光伏組件安全鑒定測試規(guī)范

1、XXXXX有限公司光伏組件安全鑒定測試規(guī)范文件名稱文件編號版 本編制部門編 制審 核批 準(zhǔn)公布日期改版履歷版本更改內(nèi)容編制人生效日期1. 目的 為了合理的驗證光伏組件安全性能，以確保必要的測試項目得到統(tǒng)一和規(guī)定，進而保證產(chǎn)品質(zhì)量，滿足產(chǎn)品設(shè)計需求。2. 適用范圍本規(guī)范沒有涉及海上和交通工具應(yīng)用時的特殊要求，也不適用于集成了交/直流逆變器的組件。本規(guī)范的試驗程序和通過判據(jù)為了發(fā)現(xiàn)由誤用應(yīng)用等級，不正確的使用方法或組件內(nèi)部元件破碎而引起的火災(zāi)、電擊和人身傷害的隱患。3. 術(shù)語定義光伏組件的應(yīng)用等級定義如下：A級：公眾可接近的、危險電壓、危險功率應(yīng)用通過本等級鑒定的組件可用于高于直流50V或240W

2、以上的系統(tǒng)，同時這些系統(tǒng)是公眾有可能接觸或接近的。通過本標(biāo)準(zhǔn)和IEC61730-2適用于本應(yīng)用等級的安全鑒定的組件被認(rèn)為滿足安全等級II的要求。B級：限制接近的、危險電壓、危險功率應(yīng)用通過本等級鑒定的組件可用于以圍欄或特定區(qū)劃限制公眾接近的系統(tǒng)。通過本應(yīng)用等級的組件只提供了基本的絕緣保護，這類組件被認(rèn)為滿足安全等級0的要求。C級：限定電壓、限定功率應(yīng)用通過本等級鑒定的組件只能用于低于直流50V和240W的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)公眾是有可能接觸和接近的。通過本標(biāo)準(zhǔn)和IEC61730-2適用于本應(yīng)用等級的安全鑒定的組件被認(rèn)為滿足安全等級III的要求。注：安全等級在IEC61140中規(guī)定。4. 引用標(biāo)準(zhǔn)IE

3、C 61646，地面用薄膜光伏組件設(shè)計鑒定和定型5. 測試內(nèi)容組件應(yīng)進行的試驗由IEC61730-1確定的應(yīng)用等級決定，下表列出各等級所需的試驗項目。試驗的順序應(yīng)根據(jù)測試序列進行?；趹?yīng)用等級的試驗要求應(yīng)用等級試驗ABC預(yù)試驗：×××MST51 溫度循環(huán)試驗（TC50或TC200）×××MST52 濕-凍試驗（10HF）×××MST53 濕-熱試驗（DH1000）×××MST54 紫外預(yù)試驗常規(guī)檢查試驗：×××MST01 外觀檢查電擊危險試驗：&

4、#215;×-MST11 可接觸性試驗××-MST12 抗劃傷試驗×××MST13 接地連續(xù)性試驗××*-MST14 沖擊電壓試驗××*-MST16 絕緣試驗××-MST17 濕漏電試驗×××MST42 引線端強度試驗火災(zāi)危險試驗:×××MST21 溫度試驗×××MST22 熱斑耐久試驗×*-MST23 防火試驗××-MST26 反向電流過載試驗機械應(yīng)力試驗

5、×-×MST32 組件破損試驗×××MST34 機械載荷試驗部件試驗×-MST15 局部放電試驗××-MST33 導(dǎo)線管彎曲試驗×××MST44 接線盒孔口蓋擊開試驗× 要求進行的試驗。- 不要求進行的試驗。* 應(yīng)用等級A和B有不同的試驗要求。* 安裝在屋頂?shù)慕M件最低要求是防火等級C。5.1外觀檢查MST015.1.1目的檢查出組件的任何外觀缺陷。5.1.2程序本試驗等同IEC61215/IEC61646的10.1，并有以下的附加檢查判據(jù)：· 可能影響安全的其它任何

6、條件；· 與IEC61730-1第11章規(guī)定的標(biāo)識不一致。用筆錄、照片標(biāo)識任何裂紋、氣泡或脫層等的位置和性狀，這些缺陷可能在后續(xù)試驗中惡化并對組件的安全性能產(chǎn)生不利影響。除了下節(jié)所列的嚴(yán)重外觀缺陷，其它目測到的外觀缺陷對安全試驗鑒定是可接受的。5.1.3合格判據(jù)對于安全試驗鑒定，以下缺陷被認(rèn)為是嚴(yán)重外觀缺陷：a) 斷裂、裂紋或破裂的外表面；b) 嚴(yán)重到會降低組件安全性的外表面彎曲或錯位，包括上表面、下表面、框架、接線盒；c) 氣泡或脫層在任何帶電部件與組件邊緣之間形成一連續(xù)通路；或氣泡、脫層在試驗期間有明顯增大，如果該試驗繼續(xù)進行，這些氣泡或脫層會發(fā)展成連續(xù)通路；d) 封裝材料、背表

7、面、二極管或帶電光伏部件的任何熔化或燒毀的痕跡；e) 機械完整性受損到削弱組件安裝和運行的安全性能的程度；f) 標(biāo)識不符合IEC61730-1第12章的要求。5.2可接觸性試驗MST115.2.1目的確定未絕緣的帶電體是否會造成對人身電擊的危害。5.2.2設(shè)備設(shè)備如下：a) 按IEC 61032圖7所示的11號圓柱型試驗工具。b) 歐姆表或?qū)y試儀。5.2.3程序試驗程序如下：a) 根據(jù)制造商推薦的方法安裝組件并進行連線；b) 將歐姆表或?qū)y試儀與組件電路連接，并連接到試驗工具上；c) 移去組件上所有不用工具就可去掉的覆蓋物、插頭和連接器等的部分；d) 試驗工具在所有的電連接器、插頭、接線

8、盒以及組件電路可達到的任何區(qū)域，用試驗工具進行探測；e) 在探測期間監(jiān)視歐姆表或?qū)y試儀以確定試驗裝置與組件電路是否有電接觸。5.2.4最終測試無。5.2.5要求試驗過程中試驗工具和組件電路之間的電阻不允許低于1MW。5.2.6合格判據(jù)試驗過程中試驗工具在任何時刻都不允許與任何帶電體接觸。本試驗在圖1所示的試驗順序的開始和結(jié)束時進行，但是如果有理由認(rèn)為某一試驗會造成帶電體裸露，本試驗可在試驗順序中的任何時刻加試。5.3抗劃傷試驗MST125.3.1目的確定聚合物材料作為前后表面的組件是否能夠經(jīng)受住安裝和維護過程中的常規(guī)操作，而無人身電擊的危險。本試驗引自ANSI/UL1703。5.3.2試驗

9、裝置試驗裝置如圖2所示，該設(shè)備拉動一尖銳物劃過組件表面，尖銳物為厚度為0.64±0.05mm的碳鋼刀刃（例如，手工鋼鋸條的背面），并施加8.9±0.5N的壓力。5.3.3程序試驗程序如下：a) 將組件前表面向上水平放置；b) 將試驗裝置放在組件上停留1min，然后以150±30mm/s的速度拉過組件；在不同的方向重復(fù)該步驟5次。c) 對組件的后表面重復(fù)進行a）和b)。5.3.4最終測試重復(fù)MST01、MST13、MST16和MST17試驗。5.3.5合格判據(jù)合格判據(jù)如下：a) 無明顯跡象顯示前表面或后表面被劃破，致使組件的帶電體被暴露。b) MST13、MST16

10、、MST17的試驗結(jié)果應(yīng)滿足與最初測試相同的要求。拴：A 150mm 從轉(zhuǎn)動軸到施壓物的重心。B 170mm 從測試點到轉(zhuǎn)動軸。C 測試點：0.64mm厚的鋼條。Q 施加于測試點Q的合力：8.9N。（原標(biāo)準(zhǔn)該處有錯，應(yīng)為7.9N。2 lbs*150mm/170mm/2.2kg/lbs*9.8N/kg）圖2 抗劃傷試驗5.4接地連續(xù)性試驗MST135.4.1目的證明組件所有裸露導(dǎo)體表面之間有一導(dǎo)電通路，這樣光伏系統(tǒng)中裸露導(dǎo)體表面能夠充分地接地。只有組件存在裸露導(dǎo)體時，如金屬框架或金屬接線盒，才要求進行本試驗。5.4.2儀器儀器如下：a) 能夠提供2.5倍于組件最大過流保護電流值的恒流源，見MST

11、26。b) 合適的電壓表。注：根據(jù)IEC61730-1，最大過流保護電流值由制造商提供。5.4.3程序程序如下：a) 把制造商指定的接地點按其推薦的接地連接方法連接到恒流源的一端；b) 在與之相鄰（連接）的裸露導(dǎo)體上找到與接地點有最大電通道距離的點，將該點連接到恒流源的另一端；c) 將電壓表的兩端連接到緊臨電流引線處的導(dǎo)體上；d) 通入2.5倍±10%組件最大過流保護電流至少2min；e) 測量電路電流和相應(yīng)的電壓降；f) 減少電流至0；g) 在框架上的其他位置重復(fù)進行該試驗。5.4.4最終測試無。5.4.5合格判據(jù)選定的裸露導(dǎo)體和其他任意導(dǎo)體之間的電阻必須小于0.1W。5.5脈沖電

12、壓試驗MST145.5.1目的本試驗用于驗證組件中固體絕緣材料承受大氣環(huán)境引起的過電壓的能力。它也涉及到由于低電壓設(shè)備開關(guān)引起的過電壓狀態(tài)。注：如果組件出售時均帶有邊框， 沖擊電壓試驗應(yīng)用帶邊框的組件進行。5.5.2儀器試驗儀器如下：a) 沖擊電壓發(fā)生器；b) 示波器。5.5.3程序為保證試驗的重復(fù)性，本試驗應(yīng)在室溫和相對濕度小于75%的條件下進行。程序如下：a) 用銅箔覆蓋整個組件（未安裝邊框的組件），連接銅箔至脈沖發(fā)生器的負(fù)極；b) 將組件輸出端短接，并與沖擊電壓發(fā)生器的正極相連；銅箔的參數(shù)如下：1) 銅層厚度：0.03 到 0.05mm。2) 導(dǎo)電膠：電阻<1W，測量面積：625m

13、m2。3) 總厚度 ：0.05 到 0.07mm。c) 組件無光照，用沖擊電壓發(fā)生器施加脈沖電壓，峰值電壓如表8、波形如圖3所示。脈沖波形用示波器檢測，每次試驗時應(yīng)檢驗上升時間和脈沖持續(xù)時間；注1：根據(jù)IEC60664-1 中2.2.2.1.1的規(guī)定，組件屬III類過電壓器件。由于通常組件均配備過壓保護器件，試驗等級已降低了一級。另一方面，為證實增強型絕緣（如應(yīng)用等級A和安全等級II所要求），應(yīng)用等級A的試驗等級已提高了一級。表8 脈沖電壓與最大系統(tǒng)電壓最大系統(tǒng)電壓V脈沖電壓應(yīng)用等級AV應(yīng)用等級BV100150080015025001500300400025006006000400010008

14、0006000注2：如最大系統(tǒng)電壓不同于表中所列，可以采用線性內(nèi)插法。d) 必須施加3個連續(xù)的脈沖；e) 改變脈沖發(fā)生器終端的極性，再施加3個連續(xù)的脈沖。5.5.4最終的測試重復(fù)MST01 外觀檢查。5.5.5合格判據(jù)合格判據(jù)如下：a) 試驗期間未觀測到組件絕緣破壞或表面閃絡(luò)的現(xiàn)象；b) 無10.1 定義的嚴(yán)重外觀缺陷。注：O1為脈沖電壓的起點，該點為線性時間軸與A、B點確定的直線的交點。圖3 按IEC60060-1規(guī)定的脈沖電壓波形5.6絕緣試驗MST165.6.1目的確定組件載流元件與框架或外部是否絕緣良好。本試驗應(yīng)在環(huán)境溫度（見IEC60068-1）和相對濕度不超過75%的條件下進行。5

15、.6.2程序本試驗等同于IEC61215/IEC61646的10.3，但試驗電壓取決于應(yīng)用等級和最大系統(tǒng)電壓。應(yīng)用等級A的最大測試電壓應(yīng)等于2000V加4倍的系統(tǒng)最高電壓，應(yīng)用等級B的最大測試電壓應(yīng)等于1000V加2倍的系統(tǒng)最高電壓。5.6.3合格判據(jù)見IEC61215/IEC61646。5.7溫度試驗MST215.7.1目的本試驗用來確定構(gòu)成組件的不同部件和材料的最高參考溫度，以判定其應(yīng)用是否適當(dāng)。5.7.2試驗條件試驗時周圍環(huán)境溫度可在20º到55ºC之間。按IEC 60904-2和IEC 60904-6的規(guī)定，試驗時組件平面的輔照度不應(yīng)低于700W/m2，輻照度用精度

16、±5%經(jīng)校準(zhǔn)的儀器測量。所有數(shù)據(jù)的采集均應(yīng)在風(fēng)速小于1m/s時進行。5.7.3程序試驗用組件安裝在厚約為19mm的木板、壓制板或復(fù)合板制成的平臺上。平臺安裝樣品的一面應(yīng)漆成不反光的黑色。平臺每邊應(yīng)比組件至少長出60cm。根據(jù)制造商提供的安裝說明書把試驗組件安裝在平臺上。如果說明書提供了不止一種安裝方式，應(yīng)使用最壞狀態(tài)的安裝方式。如果沒有指定安裝方式，試驗用組件應(yīng)直接安裝在平臺上。組件部件的溫度應(yīng)使用校驗過的、最大測量不準(zhǔn)確度為±2的儀器或系統(tǒng)測量。分別測試組件開路和短路兩種工作狀態(tài)，記錄每個測試位置在達到熱穩(wěn)定后的溫度。達到熱穩(wěn)定是指每隔5min記錄一個溫度，連續(xù)3個溫度之

17、間的變化小于±1。在實際環(huán)境溫度（Tamb）下測得的部件溫度（Tobs）應(yīng)折合到40的參考環(huán)境溫度。折合公式為：Tcon=Tobs+（40-Tamb），其中Tcon是折合后的溫度。如果溫度試驗中得到不合格的結(jié)果，并且因該結(jié)果與試驗臨界條件有關(guān)，盡管試驗條件在規(guī)定的范圍內(nèi)，但比需要的條件更惡劣，例如，試驗時的環(huán)境溫度接近允許值的上限，試驗可在更靠近許可范圍中點的條件下重新進行。如果輻照度不是1000W/m2，應(yīng)在兩輻照度下測量溫度，兩個輻照度之間最小間隔為80W/m2，然后用二次方程外推得到輻照度為1000W/m2的溫度。典型的測試點包括：· 組件中心電池對應(yīng)的上表面處；&#

18、183; 組件中心電池對應(yīng)的下表面處；· 接線盒壁內(nèi)表面；· 接線盒內(nèi)部空間；· 現(xiàn)場接線端子；· 現(xiàn)場接線用引線的絕緣層；· 電連接器外殼（如果配有）· 二極管外殼（如果配有）注：由結(jié)構(gòu)的不同，實驗室可對每個所述區(qū)域設(shè)置多于一個的數(shù)據(jù)采集點。5.7.4要求要求如下：a) 測量溫度不超過表9列出的表面、材料和部件對應(yīng)的溫度要求：b) 組件的任何部分無蠕變、變形、下陷、燒焦或類似10.1定義的損傷。表9 部件溫度極限元件、材料或部件溫度極限絕緣材料：c)聚合物a)纖維90層壓酚類化合物125模壓酚類化合物150現(xiàn)場接線端子，金屬元件高于

19、環(huán)境溫度30接線盒中導(dǎo)線可接觸到的部分a)或d)，較高的一個，或b)帶絕緣的導(dǎo)體d)安裝表面（框架）和結(jié)構(gòu)件之間的間隙90a) 材料的相對指示溫度（RTI）減去20。b) 如果對使用導(dǎo)體有最小溫度額定值的標(biāo)識，接線盒中端子溫度可超過該值，但不應(yīng)高于90。c) 如果能夠確定較高的溫度不會有火災(zāi)或電擊的危險，高于規(guī)定的溫度是可接受的。d) 帶絕緣的導(dǎo)體溫度不應(yīng)超過導(dǎo)體的額定溫度。5.8防火試驗MST235.8.1目的本試驗用于確定光伏組件作為屋面材料或安裝在現(xiàn)有屋面之上時的基本的防火能力。這些組件可能暴露在火災(zāi)中，因此必須對其暴露在外部火源時的防火能力提供標(biāo)定。對試驗后組件的功能不作要求。注：本試

20、驗規(guī)定了基本的要求。對用于建筑的組件可能不能滿足所有國家或地區(qū)的建筑法規(guī)的要求需要加強或附加的試驗。防火等級從C（基本的防火等級）到B，再 到A（最高的防火等級）。最低的防火等級C是所有安裝在建筑物上組件的最低要求。特殊的應(yīng)用可能要求更高級別的鑒定。5.8.2方法用以替代有防火等級的屋面材料的組件或安裝在已有的帶防火等級的屋面上的光伏組件，需進行附錄A中的燃塊試驗和火焰蔓延試驗，該試驗基于ANSI/UL790。應(yīng)提供足夠多的樣品以分別進行火焰蔓延和燃塊試驗。通過本試驗的產(chǎn)品是不易燃的，可對屋頂結(jié)構(gòu)提供一定的防火保護，不從其固定的位置滑落，也不會產(chǎn)生燃燒濺出物。5.8.3合格判據(jù)光伏組件應(yīng)達到附

21、錄A要求的防火等級。安裝在已有屋面上的組件應(yīng)進行燃塊試驗和火焰蔓延試驗。對用作屋面材料的組件應(yīng)進行ANSI/UL790規(guī)定的其它后續(xù)試驗。 注：IEC TC82希望將國際防火試驗標(biāo)準(zhǔn)，例如ISO 834用于光伏組件的防火試驗。在標(biāo)準(zhǔn)出版前，這里描述的試驗將作為組件安全鑒定的最低要求。5.9反向電流過載試驗MST265.9.1目的組件中包含外面有絕緣層的導(dǎo)電材料。在發(fā)生反向電流的故障時，并在電路中所裝的過流保護器斷開電路之前，組件的電池和互連條將被迫發(fā)熱以消耗能量。本試驗用以確定在這種狀態(tài)下組件對燃點和火災(zāi)的承受能力。5.9.2程序用一張單層的白薄紙覆蓋在一塊19mm厚的軟松木板上，后將試驗組件

22、的上表面朝下放置其上。組件的背表面覆蓋一層細(xì)紗布。該細(xì)紗布是一種未經(jīng)處理的棉布，規(guī)格為26m2/kg 到28m2/kg，支數(shù)為32乘28。短路所有的防反二極管。試驗應(yīng)在無風(fēng)條件下進行。組件上輻照度應(yīng)低于50W/m2。將一臺實驗室用直流電源連接到組件上，電源正極接組件輸出端的正極。反向試驗電流（Itest）應(yīng)等于制造商提供的組件過流保護電流額定值的135%。試驗電源電流值應(yīng)被限制為Itest，加大電源電壓使反向電流能流過組件。試驗應(yīng)持續(xù)2h，或出現(xiàn)失敗時。注：關(guān)于最大過流保護額定值，見IEC61730-1中12.1。5.9.3合格判據(jù)合格判據(jù)如下：a) 組件沒有燃燒，與組件接觸的細(xì)紗棉布和白薄紙

23、也沒有燃燒或焦斑；b) MST17 應(yīng)滿足與最初測試相同的要求。5.10組件破裂試驗MST325.10.1目的本試驗的目的是確認(rèn)如果組件破裂后，劃傷或刺傷的危險能被減至最小。5.10.2背景本試驗引自ANSI Z97.1中的碰撞試驗。5.10.3裝置裝置如下：a) 撞擊袋應(yīng)為皮革制的與吊袋形狀和尺寸類似的袋子，袋子應(yīng)用鉛子彈或鉛球（直徑2.5 到3.0mm，即7.5號子彈）填充到要求的重量。圖4為撞擊袋的設(shè)計。袋子的外表面應(yīng)用膠帶包裹，如圖所示。試驗時，撞擊袋應(yīng)用1.3cm寬的有玻璃絲增強的壓敏膠帶完全包裹（見圖4）。b) 必須使用與圖5和圖6類似的測試框架以減小試驗中的移動和偏轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)框架和

24、支柱應(yīng)為100mm×200mm或更大的槽鋼，其最小截面慣性矩應(yīng)大約有187cm2。框架的邊角處采用焊接或螺栓安全地固定在一起，以減小碰撞時的扭曲。試驗框架還應(yīng)用螺栓固定在地面上以防試驗時移動。c) 撞擊袋充以約45.5kg重的鉛彈，從1.2m的垂直高度自由下擺時將產(chǎn)生542J的動能。5.10.4程序?qū)⒔M件用制造商指示的方法牢固地安裝在測試框架居中的位置。試驗程序如下：a) 撞擊袋靜止，其到組件表面的距離不超過13mm，到組件中心的距離不超過50mm；b) 拉起撞擊袋到300mm高，等袋子穩(wěn)定后，放開袋子撞擊組件；c) 如果組件沒有破裂，拉起撞擊袋到450mm高，重復(fù)b）。如果仍然無破

25、裂，拉起撞擊袋到1,220mm高，再重復(fù)b）。5.10.5合格判據(jù) 如果滿足以下任何一條判據(jù)，組件應(yīng)判定為通過破裂試驗：a) 當(dāng)破裂發(fā)生時，無直徑大于76mm（3 inch）的球可自由穿過的裂縫或開口。b) 當(dāng)破損發(fā)生時，在撞擊后5min內(nèi)收集到的最大的10片無裂紋的碎片,其總重量的克數(shù)不大于樣品厚度的毫米數(shù)乘16。c) 當(dāng)破裂發(fā)生時，無大于6.5cm2的碎片濺出組件以外。d) 組件沒有破裂。圖4 撞擊物圖5 撞擊框架1注：固定試驗樣品的夾緊框架沒有標(biāo)識圖6 撞擊框架25.11局部放電試驗MST15本試驗參考IEC60664-1 中的4.1.2.4。5.111目的未經(jīng)過適當(dāng)?shù)腎EC絕緣材料預(yù)鑒

26、定的聚合物材料用作組件上表層或下表層時，必須通過局部放電試驗。作為上表層或下表層的任何聚合物均應(yīng)進行本試驗（見IEC 61730-1）。5.11.2預(yù)處理 建議采用組件封裝前的聚合物薄膜材料進行局部放電試驗。5.11.3儀器符合IEC60664-1標(biāo)準(zhǔn)電荷測量儀或無線電干涉儀。5.11.4程序程序如下：a) 根據(jù)IEC60664-1中 C.2.1 和D.1，試驗電壓從低于最大系統(tǒng)電壓的值開始，逐漸升高電壓至局部放電發(fā)生( 閾值電壓)，再繼續(xù)升高10%；b) 然后將電壓降低到局部放電消失；c) 當(dāng)充電密度降到1pC時，應(yīng)認(rèn)為已達到猝失電壓。該電壓須用精度5%的儀器測量；d) 局部放電的猝失電壓可能受環(huán)境條件的影響。對這些影響應(yīng)考慮F1為1.2的基本安全因子。e) 根據(jù)IEC60664-1中4.1.2.4滯后因子被減至1。安全等級A要求加強型絕緣有一附加安全因子F3=1.25，因此試驗電壓的初始值為1.5Uoc（系統(tǒng)電壓又組件制造商給出）；f) 用10個試驗樣品重復(fù)測試。5.11.5合格判據(jù)如果局部放電猝失電壓的平均值減去標(biāo)準(zhǔn)偏差大于給定最大系統(tǒng)電壓的1.5倍，那么該聚合物通過本試驗。5.12導(dǎo)線管彎曲試驗MST335.12.1目的組件如帶有接線盒，并且該接線盒是準(zhǔn)備與導(dǎo)線管配合使用作為永久性配線系統(tǒng)時，必須保證接線盒的結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)受安裝時或安裝后可能作用到導(dǎo)線管上