2023光伏组件与零部件防火性能试验方法.docx

光伏组件与零部件防火性能试验方法光伏组件与零部件防火性能试验方法1 范围本标准规定了光伏组件与零部件防火性能试验的术语和定义、试验装置、试样、试验程序、试验后的检查、试验结果判定和试验报告等。本标准适用于光伏组件及零部件（玻璃或其它材质的前板、封装材料、背板绝缘材料、接线盒、硅胶、边框及支架用型材等），对于外源性火源的防火性能试验。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，仅所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。GB/T2297-1989 太阳光伏能源系统术语(Terminology for solar photovoltaic energy system) GB/T 18513-2001 中国主要进口木材名称(Names of Chinese main imported woods)ISO/IEC 17025: 2017检测和校准实验室能力的一般f(General requirements for the competence of testing and calibration laboratories)IEC 61730-2 光伏组件安全认证-第二部分：试验要求(Photovoltaic(PV) modules safety qualification Part 2: Requirements for testing)UL 790屋顶材料火灾试验标准试验方法(Standard Test Methods for Fire Tests of Roof Coverings) UL 1703平面光伏电池板(Flat-Plate Photovoltaic Modules and Panels)3 术语GB/T2297-1989界定的以及下列术语和定义适用于本文体。3.1 3.1试验台架deck用于安装试样，并可通过自身受损情况衡量试样防火阻燃性能的的平板架，分为“可燃台架（combustible deck）”与“不可燃台架（noncombustible deck）”两种。“可燃台架”的材料是木质（木板或复合板）。“不可燃台架”的材料可以是金属、水泥或浇铸石膏。4 试验装置4.1 主体结构用于试验的装置的主体结构如图1所示。11a) 侧视图b) 俯视图a) 供试样安装的台架，安装于角度可调的支架上b) 由阻燃板制成的，装于支架前方，用于模拟屋檐和檐口c) 气体燃烧器（用于蔓延火试验）d) 鼓风机与导流装置，以提供要求的风场。气流从试验室外导入e) 装在导流装置内的可调尾翼，用于使气流平直，减少紊流f) 安装在台架背面的挡板，以防止回火从台架背面点燃g) 从导流箱延伸到模拟屋檐的阻燃板图1主体结构示意图4.2 试验台架4.2.1 不可燃台架不可燃台架主要用于风速、火焰校准，以及玻璃、高分子材料、型材试验。它本身在火焰侵入的情况下不会被破坏。4.2.2 蔓延火试验木质台架蔓延火试验所用木质台架如图2所示。a) 蔓延火试验松木台架b) 蔓延火试验复合木台架图2蔓延火试验木质台架示意图4.2.3 燃块试验木质台架燃块试验所用木质台架如图3所示。a) 燃块试验（A、B 级）松木板试验台架b)燃块试验（C 级）松木板试验台架c)燃块试验（A 级）复合板试验台架d) 燃块试验（B 级）复合板试验台架e)燃块试验（C 级）复合木试验台架图3燃块试验木质台架示意图4.2.4 台架处理试样与台架组装好以后，放在室内，在16oC32oC环境中储存。如果存储条件不在上述范围内，则等到台架木材的含水率在8%12%之间。台架平时存放在周围通风的环境中。5 试验5.1 光伏组件试样光伏组件试样要求提供完整、干燥的样品。该样品具备可安装的接口、螺丝、压块等紧固件。一般要求样品可通过组装、拼接能覆盖到指定防火等级所需要的面积。5.2 光伏玻璃试样不需要特别制样，试验前应去掉用于隔离的塑料膜。5.3 光伏用聚合物试样或接线盒试样样品按正常工艺层压到经过防火型试试验的玻璃上（以保证玻璃不会在试验中破碎）。5.4 光伏用型材试样取长度为1 m试样；对于型材样品，一般来说防火试验后除了作外观检查外，还应比较试验后样品以及同批未经试验样品的抗弯折强度。5.5 试样数量不同的防火等级所要求的试样数量如表1所示。表 1不同防火等级所要求试验数量防火等级蔓延火试验燃块试验A21B21C216 试验程序6.1 环境条件试验所在房间有排气装置，以平衡因鼓入空气造成的气压。试验中所有门窗都应关闭，以防止风或其它气候因素影响试验结果。气流校准过程中把进气与排气扇的设定值调到试验所用的值。如果环境温度不在10oC32oC之间，则停止试验。6.2 风速校准将一块尺寸为1m×1.3m，光滑的石膏板或水泥板，以23o的倾角放在试验架上，如图4所示。在这块板三个位置，各点风速的时间平均值应调至（5.3±0.2）m/s。为了使火焰形状达到6.3条款所规定的形状，允许每个点风速偏离初始值的5%，只要三点平均值仍在（5.3±0.2）m/s的范围内。76mm650mm 94mm650mma) 俯视图b) 侧视图图4风速测量点位置示意6.3 火焰校准以23o倾角安装1 m×1.3 m的水泥光板，置于喷出的火焰中。该火焰呈三角形，宽约0.9 m，边缘收到0.152 m。允许火焰延伸0.3 m0.6m。A级和B级试验中，火焰中心温度调到760 oC±28 oC，C级试验中，火焰中心温度调到704 oC±28 oC。测温用铠装热电偶，距离表面25.4 mm，离试验台边缘12.7 mm（对着火源）。为了确定热电偶处于火焰中心，可沿火焰横向移动热电偶，得到同一状态下热电偶温度最高点，即为火焰横向中心。 燃器152mm烧喷嘴1300mm图5火焰形状俯视图6.4 安装方式根据试样的性质，安装所用的台架、受火位置有所不同。光伏组件试验的安装方式如图6a，组件安装在高度为50mm的不可燃金属型材上；型材放在木质台架上，木质台架放在不可燃台架上。组件上表面与模拟檐口上表面平齐，必要时在交界处填塞水泥，以防止火焰侵入背面及木质台架。适用于光伏用玻璃试验的安装方式如图6b。采用不可燃台架，其上表面与模拟檐口平齐。玻璃宽度不超过1 m，两侧镶嵌在金属型材的槽中，使玻璃下底面与不可燃台架的距离为50 mm。玻璃迎火一侧及远离火源的一侧均敞开，使火焰可以在上、下两个表面侵入。适用于玻璃/高分子材料层压件试样或玻璃/高分子/接线盒材料层压件试样的安装方式如图6c。采用不可燃台架。将层压件通过两侧嵌入在型材上（也可以做成组件边框），其上表面与模拟檐口平齐。适用于光伏用边框，以及电站用支架的安装方式如图6d。采用不可燃台架，试样与气流方向垂直。安装支架试样木质台架不可燃台架a) 光伏组件试验安装方式 b) 光伏玻璃试验安装方式型材试样不可燃台架c)玻璃-高分子聚合物层压件试验安装方式d) 光伏用型材试验安装方式图6不同试样安装方式示意图6.5 蔓延火试验将样品安装在台架上以后，置于于水平面成规定角度的框架上。与试验等级相应的火焰特性如6.3 节所述，侵入样品表面。试验温度与持续时间：A级和B级试验，应持续10 min施加火焰，C级试验应施加火焰4min。如未产生火焰蔓延，则喷嘴火焰停止后试验结束；如产生火焰蔓延，则等火焰蔓延结束后终止。不同等级蔓延火试验技术参数如表2。在火焰施加过程中及施加后，要观察火焰蔓延的距离，有无产生起火的或红热的小块，以及试样的位移。直到火焰从蔓延最远处永久熄灭，才停止观察。表 2 蔓延火试验技术参数防火试验等级火焰温度持续时间火焰蔓延长度A760oC±28oC10 min1.8 mB760oC±28oC10 min2.4 mC704oC±28oC4 min3.9 m6.6 燃块试验试样如6.4节描述的方式进行放置，但支架和空气出口距离调整为1.5m；为了防止阻碍气流，移开燃气管和和燃烧喷嘴。6.6.1 燃块尺寸与结构燃块的尺寸如图7所示，试验前，燃块应在40oC49oC的烘箱内放置至少24 h。图7燃块尺寸A型燃块形为栅格状，长边都是30.5cm，厚度为5.7cm，材质是烘干的黄杉（又称“花旗松”）， 无树节及树脂囊。该燃块由36条长度为30.5cm,截面为1.9 cm×1.9 cm的木材组成，分三层叠加，每层12条，层与层之间相互垂直，使用3.8cm长的钉子钉起来。钉痕打交叉的两条，一条在正面，另一条在背面。干燥后的燃块重量在2000g±150g的可用于试验。B型燃块形为栅格状，长边都是15.2cm，厚度为5.7cm，材质是烘干的黄杉（又称“花旗松”）， 无树节及树脂囊。该燃块由18条长度为15.2cm,截面为1.9 cm×1.9 cm的木材组成，分三层叠加，每层 6条，层与层之间相互垂直，使用3.8cm长的钉子钉起来。钉痕打交叉的两条，一条在正面，另一条在背面。干燥后的燃块重量在500g±50g的可用于试验。C型燃块为一块烘干，无脂白松木材。该木材不得有节，不得有树脂囊。燃块的尺寸是3.8 cm×3.8 cm×2.0 cm，中间有两条0.3cm宽，一半厚度1.0cm深的切缝，这两条缝相互垂直。烘干后，燃块重量是9.25 g±1.25 g。6.6.2 燃块的点燃放到试样上之前，燃块应被引燃，并可以在静止空气中自由燃烧。该过程中引燃火焰要包裹住燃块。在距引燃炉喷嘴上方5.9cm处火焰的温度应为888oC±28oC。引燃炉要与风机隔开。A型燃块的引燃共用5min，方法如下： 每个30.5cm×30.5cm面分别引燃30s； 每个30.5 cm×5.7 cm面分别引燃45s； 每个30.5 cm×30.5cm面分别引燃30s； B型燃块的引燃共用4 min，方法如下： 每个15.2cm×15.2cm面分别引燃30s； 每个15.2cm×5.7cm面分别引燃30s； 每个15.2cm×15.2cm面分别引燃30s；C型燃块的引燃：共用2min，其中3.8cm×3.8cm的两个面分别对着火焰引燃1min。6.6.3 试验条件对于组件试样，试验中应将带接线盒的一边置于靠近出风口的一侧。在进行燃块试验时，尽量采取措施，以保证有一部分燃块下面是接线盒，而另一部分燃块下面是普通背板。A级试验：采用四个燃块。其中一个放到接线盒正上方，在其两侧放两个，在其远风端放一个，置于样品最脆弱、最易点燃其下台架的部位，但距离两侧不应超过10.2 cm，距离近火端和远火端不应超过30.5cm。燃块放置的方向是：使其上、下两层的木条都是顺着气流的方向。燃块应用细铁丝固定。B级试验：方法同A级试验，但用B级燃块。C级试验：20个燃块每隔1 min2 min，按最紧凑的方式放到试样上。燃块之间距离不小于102 mm。燃块中心在木质台架拼接缝上方。上侧切割缝供0.82mm2的铁丝穿过用以固定，下侧切割缝走向与气流相同。6.6.4 试验持续时间不论是A，B还是C级试验，在每次试验中均应持续到燃块被消耗完，试样表面及试验台下侧不再有火焰、红热或是冒烟，或者持续到不可接受的结果产生，总试验时间不应超过1.5 h。若燃块加到试验台后没有消耗完，则这个试验结果不应被采信。7 试验结果的判定7.1 光伏组件试样在蔓延火试验和燃块试验中，均不应出现下述任一现象：a) 组件的任何部分以燃烧或炽热的块状形态，被吹走或者从台架上掉落；b) 因为试样破损、滑移、开裂或变形而造成台架外露；c) 木质台架的一部分以红热块状形式脱落；其中0项所述的“外露”指的是任何时候出现台架的一部分可被看见，并且没有组件或残余物遮盖。在燃块试验中燃块正下方部分及小于3.2 mm的裂缝不作为要求。在A、B或C级试验中，任何时候不应出现台架底面产生持续火焰。“持续火焰”指的是任何不间断燃烧5s及以上的火焰。对于蔓延火试验，材料的火焰蔓延长度分别不应超过：1.8 m（A级），2.4 m（B级）和3.9 m（C 级）。在试验面上，不应有显著的侧向火焰蔓延。“显著的侧向火焰蔓延”指超过试验火焰边缘0.3 m 的火焰。7.2 光伏玻璃试样要求进行蔓延火试验、燃块试验两项；在试验过程中及火焰停止后20min内（仍旧在试验架上），试样仍然完整，不发生开裂。7.3 光伏用聚合物试样或接线盒试样在试验过程中不产生明火。7.4 光伏用型材试样只要求进行蔓延火试验，试验后外观完整、机械强度满足设计要求。8 试验报告通过定型后，试验机构应给出符合ISO/IEC17025 要求的正式鉴定试验报告，应包括测定的性能参数，以及任何第一次试验未通过测试和重新试验的详细情况。报告应包含组件的详细规格，每一份证书或报告还应包括下列信息：a) 标题；b) 实验室的名称、地址和完成试验测试的地点；c) 报告的每一页均有独特的标识；d) 需要时有客户的名称和地址；e) 组件试样的描述，包括组成材料的品牌和型号，并提供安装方式；f) 试验种类与试验等级；g) 试验的水平倾角；h) 校准的细节，包括风速测量，火焰温度测量；i) 试验中及试验后木质台架的燃烧特征；j) 每项试验根据第 6 章确定的结果；k) 根据试验结果，确定组件的防火等级；l) 试验完试样的描述和鉴定；m) 试样的特点和条件；n) 需要时标注收到试验试样的日期和试验日期；o) 对试验方法的任何偏离、附加或排除，相关特殊试验的任何其他信息，如环境条件；p) 有适当图表和照片支持的测量、检查和推论；q) 签名和标识，或等效识别试验员，其对报告的内容及颁发日期负责；r) 对试验仅与相关试验项目结果的申明（必要时）；s) 实验室出具的报告应完整采用，只有经实验室书面许可才可部分使用的申明。