002 地面用薄膜光伏組件 設(shè)計(jì)鑒定和定型(IEC 61646：1996，IDT)
GB／T 20047.21) 光伏組件安全鑒定 第2部分：試驗(yàn)要求
IEC 60112 固體絕緣材料在潮濕條件下相比電痕化指數(shù)和耐電痕化指數(shù)的測(cè)定方法
IEC 601 30(所有部分) 頻率低于3 MHz的電連接器
IEC 60189-2 聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套低頻通信電纜電線 第2部分：局用電纜(對(duì)線組或三線組或四線組或五線組的)
IEC 60216-1 電子氣絕緣材料 耐熱性 第1部分：老化程序及試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估
IEC 60216-5 電氣絕緣材料 耐熱性 第5部分：絕緣材料相對(duì)耐熱指示溫度的確定
IEC 603645-5-1 建筑物電氣裝置 第5-51部分：電氣設(shè)備的選擇和安裝 通用規(guī)則
IEC 60417-DB：20022) 用于設(shè)備的圖形符號(hào)
IEC 60529 封裝保護(hù)等級(jí)(IP碼)
1) 在報(bào)批中。
2) “DB”指參考IEC在線數(shù)據(jù)庫(kù)。
IEC 60947―1 低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 總則
IEC 61215：2004 地面用晶體硅光伏組件 設(shè)計(jì)鑒定和定型
IEC 61 721 光伏組件對(duì)意外碰撞的承受能力
IEC 61140：2001 電擊防護(hù)裝置和設(shè)備的通用部分
ISO 261 普通螺紋 直徑與螺距系列
ISO 262 普通螺紋 優(yōu)選系列
ANSI／UL 746C 聚合物材料標(biāo)準(zhǔn) 用于電子設(shè)備評(píng)估
ANSI Z97.1 用于建筑物的安全窗用玻璃材料美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 安全性能規(guī)范和試驗(yàn)方法
ASTM D2303 97 絕緣材料的液體污染、傾斜面漏流徑和腐蝕的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
ASTM E162-02a 用熱輻射源測(cè)試材料表面可燃性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
3 應(yīng)用等級(jí)
3.1 概述
光伏組件可以有許多不同的應(yīng)用方式，因此把評(píng)估組件在相應(yīng)應(yīng)用條件下的潛在危險(xiǎn)與組件的結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)考慮是很重要的。
不同的應(yīng)用等級(jí)應(yīng)該滿足與其相應(yīng)的安全要求和進(jìn)行必要的試驗(yàn)。本章定義了應(yīng)用等級(jí)和對(duì)每個(gè)等級(jí)要求的結(jié)構(gòu)特性。
光伏組件的應(yīng)用等級(jí)定義如下：
3.2 A級(jí)：公眾可接近的、危險(xiǎn)電壓、危險(xiǎn)功率條件下應(yīng)用
通過(guò)本等級(jí)鑒定的組件可用于公眾可能接觸的、大于直流50 V或240 W以上的系統(tǒng)。通過(guò)本部分和IEC 61730-2的本應(yīng)用等級(jí)鑒定的組件滿足安全等級(jí)Ⅱ的要求。
3.3 B級(jí)：限制接近的、危險(xiǎn)電壓、危險(xiǎn)功率條件下應(yīng)用
通過(guò)本等級(jí)鑒定的組件可用于以圍欄、特定區(qū)劃或其他措施限制公眾接近的系統(tǒng)。通過(guò)本應(yīng)用等級(jí)鑒定的組件只提供了基本的絕緣保護(hù)，滿足安全等級(jí)。的要求。
3.4 C級(jí)：限定電壓、限定功率條件下應(yīng)用
通過(guò)本等級(jí)鑒定的組件只能用于公眾有可能接觸的、低于直流50 V和240 W的系統(tǒng)。通過(guò)本部分和GB／T 20047.2的本應(yīng)用等級(jí)鑒定的組件滿足安全等級(jí)Ⅲ的要求。
注：安全等級(jí)在IEC 61140：2001中規(guī)定。
4 結(jié)構(gòu)要求
5 聚合物材料
5.1 概述
聚合物分為四種應(yīng)用類型：
――用于帶電金屬部件的外殼(例如接線盒)
――用于帶電金屬部件的支撐(例如接頭)
――用于組件的表層(例如上表層或下表層)
――間隔物
例外：封裝材料(EVA)不要求滿足這些要求。
所用聚合物材料按IE(：60216―5測(cè)定的電氣和機(jī)械最低相對(duì)熱指數(shù)的應(yīng)比上述材料在GB／T 20047.2中MST21規(guī)定的組件溫度試驗(yàn)時(shí)測(cè)量到的最高溫度高20℃。
注：作為上下表面的聚合物材料有另外的要求，見(jiàn)5.3和5.4。
5.2 用作帶電部件外殼的聚合物
用作有火災(zāi)和電擊危險(xiǎn)的部件外殼的聚合物應(yīng)滿足以下的要求：
a) 通過(guò)材料或最終產(chǎn)品試驗(yàn)達(dá)到GB／T 5169.2―2002規(guī)定的5-V有焰燃燒性等級(jí)；
b) 最終產(chǎn)品浸水試驗(yàn)和暴露試驗(yàn)后，達(dá)到GB／T 5169.2―2002規(guī)定的5-V有焰燃燒性等級(jí)；
c) 直接暴露在太陽(yáng)光下使用的，抗紫外輻射能力應(yīng)滿足ANSI／UL746c中的規(guī)定；
d) 灼熱絲點(diǎn)燃試驗(yàn)的最小抗燃能力達(dá)到GB／T 5169.2―2002規(guī)定的30等級(jí)。
5.3 用于帶電部件支撐的聚合物
用于有火災(zāi)和電擊危險(xiǎn)部件支撐或絕緣的聚合物材料應(yīng)滿足以下的要求：
a) 具有HB、V-2、V-1或V-0的有焰燃燒性等級(jí)，并至少達(dá)到相應(yīng)的GB／T 5169.2―2002規(guī)定的大電流起弧等級(jí)，如表1所示：
表1 有焰燃燒性等級(jí)與大電流起弧等級(jí)對(duì)應(yīng)表
b) 如果系統(tǒng)電壓額定值不超過(guò)600 V，按IEC 60112測(cè)定的相比電痕化指數(shù)(CTI)應(yīng)達(dá)250 V或更高；
c) 如果最高系統(tǒng)工作電壓額定值在601 V～1 500 V之間，按ASTM D2303中時(shí)間-弧閃測(cè)試法在2.5 kV下所測(cè)的斜板弧閃標(biāo)定達(dá)到1 h；
d) 如果直接暴露在太陽(yáng)光下使用的，應(yīng)滿足ANSI／UL 746C中的暴露在紫外光中的要求。
注：受太陽(yáng)光照射但有玻璃或其他透明介質(zhì)保護(hù)的聚合物材料，在試驗(yàn)中可使用等效的保護(hù)層減弱紫外光的照射。
5.5 間隔物
聚合物絕緣材料間隔物作為帶電部件與易接觸的金屬部件之間，或具有不同電位的非絕緣帶電部件之間唯一的絕緣體時(shí)，應(yīng)滿足IEC 61140：2001所規(guī)定的厚度和材質(zhì)的要求。間隔或襯托物應(yīng)保持在確定的位置上，其使用性能不能降低到不可接受的最低程度。
5.6 玻璃結(jié)構(gòu)材料
組件結(jié)構(gòu)中用于上表層或下表層的所有的玻璃材料應(yīng)滿足ANSI Z97.1―1993中規(guī)定的安全要求，該要求可以通過(guò)材料本身的鑒定或通過(guò)組件的MST32試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。
6 內(nèi)部導(dǎo)線和載流部件
6.2 導(dǎo)線中間頭
導(dǎo)線中間頭的絕緣要求與電線的要求相同。
7 接線
7.4 引出線或電纜
組件引出線的額定值應(yīng)滿足系統(tǒng)電壓、載流能力、潮濕位置、溫度和耐日照的指標(biāo)。
8 接地連接和接地
8.1 如果組件有可接觸的導(dǎo)體邊框或支撐系統(tǒng)，或者組件安裝后有一大于10 cm2的可接觸導(dǎo)體表面，組件必須帶有接地裝置。
8.2 達(dá)到安全等級(jí)Ⅱ的組件可以采用功能性接地，該接地裝置必須使用加強(qiáng)型絕緣措施與帶電部件隔離(見(jiàn)IEC 61140：2001中7.3.2.2)。
8.3 正常使用中組件的所有可接觸的裸露導(dǎo)體應(yīng)連接在一起，該連接用GB／T 20047.2中10.4的試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
例外：如果導(dǎo)體材料僅用作安裝緊固件，井通過(guò)適當(dāng)?shù)慕^緣和間距與組件的導(dǎo)體部件分開(kāi)，這類緊固件不要求做上述連接。
8.4 組件的日常維護(hù)不允許中斷或影響接地連接通道。組件或電池板中用于接地通道的螺釘、螺母或其他零件不允許充當(dāng)組件或電池板與支架表面或框架之間的緊固件。
8.5 應(yīng)采用有效的主動(dòng)式接地方式，例如夾緊、鉚接、螺栓或螺釘連接、電焊、錫焊或銅焊。接地連接應(yīng)穿透所有的非導(dǎo)電涂層，如油漆、電氧化層或搪瓷。
8.6 接地連接通路的所有結(jié)合點(diǎn)必須機(jī)械固定，其牢固性不依賴于任何焊接。
8.7 接地連接通道如果是依靠螺絲，旋入金屬的部分應(yīng)至少有兩個(gè)螺釘，或一個(gè)螺釘?shù)膬扇β菁y。
8.8 接地螺栓或螺釘?shù)闹睆綉?yīng)與接地通道導(dǎo)體的尺寸相對(duì)應(yīng)，如表2所示。
8.9 接地連接通道中含鐵的金屬部件應(yīng)進(jìn)行金屬或非金屬的表面防銹蝕處理，例如，噴漆、鍍鋅或電鍍。不銹鋼不要求作表面處理。
8.10 金屬與金屬多級(jí)合頁(yè)鉸鏈?zhǔn)强山邮艿慕拥剡B接方式。
8.11 用作現(xiàn)場(chǎng)安裝接地的組件接線端或連接位置應(yīng)使用適當(dāng)?shù)姆?hào)標(biāo)識(shí)，(見(jiàn)IEC 60417-5019 DB：2002-10)或綠色標(biāo)識(shí)，且其他的接線端或連接位置不允許使用同樣的標(biāo)識(shí)。
8.12 如果以標(biāo)志來(lái)標(biāo)示設(shè)備的接地端，該標(biāo)志應(yīng)置于接地端或其附近；或標(biāo)示在組件或電池板上接地端附近的接線圖上。
9 爬電距離和電氣間隙
9.1 無(wú)絕緣的不同電位帶電體之間以及帶電體和與可接觸的金屬部件之間的爬電距離和電氣間隙不允許小于表3和表4的規(guī)定。
這些要求不適用于組件內(nèi)部帶電部件之間的距離，其距離應(yīng)滿足部件相關(guān)要求。這些要求也不適用于固體絕緣材料，材料的絕緣特性可以利用GB／T 20047.2列出的試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
9.2 現(xiàn)場(chǎng)組件接線端子的爬電距離和電氣間隙用組件的開(kāi)路電壓(Voc)來(lái)判定。如果在端子排上有未標(biāo)識(shí)的接線端子，或有專門(mén)標(biāo)識(shí)的接地端子，爬電距離和電氣間隙將根據(jù)最大系統(tǒng)電壓來(lái)判定。
表3 現(xiàn)場(chǎng)接線端子之間可接受的最小爬電距離和電氣間隙
表4 內(nèi)部帶電體與可接觸點(diǎn)之間可接受的最小電氣間隙
注：光伏組件中的封裝材料也會(huì)吸濕，封裝過(guò)程也不保證會(huì)形成完全密封。因此，規(guī)定的爬電距離和電氣間隙是基于污染度2級(jí)、材料等級(jí)Ⅲa和Ⅲb、應(yīng)用等級(jí)A、脈沖電壓8 kV。小數(shù)尾數(shù)采用進(jìn)位法以得到偏于安全的數(shù)值。
9.3 現(xiàn)場(chǎng)接線端子的爬電距離和電氣間隙應(yīng)在有導(dǎo)線連接和沒(méi)有導(dǎo)線連接兩種情況下測(cè)量。導(dǎo)線應(yīng)按實(shí)際應(yīng)用時(shí)的方式進(jìn)行連接。如果端子能適配，產(chǎn)品也沒(méi)有標(biāo)注使用限制，所用導(dǎo)線的線規(guī)應(yīng)比要求的大一號(hào)，否則，導(dǎo)線用要求的線規(guī)。
9.4 在決定爬電距離時(shí)，不大于0.4 mm的間隙的表面之間被認(rèn)為是相互接觸的。
10 帶蓋子的現(xiàn)場(chǎng)接線盒
10.1 概述
設(shè)計(jì)成現(xiàn)場(chǎng)連接的應(yīng)有時(shí)帶有永久性接線系統(tǒng)的光伏組件應(yīng)提供一個(gè)封閉的接線盒，該接線盒為導(dǎo)線及其連接提供抗環(huán)境影響的保護(hù)，為未絕緣帶電部件提供可接觸性的保護(hù)，為與之相連的接線系統(tǒng)減緩拉力。
注：第5章適用于非金屬接線盒。
10.2 壁厚
接線盒作為現(xiàn)場(chǎng)使用的永久性接線系統(tǒng)附件，根據(jù)其材料應(yīng)滿足表5給定的最小壁厚的要求。
表5 給定材料的最小壁厚
10.3 內(nèi)部容積
接線盒內(nèi)部應(yīng)為每一個(gè)擬使用的導(dǎo)體，包括組件本身包含的導(dǎo)體，提供表6給出的最小容積，表6數(shù)值誤差值±5％。
表6 導(dǎo)體規(guī)格與最小內(nèi)部容積
在要求的最小容積空間內(nèi)，任一方向的尺寸不允許小于20 mm。
10.4 開(kāi)口
接線盒的所有開(kāi)口都應(yīng)有適當(dāng)?shù)恼谏w(例如，可敲落的孔口蓋、插塞等)，其功能應(yīng)滿足5.2.1，濕漏電流試驗(yàn)應(yīng)滿足GB／T 18911中10.20，可接觸性試驗(yàn)應(yīng)滿足GB／T 20047.2中10.2的要求，遮蓋只能用工具才可以打開(kāi)。
10.5 墊圈和密封
墊圈和密封在加速老化過(guò)程中退化不允許超過(guò)限值，且不允許用于正常工作時(shí)可能彎曲的地方，參見(jiàn)。IEC 60216-1中的加速老化試驗(yàn)。
10.6 減應(yīng)力結(jié)構(gòu)
接線盒應(yīng)提供導(dǎo)線減應(yīng)力結(jié)構(gòu)，使現(xiàn)場(chǎng)連接或在安裝現(xiàn)場(chǎng)而作用在導(dǎo)線或電纜上的力不致傳遞到組件內(nèi)部的電接點(diǎn)上。通過(guò)GB／T 9535中10.14試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)滿足此項(xiàng)要求。
11 標(biāo)識(shí)
11.1 每個(gè)組件應(yīng)有以下內(nèi)容的清晰并耐久的標(biāo)識(shí)：
――制造商的名稱、代號(hào)或品牌標(biāo)志；
――類型或型號(hào)；
――序列號(hào)；
――接線端子或引出線的極性(允許用顏色標(biāo)識(shí))；
――組件適用的系統(tǒng)最大電壓；
――按GB／T 17405規(guī)定的安全等級(jí)，若適用。
生產(chǎn)日期和產(chǎn)地應(yīng)標(biāo)示在組件上或可根據(jù)序列號(hào)查出。
注：應(yīng)盡可能使用國(guó)際通用符號(hào)。
11.2 以下附加的標(biāo)識(shí)應(yīng)包含在組件上或使用說(shuō)明書(shū)和安裝資料(要求的文件)中。所有的電性能數(shù)據(jù)應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下數(shù)據(jù)(AM1.5，1 000 W／m2，25℃)。
――開(kāi)路電壓；
――短路電流；
――GB／T 20047.2中MST26驗(yàn)證的最大過(guò)流保護(hù)值；
――推薦的最大串聯(lián)組件數(shù)和并聯(lián)組件數(shù)；
――產(chǎn)品應(yīng)用等級(jí)。
11.3 僅適合于組件現(xiàn)場(chǎng)安裝的電連接器應(yīng)標(biāo)明“有負(fù)載時(shí)不能斷開(kāi)”。
11.4 對(duì)于開(kāi)路電壓超過(guò)50 V的組件，和／或系統(tǒng)最大額定電壓超過(guò)50 V的組件，在組件連接裝置附近應(yīng)有醒目的觸電危險(xiǎn)的警告標(biāo)志。
12 提供文件的要求
12.1 組件或電池板應(yīng)提供安裝說(shuō)明書(shū)，來(lái)規(guī)定電氣和機(jī)械的安裝方法以及組件的電氣參數(shù)標(biāo)稱值。說(shuō)明書(shū)應(yīng)給出組件符合的應(yīng)用等級(jí)和在該應(yīng)用等級(jí)下的特殊限制。
12.2 當(dāng)防火等級(jí)取決于特定的安裝結(jié)構(gòu)、間距，或在屋頂或其他建筑結(jié)構(gòu)上的安裝方法時(shí)，這些參數(shù)的細(xì)節(jié)必須包含在安裝說(shuō)明書(shū)中。
12.3 電氣安裝說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括采用的接線方法的詳細(xì)描述，描述應(yīng)包括：
――采用的接地方法；
――采用導(dǎo)線的尺寸、類型以及耐溫等級(jí)；
――推薦的最大串聯(lián)／并聯(lián)組件數(shù)：
――過(guò)流保護(hù)類型和適用的旁路二極管；
――使用電纜連線時(shí)最小的電纜直徑；
――任何與接線盒相關(guān)的接線方式的限制。
12.4 在屋頂應(yīng)用的機(jī)械安裝說(shuō)明應(yīng)包括：
――組件或電池板與屋頂之間連接的機(jī)械牢固性的最低要求說(shuō)明；
――對(duì)于安裝在原有屋頂之上的組件或電池板，屋面材料應(yīng)有與系統(tǒng)應(yīng)用等級(jí)相應(yīng)的防火等級(jí)要求的說(shuō)明；
――為保證防火等級(jí)而要求的斜度的指示。
12.5 安裝說(shuō)明書(shū)應(yīng)包含不允許人為聚光直射到組件或電池板上的警示。
12.6 裝配說(shuō)明書(shū)應(yīng)隨部件發(fā)運(yùn)一并提供，說(shuō)明書(shū)應(yīng)足夠詳細(xì)以使產(chǎn)品能順利地完成總裝。
12.7 考慮到某些使用條件下組件輸出增大，安裝說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括以下或類似的聲明：
“在正常使用條件下，光伏組件有可能產(chǎn)生比標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下更大的電流和／或電壓。因此，應(yīng)將組件標(biāo)示的Isc和Uoc乘上1.25，再?zèng)Q定部件的電壓標(biāo)定值、導(dǎo)線的電流標(biāo)定值、保險(xiǎn)絲規(guī)格和連接光伏輸出的控制設(shè)備的規(guī)格?！?span style="display:none">大牛工程師
13 修改
13.1 對(duì)任何已經(jīng)通過(guò)本部分和GB／T 20047.2鑒定的組件，其電氣或機(jī)械部件的重大設(shè)計(jì)更改和重新配置，要求工程復(fù)審以確定這些修改的影響?；谠搹?fù)審，某些GB／T 20047.2的試驗(yàn)項(xiàng)目可能應(yīng)重新進(jìn)行。
13.2 與此相關(guān)的指南可見(jiàn)。IEC 62145(正在制訂中)。
參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
IEC 60189-1 用聚氯乙烯作絕緣和護(hù)套的低頻電纜和導(dǎo)線 第一部分：一般試驗(yàn)和測(cè)量方法
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