光伏組件與零部件防火性能試驗方法

光伏組件與零部件防火性能試驗方法范圍本標準規(guī)定了光伏組件與零部件防火性能試驗的術語和定義、試驗裝置、試樣、試驗程序、試驗后的檢查、試驗結果判定和試驗報告等。本標準適用于光伏組件及零部件（玻璃或其它材質(zhì)的前板、封裝材料、背板絕緣材料、接線盒、硅膠、邊框及支架用型材等），對于外源性火源的防火性能試驗。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2297-1989太陽光伏能源系統(tǒng)術語(Terminologyforsolarphotovoltaicenergysystem)GB/T18513-2001中國主要進口木材名稱(NamesofChinesemainimportedwoods)ISO/IEC17025:2017檢測和校準實驗室能力的一般f(Generalrequirementsforthecompetenceoftestingandcalibrationlaboratories)IEC61730-2光伏組件安全認證-第二部分：試驗要求(Photovoltaic(PV)modulessafetyqualification–Part2:Requirementsfortesting)UL790屋頂材料火災試驗標準試驗方法(StandardTestMethodsforFireTestsofRoofCoverings)UL1703平面光伏電池板(Flat-PlatePhotovoltaicModulesandPanels)術語GB/T2297-1989界定的以及下列術語和定義適用于本文體。試驗臺架deck用于安裝試樣，并可通過自身受損情況衡量試樣防火阻燃性能的的平板架，分為“可燃臺架（combustibledeck）”與“不可燃臺架（noncombustibledeck）”兩種?！翱扇寂_架”的材料是木質(zhì)（木板或復合板）?！安豢扇寂_架”的材料可以是金屬、水泥或澆鑄石膏。試驗裝置主體結構用于試驗的裝置的主體結構如圖1所示。側視圖俯視圖供試樣安裝的臺架，安裝于角度可調(diào)的支架上由阻燃板制成的，裝于支架前方，用于模擬屋檐和檐口氣體燃燒器（用于蔓延火試驗）鼓風機與導流裝置，以提供要求的風場。氣流從試驗室外導入裝在導流裝置內(nèi)的可調(diào)尾翼，用于使氣流平直，減少紊流安裝在臺架背面的擋板，以防止回火從臺架背面點燃從導流箱延伸到模擬屋檐的阻燃板主體結構示意圖試驗臺架不可燃臺架不可燃臺架主要用于風速、火焰校準，以及玻璃、高分子材料、型材試驗。它本身在火焰侵入的情況下不會被破壞。蔓延火試驗木質(zhì)臺架蔓延火試驗所用木質(zhì)臺架如圖2所示。a)蔓延火試驗松木臺架b)蔓延火試驗復合木臺架蔓延火試驗木質(zhì)臺架示意圖燃塊試驗木質(zhì)臺架燃塊試驗所用木質(zhì)臺架如圖3所示。a)燃塊試驗（A、B級）松木板試驗臺架b)燃塊試驗（C級）松木板試驗臺架c)燃塊試驗（A級）復合板試驗臺架d)燃塊試驗（B級）復合板試驗臺架e)燃塊試驗（C級）復合木試驗臺架燃塊試驗木質(zhì)臺架示意圖臺架處理試樣與臺架組裝好以后，放在室內(nèi)，在16oC~32oC環(huán)境中儲存。如果存儲條件不在上述范圍內(nèi)，則等到臺架木材的含水率在8%~12%之間。臺架平時存放在周圍通風的環(huán)境中。試驗光伏組件試樣光伏組件試樣要求提供完整、干燥的樣品。該樣品具備可安裝的接口、螺絲、壓塊等緊固件。一般要求樣品可通過組裝、拼接能覆蓋到指定防火等級所需要的面積。光伏玻璃試樣不需要特別制樣，試驗前應去掉用于隔離的塑料膜。光伏用聚合物試樣或接線盒試樣樣品按正常工藝層壓到經(jīng)過防火型試試驗的玻璃上（以保證玻璃不會在試驗中破碎）。光伏用型材試樣取長度為1m試樣；對于型材樣品，一般來說防火試驗后除了作外觀檢查外，還應比較試驗后樣品以及同批未經(jīng)試驗樣品的抗彎折強度。試樣數(shù)量不同的防火等級所要求的試樣數(shù)量如表1所示。表1不同防火等級所要求試驗數(shù)量防火等級蔓延火試驗燃塊試驗A21B21C21試驗程序環(huán)境條件試驗所在房間有排氣裝置，以平衡因鼓入空氣造成的氣壓。試驗中所有門窗都應關閉，以防止風或其它氣候因素影響試驗結果。氣流校準過程中把進氣與排氣扇的設定值調(diào)到試驗所用的值。如果環(huán)境溫度不在10oC~32oC之間，則停止試驗。風速校準將一塊尺寸為1m×1.3m，光滑的石膏板或水泥板，以23o的傾角放在試驗架上，如圖4所示。在這塊板三個位置，各點風速的時間平均值應調(diào)至（5.3±0.2）m/s。為了使火焰形狀達到6.3條款所規(guī)定的形狀，允許每個點風速偏離初始值的5%，只要三點平均值仍在（5.3±0.2）m/s的范圍內(nèi)。7676mm650mm650mm94mm俯視圖b)側視圖風速測量點位置示意火焰校準以23o傾角安裝1m×1.3m的水泥光板，置于噴出的火焰中。該火焰呈三角形，寬約0.9m，邊緣收到0.152m。允許火焰延伸0.3m~0.6m。A級和B級試驗中，火焰中心溫度調(diào)到760oC±28oC，C級試驗中，火焰中心溫度調(diào)到704oC±28oC。測溫用鎧裝熱電偶，距離表面25.4mm，離試驗臺邊緣12.7mm（對著火源）。為了確定熱電偶處于火焰中心，可沿火焰橫向移動熱電偶，得到同一狀態(tài)下熱電偶溫度最高點，即為火焰橫向中心。13001300mm152mm燃燒器噴嘴火焰形狀俯視圖安裝方式根據(jù)試樣的性質(zhì)，安裝所用的臺架、受火位置有所不同。光伏組件試驗的安裝方式如圖6a，組件安裝在高度為50mm的不可燃金屬型材上；型材放在木質(zhì)臺架上，木質(zhì)臺架放在不可燃臺架上。組件上表面與模擬檐口上表面平齊，必要時在交界處填塞水泥，以防止火焰侵入背面及木質(zhì)臺架。適用于光伏用玻璃試驗的安裝方式如圖6b。采用不可燃臺架，其上表面與模擬檐口平齊。玻璃寬度不超過1m，兩側鑲嵌在金屬型材的槽中，使玻璃下底面與不可燃臺架的距離為50mm。玻璃迎火一側及遠離火源的一側均敞開，使火焰可以在上、下兩個表面侵入。適用于玻璃/高分子材料層壓件試樣或玻璃/高分子/接線盒材料層壓件試樣的安裝方式如圖6c。采用不可燃臺架。將層壓件通過兩側嵌入在型材上（也可以做成組件邊框），其上表面與模擬檐口平齊。適用于光伏用邊框，以及電站用支架的安裝方式如圖6d。采用不可燃臺架，試樣與氣流方向垂直。木質(zhì)臺架不可燃臺架木質(zhì)臺架不可燃臺架安裝支架試樣a)光伏組件試驗安裝方式b)光伏玻璃試驗安裝方式不可燃臺架型材試樣不可燃臺架型材試樣c)玻璃-高分子聚合物層壓件試驗安裝方式d)光伏用型材試驗安裝方式不同試樣安裝方式示意圖蔓延火試驗將樣品安裝在臺架上以后，置于于水平面成規(guī)定角度的框架上。與試驗等級相應的火焰特性如6.3節(jié)所述，侵入樣品表面。試驗溫度與持續(xù)時間：A級和B級試驗，應持續(xù)10min施加火焰，C級試驗應施加火焰4min。如未產(chǎn)生火焰蔓延，則噴嘴火焰停止后試驗結束；如產(chǎn)生火焰蔓延，則等火焰蔓延結束后終止。不同等級蔓延火試驗技術參數(shù)如表2。在火焰施加過程中及施加后，要觀察火焰蔓延的距離，有無產(chǎn)生起火的或紅熱的小塊，以及試樣的位移。直到火焰從蔓延最遠處永久熄滅，才停止觀察。表2蔓延火試驗技術參數(shù)防火試驗等級火焰溫度持續(xù)時間火焰蔓延長度A760oC±28oC10min≤1.8mB760oC±28oC10min≤2.4mC704oC±28oC4min≤3.9m燃塊試驗試樣如6.4節(jié)描述的方式進行放置，但支架和空氣出口距離調(diào)整為1.5m；為了防止阻礙氣流，移開燃氣管和和燃燒噴嘴。燃塊尺寸與結構燃塊的尺寸如圖7所示，試驗前，燃塊應在40oC~49oC的烘箱內(nèi)放置至少24h。燃塊尺寸A型燃塊形為柵格狀，長邊都是30.5cm，厚度為5.7cm，材質(zhì)是烘干的黃杉（又稱“花旗松”），無樹節(jié)及樹脂囊。該燃塊由36條長度為30.5cm,截面為1.9cm×1.9cm的木材組成，分三層疊加，每層12條，層與層之間相互垂直，使用3.8cm長的釘子釘起來。釘痕打交叉的兩條，一條在正面，另一條在背面。干燥后的燃塊重量在2000g±150g的可用于試驗。B型燃塊形為柵格狀，長邊都是15.2cm，厚度為5.7cm，材質(zhì)是烘干的黃杉（又稱“花旗松”），無樹節(jié)及樹脂囊。該燃塊由18條長度為15.2cm,截面為1.9cm×1.9cm的木材組成，分三層疊加，每層6條，層與層之間相互垂直，使用3.8cm長的釘子釘起來。釘痕打交叉的兩條，一條在正面，另一條在背面。干燥后的燃塊重量在500g±50g的可用于試驗。C型燃塊為一塊烘干，無脂白松木材。該木材不得有節(jié)，不得有樹脂囊。燃塊的尺寸是3.8cm×3.8cm×2.0cm，中間有兩條0.3cm寬，一半厚度1.0cm深的切縫，這兩條縫相互垂直。烘干后，燃塊重量是9.25g±1.25g。燃塊的點燃放到試樣上之前，燃塊應被引燃，并可以在靜止空氣中自由燃燒。該過程中引燃火焰要包裹住燃塊。在距引燃爐噴嘴上方5.9cm處火焰的溫度應為888oC±28oC。引燃爐要與風機隔開。A型燃塊的引燃共用5min，方法如下：每個30.5cm×30.5cm面分別引燃30s；每個30.5cm×5.7cm面分別引燃45s；每個30.5cm×30.5cm面分別引燃30s；B型燃塊的引燃共用4min，方法如下：每個15.2cm×15.2cm面分別引燃30s；每個15.2cm×5.7cm面分別引燃30s；每個15.2cm×15.2cm面分別引燃30s；C型燃塊的引燃：共用2min，其中3.8cm×3.8cm的兩個面分別對著火焰引燃1min。試驗條件對于組件試樣，試驗中應將帶接線盒的一邊置于靠近出風口的一側。在進行燃塊試驗時，盡量采取措施，以保證有一部分燃塊下面是接線盒，而另一部分燃塊下面是普通背板。A級試驗：采用四個燃塊。其中一個放到接線盒正上方，在其兩側放兩個，在其遠風端放一個，置于樣品最脆弱、最易點燃其下臺架的部位，但距離兩側不應超過10.2cm，距離近火端和遠火端不應超過30.5cm。燃塊放置的方向是：使其上、下兩層的木條都是順著氣流的方向。燃塊應用細鐵絲固定。B級試驗：方法同A級試驗，但用B級燃塊。C級試驗：20個燃塊每隔1min～2min，按最緊湊的方式放到試樣上。燃塊之間距離不小于102mm。燃塊中心在木質(zhì)臺架拼接縫上方。上側切割縫供0.82mm2的鐵絲穿過用以固定，下側切割縫走向與氣流相同。試驗持續(xù)時間不論是A，B還是C級試驗，在每次試驗中均應持續(xù)到燃塊被消耗完，試樣表面及試驗臺下側不再有火焰、紅熱或是冒煙，或者持續(xù)到不可接受的結果產(chǎn)生，總試驗時間不應超過1.5h。若燃塊加到試驗臺后沒有消耗完，則這個試驗結果不應被采信。試驗結果的判定光伏組件試樣在蔓延火試驗和燃塊試驗中，均不應出現(xiàn)下述任一現(xiàn)象：a)組件的任何部分以燃燒或熾熱的塊狀形態(tài)，被吹走或者從臺架上掉落；b)因為試樣破損、滑移、開裂或變形而造成臺架外露；c)木質(zhì)臺架的一部分以紅熱塊狀形式脫落；其中REF_Ref328040655\r\h0項所述的“外露”指的是任何時候出現(xiàn)臺架的一部分可被看見，并且沒有組件或殘余物遮蓋。在燃塊試驗中燃塊正下方部分及小于3.2mm的裂縫不作為要求。在A、B或C級試驗中，任何時候不應出現(xiàn)臺架底面產(chǎn)生持續(xù)火焰?！俺掷m(xù)火焰”指的是任何不間斷燃燒5s及以上的火焰。對于蔓延火試驗，材料的火焰蔓延長度分別不應超過：1.8m（A級），2.4m（B級）和3.9m（C級）。在試驗面上，不應有顯著的側向火焰蔓延。“顯著的側向火焰蔓延”指超過試驗火焰邊緣0.3m的火焰。光伏玻璃試樣要求進行蔓延火試驗、燃塊試驗兩項；在試驗過程中及火焰停止后20min內(nèi)（仍舊在試驗架上），試樣仍然完整，不發(fā)生開裂。光伏用聚合物試樣或接線盒試樣在試驗過程中不產(chǎn)生明火。光伏用型材試樣只要求進行蔓延火試驗，試驗后外觀完整、機械強度滿足設計要求。試驗報告通過定型后，試驗機構應給出符合ISO/IEC17025要求的正式鑒定試驗報告，應包括測定的性能參數(shù)，以及任何第一次試驗未通過測試和重新試驗的詳細情況。報告應包含組件的詳細規(guī)格，每一份證書或報告還應包括下列信息：a)標題；b)實驗室的名稱、地址和完成試驗測試的地點；c)報告的每一頁均有獨特的標識；d)需要時有客戶的名稱和地址；e)組件試樣的描述，包括組成材料的品牌和型號，并提供安裝方式；f)試驗種類與試驗等級；g)試驗的水平傾角；h)校準的細節(jié)，包括風