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長(zhǎng)久以來(lái)，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(chǎng)， 為了適應(yīng)這一新趨勢(shì)，從2015年開(kāi)始，光伏直流開(kāi)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(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)與研發(fā)。
近日，蘇州普兆對(duì)外宣布，其1500V系列直流開(kāi)關(guān)40A、55A已經(jīng)成功獲得了德國(guó)萊茵TÜV集團(tuán)頒發(fā)的TUV證書(shū)。
該認(rèn)證的獲得標(biāo)志著PEDS系列40A、55A直流開(kāi)關(guān)成為全球第一家通過(guò)IEC60947-3(ed.3.2):2015新標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的隔離開(kāi)關(guān)，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)唯一 一家獲得40A、55ATUV證書(shū)的直流開(kāi)關(guān)產(chǎn)品。
IEC新標(biāo)準(zhǔn)，新考驗(yàn)
針對(duì)光伏用低壓電器產(chǎn)品， IEC國(guó)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(duì)照老標(biāo)準(zhǔn)IEC60947-3(ed.3.1):2012，新標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)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(wú)明確規(guī)定，客戶(hù)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(kāi)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(lèi)別 | DC-21B | DC-PV0，DC-PV1, DC-PV2 | DC-PV0，可空載開(kāi)斷回路 |
| DC-PV1，可開(kāi)斷單一PV串回路，此回路不產(chǎn)生反向電流和明顯的過(guò)載電流 | |||
| DC-PV2，可開(kāi)斷多個(gè)PV串并聯(lián)回路，此回路中會(huì)產(chǎn)生過(guò)載及反向電流 | |||
| 極性 | 無(wú)要求 | DC-PV2的使用類(lèi)別應(yīng)無(wú)機(jī)性 | DC-PV2的使用類(lèi)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(wú)要求 | 可適用于室外安裝 | 可適用于室外安裝的光伏隔離開(kāi)關(guān)需增加極限溫度測(cè)試，光照測(cè)試，IP測(cè)試 |
| 環(huán)境溫度 | -5℃ to +40℃ | 一般戶(hù)外用，-25℃ to +40℃（無(wú)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(wú)需降容 |
| 對(duì)無(wú)極性的試驗(yàn)驗(yàn)證 | 無(wú) | 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(wú) | 選一個(gè)樣品，時(shí)間常數(shù)為1ms。測(cè)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(cè)試都去測(cè)量燃弧時(shí)間。取后6次的均值。燃弧時(shí)間最長(zhǎng)的電流即臨界電流Icrit。如果Icrit=最大的Ie，那么無(wú)需進(jìn)行額外的測(cè)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(duì)性的驗(yàn)證 |
| 熱循環(huán)試驗(yàn) | 無(wú) | 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(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)），試后驗(yàn)證溫升，介電 | 針對(duì)極限溫度的試驗(yàn) |
| 氣候試驗(yàn)（耐濕熱） | 無(wú) | 開(kāi)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(duì)高溫高濕環(huán)境的試驗(yàn) |
| 光照輻射試驗(yàn) | 無(wú) | 室外安裝的開(kāi)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(guò)80K | 考慮光照輻射和電流發(fā)熱對(duì)開(kāi)關(guān)的共同影響，仍要保證開(kāi)關(guān)的電氣性能 |
通過(guò)上表對(duì)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(cè)試和熱循環(huán)及耐濕熱試驗(yàn)，對(duì)開(kāi)關(guān)在更高的環(huán)境問(wèn)題下使用提出要求，同時(shí)更高的脈沖電壓也是為了開(kāi)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(cè)試提出了更高的時(shí)間常數(shù)、更小的燃弧時(shí)間，對(duì)光伏直流開(kāi)關(guān)的絕緣性能、通斷能力、機(jī)械壽命、IP防護(hù)等級(jí)都提出了更高要求。
眾所周知，目前市面上絕大多數(shù)廠(chǎng)家尤其國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家均只通過(guò)DC-21B針對(duì)通用直流開(kāi)關(guān)非光伏專(zhuān)用直流開(kāi)關(guān)的測(cè)試，更有甚者僅能通過(guò)國(guó)內(nèi)CCC認(rèn)證!普兆40-55A作為全球首家通過(guò)IEC60947-3(ed.3.2):2015新標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的隔離開(kāi)關(guān)，此次新標(biāo)準(zhǔn)測(cè)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(hù)外使用溫度為-25℃~+40℃。不僅如此，通過(guò)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(mǎn)額工作!同時(shí)，新老標(biāo)準(zhǔn)對(duì)開(kāi)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(wú)明確要求，一般采用1000V電壓， Uimp4VK進(jìn)行測(cè)試，而普兆此次測(cè)試是采用新標(biāo)準(zhǔn)要求，1500V額定電壓，Uimp8kV進(jìn)行測(cè)試，對(duì)開(kāi)關(guān)的絕緣要求更高!同時(shí)DC-21B對(duì)開(kāi)關(guān)安裝后的防護(hù)等級(jí)也并無(wú)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(wú)論是外置開(kāi)關(guān)，還是內(nèi)置開(kāi)關(guān)安裝后的逆變器整機(jī)均可做到IP66防護(hù)等級(jí)。
普兆此次IEC新標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的通過(guò)無(wú)疑也為行業(yè)樹(shù)立了更高標(biāo)準(zhǔn)!
通過(guò)逆變器企業(yè)更高要求測(cè)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(yíng)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(cè)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(chǎng)工程師將普兆開(kāi)關(guān)放在溫度85℃，濕度85℃的測(cè)試箱中，每隔2小時(shí)，手動(dòng)扭動(dòng)旋鈕一次。經(jīng)過(guò)48小時(shí)雙85測(cè)試，普兆40-55A隔離開(kāi)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(guò)雙85測(cè)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(cè)試也有效驗(yàn)證了普兆開(kāi)關(guān)的絕緣性能，據(jù)悉普兆也是國(guó)內(nèi)唯一一家通過(guò)該企業(yè)絕緣測(cè)試的廠(chǎng)家!
據(jù)普兆相關(guān)工作人員透露，目前普兆已經(jīng)通過(guò)了國(guó)內(nèi)主流逆變器廠(chǎng)家的全部樣品測(cè)試，并進(jìn)入了包括國(guó)內(nèi)最大和德國(guó)最大的逆變器企業(yè)供應(yīng)商名單。
V-0級(jí)阻燃材料有效防火
近年來(lái)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(xiàn)路著火造成的火災(zāi)試過(guò)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(duì)電站造成威脅，逆變器的直流段子、直流開(kāi)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(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)開(kāi)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(guó)際上也根據(jù)阻燃性能將塑料阻燃等級(jí)分為：HB，V-2，V-1向V-0逐級(jí)遞增。
為了適應(yīng)IEC新標(biāo)準(zhǔn)的要求，在40A、55A直流開(kāi)關(guān)開(kāi)發(fā)中，蘇州普兆的開(kāi)關(guān)殼體采用了意大利進(jìn)口V-0級(jí)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(mǎn)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?xún)?yōu)。
通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室同步熱分析儀測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)一線(xiàn)供應(yīng)商普兆與國(guó)產(chǎn)同類(lèi)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(shuō)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，國(guó)產(chǎn)同類(lèi)產(chǎn)品在244.6度即開(kāi)始產(chǎn)生變形，而普兆開(kāi)關(guān)由于采用V-0級(jí)進(jìn)口阻燃材料，使得開(kāi)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(zhuān)注產(chǎn)品研發(fā)與營(yíng)銷(xiāo)，爭(zhēng)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!
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