IEC617302光伏组件安全认证.docx
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IEC617302光伏组件安全认证
光伏组件安全鉴定
第二部分：
试验要求
IEC61730-2:
2004
光伏组件安全鉴定-第一部分：
结构要求
1围和目的
2
本标准的第一部分描述了光伏组件结构的基本要求，以使其在预期的使用期提供安全的电气和机械运行。
对由机械或外界环境影响造成的电击、火灾和人身伤害的保护措施提供了专题讨论。
本标准的第一部分给出了结构要求，第二部分给出了试验要求。
本标准试图详细说明光伏组件不同应用等级的基本要求，但它不能被认为包含了所有国家和地区的建筑法规。
本标准没有涉及海上和交通工具应用时的特殊要求。
本标准也不适用于集成了交/直流逆变器的组件（交流组件）。
本标准设计成与IEC61215或IEC61646的试验程序相一致，所以，一套样品可同时用于光伏组件的安全鉴定测试和设计性能鉴定测试。
本标准对试验程序的安排进行了优化，以使IEC61215或IEC61646的测试可以作为本标准的预测试。
注1：
本标准的试验程序并未包括所有可能的组件应用场合下可能涉及的安全问题。
本标准已经采用了目前已知的最好试验程序。
有些安全问题，比如在高压系统中由于组件破裂而引起的潜在的电击危险，应通过系统设计、安装、限制接近和维护程序等方面加以解决。
本标准的目的是为已经通过了IEC61730-1的安全结构鉴定的光伏组件提供一套安全验证所需的试验程序。
这些试验程序和通过判据是为了发现由误用应用等级，不正确的使用方法或组件部元件破碎而引起的火灾、电击和人身伤害的隐患。
本标准规定了为提供组件最终使用性能所要求的基本的及附加的安全试验。
试验分类包括常规检查、电击危险、火灾危险、机械和环境影响。
注：
除本标准的要求外，应考虑ISO相关的标准、国家或地区法规中另外的结构要求，这些法规对组件在当地的安装和使用具有管辖权。
3引用标准
4
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，仅该版本适用于本标准。
凡是不注日期的引用文件，其最新的版本（包括所有的修正案）均适用于本标准。
（查询相对应的GB）
5应用等级
6
概述
光伏组件可以有许多不同的应用方式。
在评估组件结构的潜在危险时，一个重要的因素是与其相应的应用条件联系起来考虑。
不同的应用分类应该满足与其相应的安全要求和进行必要的鉴定测试。
本条款定义了应用等级和对每个等级要求的结构特性。
光伏组件的应用等级定义如下：
A级：
公众可接近的、危险电压、危险功率应用
通过本等级鉴定的组件可用于高于直流50V或240W以上的系统，同时这些系统是公众有可能接触或接近的。
通过本标准和IEC61730-2适用于本应用等级的安全鉴定的组件被认为满足安全等级II的要求。
B级：
限制接近的、危险电压、危险功率应用
通过本等级鉴定的组件可用于以围栏或特定区划限制公众接近的系统。
通过本应用等级的组件只提供了基本的绝缘保护，这类组件被认为满足安全等级0的要求。
C级：
限定电压、限定功率应用
通过本等级鉴定的组件只能用于低于直流50V和240W的系统，这些系统公众是有可能接触和接近的。
通过本标准和IEC61730-2适用于本应用等级的安全鉴定的组件被认为满足安全等级III的要求。
注：
安全等级在IEC61140中规定。
7试验分类
8
概述
以下所列的危害因素可能会影响光伏组件的寿命和安全。
试验程序和合格判据就是按这些危害因素给出的。
每个组件应进行的特定试验是由其最终的使用情况所定，在第5章中规定了这些最基本的试验。
注：
组件安全试验用代号MST表示。
表1~6列出了要求的试验的来源。
对有些试验，表中第3列给出了试验的来源，但其相应的试验要求在第10章和第11章给出。
其余的试验是基于或等同于IEC61215/IEC61646，表中最后两列给出了相应的条款。
有些基于IEC61215/IEC61646的试验在用于IEC61730-2时进行了修改，它们在第10章和第11章中一并给出。
预试验
表1预试验
试验
项目
参考标准
引用章条号
IEC61215
IEC61646
MST51
温度循环试验（TC50或TC200）
10.11
10.11
MST52
湿-冻试验（HF10）
10.12
10.12
MST53
湿-热试验（DH1000）
10.13
10.13
MST54
紫外预试验
10.10
10.10
常规检查
表2常规检查
试验
项目
参考标准
引用章条号
IEC61215
IEC61646
MST01
外观目测检查
10.1
10.1
电击危险试验
本节的试验用来评估由于接触组件带电体而造成的对人身触电或伤害的危险，这些部件的带电可能是设计或结构本身的结果，也可能是由于环境或运行引起的故障造成的。
表3电击危险试验
试验
项目
参考标准
引用章条号
IEC61215
IEC61646
MST11
可接触性试验
ANSI/UL1703
MST12
抗划伤试验（玻璃表面不要求）
ANSI/UL1703
MST13
接地连续性试验（非金属边框不要求）
ANSI/UL1703
MST14
冲击电压试验
IEC60664-1
MST16
绝缘试验
10.3*
10.3*
MST17
湿漏电试验
10.15
10.20
MST42
引线端强度试验
10.14
10.14
*通过/失败判据与IEC61215和IEC6646不同
火灾危险试验
本节的试验用于评估由于组件运行或其元件故障可能引起的火灾的危险。
表4火灾危险试验
试验
项目
参考标准
引用章条号
IEC61215
IEC61646
MST21
温度试验
ANS/NL1703
MST22
热斑耐久试验
10.9
10.9
MST23
防火试验
ANS/NL790
MST25
旁路二极管热试验
10.18
MST26
反向电流超载试验
ANS/NL1703
机械应力试验
本节的试验用于将由于机械故障引起潜在的伤害减至最小。
表5机械应力试验
试验
项目
参考标准
引用章条号
IEC61215
IEC61646
MST32
组件破裂试验
ANSIZ97.1
MST34
机械载荷试验
10.16
10.16
部件试验
表6部件试验
试验
项目
参考标准
引用章条号
IEC61215
IEC61646
MST15
局部放电试验
IEC60664-1
MST33
导线管弯曲试验
ANSI/UL514C
MST44
接线盒孔口盖击开试验
ANSI/UL514C
9应用等级及其所需的试验
10
组件应进行的试验由IEC61730-1确定的应用等级决定，表7列出各等级所需的试验项目。
试验的顺序应根据图1进行。
有些试验必须作为预试验进行。
注：
本试验程序设计成IEC61730-2的试验可与IEC61215或IEC61646的试验同时进行。
这样，IEC61215或IEC61646中的环境应力试验可作为IEC61730-2试验的预试验。
表7基于应用等级的试验要求
应用等级
试验
A
B
C
预试验：
×
×
×
MST51温度循环试验（TC50或TC200）
×
×
×
MST52湿-冻试验（10HF）
×
×
×
MST53湿-热试验（DH1000）
×
×
×
MST54紫外预试验
常规检查试验：
×
×
×
MST01外观检查
电击危险试验：
×
×
-
MST11可接触性试验
×
×
-
MST12抗划伤试验
×
×
×
MST13接地连续性试验
×
×*
-
MST14冲击电压试验
×
×*
-
MST16绝缘试验
×
×
-
MST17湿漏电试验
×
×
×
MST42引线端强度试验
火灾危险试验
×
×
×
MST21温度试验
×
×
×
MST22热斑耐久试验
×**
-
-
MST23防火试验
×
×
-
MST26反向电流过载试验
机械应力试验
×
-
×
MST32组件破损试验
×
×
×
MST34机械载荷试验
部件试验
×
-
-
MST15局部放电试验
×
×
-
MST33导线管弯曲试验
×
×
×
MST44接线盒孔口盖击开试验
×要求进行的试验。
-不要求进行的试验。
*应用等级A和B有不同的试验要求。
**安装在屋顶的组件最低要防火等级C。
11抽样
12
按IEC60410规定的程序，用于安全试验的6个组件和1个压片（无边框的组件）以及另外用于防火试验的组件（如需要可增加备份）必须从单批或多批生产批中随机抽取。
这些组件必须符合相应图纸和工艺要求规定的材料、元件和工艺所制造，并经过制造厂常规检测、质量控制与产品验收程序。
组件必须是完整的，附带制造厂的贮运、安装和电路连接指示，包括系统最大允许电压。
如果被试验的组件是一种新设计的样品而不是来自生产线上，应在试验报告中加以说明（见第7章）。
13试验报告
14
根据ISO/IEC17025的规定，试验结果必须出具试验报告。
试验报告必须包括所有客户要求的信息、对试验结果必要的解释，以及使用方法所要求的所有信息：
a）题目；
b）
c）试验室名称和地址以及试验进行地；
d）
e）每份证书、报告及报告中的每一页都必须有唯一的标识；
f）
g）客户的名称和地址（如果适用）；
h）
i）试验项目的说明和代号；
j）
k）试验项目的特征和条件；
l）
m）试验样品收到日期及试验日期（如果适用）；
n）
o）所用的试验方法的代号；
p）
q）抽样程序的参照的标准（如果相关）；
r）
s）任何对试验方法的改动、添加或删除，以及其它任何与特定试验相关的信息，例如环境条件；
t）
u）用表格、曲线、绘图或照片等适当的方式表述的测量、检查和导出的结果，包括最大系统电压、安全等级、安装方式和发现的任何缺陷；
v）
w）冲击电压试验的样品是组件还是压片的表述；
x）
y）试验结果误差估计的表述（如果相关）；
zz）
aa）对证书或报告容负责的责任人的签名和头衔，或等同的标识，签名日期；
bb）
cc）试验结果仅适用与所测样品的表述（如果相关）；
dd）
ee）未经试验室的书面许可，证书或报告不允许被部分复制的表述。
ff）
制造商必须保存本报告的复本以备查。
15试验
16
组件须按图1规定的顺序分组进行安全试验。
选择的组件必须通过4.2规定的预试验。
图1中的每个方框与本标准的给定子条款相对应。
注：
备用的组件可包含在安全试验程序中，如果这些组件已经进行了相应的环境试验，从而满足了必需的预要求。
第10章和第11章列出了详细的试验程序和合格判据，包括要求的最初和最终的测量。
与IEC61215/IEC61646等同的试验已在第4章中给出了相关细节。
在进行试验时，试验者应严格执行制造商有关搬运、安装和连接的说明。
图1试验顺序
17合格判据
18
试验样品满足每项试验所有的判据，被评估的组件判定为通过了安全性鉴定。
任何没有满足这些合格判据的组件，被评估的组件被认定为未通过安全鉴定。
注：
决定重新试验的程度取决于不合格项目的情况。
19试验程序
20
外观检查MST01
目的
检查出组件的任何外观缺陷。
程序
本试验等同IEC61215/IEC61646的10.1，并有以下的附加检查判据：
∙可能影响安全的其它任何条件；
∙
∙与IEC61730-1第11章规定的标识不一致。
∙
用笔录、照片标识任何裂纹、气泡或脱层等的位置和性状，这些缺陷可能在后续试验中恶化并对组件的安全性能产生不利影响。
除了下节所列的严重外观缺陷，其它目测到的外观缺陷对安全试验鉴定是可接受的。
合格判据
对于安全试验鉴定，以下缺陷被认为是严重外观缺陷：
gg）断裂、裂纹或破裂的外表面；
hh）
ii）严重到会降低组件安全性的外表面弯曲或错位，包括上表面、下表面、框架、接线盒；
jj）
kk）气泡或脱层在任何带电部件与组件边缘之间形成一连续通路；或气泡、脱层在试验期间有明显增大，如果该试验继续进行，这些气泡或脱层会发展成连续通路；
ll）
mm）封装材料、背表面、二极管或带电光伏部件的任何熔化或烧毁的痕迹；
nn）
oo）机械完整性受损到削弱组件安装和运行的安全性能的程度；
pp）
qq）标识不符合IEC61730-1第12章的要求。
rr）
可接触性试验MST11
目的
确定未绝缘的带电体是否会造成对人身电击的危害。
设备
设备如下：
ss）按IEC61032图7所示的11号圆柱型试验工具。
tt）
uu）欧姆表或导通测试仪。
vv）
程序
试验程序如下：
ww）根据制造商推荐的方法安装组件并进行连线；
xx）
yy）将欧姆表或导通测试仪与组件电路连接，并连接到试验工具上；
zzz）
aaa）移去组件上所有不用工具就可去掉的覆盖物、插头和连接器等的部分；
bbb）
ccc）试验工具在所有的电连接器、插头、接线盒以及组件电路可达到的任何区域，用试验工具进行探测；
ddd）
eee）在探测期间监视欧姆表或导通测试仪以确定试验装置与组件电路是否有电接触。
fff）
最终测试
无。
要求
试验过程中试验工具和组件电路之间的电阻不允许低于1M。
合格判据
试验过程中试验工具在任何时刻都不允许与任何带电体接触。
本试验在图1所示的试验顺序的开始和结束时进行，但是如果有理由认为某一试验会造成带电体裸露，本试验可在试验顺序中的任何时刻加试。
抗划伤试验MST12
目的
确定聚合物材料作为前后表面的组件是否能够经受住安装和维护过程中的常规操作，而无人身电击的危险。
本试验引自ANSI/UL1703。
试验装置
试验装置如图2所示，该设备拉动一尖锐物划过组件表面，尖锐物为厚度为0.64±0.05mm的碳钢刀刃（例如，手工钢锯条的背面），并施加8.9±0.5N的压力。
程序
试验程序如下：
ggg）将组件前表面向上水平放置；
hhh）
iii）将试验装置放在组件上停留1min，然后以150±30mm/s的速度拉过组件；
jjj）
在不同的方向重复该步骤5次。
kkk）对组件的后表面重复进行a）和b）。
lll）
最终测试
重复MST01、MST13、MST16和MST17试验。
合格判据
合格判据如下：
mmm）无明显迹象显示前表面或后表面被划破，致使组件的带电体被暴露。
nnn）
ooo）MST13、MST16、MST17的试验结果应满足与最初测试相同的要求。
ppp）
拴：
A150mm从转动轴到施压物的重心。
B170mm从测试点到转动轴。
C测试点：
0.64mm厚的钢条。
Q施加于测试点Q的合力：
8.9N。
（原标准该处有错，应为7.9N。
2lbs*150mm/170mm/2.2kg/lbs*9.8N/kg）
图2抗划伤试验
接地连续性试验MST13
目的
证明组件所有裸露导体表面之间有一导电通路，这样光伏系统中裸露导体表面能够充分地接地。
只有组件存在裸露导体时，如金属框架或金属接线盒，才要求进行本试验。
仪器
仪器如下：
qqq）能够提供2.5倍于组件最大过流保护电流值的恒流源，见MST26。
rrr）
sss）合适的电压表。
ttt）
注：
根据IEC61730-1，最大过流保护电流值由制造商提供。
程序
程序如下：
uuu）把制造商指定的接地点按其推荐的接地连接方法连接到恒流源的一端；
vvv）
www）在与之相邻（连接）的裸露导体上找到与接地点有最大电通道距离的点，将该点连接到恒流源的另一端；
xxx）
yyy）将电压表的两端连接到紧临电流引线处的导体上；
zzzz）
aaaa）通入2.5倍±10%组件最大过流保护电流至少2min；
bbbb）
cccc）测量电路电流和相应的电压降；
dddd）
eeee）减少电流至0；
ffff）
gggg）在框架上的其他位置重复进行该试验。
hhhh）
最终测试
无。
合格判据
选定的裸露导体和其他任意导体之间的电阻必须小于0.1。
脉冲电压试验MST14
目的
本试验用于验证组件中固体绝缘材料承受大气环境引起的过电压的能力。
它也涉及到由于低电压设备开关引起的过电压状态。
注：
如果组件出售时均带有边框，冲击电压试验应用带边框的组件进行。
仪器
试验仪器如下：
iiii）冲击电压发生器；
jjjj）
kkkk）示波器。
llll）
程序
为保证试验的重复性，本试验应在室温和相对湿度小于75%的条件下进行。
程序如下：
mmmm）用铜箔覆盖整个组件（未安装边框的组件），连接铜箔至脉冲发生器的负极；
nnnn）
oooo）将组件输出端短接，并与冲击电压发生器的正极相连；
pppp）
铜箔的参数如下：
1）铜层厚度：
0.03到0.05mm。
2）
3）导电胶：
电阻<1，测量面积：
625mm2。
4）
5）总厚度：
0.05到0.07mm。
6）
qqqq）组件无光照，用冲击电压发生器施加脉冲电压，峰值电压如表8、波形如图3所示。
脉冲波形用示波器检测，每次试验时应检验上升时间和脉冲持续时间；
rrrr）
注1：
根据IEC60664-1中2.2.2.1.1的规定，组件属III类过电压器件。
由于通常组件均配备过压保护器件，试验等级已降低了一级。
另一方面，为证实增强型绝缘（如应用等级A和安全等级II所要求），应用等级A的试验等级已提高了一级。
表8脉冲电压与最大系统电压
最大系统电压
V
脉冲电压
应用等级A
V
应用等级B
V
100
1500
800
150
2500
1500
300
4000
2500
600
6000
4000
1000
8000
6000
注2：
如最大系统电压不同于表中所列，可以采用线性插法。
ssss）必须施加3个连续的脉冲；
tttt）
uuuu）改变脉冲发生器终端的极性，再施加3个连续的脉冲。
vvvv）
最终的测试
重复MST01外观检查。
合格判据
合格判据如下：
wwww）试验期间未观测到组件绝缘破坏或表面闪络的现象；
xxxx）
yyyy）无10.1定义的严重外观缺陷。
zzzzz）
aaaaa）
bbbbb）
注：
O1为脉冲电压的起点，该点为线性时间轴与A、B点确定的直线的交点。
图3按IEC60060-1规定的脉冲电压波形
绝缘试验MST16
目的
确定组件载流元件与框架或外部是否绝缘良好。
本试验应在环境温度（见IEC60068-1）和相对湿度不超过75%的条件下进行。
程序
本试验等同于IEC61215/IEC61646的10.3，但试验电压取决于应用等级和最大系统电压。
应用等级A的最大测试电压应等于2000V加4倍的系统最高电压，应用等级B的最大测试电压应等于1000V加2倍的系统最高电压。
合格判据
见IEC61215/IEC61646。
温度试验MST21
目的
本试验用来确定构成组件的不同部件和材料的最高参考温度，以判定其应用是否适当。
试验条件
试验时周围环境温度可在20º到55ºC之间。
按IEC60904-2和IEC60904-6的规定，试验时组件平面的辅照度不应低于700W/m2，辐照度用精度±5%经校准的仪器测量。
所有数据的采集均应在风速小于1m/s时进行。
程序
试验用组件安装在厚约为19mm的木板、压制板或复合板制成的平台上。
平台安装样品的一面应漆成不反光的黑色。
平台每边应比组件至少长出60cm。
根据制造商提供的安装说明书把试验组件安装在平台上。
如果说明书提供了不止一种安装方式，应使用最坏状态的安装方式。
如果没有指定安装方式，试验用组件应直接安装在平台上。
组件部件的温度应使用校验过的、最大测量不准确度为±2℃的仪器或系统测量。
分别测试组件开路和短路两种工作状态，记录每个测试位置在达到热稳定后的温度。
达到热稳定是指每隔5min记录一个温度，连续3个温度之间的变化小于±1℃。
在实际环境温度（Tamb）下测得的部件温度（Tobs）应折合到40℃的参考环境温度。
折合公式为：
Tcon=Tobs+（40-Tamb），其中Tcon是折合后的温度。
如果温度试验中得到不合格的结果，并且因该结果与试验临界条件有关，尽管试验条件在规定的围，但比需要的条件更恶劣，例如，试验时的环境温度接近允许值的上限，试验可在更靠近许可围中点的条件下重新进行。
如果辐照度不是1000W/m2，应在两辐照度下测量温度，两个辐照度之间最小间隔为80W/m2，然后用二次方程外推得到辐照度为1000W/m2的温度。
（原标准该处有错，或是测两点，用线性外推，或是测三点，用二次方程外推）
典型的测试点包括：
∙组件中心电池对应的上表面处；
∙
∙组件中心电池对应的下表面处；
∙
∙接线盒壁表面；
∙
∙接线盒部空间；
∙
∙现场接线端子；
∙
∙现场接线用引线的绝缘层；
∙
∙电连接器外壳（如果配有）
∙
∙二极管外壳（如果配有）
∙
注：
由结构的不同，实验室可对每个所述区域设置多于一个的数据采集点。
要求
要求如下：
ccccc）测量温度不超过表9列出的表面、材料和部件对应的温度要求：
ddddd）
eeeee）组件的任何部分无蠕变、变形、下陷、烧焦或类似10.1定义的损伤。
fffff）
表9部件温度极限
元件、材料或部件
温度极限
℃
绝缘材料：
c）
聚合物
a）
纤维
90
层压酚类化合物
125
模压酚类化合物
150
现场接线端子，金属元件
高于环境温度30℃
接线盒中导线可接触到的部分
a）或d），较高的一个，或b）
带绝缘的导体
d）
安装表面（框架）和结构件之间的间隙
90
a）材料的相对指示温度（RTI）减去20℃。
b）如果对使用导体有最小温度额定值的标识，接线盒中端子温度可超过该值，但不应高于90℃。
c）如果能够确定较高的温度
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