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一、 PV- 电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展

一、 PV- 电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 三、核电站用电缆技术性能及其开发进展 四、高速列车用机车车辆用电缆技术性能 五、 GB/T5013 标准更新对行业的影响 六、关注中压交联电缆寿命的问题. 一、 PV- 电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展. 1. 技术规范的由来 本试验技术规范所涉及到的要求来自于德国标准化委员会 PV- 系统用电线 K411.2.3 工作组的初稿 . 这个初稿将作为德国国家标准报批稿进行发布 . 德国莱茵 TUV( 上海 ) 将用此技术规范对 PV- 电缆的性能进行检测和评估 .

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一、 PV- 电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展

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  1. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展三、核电站用电缆技术性能及其开发进展四、高速列车用机车车辆用电缆技术性能五、GB/T5013标准更新对行业的影响六、关注中压交联电缆寿命的问题一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展三、核电站用电缆技术性能及其开发进展四、高速列车用机车车辆用电缆技术性能五、GB/T5013标准更新对行业的影响六、关注中压交联电缆寿命的问题

  2. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 1.技术规范的由来 本试验技术规范所涉及到的要求来自于德国标准化委员会PV-系统用电线K411.2.3工作组的初稿. 这个初稿将作为德国国家标准报批稿进行发布. 德国莱茵TUV(上海)将用此技术规范对PV-电缆的性能进行检测和评估. 在德国莱茵TUV公司内部此技术规范的文件编号为2PfG 1169/08.2007.

  3. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 2.使用范围 2PfG 1169/08.2007适用于最高允许1.8kV(线芯对线芯,非接地系统)直流电压、在光伏系统中CD侧使用的单芯软电缆(电线). 该产品适合于Ⅱ类安全等级下使用. 电缆运行的环境温度最高到90℃. 电缆可以多根并联使用.

  4. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 3.特殊名词术语 PV 系统(photovoltaic system):光伏系统(太阳能系统). DC侧(DC side):光伏装置中从光伏电池到光伏换流器直流端子之间的部分. 标准试验条件下的开路电压(UOC STC):在标准试验条件下,未加载(开路)的光伏组件、光伏电线、光伏列阵、光伏发电机或光伏换流器直流侧的电压. 标准试验条件下的短路电流(ISC TC):在标准试验条件下,光伏组件、光伏电线、光伏列阵或光伏发电机的短路电流.

  5. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 4.无卤PV-电缆的基本信息 4.1 电缆型号 PV1-F 4.2 电缆特性 ●额定电压: AC U0/U=0.6/1kV DC 1.8kV(线芯对线芯,非接地系统,没有负载下的回路) 如果电缆使用在直流系统中,其导体间的额定电压应不大于电缆AC额定值U的1.5倍.在单相接地直流系统中,此数值应乘以0.5的系数.

  6. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 ●温度范围定: 环境温度: -40℃到+90℃ 导体最高工作温度:120 ℃ 电缆运行的环境温度最高到90℃.依据EN60216-1标准进行考核,其绝缘和护套的温度指数是120 ℃. 期望使用寿命是25年. 5秒钟的短路温度是200℃

  7. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 4.3 电缆结构 ●导体 导体芯数: 1 导体是EN60228(IEC60228、GB/T3956)中的第5类导体,而且必须是镀锡的. ●导体的截面 1.5,2.5,4,6,10,16,25,35mm2 . ●导体隔离层 在导体周围可以使用一层合适的无卤材料作为隔离层. ●绝缘 绝缘应是挤出型的无卤材料,应是一层或紧密粘附着的几层组成.绝缘应是实心且材质均匀,

  8. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 在剥离绝缘时必须尽可能不要损伤绝缘本身、导体和镀锡层. 绝缘厚度由生产商规定.但最小值必须≥0.5mm. 建议的绝缘厚度 ●导体隔离层 在绝缘周围可以使用一层合适的无卤材料作为隔离层.

  9. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 ●护套 绝缘线芯必须有护套包覆. 护套应是合适的无卤材料. 护套应是挤出型的无卤材料,应是一层或紧密粘附着的几层组成. 护套厚度由生产商规定.但最小值必须≥0.5mm. 建议的护套厚度

  10. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 ●外径 外径的平均值应在生产商规定的范围内. ●多芯结构 在多芯结构中每一个单芯电缆都应符合本技术文件的要求.在多芯结构中每一个附加元件都应符合本技术文件的要求.

  11. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 4.4 电缆载流量的要求 环境温度:60℃ 导体最高工作温度:120℃

  12. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 偏离环境温度是载流量的换算因子 (依据IEC 60364-5-52)

  13. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 5. 绝缘和护套材料性能要求 ●老化前后拉力(取之于成品上的试件)

  14. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 ●热延伸试验(取之于成品上的试件)* * 适用于热固型混合物

  15. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 ● 低温拉伸试验 (取之于成品上的试件)

  16. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 ● 湿热试验(取之于成品上的试件)

  17. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 ● 耐酸碱试验(护套)

  18. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 ● 耐UV(紫外线)老化试验 (成品电缆) 试验方法:HD 605/A1或UL1581 总试验时间:720h 一个周期内：洒水18min，氙灯干燥102min 箱体测试温度:63°C 箱体湿度:65％ 疝灯条件:波长300－400nm条件下的最小功率为 (60±2)W/m² 紧接着进行室温条件下8倍电缆直径的弯曲试验 要求：电缆表面无裂缝

  19. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 ● 耐臭氧试验 (成品电缆) 试验方法:EN 50396或IEC60245 弯曲试样所用试棒直径为线芯直径的(2±0,1)倍 试验箱温度（402）℃， 试验箱湿度（555）％ 臭氧浓度（20050）×10-6％， 空气流量：0.2-0.5倍试验箱容积/min 样品放置试验箱时间：72h 要求：电缆表面无开裂

  20. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 ● 寿命特性试验 要求: 绝缘和护套材料的温度指数为120℃ 寿命:25年 可以用二种方法进行评定 EN 50305: 防火铁路电缆-试验方法(卷绕电压法) IEC 60216-2: 电气绝缘耐热特性的确定 我们建议采用IEC60216-2的方法进行热寿命评定. 在求取温度指数时,为了获得失效时间与热力学(绝对)温度倒数之间的阿累尼乌斯关系,试样应该在分布范围足够宽的(不少于3个,最好是4个)老化温度下进行老化试验.

  21. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 老化温度选取原则: a)在求温度指数时,最低老化温度应使测得的平均失效时间不低于5000h的温度. 求温度指数时,耐热线的外推不应超过25℃. b)最高老化温度应是使测得的平均失效时间不小于100h的温度. c)如果预计在整个老化范围内老化机理相同,则各相邻老化温度之间的温度差值应取等值,通常取20℃. 根据该产品使用材料的特性,我们建议选择3个温度点进行热寿命评定. 145 ℃、165 ℃ 、185 ℃.

  22. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展

  23. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展

  24. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 ● 无卤特性试验(绝缘和护套材料) 1.PH 值及导电率 试验方法:EN 50267-2-2或IEC60754 要求：PH≥4.3; 导电率≤10μS/mm 2. Cl氯及Br溴含量 试验方法:EN 50267-2-1 要求：HCL≤0.5%； HBr≤0.5% 3. F氟含量（离子选择电极法） 试验方法:EN 60684-2 要求：≤0.1％

  25. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 6. 成品电缆其他性能要求 6.1 电气性能 ● 导体电阻 试验方法: EN50395或GB/T3048 结果:应符合IEC60228第5类导体的要求. ● 耐电压试验(成品电缆型式试验) --交流耐压 试验方法: EN50395或GB/T3048 结果:6.5kV/5min.不击穿. 或 –直流耐压(成品电缆型式试验) 试验方法: EN50395或GB/T3048 结果:15kV/5min.不击穿.

  26. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 ● 成品耐火花电压试验 试验方法: EN50395或GB/T3048 结果:10kV 不击穿. ● 护套表面电阻试验 试验方法: EN50395 结果:表面电阻≥109Ω ● 绝缘电阻试验(成品电缆型式试验) 试验方法: EN50395或GB/T5013.2 结果: 20℃时绝缘电阻≥1014Ω.cm 90℃时绝缘电阻≥1011Ω.cm

  27. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 ● 绝缘长期耐直流试验 试验方法: 将不小于5m的样品浸泡在3%的NaCL的盐水中,样品两端露出水面不小于300mm长.盐水水浴温度为(85±2) ℃,在导体和水之间施加900V的直流电压,导体接正极.试验持续(240±2)h. 每隔不大于24h测量一次泄漏电流.用时间-电流曲线记录测量的电流值. 泄漏电流的增加应小于10%. 试验结束后取出试样,进行耐电压试验,试验电压为U(额定电压),5min.不击穿.

  28. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 6.2 成品电缆高温压力试验 样品长度:20m 施加重力: F＝k（2Dδ－δ2）1/2 ,k=0.6 烘箱温度:（1403）℃ 加温试验:4h 要求: a. 冷却后进行耐压试验,AC 6.5/10min., 无击穿 b．测压痕深度,测得值不得大于壁厚的50% .

  29. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 6.3 -40℃下低温冲击试验(取之于成品上的试件) ▼成品电缆冲击试验(依据EN 60 811) 试验参数如下表 结果检查: 用正常视力(无须用放大镜)对护套内、外表面和绝缘外表面进行检查, 不应有裂纹.

  30. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 6.4 成品电缆低温弯曲试验 试验方法:IEC 60811 试验温度: -40℃ 试验结果: 无开裂 6.5 成品电缆相容性试验 烘箱温度:（1352）℃ 老化时间: 7x24h 老化后拉力试验 要求：绝缘老化前后抗拉强度变化：≤±30% 老化前后断裂伸长率变化：≤±30% 护套老化前后抗拉强度变化：≤－30% 老化前后断裂伸长率变化：≤±30%

  31. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 6.6 成品电缆动态穿透试验 试验在室温条件下进行 钢针加力的速度：1N/s 切割试验数：在同一根样品试验4次,每次试验点相距至少25mm，并切每个试验点顺时针旋转90º. 记录弹簧钢针与导体线芯接触瞬间的穿透力 要求：所得四次均值≥150×Dn1/2 (N) (Dn为IEC60719表2中的导线直径mm)

  32. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 6.7 成品电缆耐凹痕试验 试验方法; 取3段成品电缆,长约2m.在每段样品上相隔25mm处，并旋转90º处共制做4个压痕，压痕深度0.05mm且与铜导线相互垂直. 三段样品分别置于－15ºC、室温、＋85ºC试验葙内3h，然后在各自相应的试验葙内卷绕于试棒上，试棒直径为3D（D为电缆最小直径)，每个样品至少一个刻痕位于卷绕后圆周的外侧.使样品冷却到室温并在室温条件下进行耐电压试验(试验电压为AC, 0.3kV/5min.) 要求: 不击穿。

  33. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 6.8 护套热收缩试验 试验方法: IEC60811 烘箱温度: 120ºC 处理时间: 1h 要求： ≤2% 6.9 成品电缆单根燃烧试验 试验方法: EN60332-1-2或IEC60332-1-2 要求：上夹具下缘与碳化始点距离须 ≥50mm; 燃烧向下延燃至上夹具下缘距离须≤540mm.

  34. 一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展一、PV-电缆（光伏电缆）技术性能及其开发进展 7.目前该产品国内技术进展 原材料开发已取得实质性的进展 耐温问题（工作温度是120℃、25年的使用寿命） 绝缘电阻问题 耐低温问题 低烟无卤问题 阻燃问题 企业踊跃开发该产品的原因 目前该电缆产品型式试验的进展情况

  35. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 1.风力发电产业的发展对专用电缆带来的机遇 ● 国外风力发电概括 德国风能研究所公布的数据,国际风能部门估计,今后8年风力发电平均年增长8%,到2014年全球风能设备发电装机容量为21万MW,目前水平为5.9万MW.按照该研究所根据47个本行业跨国企业对市场预测估计,到2014年每年新增加的风力发电量要比目前的2.2万MW翻一翻.欧洲以外国家利用风力发电趋势发展越来越快,欧洲市场优势正在减弱,到2010年欧洲以外的风力发电装机容量将占到41%。

  36. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 2005年为31%.由于到2007年美国风能发电享受税收优惠,所以在这方面发展比较快,其装机容量达 2431MW，2007年可达3300MW.德国原计划到2010年海上风力可达2000～3000MW,但现在目标的实现至少推迟2年. 陆地风力发电遇占地问题,但在提高已按装发电设备量的情况下,可能会有新发展. ● 我国风力发电概括 近三年发展迅速（西北、沿海等）

  37. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 ● 风力发电用电缆敷设状态（风塔和塔内电缆敷设状态）

  38. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 ● 风力发电的机舱内部结构和受扭电缆状态

  39. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 2.风力发电用电缆的场合和种类 ● 电缆的应用场合 -机舱内部、机舱与塔架、塔架内与箱变连接处。 ● 电缆的种类 -用于机舱内：软电线、控制电缆、数据线、拖链电缆（用于转子构成回路）等。 -塔架内：布电线（照明）、电力电缆（固定敷设和扭转两部分）

  40. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 3.风力发电用电缆用量估算 塔架和机舱内以一台1.25MW的风机为例，塔架高度一般为90米左右，那么仅需力缆的数量按长度计算约1km，以一个50000kW的风场计算，则需要力缆40km。 4.风力发电用电缆产品标准状况 ●目前国内没有专门的产品标准，正在着手制定。 ●欧美电缆一般参照HD22.1/ HD22.4、UL44、UL62等执行，比如Draka公司的WINDFLEX电力电缆，即参照HD22.1/ HD22.4。 ●国内电缆企业一般参照 GB5013.4或者相关的企业标准（主要参照IEC或GB）

  41. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 5.风力发电用电缆使用场所特点 ●长期运行于室外，垂直悬空敷设，频繁扭转（自动偏航对风） ●接触油污（部分）、海水腐蚀（特殊环境）、震动等 ●另外用在寒冷地区的电缆还要耐低温（-40℃）

  42. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 6.风力发电用电缆性能特点 ●应满足常规电缆的性能要求 电气性能（耐电压、导体电阻和绝缘电阻等） 绝缘和护套机械物理性能 结构尺寸 导体（一般为5类导体） ●特殊性能要求 电缆的寿命要求（一般要求20年） 护套耐油性能要求 护套耐紫外线（耐日光）要求 护套耐海水要求

  43. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 电缆常温下抗扭转性能 电缆低温下抗扭转性能（-20℃、-40 ℃ ） 7.风力发电用电缆扭转试验方法介绍 ●什么叫扭转试验 首先将取好的样品在环境 温度中放置半小时，然后再将 电缆顶端固定在扭转试验装置 的转轮上，扭转装置应放置在 距离下端固定支架高度为7m～ 9m的高度，样品下端固定在支 架上，受扭样品长度为L1， 即12m。

  44. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 后再逆时针扭转相同角度使电缆恢复到原始状态，此后逆时针扭转相同角度后再顺时扭转相同角度使电缆恢复到初始状态，此为一个周期，转轮的转速范围一般为360°～1080°/min，在没有用户特殊的要求下一般推荐试验进行3600次。扭转过程为：转轮先顺时针扭转一定度数(一般4转) ●扭转设备要求 试验设备包括扭转试验装置和温度控制试验装置两部分，其中扭转试验装置是用来安装样品，并且进行扭转，其扭转角度和扭转速度应可调节；温控装置是在有温度要求的试验过程中对试样提供一定的温度环境的试验装置，其温控范围是-40℃～+60℃，电缆所处位置区间温差不能超过±3℃。电缆悬挂高度不小于9米。

  45. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 扭转装置图

  46. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 ●扭转试验的类型 ☆ 常温下扭转试验 首先将取好的样品在环境温度中放置半小时，然后再将电缆顶端固定在扭转试验装置的转轮上，扭转装置应放置在距离下端固定支架高度为7m～9m的高度，样品下端固定在支架上，受扭样品长度为L1+L2，即12m。扭转过程为：转轮先顺时针扭转1440º(一般推荐值，即4转)后再逆时针扭转相同角度使电缆恢复到原始状态，此后逆时针扭转1440º后再顺时扭转相同角度使电缆恢复到初始状态，此为一个周期，转轮的转速范围一般为360°～1080°/min，在没有用户特殊的要求下一般推荐试验进行3600次。

  47. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 ☆低温下的扭转试验 低温下扭转试验的试样安装方式与常温下的安装方式相似，但要使整个被测样品完全处于温度可控箱体内（常温下的扭转试验试样不必安装在温度控制箱内），一般是在-40℃的条件下进行试验，要求箱体内的温度应该在试样安装好算起，半小时内达到规定的试验温度，且达到试验温度后立即开始试验。推荐的扭转的角度与常温下扭转的要求相同，扭转次数一般为500次，扭转速度一般为360°/min。

  48. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 ☆低温下冻品的扭转试验 此试验程序与低温下的扭转试验程序的内容类似，唯一的区别在于对试样在试验温度（-40℃）下的预处理时间有特殊要求，一般规定将试样在低温（-40℃）下放置12小时后即为冻品， 即将样品在规定的试验温度下放置12小时后，再开始扭转试验扭转的条件与低温下的扭转试验程序，试验次数一般为100次。 ☆成束通电情况下的扭转试验 试样长度：3-5米（具体长度视实际情况而定 ）。 试样组合：将三个相同的单芯电缆每隔 40cm-50cm （具体间隔距离视实际情况而定） 采用一根带子捆扎， 电缆绑扎在一起同时扭转。

  49. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 负荷：将绑扎在一起的电缆上端悬挂，下端加负载，负载重量为9.75米减去试样长度后的电缆重量的3倍，即3X(9.75米-试样长度）的电缆重量。 试验温度：室温。 扭转角度：正负（±）92 ℃ * L(m) (L: 试样长度)。 扭转周期：正负（±）上述计算角度为一个周期，共10000次。 扭转速度：不大于 1 rpm 。 通电周期：通电8小时，断电16小时为一个周期，整个扭转试验应在14个通电周期内完成，通电情况下，导体温度保持在90℃（温度误差待定）。 试验结果判定：电缆扭转后外观应无开裂现象，且浸泡在水中经受3500V 交流电压5 min 不击穿 （IEC60502-1）

  50. 二、风力发电机用电缆技术性能及其开发进展 8.目前该产品国内技术进展 制定标准动态 产品标准 耐低温 耐紫外线（耐日光） 耐海水（盐雾） 试验方法标准 产品导体类型选择 绝缘材料选择 护套材料选择 目前该电缆产品试验的进展情况

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