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低压熔断器 第6部分太阳能光伏系统保护用熔断体的补充要求(GBT 13539.6-2013)

1总则

  除了IEC 60269-1规定外,补充下列要求。

  太阳能光伏(PV)系统保护用熔断体应符合IEC 60269-1所有要求,并且还应符合本部分规定的补充要求。

  注:缩写“PV(光伏)”用于本部分。

  范围和目的

  本部分的补充要求适用于保护设备中光伏组件串和光伏方阵的熔断体,该熔断体适用于标称电压至直流1500V的电路。

  熔断体的额定电压可至直流1500V.

  注1:此类熔断体通常称为“PV熔断体”。

  注2:在多数情况下,组合设备的一部分可用作熔断器底座。由于设备的多样性,难以作出一般性的规定;组合设备是否适合作熔断器底座,应由用户与制造厂协商。但是,如果采用独立的熔断器底座或熔断器支持件,他们应符合IEC 60269系列标准的相关要求。

  注3:在额定分断能力范围内,PV熔断体保护下级逆变器元件(如电容器)或电容器反馈至方阵或方阵布线的放电。

  本部分的目的是确定PV熔断体的特性,从而在相同尺寸的前提下,可以用具有相同特性的其他型式的熔断体替换光伏熔断体。因此,本部分中特别规定了:

  a)熔断体的下列特性:

  1)额定值;

  2)使用类别;

  3)正常工作时的温升;

  4)耗散功率;

  5)时间一电流特性;

  6)分断能力;

  7)尺寸或尺码(如适用);

  b)验证熔断体特性的型式试验;

  c)熔断体标志。

  1.2规范性引用文件

  下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

  IEC 60269-1:2006低压熔断器第1部分:基本要求”(Low-voltage fuses-Part 1: General re-quirements)

  修改单1(2009)

  IEC 60269-2低压熔断器第2部分:专职人员使用的熔断器的补充要求(主要用于工业的熔断器)标准化熔断器系统示例A至J (Lo二voltage fuses-Part 2: Supplementary requirements for fuses for use by authorized persons (fuses mainly for industrial application)一Examples of standardized sys-tems of fuses A to J)

  IS0 3优先数―优先数系列(Preferred numbers-Series of referred numbers)

  2术语和定义

  IEC 60269-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

  2.2一般术语

  2.2.101

  光伏熔断体photovoltaic fuse-link

  在规定条件下,能分断其分断范围(见7.5)内任何电流的熔断体。

  注:PV熔断体应在下述2个主要条件下动作:

  ―组件串或方阵内的短路,该短路导致一个相当低的过电流;

  ―由PV逆变器通过相当低的感抗放电产生的短路电流。此短路条件导致相当高的电流上升速率(相对于一个低的时间常数值,见表104)。

  2.2.102

  光伏电池photovoltaic cell

  通过吸收光子产生直流电压的最基本的光伏装置。

  [IEC 61836,3.1.43 a)和d),经修改〕

  2.2.103

  光伏组件photovoltaic module

  由光伏电池互相连接组成的外界受到防护的完整组件。

  [IEC 61836,3.1.43 f)]

  2.2.104

  光伏方阵,方阵场,装配件,发电机,板,组件串,子方阵photovoltaic array, arr盯field, assembly,generator, panel, string, sub-array

  2.2.104.1

  光伏方阵photovoltaic array

  光伏组件、光伏板或光伏子方阵和它们的支持结构在机械上组成一体,电气上互相连接的组合件。

  2.2.104.2

  光伏方阵场photovoltaic array field

  给定光伏系统内主要以光伏工艺将全部光伏方阵以机械方式排列的聚合体。

  2.2.104.3

  光伏装配件photovoltaic assembly

  装在室外且远离负载的PST元件,包括组件、支持结构、机座、布线和跟踪器件,以及热控制(如有规定)。根据装配件的安装结构,还可包括接线盒、负荷控制器和逆变器。

  2.2.104.4

  光伏发电机photovoltaic generator

  利用光伏效应将太阳光转换成电能的发电机。

  2.2.104.5

  光伏板photovoltaic panel

  机械上组成一体,电气上互相连接的预组装的光伏组件。

  2.2.104.6

  光伏组件串photovoltaic string

  串联连接的光伏组件电路。

  2.2.104.7

  光伏子方阵photovoltaic sub-array

  可视作一个单元的光伏方阵的一部分。

  [IEC 61836 , 3.3.56  a) , b) , c) , d) , e) , f)和g)]

  2.2.105

  逆变器inverter

  将直流电流转换成单相或多相交流电流的电能变流器。

  [IEC 61836,3.3.15]和[IEV 151-13-46]

  2.2.106

  接线盒junction box

  内部有电路连接的封闭的或有防护的外壳。

  2.2.106.1

  光伏方阵接线盒array junction box

  具有光伏组件串连接的接线盒。

  2.2.106.2

  光伏发电机接线盒generator junction box

  具有光伏方阵连接的接线盒。

  [IEC 61836,3.2.16]

  2.2.107

  标准T -作条件standard operating conditions

  SOC

  面内辐照度(1000W·m-1)、等同于标称工作光伏电池接合温度(NOCT)的光伏装置接合温度以及大气质量(AM=1.5)等工作值。

  [IEC 61836,3.4.16 d)]

  2.2.108

  标准测试条件standard test conditions

  STC

  任何光伏装置测试期间使用的面内辐照度(Gf,ref =1000W·m-2)、光伏电池接合温度(25℃)以及大气质量(AM=1.5)等参考值。

  [IEC 61836,3.4.16 e)]

  2.2.109

  光伏电流photovoltaic currents

  2.2.109.1

  负载电流load current

  IL(单位:A)

  由光伏系统供给负载的电流。

  [IEC 61836,3.4.39 a)]

  2.2.109.2

  最大功率电流maximum power current

  IPA(单位:A)

  最大功率条件下的电流。

  [IEC 61836,3.4.42 a)]

  2.2.109.3

  额定电流rated current

  IR(单位:A)

  在规定工作条件下且在额定电压时由光伏装置产生的电流。

  [IEC 61836,3.4.69 c)]

  2.2.109.4

  短路电流short-circuit current

  ISc(单位:A)

  在特定的温度和辐照度下,当光伏装置输出电压等于或接近零时,光伏装置输出端子处的电流。

  [IEC 61836,3.4.80]

  2.2.110

  光伏电压photovoltaic Voltages

  2.2.110.1

  负载电压load Voltage

  VL(单位:V)

  由光伏系统供给的跨接负载端子的电压。

  [IEC 61836,3.4.39 c)]

  2.2.110.2

  最大功率电压maximum power Voltage

  V、二(单位:V)

  最大功率条件下的电压。

  [IEC 61836,3.4.42 h)]

  2.2.110.3

  标准工作条件下的最大功率电压maximum power Voltage under standard operating conditions

  (单位:V)

  在标准工作条件((SOC)下光伏装置最大功率点处的电压。

  [IEC 61836, 3.4.42 i)]

  2.2.110.4

  标准测试条件T的最大功率电压maximum power Voltage under standa川test conditions

  (单位:V)

  在标准测试条件(STC)下光伏装置最大功率点处的电压。

  [IEC 61836,3.4.42 j)]

  2.2.110.5

  光伏装置的开路电压open-circuit Voltage of PV devices

  Voc(单位:V)

  在特定的温度和辐照度下,当光伏装置的输出电流为零时,光伏装置输出端子处的电压。

  2.2.110.6

  标准测试条件下的开路电压open-circuit Voltage under standa川test conditions

  VOC STC

  在标准测试条件(STC)下测得的开路电压。

  [IEC 61836,3.4.56a)]

  2.2.110.7

  额定电压rated Voltage

  VR(单位:V)

  在规定工作条件下光伏发电机设计成能发出最大电能时的电压。

  [IEC 61836,3.4.69k)]

  3正常工作条件

  除了IEC 60269-1规定外,补充下列要求。

  3.4电压

  3.4.1额定电压

  熔断体的额定直流电压应超过光伏组件串的开路电压(VOC)最大值。见附录BB.2.1。

  3.5电流

  3.5.1额定电流

  熔断体的额定电流应超过光伏组件产生的电流最大值。见附录B的B.3.1,

  3.6频率、功率因数和时间常数

  3.6.1频率

  不适用。

  3.6.2功率因数

  不适用。

  3.6.3时间常数

  实用中预期的时间常数被认为符合表104规定的相应值。

  3.10外壳内的温度

  熔断体的额定值是根据规定条件而定的,当安装地点的实际情况(包括安装地的空气条件)与规定条件不符合时,用户应与制造厂协商是否需要重新规定额定值。

  4分类

  IEC 60269-1适用。

  5熔断器特性

  除了IEC 60269-1规定外,补充下列要求。

  5.1特性概要

  5.1.2熔断体

  a)额定电压(见5.2);

  b)额定电流(见IEC 60269-1中5.3) ;

  c)额定耗散功率(见5.5);

  d)时间一电流特性(见5.6);

  e)分断范围(见5.7.1) ;

  f)额定分断能力(见5.7.2) ;

  g)尺寸或尺码(如果适用);

  h)使用类别(见5.7.1).

  5.2额定电压

  对于电压至750V,IEC 60269-1适用。对于更高的电压,可从IS0 3中的R5或RIO系列中选取。

  5.5熔断体的额定耗散功率

  除了IEC 60269-1规定外,制造厂应规定额定耗散功率与70%一100%额定电流的函数关系。

  5.6时间一电流特性极限

  5.6.1时间一电流特性、时间一电流带

  5.6.1.1一般要求

  熔断体的时间一电流特性随设计而改变,对于给定的熔断体,也与周围空气温度和冷却条件有关。制造厂应按8.3.1规定的条件提供平均时间一电流特性。

  5.6.2约定时间和约定电流

  5.6.2.2  "gPV”型熔断体的约定时间和约定电流

  约定时间和约定电流在表101中规定。

  5.6.3门限

  不适用。

  5.7分断范围和分断能力

  除了IEC 60269-1规定外,补充下列要求。

  5.7.1分断范围和使用类别

  第一个字母表示分断范围:

  ―“g”熔断体(全范围分断能力熔断体)。

  接下的字母表示使用类别:

  ―“gPV”表示用于光伏电能系统具有全范围直流分断能力的熔断体。

  5.7.2额定分断能力

  额定分断能力是以在含线性元件的电路中、外加平均电压所进行的型式试验为依据。额定分断能力的最低值为直流10kA,

  6标志

  除了IEC 60269-1规定外,补充下列要求。

  6.2熔断体的标志

  除了IEC 60269-1中6.2规定外,补充下列要求:

  ―使用类别“gPV”

  7设计的标准条件

  除了IEC 60269-1规定外,补充下列要求。

  7.5分断能力

  在额定直流电压下,熔断体应能分断预期电流在约定熔断电流和额定分断能力(时间常数不大于表104规定值)之间的任何电路。

  8试验

  除了IEC 60269-1规定外,补充下列要求。

  8.1一般要求

  8.1.4熔断器的布置和尺寸

  熔断体应无遮盖安装在无通风的场所,除非另有规定,熔断体应垂直安装(见8.3.1)。

  8.1.5熔断体的试验

  下列表102和表103代替IEC 60269-1中表11、表12和表13。

  8.1.5.1完整试验

  试验开始前,应在周围空气温度为20℃±5℃下测量所有试品的内阻R,测量电流不超过0.1Im,R值应记录在试验报告中。

  完整试验汇总见表102。

  8.1.5.2同一熔断体系列的免做型式试验

  如果同一熔断体系列中最大额定电流的熔断体已经按8.1.5.1的规定进行过试验,最小额定电流的熔断体也已经按表103的规定进行过试验,其他中间额定电流的熔断体的型式试验可以免做。

  8.3温升和耗散功率验证

  8.3.1熔断体的布置

  熔断体应垂直安装在约定试验装置上。

  对于不能装在约定试验装置中的特殊熔断体,或约定试验装置对特殊熔断体不适用时,应根据制造厂的规定进行特殊的试验,所有相关资料应记录在试验报告中。

  8.3.3熔断体耗散功率的测量

  除了IEC 60269-1中8.3.3规定外,补充下列要求。

  耗散功率试验至少在70%和100%额定电流时相继进行。

  8.3.5试验结果的判别

  熔断体的温升不应超过IEC 60269-1中表5规定的值。

  熔断体的耗散功率不应超过制造厂规定的值。

  8.4动作验证

  8.4.1熔断体的布置

  动作验证时,熔断体的布置应按8.1.4和8.3.1的要求。

  8.4.3试验方法和试验结果的判别

  8.4.3.1约定不熔断电流和约定熔断电流验证

  可在降低电压情况下进行以下试验:

  a)熔断体通以其约定不熔断电流(Imf),并持续表101中规定的约定时间。在这段时间内,熔断体不应动作;

  b)熔断体通以约定熔断电流(if),在表101规定的约定时间内应动作。熔断体动作时应没有外部影响或损伤。

  注:本试验被认为在典型的应用中,对于2h内电流为1.351。时的动作能给出满意的结果。如果本试验安排不适用,应根据制造厂规定进行特定的试验,所有相关资料应记录在试验报告中。

  8.4.3.2额定电流验证

  IEC 60269-1中8.4.3.2规定的试验要求由下述要求代替。

  3个试品经受3000个电流重复循环。每个循环如图101所示。全部试品的熔断体本体不应呈现破裂或裂纹。

  试验后,熔断体的电阻在室温条件下不应有超过10%的变化。

  8.4.3.5约定电缆过载保护试验

  不适用。

  8.4.3.6指示装置和撞击器(如有)的动作

  指示装置正确动作的验证与分断能力的验证(见8.5.5)结合进行。

  验证撞击器(如有),应补充一个试品在如下条件下进行试验:

  ―Is电流(见表104);

  ―50V的恢复电压。

  恢复电压值可以超过10%.

  所有试验过程中,撞击器应该动作。

  8.5分断能力验证

  8.5.1熔断器的布置

  除了8.1.4和8.3.1规定外,补充如下。

  对于分断能力试验,熔断体的安装和连接应与实际使用情况相同。

  8.5.5试验方法

  8.5.5.1为验证熔断体是否满足7.5的.条件,应进行No.1, No.2和No.5试验。熔断体试验数量按表102规定,试验参数按表104规定。

  No.1和No.2试验:如果在No.1试验过程中满足了No.2试验要求,此试验可作为No.2试验,不必重复。

  No.5试验:试验电流值按表104规定。

  8.5.5.2试验时恢复电压应保持在100+5%的额定电压下,时间至少为:

  ―熔管或填充料不含有有机材料的熔断体熔断后时间为30s;

  ―其他情况下,熔断体熔断后时间为5min。如果切换时间(无电压的时间间隔)不超过0.1s,允许熔断体在15s后切换至另一电源。

  熔断体熔断后,至少6min,最多10min,应测量熔断体触头之间的电阻(见IEC 60269-1中8.5.8)并作记录。如果熔断体的熔管和填充料中不含有有机材料,在制造厂认可下,可以选用更短的时间。

  8.5.8试验结果的判别

  试验过程中,如发生以下一种或几种事故,熔断体则不符合本部分:

  ―熔断体引燃,除任何纸质标签或作指示装置用的类似物外;

  ―试验装置的机械性损伤;

  ―熔断体的机械性损伤;

  注:允许熔断体出现热开裂,但仍为一整体。

  ―端帽燃烧或熔化;

  ―端帽的明显移位。

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