GB/T 20047.1-2006 光伏(PV)組件安全鑒定 第1部分：結構要求 （免費下載）
1 范圍
1 范圍
GB／T 20047的本部分規(guī)定了光伏組件的結構要求，以使其在預期的使用期內提供安全的電氣和機械運行。對由機械或外界環(huán)境影響造成的電擊、火災和人身傷害的保護措施進行評估。GB／T 20047的第2部分給出了試驗要求，本部分給出了結構要求。
本部分盡可能詳細說明光伏組件不同應用等級的基本要求。本部分未涉及海上和交通工具應用時的特殊要求。本部分也不適用于集成了逆變器的組件(交流組件)。
本部分設計的試驗順序與IEC 61215：2004或GB／T 18911―2002相一致，所以一套樣品可同時用于光伏組件設計的安全和性能評估。
本部分的目的是為光伏組件能夠通過GB／T 20047.2的安全鑒定試驗所需的主要結構提供一些基本指南。這些要求是為了減少由于組件應用等級誤用、錯誤使用或內部元件破碎而引起的火災、電擊和人身傷害。本部分規(guī)定了為提供組件最終使用性能所要求的基本的安全結構要求和附加的試驗。
對部件的要求是為該部件在相應的組件結構和工作環(huán)境中能提供應有的功能而提出的。
注：除本部分的要求外，應考慮ISO相關的標準、國家或地區(qū)法規(guī)中另外的結構要求，這些法規(guī)對組件在當地的安裝和使用具有管轄權。
2 規(guī)范性引用文件
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過GB／T 20047的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵根據本部分達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新的版本均適用于本部分。
GB／T 5169.2 電工電子產品著火危險試驗 第2部分：著火危險評定導則 總則(GB／T 5169.2―2002，IEC 60695-1-1：1999，IDT)
GB／T 11026.1 電氣絕緣材料 耐熱性 第1部分：老化程序和試驗結果的評定(GB／T 11026.1―2003，IEC 60216-1：2001，IDT)
GB／T 18911―2002 地面用薄膜光伏組件 設計鑒定和定型(IEC 61646：1996，IDT)
GB／T 20047.21) 光伏組件安全鑒定 第2部分：試驗要求
IEC 60112 固體絕緣材料在潮濕條件下相比電痕化指數和耐電痕化指數的測定方法
IEC 601 30(所有部分) 頻率低于3 MHz的電連接器
IEC 60189-2 聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套低頻通信電纜電線 第2部分：局用電纜(對線組或三線組或四線組或五線組的)
IEC 60216-1 電子氣絕緣材料 耐熱性 第1部分：老化程序及試驗結果評估
IEC 60216-5 電氣絕緣材料 耐熱性 第5部分：絕緣材料相對耐熱指示溫度的確定
IEC 603645-5-1 建筑物電氣裝置 第5-51部分：電氣設備的選擇和安裝 通用規(guī)則
IEC 60417-DB：20022) 用于設備的圖形符號
IEC 60529 封裝保護等級(IP碼)
1) 在報批中。
2) “DB”指參考IEC在線數據庫。
IEC 60947―1 低壓開關設備和控制設備 總則
IEC 61215：2004 地面用晶體硅光伏組件 設計鑒定和定型
IEC 61 721 光伏組件對意外碰撞的承受能力
IEC 61140：2001 電擊防護裝置和設備的通用部分
ISO 261 普通螺紋 直徑與螺距系列
ISO 262 普通螺紋 優(yōu)選系列
ANSI／UL 746C 聚合物材料標準 用于電子設備評估
ANSI Z97.1 用于建筑物的安全窗用玻璃材料美國國家標準 安全性能規(guī)范和試驗方法
ASTM D2303 97 絕緣材料的液體污染、傾斜面漏流徑和腐蝕的標準試驗方法
ASTM E162-02a 用熱輻射源測試材料表面可燃性的標準試驗方法
3 應用等級
3.1 概述
光伏組件可以有許多不同的應用方式，因此把評估組件在相應應用條件下的潛在危險與組件的結構聯系起來考慮是很重要的。
不同的應用等級應該滿足與其相應的安全要求和進行必要的試驗。本章定義了應用等級和對每個等級要求的結構特性。
光伏組件的應用等級定義如下：
3.2 A級：公眾可接近的、危險電壓、危險功率條件下應用
通過本等級鑒定的組件可用于公眾可能接觸的、大于直流50 V或240 W以上的系統(tǒng)。通過本部分和IEC 61730-2的本應用等級鑒定的組件滿足安全等級Ⅱ的要求。
3.3 B級：限制接近的、危險電壓、危險功率條件下應用
通過本等級鑒定的組件可用于以圍欄、特定區(qū)劃或其他措施限制公眾接近的系統(tǒng)。通過本應用等級鑒定的組件只提供了基本的絕緣保護，滿足安全等級。的要求。
3.4 C級：限定電壓、限定功率條件下應用
通過本等級鑒定的組件只能用于公眾有可能接觸的、低于直流50 V和240 W的系統(tǒng)。通過本部分和GB／T 20047.2的本應用等級鑒定的組件滿足安全等級Ⅲ的要求。
注：安全等級在IEC 61140：2001中規(guī)定。
4 結構要求
5 聚合物材料
5.1 概述
聚合物分為四種應用類型：
――用于帶電金屬部件的外殼(例如接線盒)
――用于帶電金屬部件的支撐(例如接頭)
――用于組件的表層(例如上表層或下表層)
――間隔物
例外：封裝材料(EVA)不要求滿足這些要求。
所用聚合物材料按IE(：60216―5測定的電氣和機械最低相對熱指數的應比上述材料在GB／T 20047.2中MST21規(guī)定的組件溫度試驗時測量到的最高溫度高20℃。
注：作為上下表面的聚合物材料有另外的要求，見5.3和5.4。
5.2 用作帶電部件外殼的聚合物
用作有火災和電擊危險的部件外殼的聚合物應滿足以下的要求：
a) 通過材料或最終產品試驗達到GB／T 5169.2―2002規(guī)定的5-V有焰燃燒性等級；
b) 最終產品浸水試驗和暴露試驗后，達到GB／T 5169.2―2002規(guī)定的5-V有焰燃燒性等級；
c) 直接暴露在太陽光下使用的，抗紫外輻射能力應滿足ANSI／UL746c中的規(guī)定；
d) 灼熱絲點燃試驗的最小抗燃能力達到GB／T 5169.2―2002規(guī)定的30等級。
5.3 用于帶電部件支撐的聚合物
用于有火災和電擊危險部件支撐或絕緣的聚合物材料應滿足以下的要求：
a) 具有HB、V-2、V-1或V-0的有焰燃燒性等級，并至少達到相應的GB／T 5169.2―2002規(guī)定的大電流起弧等級，如表1所示：
表1 有焰燃燒性等級與大電流起弧等級對應表
b) 如果系統(tǒng)電壓額定值不超過600 V，按IEC 60112測定的相比電痕化指數(CTI)應達250 V或更高；
c) 如果最高系統(tǒng)工作電壓額定值在601 V～1 500 V之間，按ASTM D2303中時間-弧閃測試法在2.5 kV下所測的斜板弧閃標定達到1 h；
d) 如果直接暴露在太陽光下使用的，應滿足ANSI／UL 746C中的暴露在紫外光中的要求。
注：受太陽光照射但有玻璃或其他透明介質保護的聚合物材料，在試驗中可使用等效的保護層減弱紫外光的照射。
5.5 間隔物
聚合物絕緣材料間隔物作為帶電部件與易接觸的金屬部件之間，或具有不同電位的非絕緣帶電部件之間唯一的絕緣體時，應滿足IEC 61140：2001所規(guī)定的厚度和材質的要求。間隔或襯托物應保持在確定的位置上，其使用性能不能降低到不可接受的最低程度。
5.6 玻璃結構材料
組件結構中用于上表層或下表層的所有的玻璃材料應滿足ANSI Z97.1―1993中規(guī)定的安全要求，該要求可以通過材料本身的鑒定或通過組件的MST32試驗來驗證。
6 內部導線和載流部件
6.2 導線中間頭
導線中間頭的絕緣要求與電線的要求相同。
7 接線
7.4 引出線或電纜
組件引出線的額定值應滿足系統(tǒng)電壓、載流能力、潮濕位置、溫度和耐日照的指標。
8 接地連接和接地
8.1 如果組件有可接觸的導體邊框或支撐系統(tǒng)，或者組件安裝后有一大于10 cm2的可接觸導體表面，組件必須帶有接地裝置。
8.2 達到安全等級Ⅱ的組件可以采用功能性接地，該接地裝置必須使用加強型絕緣措施與帶電部件隔離(見IEC 61140：2001中7.3.2.2)。
8.3 正常使用中組件的所有可接觸的裸露導體應連接在一起，該連接用GB／T 20047.2中10.4的試驗進行驗證。
例外：如果導體材料僅用作安裝緊固件，井通過適當的絕緣和間距與組件的導體部件分開，這類緊固件不要求做上述連接。
8.4 組件的日常維護不允許中斷或影響接地連接通道。組件或電池板中用于接地通道的螺釘、螺母或其他零件不允許充當組件或電池板與支架表面或框架之間的緊固件。
8.5 應采用有效的主動式接地方式，例如夾緊、鉚接、螺栓或螺釘連接、電焊、錫焊或銅焊。接地連接應穿透所有的非導電涂層，如油漆、電氧化層或搪瓷。
8.6 接地連接通路的所有結合點必須機械固定，其牢固性不依賴于任何焊接。
8.7 接地連接通道如果是依靠螺絲，旋入金屬的部分應至少有兩個螺釘，或一個螺釘的兩圈螺紋。
8.8 接地螺栓或螺釘的直徑應與接地通道導體的尺寸相對應，如表2所示。
8.9 接地連接通道中含鐵的金屬部件應進行金屬或非金屬的表面防銹蝕處理，例如，噴漆、鍍鋅或電鍍。不銹鋼不要求作表面處理。
8.10 金屬與金屬多級合頁鉸鏈是可接受的接地連接方式。
8.11 用作現場安裝接地的組件接線端或連接位置應使用適當的符號標識，(見IEC 60417-5019 DB：2002-10)或綠色標識，且其他的接線端或連接位置不允許使用同樣的標識。
8.12 如果以標志來標示設備的接地端，該標志應置于接地端或其附近；或標示在組件或電池板上接地端附近的接線圖上。
9 爬電距離和電氣間隙
9.1 無絕緣的不同電位帶電體之間以及帶電體和與可接觸的金屬部件之間的爬電距離和電氣間隙不允許小于表3和表4的規(guī)定。
這些要求不適用于組件內部帶電部件之間的距離，其距離應滿足部件相關要求。這些要求也不適用于固體絕緣材料，材料的絕緣特性可以利用GB／T 20047.2列出的試驗進行驗證。
9.2 現場組件接線端子的爬電距離和電氣間隙用組件的開路電壓(Voc)來判定。如果在端子排上有未標識的接線端子，或有專門標識的接地端子，爬電距離和電氣間隙將根據最大系統(tǒng)電壓來判定。
表3 現場接線端子之間可接受的最小爬電距離和電氣間隙
表4 內部帶電體與可接觸點之間可接受的最小電氣間隙
注：光伏組件中的封裝材料也會吸濕，封裝過程也不保證會形成完全密封。因此，規(guī)定的爬電距離和電氣間隙是基于污染度2級、材料等級Ⅲa和Ⅲb、應用等級A、脈沖電壓8 kV。小數尾數采用進位法以得到偏于安全的數值。
9.3 現場接線端子的爬電距離和電氣間隙應在有導線連接和沒有導線連接兩種情況下測量。導線應按實際應用時的方式進行連接。如果端子能適配，產品也沒有標注使用限制，所用導線的線規(guī)應比要求的大一號，否則，導線用要求的線規(guī)。
9.4 在決定爬電距離時，不大于0.4 mm的間隙的表面之間被認為是相互接觸的。
10 帶蓋子的現場接線盒
10.1 概述
設計成現場連接的應有時帶有永久性接線系統(tǒng)的光伏組件應提供一個封閉的接線盒，該接線盒為導線及其連接提供抗環(huán)境影響的保護，為未絕緣帶電部件提供可接觸性的保護，為與之相連的接線系統(tǒng)減緩拉力。
注：第5章適用于非金屬接線盒。
10.2 壁厚
接線盒作為現場使用的永久性接線系統(tǒng)附件，根據其材料應滿足表5給定的最小壁厚的要求。
表5 給定材料的最小壁厚
10.3 內部容積
接線盒內部應為每一個擬使用的導體，包括組件本身包含的導體，提供表6給出的最小容積，表6數值誤差值±5％。
表6 導體規(guī)格與最小內部容積
在要求的最小容積空間內，任一方向的尺寸不允許小于20 mm。
10.4 開口
接線盒的所有開口都應有適當的遮蓋(例如，可敲落的孔口蓋、插塞等)，其功能應滿足5.2.1，濕漏電流試驗應滿足GB／T 18911中10.20，可接觸性試驗應滿足GB／T 20047.2中10.2的要求，遮蓋只能用工具才可以打開。
10.5 墊圈和密封
墊圈和密封在加速老化過程中退化不允許超過限值，且不允許用于正常工作時可能彎曲的地方，參見。IEC 60216-1中的加速老化試驗。
10.6 減應力結構
接線盒應提供導線減應力結構，使現場連接或在安裝現場而作用在導線或電纜上的力不致傳遞到組件內部的電接點上。通過GB／T 9535中10.14試驗的結構滿足此項要求。
11 標識
11.1 每個組件應有以下內容的清晰并耐久的標識：
――制造商的名稱、代號或品牌標志；
――類型或型號；
――序列號；
――接線端子或引出線的極性(允許用顏色標識)；
――組件適用的系統(tǒng)最大電壓；
――按GB／T 17405規(guī)定的安全等級，若適用。
生產日期和產地應標示在組件上或可根據序列號查出。
注：應盡可能使用國際通用符號。
11.2 以下附加的標識應包含在組件上或使用說明書和安裝資料(要求的文件)中。所有的電性能數據應為標準測試條件下數據(AM1.5，1 000 W／m2，25℃)。
――開路電壓；
――短路電流；
――GB／T 20047.2中MST26驗證的最大過流保護值；
――推薦的最大串聯組件數和并聯組件數；
――產品應用等級。
11.3 僅適合于組件現場安裝的電連接器應標明“有負載時不能斷開”。
11.4 對于開路電壓超過50 V的組件，和／或系統(tǒng)最大額定電壓超過50 V的組件，在組件連接裝置附近應有醒目的觸電危險的警告標志。
12 提供文件的要求
12.1 組件或電池板應提供安裝說明書，來規(guī)定電氣和機械的安裝方法以及組件的電氣參數標稱值。說明書應給出組件符合的應用等級和在該應用等級下的特殊限制。
12.2 當防火等級取決于特定的安裝結構、間距，或在屋頂或其他建筑結構上的安裝方法時，這些參數的細節(jié)必須包含在安裝說明書中。
12.3 電氣安裝說明書應包括采用的接線方法的詳細描述，描述應包括：
――采用的接地方法；
――采用導線的尺寸、類型以及耐溫等級；
――推薦的最大串聯／并聯組件數：
――過流保護類型和適用的旁路二極管；
――使用電纜連線時最小的電纜直徑；
――任何與接線盒相關的接線方式的限制。
12.4 在屋頂應用的機械安裝說明應包括：
――組件或電池板與屋頂之間連接的機械牢固性的最低要求說明；
――對于安裝在原有屋頂之上的組件或電池板，屋面材料應有與系統(tǒng)應用等級相應的防火等級要求的說明；
――為保證防火等級而要求的斜度的指示。
12.5 安裝說明書應包含不允許人為聚光直射到組件或電池板上的警示。
12.6 裝配說明書應隨部件發(fā)運一并提供，說明書應足夠詳細以使產品能順利地完成總裝。
12.7 考慮到某些使用條件下組件輸出增大，安裝說明書應包括以下或類似的聲明：
“在正常使用條件下，光伏組件有可能產生比標準測試條件下更大的電流和／或電壓。因此，應將組件標示的Isc和Uoc乘上1.25，再決定部件的電壓標定值、導線的電流標定值、保險絲規(guī)格和連接光伏輸出的控制設備的規(guī)格?！?span style="display:none">大牛工程師
13 修改
13.1 對任何已經通過本部分和GB／T 20047.2鑒定的組件，其電氣或機械部件的重大設計更改和重新配置，要求工程復審以確定這些修改的影響。基于該復審，某些GB／T 20047.2的試驗項目可能應重新進行。
13.2 與此相關的指南可見。IEC 62145(正在制訂中)。
參考文獻
參考文獻
IEC 60189-1 用聚氯乙烯作絕緣和護套的低頻電纜和導線 第一部分：一般試驗和測量方法
IEc 60364-1 建筑物的電氣安裝 第一部分：基本原則，一般特征的評估、定義
IEC 60664-1 低壓系統(tǒng)設備的絕緣配置 第一部分：原則、要求和試驗
IEC 60947-1 低電壓開關柜和控制柜 第一部分：一般規(guī)則
IEC 62145 晶體硅地面光伏組件 空白詳細規(guī)范
ISO 9772 泡沫塑料 小樣品小火源水平燃燒特性的測量
ISO 9773 塑料 薄軟垂直樣品小火源接觸點燃時燃燒行為的測量
ANSI／UL1439 設備邊緣尖銳度的測定標準
