光伏、储能、充电一体化系统用电缆的标准与要求

光伏、储能、充电一体化系统用电缆的标准与要求1光储充设备用电缆标准的技术要求4/12/20242《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》11月2日，国务院办公厅印发，“光储充放”一体化充电站得到官方背书。规划提出：我国新能源汽车进入加速发展新阶段

新能源汽车产销量连续五年居全球首位，产业进入叠加交汇、融合发展新阶段。提高技术创新能力深化“三纵三横”研发布局。推动新能源汽车与能源融合发展促进新能源汽车与可再生能源高效协同。

鼓励“光储充放”（分布式光伏发电—储能系统—充放电）多功能综合一体站建设。….目录4/12/2024Pleaseinsertfootnote3123CONTENTS光伏发电系统用电缆电池储能系统用电缆新能源汽车充电系统用电缆4光伏发电系统用电缆标准差异5类别项目2PfG1169/08.2007EN50618:2014IEC62930:2017命名及结构产品型号PV1-FH1Z2Z2-K62930IEC131(Class5,Halogenfree)62930IEC132(Class2,Halogenfree)62930IEC133(Class5,Containhalogens)62930IEC134(Class2,Containhalogens)额定电压DC1.0kV(max.1.8kV)AC0.6/1kV（U0/U）DC1.5kV(max.1.8kV)AC1/1kV（U0/U）DC1.5kV(max.1.8kV)AC1/1kV（U0/U）产品规格1X1.5…351X1.5…2401X1.5…400绝缘/护套无卤交联材料无卤交联材料可以有卤素或无卤素交联材料多芯电缆平行线平行线平行线，麻花线测试项目尺寸与绝缘电阻最薄点≥0.5mm20℃10^14Ω·cm90℃10^11Ω·cm见Table1见Table1绝缘电阻最小值增大耐臭氧只有MethodBMethodAMethodB只有MethodA热延伸-250±3°C200±3°C单根垂直燃烧试验类别为S，抽样试验试验类别为S，抽样试验试验类别为T，型式试验卤素及烟密度只有卤素，没有烟密度必选项目可选项目敷设安装弯曲半径无说明无说明OD≤12mm：弯曲半径≥3DOD>12mm：弯曲半径≥4DIEC62930标准介绍6热寿命评价试验方法：IEC60216-1＋IEC60216-2寿命终点：断裂伸长率保留率50％。要求：通过阿累纽斯回归曲线外推至20000h时的温度指数TI,TI≥120ºC。阿列纽斯曲线τ=AeB/θ

A,B：常量

θ：温度（ºC）

τ：寿命（h）二元一次方程式y=a＋bxy=lnτx=1/θa=lnAb=BIEC62930标准介绍7热老化温度和时间设计的原则1）低温点：当断裂伸长率保留率达到50%的最小时间为5000小时；2）高温点：当断裂伸长率保留率达到50%的最小时间为100小时；3）老化温度间隔不能大于20℃，外推温度不能大于25℃。对于耐温等级120℃的材料，可以选择145℃、165℃、185℃至或145℃、160℃、175℃至少三个温度点进行老化试验。AS/NZS5033-2021Installationandsafetyrequirementsforphotovoltaic(PV)arrays8铝合金导体光伏电缆9铝合金导体光伏电缆在光伏行业的应用交流侧–可广泛应用直流侧–已开始尝试投入使用面临的技术挑战：载流量小抗拉强度低，耐弯曲性能差铜铝连接问题-铝合金表面氧化膜-铜铝电化学腐蚀-铜铝膨胀系数不一致-铝的压蠕变变形大铝合金导体光伏电缆10性能需求：减轻电缆重量具备耐臭氧、耐酸碱和耐环境气候等耐外部环境特点25年长寿命降低安装成本，可直埋，可用于多组件串并联。载流量满足要求铝导体机械性能满意铜铝连接安全统一的型号和实验项目，避免要求不一StatusofstandardsforPVALNewTUVRheinland’s2PfG2642/01.22:

“RequirementsforElectriccableswithaluminumalloyconductorsforuseinphotovoltaic-systems”DevelopedbyTUVRheinlandincooperationwithtensofChinesecablemanufacturers,NationallaboratoriesandEndusers.Basedonexisting2PfGandIEC62930:2017.12.04.2024

11MajorChanges2Codedesignation

PV1500DC-ALwithCodeofconductorscharacteristic:Class1,2solidconductorsandstrandedconductors………………omitClass5flexibleconductors…………………-KCodeofthermalendurancecharacteristic:Thermalindex90°C………………………omitThermalindex120°C……………………120°CCodeofarmour:Unarmoredcables…………………………omitDirectburialarmoredcables………………DB12.04.2024

12MajorChanges3Conductors

TheclassesoftheconductorsshallbeClass1,2inaccordancewithIEC60228orClass5inaccordancewithannexA.NOTECableswithClass5conductorsaresuitableforfreemovable,freehangingandfixedinstallation.CableswithClass1,2conductorsarelimitedtofixedinstallationswherenoflexing.PreferreddiametersforClass1,2conductors:10to400mm2PreferreddiametersforClass5conductors:2.5to400mm212.04.2024

13MajorChanges3Conductors-AnnexARequirementofaluminiumalloyconductors

Material,ConstructionandResistance.BasedonISO19642-4,-6,ASTMB800-05andmanufacturers'suggestions.12.04.2024

14TableA.1ChemicalcompositionofaluminiumalloyTableA.2Class5flexiblealuminiumalloyconductorsNominalcross-sectionalareamm2MaximumdiameterofwiresinconductormmMaximumdiameterofconductormmMaximumresistanceofconductorat20°CΩ/km2,50,312,413,2040,313,08,1060,313,95,05100,415,13,08160,416,31,91250,417,81,200350,419,20,868500,4111,00,641700,5113,10,443950,5115,10,3201200,5117,00,2531500,5119,00,2061850,5121,00,1642400,5124,00,1253000,5127,00,10004000,5131,00,0778MajorChanges3Conductors-AnnexARequirementofaluminiumalloyconductors

TableA.3Mechanicalpropertiesofclass5flexiblealuminiumalloyconductors12.04.2024

151233456Ref.TestUnitsRequirementsCategoryofTestmethoddescribedinNo.

teststandardclause1Tensilestrength

T,SISO6892-1:2019

Valuestobeobtainedforthetensilestrength

–median,min.N/mm298to159

2Elongationatbreak

T,SISO6892-1:2019

Valuestobeobtainedfortheelongationatbreak:

–median,min.%10

3Bendingtest

T

AnnexC(GB/T4909.5-2009)

Bendingangle°90

–

Numberoftimesnotdamaged

≥20

4CompressiveCreep

Ifrequired

AnnexD(GB/T30552-2014AnnexB)

PressurestressMPa55

Temperature°C90

Durationh100

-

Compressivecreepcurve

-

MajorChanges3Conductors-AnnexARequirementofaluminiumalloyconductors

TableA.3Mechanicalpropertiesofclass5flexiblealuminiumalloyconductors12.04.2024

16BendingtestAnnexC(GB/T4909.5-2009)CompressiveCreepAnnexD(GB/T30552-2014AnnexB)Accordingtotheobtainedoriginalcreepdata,calculatethecreepstrainofthesampleateachtimepoint,anddrawthe“creepstrain–time”curve.Aluminum-CopperConnection

Certificatesshallstate“Forconnections,suitablealuminum-copperconnectorsshallbeused”12.04.2024

17Thestatementin2PfG2642:Foraluminiumalloyconductorsspecialrequirementsforterminationaretobeconsidered.Soonlysuitableterminalsspecifiedforaluminiumconductorsshallbeused.Requirementsforsuchterminalsarenotpartofthisstandard.光伏电缆新兴应用场景——水上漂浮光伏（FPV）18太阳能电站不可避免地需要庞大的空间，但在印度和新加坡等人口密集的亚洲国家，可用于建设太阳能电站的土地却非常稀缺或很昂贵，有时两者兼有之。解决这一难题的方法之一就是将太阳能电站建造在水面上，通过使用浮体架台支撑电板，并将所有电板连接在一起。这些浮体架台采用中空结构，由吹塑工艺制成，成本相对较低。可以将其想象为一个由坚固的硬质塑料制成的水床网。这类漂浮式光伏电站合适的选址包括天然湖泊、人造水库以及废弃的矿井和坑洞等。水库湖泊采煤沉陷区河流水上漂浮光伏（FPV）用线缆标准现状CablesforFloatingPVTUVRheinland’s2PfG2750/09.20:

“RequirementsforcableswithimprovedwaterresistanceforinstallationinPVSystems”DevelopedbyTUVRheinlandincooperationwithtwocablemanufacturers:Studer(Switzerland)KBE-Elektrotechnik(Germany)12.04.20241920

水上漂浮用光伏线缆标准2PfG2750/09.20结构要求PV1500-WR导体IEC60228中规定的5类铜导体，单丝必须镀锡.推荐线截面：1,5mm²;2,5mm²;4mm²;6mm²;10mm²;......240mm²;300mm²;400mm²隔离层导体周围可以覆盖一层合适的无卤材料（在导体与绝缘层之间）绝缘层导体周围应该覆盖一层合适的交联无卤材料绝缘必须是光滑的一致的且为圆形绝缘厚度：平均值不低于表1规定值(要求高于IEC62930），最小值0.9x规定值-0.1mm隔离层绝缘层周围可以覆盖一层合适的无卤材料（在绝缘层与护套之间）护套芯线应该外覆护套该护套应是合适的交联无卤材料制成，黑色或协议规定平均值不低于表1规定值，最小值0.85x规定值-0.1mm多芯结构允许多芯，但必须单独护套并且满足所有标准要求Differences/AdditionalTestsbetweenIEC62930:2017and2PfG2750/09.2020

12.04.202421Longtermresistanceofinsulationtod.c.oncompletedcables2016h(12weeks)insteadof240hWater90°Cinsteadof85°CAppliedDCVoltage3,6kVinsteadof1,8kVDifferences/AdditionalTestsbetweenIEC62930:2017and2PfG2750/09.2020

basedonUL44,UL1581andUL2556Durationof14Daysand90°CWaterTemperature12.04.202422Changeofcapacitance海上光伏爆发23我国大陆海岸线长1.8万公里，按照理论研究，可安装海上光伏的海域面积约为71万平方公里。按照1/1000的比例估算，可安装海上光伏装机规模超过70GW。截至2022年5月，我国确权海上光伏用海项目共28个，累计确权面积共1658.33公顷。其中，江苏18个，山东4个，浙江3个，辽宁2个，广东1个。浙江省确权面积最大，为770.89公顷。今年以来，山东、浙江等东南沿海省份正在大力推动海上光伏的发展，并出台了具体细则。除了分布式、大基地、海上正成为光伏应用的重要场景和争夺重点。2022年9月30日，山东省海洋局发布《关于推进海上光伏发电项目海域立体使用的通知》。同日，9月30日，浙江省自然资源厅公开征求《关于规范光伏项目用海管理的意见（征求意见稿）》意见。海上光伏发电系统用电缆相比湖泊、水库等水上光伏电缆，海上光伏系统用电缆的要求更为苛刻

由淡水变为海水（更好的阻水性能，更高的材料耐水解能力）

更强的湿热环境（电缆要满足湿热测试要求）

更强的阳光照射（提高电缆的耐UV性能）

海上高盐雾的腐蚀（增加材料耐盐雾测试）

潮湿情况下易发霉（增加材料耐霉菌测试）12.04.2024CablingandelectricalsystemcomponentsforFPV24海上光伏电缆标准重点变化1.绝缘电阻测试12.04.2024CablingandelectricalsystemcomponentsforFPV25海上光伏电缆标准重点变化2.绝缘长期耐直流测试12.04.2024CablingandelectricalsystemcomponentsforFPV26海上光伏电缆标准重点变化3.耐盐雾腐蚀12.04.202427DC2000VPVcable-增加系統電壓可顯著降低成本並進⼀步降低均化能源成本，因為太陽能陣列將可放入更多的串聯太陽能組件。-根據IEC61140，太陽能組件的防護等級應為二級。二級太陽能組件旨在安裝在預計⼀般用⼾會接觸和接觸絕緣帶電部件的地方。並且，系統電壓超過1500VDC時只能安裝在工業設施中。-只有經過訓練瞭解高壓應用以及使用太陽能組件和其故障模式相關的危害的人員可以進行維修。12.04.2024CablingandelectricalsystemcomponentsforFPV28DC2000VPVcable12.04.202429This2PfGreferstoEN50618andappliestolowsmokehalogen-free,flexible,single-corepowercableswithcross-linkedinsulationandsheath.Inparticularforuseatthedirectcurrent(DC)sideofphotovoltaicsystems,withanominalDCvoltageof2kVbetweenconductorsandbetweenconductorandearth.

绝缘厚度增加

电气实验参数调整

新型号PV2000-K

2000hUV测试的引入目录4/12/2024Pleaseinsertfootnote303CONTENTS光伏发电系统用电缆电池储能系统用电缆新能源汽车充电系统用电缆124/12/202431电池储能系统用电缆的定义电池互连PCS连接电力电缆电化学储能系统用直流侧电缆是电池储能系统中连接直流侧的电池模块之间、电池簇之间、电池簇与汇流箱及电池簇与储能变流器之间的电缆电池储能系统用电缆

4/12/2024Pleaseinsertfootnote32储能电缆绝缘和护套材料的技术要点布线空间狭窄，线缆弯曲半径小材料要求柔软，硬度低通过单根垂直燃烧实验材料阻燃要好电缆有使用寿命要求材料需满足热寿命实验有与电池电解液接触风险材料需耐电池电解液等液体有户外使用、海边使用情形材料需耐UV、耐盐雾部分使用场景有环保要求材料需无卤、低烟、阻燃3312/04/2024电池储能系统用电缆的特点Introduction分类场景应用储能系统特点BESS电缆特点室内环境可控；可能人员密集；电池酸液长期室外-光伏-风电环境不可控；人员相对稀少耐环境要求低，环保及防火要求高-低烟-无卤-阻燃-耐电池酸-寿命匹配耐环境要求高，环保及防火要求低-耐湿热-耐酸碱-耐候性（UV）-耐盐雾-阻燃-耐电池酸-寿命匹配电池储能系统用电缆4/12/2024Pleaseinsertfootnote34需方：不适用的电缆安全隐患有哪些？高电压、发热大、使用环境因素影响、电缆阻燃……应该如何对电缆选型？材料、截面积、厚度、使用寿命、柔软度…...高速发展的新兴行业，标准不能缺失供方：应该执行什么标准？IEC、EN、GB……应该如何进行电缆设计？材料、截面积、厚度、测试要求、客户附加要求……研发投入大、试错成本高电池储能系统用电缆4/12/2024352019.06TUV莱茵颁布全球首份电化学储能系统用电缆标准：2PfG2693/06.19《RequirementsforElectricCablesConnectedtoBatteryEnergyStorageSystem》。2022.06TUV莱茵拟对该标准进行更新，同时联合上海国缆检测有限公司(TICW)，共同起草标准。TUV莱茵届时将发布2PfG2693新版本。国缆检测同时将发布TICW规范。2022.09-2022.11联合标准评审会议于2022年9月和11月在上海举行，涵盖主机厂家、电缆厂家、材料厂家、认证检测单位等专家团将对标准进行评审。2023.04于2023年04月07日在北京第十一届储能国际峰会上，2PfG2693新版与TICW27电化学储能系统用直流侧电缆联合标准发布。2PfG2693标准历程2PfG2693新版与TICW27电化学储能系统用直流侧电缆联合标准4/12/2024Pleaseinsertfootnote36本标准适用于电池储能系统中直流侧的电池组间、电池组与汇流箱间所使用的电缆。本标准规定的电缆，额定电压为DC1500V及以下，导体长期最高运行温度为90℃、125℃和150℃。电化学储能系统用直流侧连接用电缆是电池储能系统中连接直流侧的电池模块之间、电池簇之间、电池簇与汇流箱及电池簇与储能变流器之间的电缆。范围2PfG2693新版与TICW27电化学储能系统用直流侧电缆联合标准4/12/2024Pleaseinsertfootnote37电压等级额定电压V1DC1000VV2DC1500V额定电压及温度范围绝缘/护套材料正常运行时导体最高允许工作温度℃使用环境温度范围℃聚氯乙烯+90-20～+50交联聚烯烃+125-40～+60硅橡胶+150-40～+602PfG2693新版与TICW27电化学储能系统用直流侧电缆联合标准4/12/202438系列代号：电化学储能系统用……….……ES使用环境代号：户外使用…………P室内使用…………L额定电压等级：额定运行电压DC1000V………10额定运行电压DC1500V…..…15产品代号导体代号第5种铜导体……………K第6种铜导体……………H绝缘/护套材料代号聚氯乙烯PVC………..V2125°C交联聚烯烃XLPO……………Z3硅橡胶…..……………S特殊性能代号：耐盐雾………………SM-R耐湿热………………DH-RThermalindex………….TI90/125/150°C2PfG2693新版与TICW27电化学储能系统用直流侧电缆联合标准4/12/2024Pleaseinsertfootnote39电气试验结构尺寸检测PVC机械物理性能交联聚烯烃机械物理性能硅橡胶机械物理性能导体直流电阻导体结构和镀层检查老化前机械性能老化前机械性能老化前机械性能成品电缆电压试验单丝外径老化后机械性能老化后机械性能老化后机械性能绝缘体积电阻率测量绝缘厚度失重试验热延伸试验热延伸试验绝缘耐长期直流试验护套厚度热冲击试验收缩试验抗撕试验护套表面电阻外径高温压力低温试验低温试验-椭圆度低温试验相容性试验热寿命试验-电缆标志热稳定试验热寿命试验---相容性试验----热寿命试验--试验项目2PfG2693新版与TICW27电化学储能系统用直流侧电缆联合标准40试验项目成品试验耐化学液体pH值和电导率试验柔韧性试验烟密度试验单根垂直燃烧试验湿热试验（有需要时）酸气含量试验耐盐雾试验（有需要时）氟含量试验人工气候老化试验（有需要时）2PfG2693/03.23

ElectricCablesforBatteryEnergyStorageSystem4/12/2024412PfG2693/03.23

ElectricCablesforBatteryEnergyStorageSystem42目录4/12/202443CONTENTS光伏发电系统用电缆电池储能系统用电缆新能源汽车充电系统用电缆12344电动汽车充电模式EVCharingmode充电电缆EVchargingcablesIECIEC62893-1/2/3：2017欧洲EUEN50620:2017(交流35mm2以下)中国ChinaGB/T33594-2017美国USA加拿大

CanadaUL62CSAC22.2No.49日本JapanJCS4522主要标准StandardsforAC,mode1-312/04/202445充电电缆EVchargingcablesIECIEC62893-4-1:2020欧洲EUCCS参考TÜV莱茵规范2PfG1908日本JapanCHAdeMO参照JCS4522中国ChinaGB/T

GB/T33594-2017美国USA加拿大

CanadaTeslaSuperchargerUL,Tesla主要标准StandardsforDC,mode446充电电缆EVchargingcables12/04/202447充电电缆EVchargingcables12/04/2024482020年6月19日，中国电力企业联合会、国家电网有限公司与CHAdeMO协议会、东京电力控股株式会社共同主办的新一代电动汽车充电技术中日联合发布会在北京举行，发布了新一代ChaoJi充电技术白皮书与CHAdeMO3.0标准。目前的实车测试结果显示，ChaoJi充电技术的最大充电电流可达360A，未来目标是充电功率可高达900kW，仅需充电5分钟就能行驶400km，电动汽车充电将变得更加方便快捷。LiquidCooledEVCable4/12/202449LiquidCooledEVCable4/12/202450Highpowerchargingsystem：15min充80%国外某厂家(H)的解决方案：

400A/1000V

，功率达到400kW。内置液体冷却系统，导体规格仅35平方，非常轻便。液冷充电桩电缆

LiquidcooledEVcable更大的充电电流更小的电缆尺寸51What’snew?不同的思路冷却介质的选择管材的选择连接器冷却的重要性整个充电系统的兼容性液冷充电桩电缆

LiquidcooledEVcable4/12/202452IEC62893Series53IECTS62893-4-2:2021

LiquidcooledEVcableTÜVRheinlandGreaterChina54No.ItemIECTS62893-4-2Draft1RatedVoltageMax.

DC1.5kV2Codedesignation62893IEC129(EVM-1)62893IEC130(EVM-2)62893IEC131(EVM-3)3MaterialConductor:AnnealedCopper,plainortinned.Insulation:EVI-1(Thermoplastic,Halogenfree)forpilot,controlortemperaturesensorcores,

EVI-2

(Cross-linked,Halogenfree)forpowercoresandothercoresSheath:EVM-1(Thermoplastic,Halogenfree)

EVM-2(Cross-linked,Halogenfree)

EVM-3(Cross-linked,Halogen

contained)Tubes:1.Resistanttotheliquidcoolant.

2.Resistanttoheat.

3.Iftheinsulationisalsousedasatube,thematerial

needfulfilEVI-2inIEC62893-1andAnnexFCoppercorrosiontest.4.WithstandtheratedoperatingpressureIECTS62893-4-2:2021LiquidcooledEVcable55AnnexFCompatibilitytestofcoolant制冷剂相容性试验

Thistestestablishesthemethodfordeterminingthechemicalcompatibilityofcopperconductors,tubematerialorinsulationmaterialthatdirectcontactwiththeliquidcoolingmedia.液冷管（带导体）2段300mm样品（1试验，1参照）5个样品试片制冷剂相容性试验135℃,168h室温16to24h抗拉强度变化率≤±30%；断裂伸长率变化率≤±30%；铜导体表面检查是否腐蚀回流管（不带导体）10个样品试片（5试验，5