光伏、儲能、充電一體化系統(tǒng)用電纜的標準與要求

光伏、儲能、充電一體化系統(tǒng)用電纜的標準與要求1光儲充設備用電纜標準的技術要求4/12/20242《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》11月2日，國務院辦公廳印發(fā)，“光儲充放”一體化充電站得到官方背書。規(guī)劃提出：我國新能源汽車進入加速發(fā)展新階段

新能源汽車產(chǎn)銷量連續(xù)五年居全球首位，產(chǎn)業(yè)進入疊加交匯、融合發(fā)展新階段。提高技術創(chuàng)新能力深化“三縱三橫”研發(fā)布局。推動新能源汽車與能源融合發(fā)展促進新能源汽車與可再生能源高效協(xié)同。

鼓勵“光儲充放”（分布式光伏發(fā)電—儲能系統(tǒng)—充放電）多功能綜合一體站建設。….目錄4/12/2024Pleaseinsertfootnote3123CONTENTS光伏發(fā)電系統(tǒng)用電纜電池儲能系統(tǒng)用電纜新能源汽車充電系統(tǒng)用電纜4光伏發(fā)電系統(tǒng)用電纜標準差異5類別項目2PfG1169/08.2007EN50618:2014IEC62930:2017命名及結構產(chǎn)品型號PV1-FH1Z2Z2-K62930IEC131(Class5,Halogenfree)62930IEC132(Class2,Halogenfree)62930IEC133(Class5,Containhalogens)62930IEC134(Class2,Containhalogens)額定電壓DC1.0kV(max.1.8kV)AC0.6/1kV（U0/U）DC1.5kV(max.1.8kV)AC1/1kV（U0/U）DC1.5kV(max.1.8kV)AC1/1kV（U0/U）產(chǎn)品規(guī)格1X1.5…351X1.5…2401X1.5…400絕緣/護套無鹵交聯(lián)材料無鹵交聯(lián)材料可以有鹵素或無鹵素交聯(lián)材料多芯電纜平行線平行線平行線，麻花線測試項目尺寸與絕緣電阻最薄點≥0.5mm20℃10^14Ω·cm90℃10^11Ω·cm見Table1見Table1絕緣電阻最小值增大耐臭氧只有MethodBMethodAMethodB只有MethodA熱延伸-250±3°C200±3°C單根垂直燃燒試驗類別為S，抽樣試驗試驗類別為S，抽樣試驗試驗類別為T，型式試驗鹵素及煙密度只有鹵素，沒有煙密度必選項目可選項目敷設安裝彎曲半徑無說明無說明OD≤12mm：彎曲半徑≥3DOD>12mm：彎曲半徑≥4DIEC62930標準介紹6熱壽命評價試驗方法：IEC60216-1＋IEC60216-2壽命終點：斷裂伸長率保留率50％。要求：通過阿累紐斯回歸曲線外推至20000h時的溫度指數(shù)TI,TI≥120oC。阿列紐斯曲線τ=AeB/θ

A,B：常量

θ：溫度（oC）

τ：壽命（h）二元一次方程式y(tǒng)=a＋bxy=lnτx=1/θa=lnAb=BIEC62930標準介紹7熱老化溫度和時間設計的原則1）低溫點：當斷裂伸長率保留率達到50%的最小時間為5000小時；2）高溫點：當斷裂伸長率保留率達到50%的最小時間為100小時；3）老化溫度間隔不能大于20℃，外推溫度不能大于25℃。對于耐溫等級120℃的材料，可以選擇145℃、165℃、185℃至或145℃、160℃、175℃至少三個溫度點進行老化試驗。AS/NZS5033-2021Installationandsafetyrequirementsforphotovoltaic(PV)arrays8鋁合金導體光伏電纜9鋁合金導體光伏電纜在光伏行業(yè)的應用交流側–可廣泛應用直流側–已開始嘗試投入使用面臨的技術挑戰(zhàn)：載流量小抗拉強度低，耐彎曲性能差銅鋁連接問題-鋁合金表面氧化膜-銅鋁電化學腐蝕-銅鋁膨脹系數(shù)不一致-鋁的壓蠕變變形大鋁合金導體光伏電纜10性能需求：減輕電纜重量具備耐臭氧、耐酸堿和耐環(huán)境氣候等耐外部環(huán)境特點25年長壽命降低安裝成本，可直埋，可用于多組件串并聯(lián)。載流量滿足要求鋁導體機械性能滿意銅鋁連接安全統(tǒng)一的型號和實驗項目，避免要求不一StatusofstandardsforPVALNewTUVRheinland’s2PfG2642/01.22:

“RequirementsforElectriccableswithaluminumalloyconductorsforuseinphotovoltaic-systems”DevelopedbyTUVRheinlandincooperationwithtensofChinesecablemanufacturers,NationallaboratoriesandEndusers.Basedonexisting2PfGandIEC62930:2017.12.04.2024

11MajorChanges2Codedesignation

PV1500DC-ALwithCodeofconductorscharacteristic:Class1,2solidconductorsandstrandedconductors………………omitClass5flexibleconductors…………………-KCodeofthermalendurancecharacteristic:Thermalindex90°C………………………omitThermalindex120°C……………………120°CCodeofarmour:Unarmoredcables…………………………omitDirectburialarmoredcables………………DB12.04.2024

12MajorChanges3Conductors

TheclassesoftheconductorsshallbeClass1,2inaccordancewithIEC60228orClass5inaccordancewithannexA.NOTECableswithClass5conductorsaresuitableforfreemovable,freehangingandfixedinstallation.CableswithClass1,2conductorsarelimitedtofixedinstallationswherenoflexing.PreferreddiametersforClass1,2conductors:10to400mm2PreferreddiametersforClass5conductors:2.5to400mm212.04.2024

13MajorChanges3Conductors-AnnexARequirementofaluminiumalloyconductors

Material,ConstructionandResistance.BasedonISO19642-4,-6,ASTMB800-05andmanufacturers'suggestions.12.04.2024

14TableA.1ChemicalcompositionofaluminiumalloyTableA.2Class5flexiblealuminiumalloyconductorsNominalcross-sectionalareamm2MaximumdiameterofwiresinconductormmMaximumdiameterofconductormmMaximumresistanceofconductorat20°CΩ/km2,50,312,413,2040,313,08,1060,313,95,05100,415,13,08160,416,31,91250,417,81,200350,419,20,868500,4111,00,641700,5113,10,443950,5115,10,3201200,5117,00,2531500,5119,00,2061850,5121,00,1642400,5124,00,1253000,5127,00,10004000,5131,00,0778MajorChanges3Conductors-AnnexARequirementofaluminiumalloyconductors

TableA.3Mechanicalpropertiesofclass5flexiblealuminiumalloyconductors12.04.2024

151233456Ref.TestUnitsRequirementsCategoryofTestmethoddescribedinNo.

teststandardclause1Tensilestrength

T,SISO6892-1:2019

Valuestobeobtainedforthetensilestrength

–median,min.N/mm298to159

2Elongationatbreak

T,SISO6892-1:2019

Valuestobeobtainedfortheelongationatbreak:

–median,min.%10

3Bendingtest

T

AnnexC(GB/T4909.5-2009)

Bendingangle°90

–

Numberoftimesnotdamaged

≥20

4CompressiveCreep

Ifrequired

AnnexD(GB/T30552-2014AnnexB)

PressurestressMPa55

Temperature°C90

Durationh100

-

Compressivecreepcurve

-

MajorChanges3Conductors-AnnexARequirementofaluminiumalloyconductors

TableA.3Mechanicalpropertiesofclass5flexiblealuminiumalloyconductors12.04.2024

16BendingtestAnnexC(GB/T4909.5-2009)CompressiveCreepAnnexD(GB/T30552-2014AnnexB)Accordingtotheobtainedoriginalcreepdata,calculatethecreepstrainofthesampleateachtimepoint,anddrawthe“creepstrain–time”curve.Aluminum-CopperConnection

Certificatesshallstate“Forconnections,suitablealuminum-copperconnectorsshallbeused”12.04.2024

17Thestatementin2PfG2642:Foraluminiumalloyconductorsspecialrequirementsforterminationaretobeconsidered.Soonlysuitableterminalsspecifiedforaluminiumconductorsshallbeused.Requirementsforsuchterminalsarenotpartofthisstandard.光伏電纜新興應用場景——水上漂浮光伏（FPV）18太陽能電站不可避免地需要龐大的空間，但在印度和新加坡等人口密集的亞洲國家，可用于建設太陽能電站的土地卻非常稀缺或很昂貴，有時兩者兼有之。解決這一難題的方法之一就是將太陽能電站建造在水面上，通過使用浮體架臺支撐電板，并將所有電板連接在一起。這些浮體架臺采用中空結構，由吹塑工藝制成，成本相對較低。可以將其想象為一個由堅固的硬質(zhì)塑料制成的水床網(wǎng)。這類漂浮式光伏電站合適的選址包括天然湖泊、人造水庫以及廢棄的礦井和坑洞等。水庫湖泊采煤沉陷區(qū)河流水上漂浮光伏（FPV）用線纜標準現(xiàn)狀CablesforFloatingPVTUVRheinland’s2PfG2750/09.20:

“RequirementsforcableswithimprovedwaterresistanceforinstallationinPVSystems”DevelopedbyTUVRheinlandincooperationwithtwocablemanufacturers:Studer(Switzerland)KBE-Elektrotechnik(Germany)12.04.20241920

水上漂浮用光伏線纜標準2PfG2750/09.20結構要求PV1500-WR導體IEC60228中規(guī)定的5類銅導體，單絲必須鍍錫.推薦線截面：1,5mm2;2,5mm2;4mm2;6mm2;10mm2;......240mm2;300mm2;400mm2隔離層導體周圍可以覆蓋一層合適的無鹵材料（在導體與絕緣層之間）絕緣層導體周圍應該覆蓋一層合適的交聯(lián)無鹵材料絕緣必須是光滑的一致的且為圓形絕緣厚度：平均值不低于表1規(guī)定值(要求高于IEC62930），最小值0.9x規(guī)定值-0.1mm隔離層絕緣層周圍可以覆蓋一層合適的無鹵材料（在絕緣層與護套之間）護套芯線應該外覆護套該護套應是合適的交聯(lián)無鹵材料制成，黑色或協(xié)議規(guī)定平均值不低于表1規(guī)定值，最小值0.85x規(guī)定值-0.1mm多芯結構允許多芯，但必須單獨護套并且滿足所有標準要求Differences/AdditionalTestsbetweenIEC62930:2017and2PfG2750/09.2020

12.04.202421Longtermresistanceofinsulationtod.c.oncompletedcables2016h(12weeks)insteadof240hWater90°Cinsteadof85°CAppliedDCVoltage3,6kVinsteadof1,8kVDifferences/AdditionalTestsbetweenIEC62930:2017and2PfG2750/09.2020

basedonUL44,UL1581andUL2556Durationof14Daysand90°CWaterTemperature12.04.202422Changeofcapacitance海上光伏爆發(fā)23我國大陸海岸線長1.8萬公里，按照理論研究，可安裝海上光伏的海域面積約為71萬平方公里。按照1/1000的比例估算，可安裝海上光伏裝機規(guī)模超過70GW。截至2022年5月，我國確權海上光伏用海項目共28個，累計確權面積共1658.33公頃。其中，江蘇18個，山東4個，浙江3個，遼寧2個，廣東1個。浙江省確權面積最大，為770.89公頃。今年以來，山東、浙江等東南沿海省份正在大力推動海上光伏的發(fā)展，并出臺了具體細則。除了分布式、大基地、海上正成為光伏應用的重要場景和爭奪重點。2022年9月30日，山東省海洋局發(fā)布《關于推進海上光伏發(fā)電項目海域立體使用的通知》。同日，9月30日，浙江省自然資源廳公開征求《關于規(guī)范光伏項目用海管理的意見（征求意見稿）》意見。海上光伏發(fā)電系統(tǒng)用電纜相比湖泊、水庫等水上光伏電纜，海上光伏系統(tǒng)用電纜的要求更為苛刻

由淡水變?yōu)楹Ｋǜ玫淖杷阅?，更高的材料耐水解能力?/p>

更強的濕熱環(huán)境（電纜要滿足濕熱測試要求）

更強的陽光照射（提高電纜的耐UV性能）

海上高鹽霧的腐蝕（增加材料耐鹽霧測試）

潮濕情況下易發(fā)霉（增加材料耐霉菌測試）12.04.2024CablingandelectricalsystemcomponentsforFPV24海上光伏電纜標準重點變化1.絕緣電阻測試12.04.2024CablingandelectricalsystemcomponentsforFPV25海上光伏電纜標準重點變化2.絕緣長期耐直流測試12.04.2024CablingandelectricalsystemcomponentsforFPV26海上光伏電纜標準重點變化3.耐鹽霧腐蝕12.04.202427DC2000VPVcable-增加系統(tǒng)電壓可顯著降低成本並進?步降低均化能源成本，因為太陽能陣列將可放入更多的串聯(lián)太陽能組件。-根據(jù)IEC61140，太陽能組件的防護等級應為二級。二級太陽能組件旨在安裝在預計?般用?會接觸和接觸絕緣帶電部件的地方。並且，系統(tǒng)電壓超過1500VDC時只能安裝在工業(yè)設施中。-只有經(jīng)過訓練瞭解高壓應用以及使用太陽能組件和其故障模式相關的危害的人員可以進行維修。12.04.2024CablingandelectricalsystemcomponentsforFPV28DC2000VPVcable12.04.202429This2PfGreferstoEN50618andappliestolowsmokehalogen-free,flexible,single-corepowercableswithcross-linkedinsulationandsheath.Inparticularforuseatthedirectcurrent(DC)sideofphotovoltaicsystems,withanominalDCvoltageof2kVbetweenconductorsandbetweenconductorandearth.

絕緣厚度增加

電氣實驗參數(shù)調(diào)整

新型號PV2000-K

2000hUV測試的引入目錄4/12/2024Pleaseinsertfootnote303CONTENTS光伏發(fā)電系統(tǒng)用電纜電池儲能系統(tǒng)用電纜新能源汽車充電系統(tǒng)用電纜124/12/202431電池儲能系統(tǒng)用電纜的定義電池互連PCS連接電力電纜電化學儲能系統(tǒng)用直流側電纜是電池儲能系統(tǒng)中連接直流側的電池模塊之間、電池簇之間、電池簇與匯流箱及電池簇與儲能變流器之間的電纜電池儲能系統(tǒng)用電纜

4/12/2024Pleaseinsertfootnote32儲能電纜絕緣和護套材料的技術要點布線空間狹窄，線纜彎曲半徑小材料要求柔軟，硬度低通過單根垂直燃燒實驗材料阻燃要好電纜有使用壽命要求材料需滿足熱壽命實驗有與電池電解液接觸風險材料需耐電池電解液等液體有戶外使用、海邊使用情形材料需耐UV、耐鹽霧部分使用場景有環(huán)保要求材料需無鹵、低煙、阻燃3312/04/2024電池儲能系統(tǒng)用電纜的特點Introduction分類場景應用儲能系統(tǒng)特點BESS電纜特點室內(nèi)環(huán)境可控；可能人員密集；電池酸液長期室外-光伏-風電環(huán)境不可控；人員相對稀少耐環(huán)境要求低，環(huán)保及防火要求高-低煙-無鹵-阻燃-耐電池酸-壽命匹配耐環(huán)境要求高，環(huán)保及防火要求低-耐濕熱-耐酸堿-耐候性（UV）-耐鹽霧-阻燃-耐電池酸-壽命匹配電池儲能系統(tǒng)用電纜4/12/2024Pleaseinsertfootnote34需方：不適用的電纜安全隱患有哪些？高電壓、發(fā)熱大、使用環(huán)境因素影響、電纜阻燃……應該如何對電纜選型？材料、截面積、厚度、使用壽命、柔軟度…...高速發(fā)展的新興行業(yè)，標準不能缺失供方：應該執(zhí)行什么標準？IEC、EN、GB……應該如何進行電纜設計？材料、截面積、厚度、測試要求、客戶附加要求……研發(fā)投入大、試錯成本高電池儲能系統(tǒng)用電纜4/12/2024352019.06TUV萊茵頒布全球首份電化學儲能系統(tǒng)用電纜標準：2PfG2693/06.19《RequirementsforElectricCablesConnectedtoBatteryEnergyStorageSystem》。2022.06TUV萊茵擬對該標準進行更新，同時聯(lián)合上海國纜檢測有限公司(TICW)，共同起草標準。TUV萊茵屆時將發(fā)布2PfG2693新版本。國纜檢測同時將發(fā)布TICW規(guī)范。2022.09-2022.11聯(lián)合標準評審會議于2022年9月和11月在上海舉行，涵蓋主機廠家、電纜廠家、材料廠家、認證檢測單位等專家團將對標準進行評審。2023.04于2023年04月07日在北京第十一屆儲能國際峰會上，2PfG2693新版與TICW27電化學儲能系統(tǒng)用直流側電纜聯(lián)合標準發(fā)布。2PfG2693標準歷程2PfG2693新版與TICW27電化學儲能系統(tǒng)用直流側電纜聯(lián)合標準4/12/2024Pleaseinsertfootnote36本標準適用于電池儲能系統(tǒng)中直流側的電池組間、電池組與匯流箱間所使用的電纜。本標準規(guī)定的電纜，額定電壓為DC1500V及以下，導體長期最高運行溫度為90℃、125℃和150℃。電化學儲能系統(tǒng)用直流側連接用電纜是電池儲能系統(tǒng)中連接直流側的電池模塊之間、電池簇之間、電池簇與匯流箱及電池簇與儲能變流器之間的電纜。范圍2PfG2693新版與TICW27電化學儲能系統(tǒng)用直流側電纜聯(lián)合標準4/12/2024Pleaseinsertfootnote37電壓等級額定電壓V1DC1000VV2DC1500V額定電壓及溫度范圍絕緣/護套材料正常運行時導體最高允許工作溫度℃使用環(huán)境溫度范圍℃聚氯乙烯+90-20～+50交聯(lián)聚烯烴+125-40～+60硅橡膠+150-40～+602PfG2693新版與TICW27電化學儲能系統(tǒng)用直流側電纜聯(lián)合標準4/12/202438系列代號：電化學儲能系統(tǒng)用……….……ES使用環(huán)境代號：戶外使用…………P室內(nèi)使用…………L額定電壓等級：額定運行電壓DC1000V………10額定運行電壓DC1500V…..…15產(chǎn)品代號導體代號第5種銅導體……………K第6種銅導體……………H絕緣/護套材料代號聚氯乙烯PVC………..V2125°C交聯(lián)聚烯烴XLPO……………Z3硅橡膠…..……………S特殊性能代號：耐鹽霧………………SM-R耐濕熱………………DH-RThermalindex………….TI90/125/150°C2PfG2693新版與TICW27電化學儲能系統(tǒng)用直流側電纜聯(lián)合標準4/12/2024Pleaseinsertfootnote39電氣試驗結構尺寸檢測PVC機械物理性能交聯(lián)聚烯烴機械物理性能硅橡膠機械物理性能導體直流電阻導體結構和鍍層檢查老化前機械性能老化前機械性能老化前機械性能成品電纜電壓試驗單絲外徑老化后機械性能老化后機械性能老化后機械性能絕緣體積電阻率測量絕緣厚度失重試驗熱延伸試驗熱延伸試驗絕緣耐長期直流試驗護套厚度熱沖擊試驗收縮試驗抗撕試驗護套表面電阻外徑高溫壓力低溫試驗低溫試驗-橢圓度低溫試驗相容性試驗熱壽命試驗-電纜標志熱穩(wěn)定試驗熱壽命試驗---相容性試驗----熱壽命試驗--試驗項目2PfG2693新版與TICW27電化學儲能系統(tǒng)用直流側電纜聯(lián)合標準40試驗項目成品試驗耐化學液體pH值和電導率試驗柔韌性試驗煙密度試驗單根垂直燃燒試驗濕熱試驗（有需要時）酸氣含量試驗耐鹽霧試驗（有需要時）氟含量試驗人工氣候老化試驗（有需要時）2PfG2693/03.23

ElectricCablesforBatteryEnergyStorageSystem4/12/2024412PfG2693/03.23

ElectricCablesforBatteryEnergyStorageSystem42目錄4/12/202443CONTENTS光伏發(fā)電系統(tǒng)用電纜電池儲能系統(tǒng)用電纜新能源汽車充電系統(tǒng)用電纜12344電動汽車充電模式EVCharingmode充電電纜EVchargingcablesIECIEC62893-1/2/3：2017歐洲EUEN50620:2017(交流35mm2以下)中國ChinaGB/T33594-2017美國USA加拿大

CanadaUL62CSAC22.2No.49日本JapanJCS4522主要標準StandardsforAC,mode1-312/04/202445充電電纜EVchargingcablesIECIEC62893-4-1:2020歐洲EUCCS參考TüV萊茵規(guī)范2PfG1908日本JapanCHAdeMO參照JCS4522中國ChinaGB/T

GB/T33594-2017美國USA加拿大

CanadaTeslaSuperchargerUL,Tesla主要標準StandardsforDC,mode446充電電纜EVchargingcables12/04/202447充電電纜EVchargingcables12/04/2024482020年6月19日，中國電力企業(yè)聯(lián)合會、國家電網(wǎng)有限公司與CHAdeMO協(xié)議會、東京電力控股株式會社共同主辦的新一代電動汽車充電技術中日聯(lián)合發(fā)布會在北京舉行，發(fā)布了新一代ChaoJi充電技術白皮書與CHAdeMO3.0標準。目前的實車測試結果顯示，ChaoJi充電技術的最大充電電流可達360A，未來目標是充電功率可高達900kW，僅需充電5分鐘就能行駛400km，電動汽車充電將變得更加方便快捷。LiquidCooledEVCable4/12/202449LiquidCooledEVCable4/12/202450Highpowerchargingsystem：15min充80%國外某廠家(H)的解決方案：

400A/1000V

，功率達到400kW。內(nèi)置液體冷卻系統(tǒng)，導體規(guī)格僅35平方，非常輕便。液冷充電樁電纜

LiquidcooledEVcable更大的充電電流更小的電纜尺寸51What’snew?不同的思路冷卻介質(zhì)的選擇管材的選擇連接器冷卻的重要性整個充電系統(tǒng)的兼容性液冷充電樁電纜

LiquidcooledEVcable4/12/202452IEC62893Series53IECTS62893-4-2:2021

LiquidcooledEVcableTüVRheinlandGreaterChina54No.ItemIECTS62893-4-2Draft1RatedVoltageMax.

DC1.5kV2Codedesignation62893IEC129(EVM-1)62893IEC130(EVM-2)62893IEC131(EVM-3)3MaterialConductor:AnnealedCopper,plainortinned.Insulation:EVI-1(Thermoplastic,Halogenfree)forpilot,controlortemperaturesensorcores,

EVI-2

(Cross-linked,Halogenfree)forpowercoresandothercoresSheath:EVM-1(Thermoplastic,Halogenfree)

EVM-2(Cross-linked,Halogenfree)

EVM-3(Cross-linked,Halogen

contained)Tubes:1.Resistanttotheliquidcoolant.

2.Resistanttoheat.

3.Iftheinsulationisalsousedasatube,thematerial

needfulfilEVI-2inIEC62893-1andAnnexFCoppercorrosiontest.4.WithstandtheratedoperatingpressureIECTS62893-4-2:2021LiquidcooledEVcable55AnnexFCompatibilitytestofcoolant制冷劑相容性試驗

Thistestestablishesthemethodfordeterminingthechemicalcompatibilityofcopperconductors,tubematerialorinsulationmaterialthatdirectcontactwiththeliquidcoolingmedia.液冷管（帶導體）2段300mm樣品（1試驗，1參照）5個樣品試片制冷劑相容性試驗135℃,168h室溫16to24h抗拉強度變化率≤±30%；斷裂伸長率變化率≤±30%；銅導體表面檢查是否腐蝕回流管（不帶導體）10個樣品試片（5試驗，5