GB/T 20047.1-2006 光伏(PV)组件安全鉴定 第1部分：结构要求 （免费下载）
1 范围
1 范围
GB／T 20047的本部分规定了光伏组件的结构要求，以使其在预期的使用期内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进行评估。GB／T 20047的第2部分给出了试验要求，本部分给出了结构要求。
本部分尽可能详细说明光伏组件不同应用等级的基本要求。本部分未涉及海上和交通工具应用时的特殊要求。本部分也不适用于集成了逆变器的组件(交流组件)。
本部分设计的试验顺序与IEC 61215：2004或GB／T 18911―2002相一致，所以一套样品可同时用于光伏组件设计的安全和性能评估。
本部分的目的是为光伏组件能够通过GB／T 20047.2的安全鉴定试验所需的主要结构提供一些基本指南。这些要求是为了减少由于组件应用等级误用、错误使用或内部元件破碎而引起的火灾、电击和人身伤害。本部分规定了为提供组件最终使用性能所要求的基本的安全结构要求和附加的试验。
对部件的要求是为该部件在相应的组件结构和工作环境中能提供应有的功能而提出的。
注：除本部分的要求外，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。
2 规范性引用文件
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB／T 20047的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新的版本均适用于本部分。
GB／T 5169.2 电工电子产品着火危险试验 第2部分：着火危险评定导则 总则(GB／T 5169.2―2002，IEC 60695-1-1：1999，IDT)
GB／T 11026.1 电气绝缘材料 耐热性 第1部分：老化程序和试验结果的评定(GB／T 11026.1―2003，IEC 60216-1：2001，IDT)
GB／T 18911―2002 地面用薄膜光伏组件 设计鉴定和定型(IEC 61646：1996，IDT)
GB／T 20047.21) 光伏组件安全鉴定 第2部分：试验要求
IEC 60112 固体绝缘材料在潮湿条件下相比电痕化指数和耐电痕化指数的测定方法
IEC 601 30(所有部分) 频率低于3 MHz的电连接器
IEC 60189-2 聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套低频通信电缆电线 第2部分：局用电缆(对线组或三线组或四线组或五线组的)
IEC 60216-1 电子气绝缘材料 耐热性 第1部分：老化程序及试验结果评估
IEC 60216-5 电气绝缘材料 耐热性 第5部分：绝缘材料相对耐热指示温度的确定
IEC 603645-5-1 建筑物电气装置 第5-51部分：电气设备的选择和安装 通用规则
IEC 60417-DB：20022) 用于设备的图形符号
IEC 60529 封装保护等级(IP码)
1) 在报批中。
2) “DB”指参考IEC在线数据库。
IEC 60947―1 低压开关设备和控制设备 总则
IEC 61215：2004 地面用晶体硅光伏组件 设计鉴定和定型
IEC 61 721 光伏组件对意外碰撞的承受能力
IEC 61140：2001 电击防护装置和设备的通用部分
ISO 261 普通螺纹 直径与螺距系列
ISO 262 普通螺纹 优选系列
ANSI／UL 746C 聚合物材料标准 用于电子设备评估
ANSI Z97.1 用于建筑物的安全窗用玻璃材料美国国家标准 安全性能规范和试验方法
ASTM D2303 97 绝缘材料的液体污染、倾斜面漏流径和腐蚀的标准试验方法
ASTM E162-02a 用热辐射源测试材料表面可燃性的标准试验方法
3 应用等级
3.1 概述
光伏组件可以有许多不同的应用方式，因此把评估组件在相应应用条件下的潜在危险与组件的结构联系起来考虑是很重要的。
不同的应用等级应该满足与其相应的安全要求和进行必要的试验。本章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：
3.2 A级：公众可接近的、危险电压、危险功率条件下应用
通过本等级鉴定的组件可用于公众可能接触的、大于直流50 V或240 W以上的系统。通过本部分和IEC 61730-2的本应用等级鉴定的组件满足安全等级Ⅱ的要求。
3.3 B级：限制接近的、危险电压、危险功率条件下应用
通过本等级鉴定的组件可用于以围栏、特定区划或其他措施限制公众接近的系统。通过本应用等级鉴定的组件只提供了基本的绝缘保护，满足安全等级。的要求。
3.4 C级：限定电压、限定功率条件下应用
通过本等级鉴定的组件只能用于公众有可能接触的、低于直流50 V和240 W的系统。通过本部分和GB／T 20047.2的本应用等级鉴定的组件满足安全等级Ⅲ的要求。
注：安全等级在IEC 61140：2001中规定。
4 结构要求
5 聚合物材料
5.1 概述
聚合物分为四种应用类型：
――用于带电金属部件的外壳(例如接线盒)
――用于带电金属部件的支撑(例如接头)
――用于组件的表层(例如上表层或下表层)
――间隔物
例外：封装材料(EVA)不要求满足这些要求。
所用聚合物材料按IE(：60216―5测定的电气和机械最低相对热指数的应比上述材料在GB／T 20047.2中MST21规定的组件温度试验时测量到的最高温度高20℃。
注：作为上下表面的聚合物材料有另外的要求，见5.3和5.4。
5.2 用作带电部件外壳的聚合物
用作有火灾和电击危险的部件外壳的聚合物应满足以下的要求：
a) 通过材料或最终产品试验达到GB／T 5169.2―2002规定的5-V有焰燃烧性等级；
b) 最终产品浸水试验和暴露试验后，达到GB／T 5169.2―2002规定的5-V有焰燃烧性等级；
c) 直接暴露在太阳光下使用的，抗紫外辐射能力应满足ANSI／UL746c中的规定；
d) 灼热丝点燃试验的最小抗燃能力达到GB／T 5169.2―2002规定的30等级。
5.3 用于带电部件支撑的聚合物
用于有火灾和电击危险部件支撑或绝缘的聚合物材料应满足以下的要求：
a) 具有HB、V-2、V-1或V-0的有焰燃烧性等级，并至少达到相应的GB／T 5169.2―2002规定的大电流起弧等级，如表1所示：
表1 有焰燃烧性等级与大电流起弧等级对应表
b) 如果系统电压额定值不超过600 V，按IEC 60112测定的相比电痕化指数(CTI)应达250 V或更高；
c) 如果最高系统工作电压额定值在601 V～1 500 V之间，按ASTM D2303中时间-弧闪测试法在2.5 kV下所测的斜板弧闪标定达到1 h；
d) 如果直接暴露在太阳光下使用的，应满足ANSI／UL 746C中的暴露在紫外光中的要求。
注：受太阳光照射但有玻璃或其他透明介质保护的聚合物材料，在试验中可使用等效的保护层减弱紫外光的照射。
5.5 间隔物
聚合物绝缘材料间隔物作为带电部件与易接触的金属部件之间，或具有不同电位的非绝缘带电部件之间唯一的绝缘体时，应满足IEC 61140：2001所规定的厚度和材质的要求。间隔或衬托物应保持在确定的位置上，其使用性能不能降低到不可接受的最低程度。
5.6 玻璃结构材料
组件结构中用于上表层或下表层的所有的玻璃材料应满足ANSI Z97.1―1993中规定的安全要求，该要求可以通过材料本身的鉴定或通过组件的MST32试验来验证。
6 内部导线和载流部件
6.2 导线中间头
导线中间头的绝缘要求与电线的要求相同。
7 接线
7.4 引出线或电缆
组件引出线的额定值应满足系统电压、载流能力、潮湿位置、温度和耐日照的指标。
8 接地连接和接地
8.1 如果组件有可接触的导体边框或支撑系统，或者组件安装后有一大于10 cm2的可接触导体表面，组件必须带有接地装置。
8.2 达到安全等级Ⅱ的组件可以采用功能性接地，该接地装置必须使用加强型绝缘措施与带电部件隔离(见IEC 61140：2001中7.3.2.2)。
8.3 正常使用中组件的所有可接触的裸露导体应连接在一起，该连接用GB／T 20047.2中10.4的试验进行验证。
例外：如果导体材料仅用作安装紧固件，井通过适当的绝缘和间距与组件的导体部件分开，这类紧固件不要求做上述连接。
8.4 组件的日常维护不允许中断或影响接地连接通道。组件或电池板中用于接地通道的螺钉、螺母或其他零件不允许充当组件或电池板与支架表面或框架之间的紧固件。
8.5 应采用有效的主动式接地方式，例如夹紧、铆接、螺栓或螺钉连接、电焊、锡焊或铜焊。接地连接应穿透所有的非导电涂层，如油漆、电氧化层或搪瓷。
8.6 接地连接通路的所有结合点必须机械固定，其牢固性不依赖于任何焊接。
8.7 接地连接通道如果是依靠螺丝，旋入金属的部分应至少有两个螺钉，或一个螺钉的两圈螺纹。
8.8 接地螺栓或螺钉的直径应与接地通道导体的尺寸相对应，如表2所示。
8.9 接地连接通道中含铁的金属部件应进行金属或非金属的表面防锈蚀处理，例如，喷漆、镀锌或电镀。不锈钢不要求作表面处理。
8.10 金属与金属多级合页铰链是可接受的接地连接方式。
8.11 用作现场安装接地的组件接线端或连接位置应使用适当的符号标识，(见IEC 60417-5019 DB：2002-10)或绿色标识，且其他的接线端或连接位置不允许使用同样的标识。
8.12 如果以标志来标示设备的接地端，该标志应置于接地端或其附近；或标示在组件或电池板上接地端附近的接线图上。
9 爬电距离和电气间隙
9.1 无绝缘的不同电位带电体之间以及带电体和与可接触的金属部件之间的爬电距离和电气间隙不允许小于表3和表4的规定。
这些要求不适用于组件内部带电部件之间的距离，其距离应满足部件相关要求。这些要求也不适用于固体绝缘材料，材料的绝缘特性可以利用GB／T 20047.2列出的试验进行验证。
9.2 现场组件接线端子的爬电距离和电气间隙用组件的开路电压(Voc)来判定。如果在端子排上有未标识的接线端子，或有专门标识的接地端子，爬电距离和电气间隙将根据最大系统电压来判定。
表3 现场接线端子之间可接受的最小爬电距离和电气间隙
表4 内部带电体与可接触点之间可接受的最小电气间隙
注：光伏组件中的封装材料也会吸湿，封装过程也不保证会形成完全密封。因此，规定的爬电距离和电气间隙是基于污染度2级、材料等级Ⅲa和Ⅲb、应用等级A、脉冲电压8 kV。小数尾数采用进位法以得到偏于安全的数值。
9.3 现场接线端子的爬电距离和电气间隙应在有导线连接和没有导线连接两种情况下测量。导线应按实际应用时的方式进行连接。如果端子能适配，产品也没有标注使用限制，所用导线的线规应比要求的大一号，否则，导线用要求的线规。
9.4 在决定爬电距离时，不大于0.4 mm的间隙的表面之间被认为是相互接触的。
10 带盖子的现场接线盒
10.1 概述
设计成现场连接的应有时带有永久性接线系统的光伏组件应提供一个封闭的接线盒，该接线盒为导线及其连接提供抗环境影响的保护，为未绝缘带电部件提供可接触性的保护，为与之相连的接线系统减缓拉力。
注：第5章适用于非金属接线盒。
10.2 壁厚
接线盒作为现场使用的永久性接线系统附件，根据其材料应满足表5给定的最小壁厚的要求。
表5 给定材料的最小壁厚
10.3 内部容积
接线盒内部应为每一个拟使用的导体，包括组件本身包含的导体，提供表6给出的最小容积，表6数值误差值±5％。
表6 导体规格与最小内部容积
在要求的最小容积空间内，任一方向的尺寸不允许小于20 mm。
10.4 开口
接线盒的所有开口都应有适当的遮盖(例如，可敲落的孔口盖、插塞等)，其功能应满足5.2.1，湿漏电流试验应满足GB／T 18911中10.20，可接触性试验应满足GB／T 20047.2中10.2的要求，遮盖只能用工具才可以打开。
10.5 垫圈和密封
垫圈和密封在加速老化过程中退化不允许超过限值，且不允许用于正常工作时可能弯曲的地方，参见。IEC 60216-1中的加速老化试验。
10.6 减应力结构
接线盒应提供导线减应力结构，使现场连接或在安装现场而作用在导线或电缆上的力不致传递到组件内部的电接点上。通过GB／T 9535中10.14试验的结构满足此项要求。
11 标识
11.1 每个组件应有以下内容的清晰并耐久的标识：
――制造商的名称、代号或品牌标志；
――类型或型号；
――序列号；
――接线端子或引出线的极性(允许用颜色标识)；
――组件适用的系统最大电压；
――按GB／T 17405规定的安全等级，若适用。
生产日期和产地应标示在组件上或可根据序列号查出。
注：应尽可能使用国际通用符号。
11.2 以下附加的标识应包含在组件上或使用说明书和安装资料(要求的文件)中。所有的电性能数据应为标准测试条件下数据(AM1.5，1 000 W／m2，25℃)。
――开路电压；
――短路电流；
――GB／T 20047.2中MST26验证的最大过流保护值；
――推荐的最大串联组件数和并联组件数；
――产品应用等级。
11.3 仅适合于组件现场安装的电连接器应标明“有负载时不能断开”。
11.4 对于开路电压超过50 V的组件，和／或系统最大额定电压超过50 V的组件，在组件连接装置附近应有醒目的触电危险的警告标志。
12 提供文件的要求
12.1 组件或电池板应提供安装说明书，来规定电气和机械的安装方法以及组件的电气参数标称值。说明书应给出组件符合的应用等级和在该应用等级下的特殊限制。
12.2 当防火等级取决于特定的安装结构、间距，或在屋顶或其他建筑结构上的安装方法时，这些参数的细节必须包含在安装说明书中。
12.3 电气安装说明书应包括采用的接线方法的详细描述，描述应包括：
――采用的接地方法；
――采用导线的尺寸、类型以及耐温等级；
――推荐的最大串联／并联组件数：
――过流保护类型和适用的旁路二极管；
――使用电缆连线时最小的电缆直径；
――任何与接线盒相关的接线方式的限制。
12.4 在屋顶应用的机械安装说明应包括：
――组件或电池板与屋顶之间连接的机械牢固性的最低要求说明；
――对于安装在原有屋顶之上的组件或电池板，屋面材料应有与系统应用等级相应的防火等级要求的说明；
――为保证防火等级而要求的斜度的指示。
12.5 安装说明书应包含不允许人为聚光直射到组件或电池板上的警示。
12.6 装配说明书应随部件发运一并提供，说明书应足够详细以使产品能顺利地完成总装。
12.7 考虑到某些使用条件下组件输出增大，安装说明书应包括以下或类似的声明：
“在正常使用条件下，光伏组件有可能产生比标准测试条件下更大的电流和／或电压。因此，应将组件标示的Isc和Uoc乘上1.25，再决定部件的电压标定值、导线的电流标定值、保险丝规格和连接光伏输出的控制设备的规格。”
13 修改
13.1 对任何已经通过本部分和GB／T 20047.2鉴定的组件，其电气或机械部件的重大设计更改和重新配置，要求工程复审以确定这些修改的影响。基于该复审，某些GB／T 20047.2的试验项目可能应重新进行。
13.2 与此相关的指南可见。IEC 62145(正在制订中)。
参考文献
参考文献
IEC 60189-1 用聚氯乙烯作绝缘和护套的低频电缆和导线 第一部分：一般试验和测量方法
IEc 60364-1 建筑物的电气安装 第一部分：基本原则，一般特征的评估、定义
IEC 60664-1 低压系统设备的绝缘配置 第一部分：原则、要求和试验
IEC 60947-1 低电压开关柜和控制柜 第一部分：一般规则
IEC 62145 晶体硅地面光伏组件 空白详细规范
ISO 9772 泡沫塑料 小样品小火源水平燃烧特性的测量
ISO 9773 塑料 薄软垂直样品小火源接触点燃时燃烧行为的测量
ANSI／UL1439 设备边缘尖锐度的测定标准
