IEC 61730:2016解读

国际电工委员会太阳光伏能源系统技术委员会(IEC/TC82)经过数年的修改讨论,于2016年8月发布了新版的IEC 61730-1国际标准。此版本将代替2004年的旧版IEC 61730-1,以及2011年和2013年的两次修订。

作为光伏组件最重要的标准,相对于第一版(2004版)有了很大的变化,此版本包括了以下重大改动:

a)  兼容同级标准并涵盖了IEC 60664和IEC 61140。

b)  引入新要求:绝缘配合、过电压分类、组件等级、污染等级和材料组别。

c)  引入新要求:原材料的合格性。

d)  IEC 108指南:确保IEC出版物一致性指南——同级标准的应用。

e)  定义爬电距离(cr)、电气间隙(cl)和绝缘间距。

 

其他改动还包括:对1500V光伏系统规范的全面延伸,考虑到了新一代测试技术的发展,现存内容的整理及合并。

 

1.术语和定义(新增第三章部分)

 

1)  一般术语及定义

部分引用自IEC 60050的电工术语,如功能性接地、内部布线等。

以及引用自IEC 61215的术语,如光伏组件质量试验(MQT)。

2)  构成要素

部分引用自IEC 60050的电工术语,如绝缘挡板、封装等。

完善部分光伏术语定义,如接线盒、前板、背板、密封材料等。

3)  安装及应用术语

新增部分建筑结构术语,如建筑附加光伏系统(BAPV)、光伏建筑一体化(BIPV)等。

4)  绝缘系统术语

部分引用自IEC 60050的电工术语,如相对漏电指数(CTI)、电气间隙(cl)、爬电距离(cr)等。

以及引用自IEC 60664的材料组别,对绝缘材料进行分组。

5)  标称术语

部分引用自IEC 60050的电工术语,如污染等级、相对温度指数(RTI)、相对耐热指数(RTE)、温度指数(TI)、工作电压等。

 

2.新增组件等级概念(兼容IEC 61140)

 

 

 

 

1)  组件等级0级 (Class 0)与旧版IEC 61730-1的应用等级B相对应,描述为“公众限制接近的,输出危险电压电流、及危险功率”。

 

 

 

 

 

2)  组件等级I级 (Class I),对应特殊安装测量要求。

3)  组件等级II级 (Class II)与旧版IEC 61730-1的应用等级A相对应,描述为“公众可接近的,可能会输出危险电压电流、及危险功率,具备基本绝缘”。

4)  组件等级III级 (Class III)与旧版IEC 61730-1的应用等级C相对应,在标准测试条件下功率不应超过240W,开路电压不应超过35V,短路电流不应超过8A。在功能性绝缘之外无需更高级绝缘,不太可能出现电击或火灾风险。

5)  不同光伏组件等级需使用以下标识标明等级:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.对标识要求的变化

 

1)  标识 (marking)

a)  根据IEC 60904-3,所有电性能数据需与标准测试(STC)相关联。

b)  根据IEC 62852,光伏连接器与布线需要标识“负载下禁止断开”(如下图所示,参见附录A)

 

 

 

 

c)  对于II级与0级组件,根据IEC 60417,在光伏组件电力连接方式旁边应使用如下标识:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)  标志 (symbols)

 

 

 

 

 

a)  等电位连接

光伏组件的接线终端或者链接位置,要与现场安装的连接导体相适应进行等电位接地连接,并应根据IEC 60417-5021(下图图二)标明合适的标志。下图图一亦可作为替代图标使用。

 

 

 

 

b)  功能性接地

 

 

 

 

 

光伏组件的接线终端或者链接位置,要与现场安装的功能性接地导体相适应,并应根据IEC 60417-5018(下图图三)标明合适的标志。

 

 

 

 

c)  提供文件的要求

 

 

 

 

 

默认环境温度为(-40℃到+40℃),其他适用温度区间需指明。

 

4.对电气要素与绝缘更全面的要求

 

1)  内部导线

除了需要继续满足电流传输能力之外,新标准根据内部导线所在位置的污染等级,需采取相应腐蚀防范措施。

2)  外部导线与电缆

目前需符合EN 50618,相应IEC 62930正在编写当中,将取代EN 50618

3)  电连接器

外部直流电连接器需满足IEC 62852要求,并按照上文所述进行合理标识。

4)  接线盒

满足IEC 62790要求

5)  前板与背板

除IEC 61730-2列出的应满足测试条件之外,还需满足如下要求:

IEC 60216-2要求柔性多层板在需考虑的特定条件下评估温度指数、相对耐热指数(相对温度指数),与UL 746B相符合的相对温度指数可替代相对耐热指数。

6)  绝缘间隔物

IEC 61730-2列出应满足的测试条件。

7)  电气连接

a)  外部电缆终端与光伏带缆连接器

符合IEC 62790

b)  光伏组件内部的接合与连接

须具备机械连接安全与电气连续性,焊接或者导电连接

8)  封装材料

除IEC 61730-2列出的应满足测试条件之外,还需满足IEC 62788-1

a)  温度区间标称值应包括特定应用的温度区间

b)  材料分组、绝缘电阻与介电强度(绝缘强度)应与特定应用相适合。

9)  旁路二极管

旁路二极管要求可承受相应电流电压,四项合格性检验分别为:旁路二极管热测试(MST25),耐热测试(MST 22),旁路二极管功能性测试(MST07),与目测检查(MST 01)。

 

5.对机械连接件的要求

 

1) 一般要求

本章节定义了在达到机械稳固性和相应电气功能条件下,光伏组件机械连接的最低要求。在光伏组件里,包含如下典型机械连接:

a)框架内连接

b)组件安装接口

c)支架系统的框架和夹钳

d)等电位接地连接的方式

e)接线盒附件到光伏组件的连接方式(硅树脂,胶带等)

f)薄层之间的机械连接

2)  螺纹接口

相应测试为MST 33a 及MST 33b

3)  铆钉连接

4)  攻丝螺丝连接

5)  形态/压力/过盈(紧配合)

相应测试为组件破坏测试(MST 32)和静态机械负载测试(MST 34),在这两个测试之前和之后需要有等电位接地连接的连续性测试(MST 13)

6)  粘合剂连接

特别注意粘结剂的接缝部分在5.6.4.2章节详细说明,其中包含剥皮测试(MST 35)与搭接剪切强度测试(MST 36)

7)  其他连接方式

 

6.电极防护连要求的相应调整

 

1) 绝缘的三个新概念(1-32页)

基本绝缘 功能绝缘加强绝缘

绝缘类型的要求(与IEC 61140定义兼容)

保护分类

(IEC 61140)

直接接触的保护要求

带电部件与可接触到的金属部件之间的绝缘

带电部件与可接触到的表面之间的绝缘

同一点路中存在电势差的带电部件间的绝缘

Class 0 (B)

需要

B

B

B

Class II (A)

需要

R

R

B

Class III (C)

不需要

F

F

F

字母代表含义:

F: 功能性绝缘            B: 基本绝缘          R: 加强绝缘

2) 引入污染等级(Pollution Degree)概念(1-33页,1-B p6)

一等:无污染,或者只发生干燥绝缘污染。无影响。

二等:只发生绝缘污染,不包括暂时性由冷凝引起的导电污染

三等:发生导电性污染,不包括干燥绝缘污染由于泠凝转为导电污染

3) 引入漏电起痕指数(CTI)与材料分组(1-附录B,7页)概念(依照IEC 60112标准,CTI大于等于600为第一组)

 

 

 

 

4)  爬电距离与电气间隙

 

 

 

 

 

 示例:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

两个导电单元中间有肋状突起,下方阴影部分为绝缘材料,则电气间隙为肋状突起上方最短空气距离(虚线部分),爬电距离与肋状突起轮廓一致(实线部分)。

下列影响因子(打钩部分)需要考虑最小距离:

影响因子

电气间隙

爬电距离

工作电压

(均方根电压,直流电压,或电压峰值)

X(电压峰值)

X(均方根电压,直流电压)(附录p9,B.4.2 电压)

周期性电压峰值

X


额定电源电压

X

X

电源瞬态过电压

X


安装类别

X


污染等级(PD)

X

X

材料分组(CTI)


X

电介质应力

X

X

绝缘类型

X

X

以Class II 太阳电池为例,详见下表:

文件中表三:

 

 

 

 

文件中表四:

 

 

 

 

重要改动示例:

 

1.  标定系统电压1000V DC,污染等级1等,

最小电气间隙,测试序列B1

最小爬电距离,6.4 mm

(对应旧版标识8.4 mm)

2.  标定系统电压1000V DC,污染等级2等,

最小电气间隙,每种情况需单独考虑

最小爬电距离,根据材料分组:1组10 mm,2组14.2 mm,3组20 mm

(对应旧版8.4 mm)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)  胶合接头 (Cemented Joints)

 

 

标准参见表3,4第四行(符合IEC 61558-1 表13)

6)  薄层绝缘

a)单层板

b)多层板

最小距离、相应测试及通过标准如下图所示: