PV DC 케이블 유형: H1Z2Z2-K, IEC 62930 및 PV1-F

빠른 답변: 광전지 DC 케이블에 붙는 세 가지 이름은 서로 다른 세 체계에서 나옵니다. H1Z2Z2-K는 유럽 조화 명칭이고, IEC 62930은 국제 케이블 표준이며, PV1-F는 민간 시험 제도에서 나오는 제품 명칭입니다. H1Z2Z2-K의 각 글자는 하나의 특성을 규정합니다. 무할로겐 가교 절연, 무할로겐 가교 시스, 유연 연선 도체입니다. 세 이름 중 어느 것도 구리의 두께에 대해 말하지 않으며, 어느 것도 브랜드가 아닙니다. 광전지 케이블을 건물용 전선과 구분하는 것은 구리 주위의 컴파운드와 완성된 케이블이 통과한 시험입니다.

플랜트용 케이블을 주문해 본 사람이라면 DC 측에서 익숙한 건물용 전선 명칭이 결코 쓰이지 않는다는 것을 알아차렸을 것입니다. 주문은 H1Z2Z2-K로 나가거나, IEC 62930을 충족한다고 설명되는 제품으로 나가거나, PV1-F로 나갑니다. 이름이 제품 코드처럼 보이는 것은 대략 그중 둘이 실제로 그렇기 때문이지만, 이들은 서로 다른 세 체계에서 나오며, 그 체계들 사이의 차이는 나중에 케이블 트레이에서나 옥상에서 드러납니다.

혼란은 이해할 만합니다. 광전지 케이블은 건물용 전선과 똑같이 구리, 절연, 시스로 이루어져 있고, 구리는 흥미로운 부분이 아닙니다. 플랜트의 DC 측은 결코 영점을 지나지 않는 고전압에서 동작합니다. 케이블은 수십 년간 직사광선 아래 놓이고, 여름에는 정션박스 안에서 가열됩니다. 또한 겨울밤에는 영하로 냉각되며, 설치 중에는 트레이를 통과하고 모서리를 돌아 당겨집니다. 그 상황을 견디는 재료 결정은 벽 안에서 합리적인 재료 결정과 다릅니다.

이 글은 이름을 읽는 방법과, 그 이름들이 모듈 위의 다른 무언가, 즉 케이블이 연결되는 커넥터와 정션박스와 일치해야 하는 인터페이스에 관한 것입니다.

하나의 역할, 세 가지 명명 체계

케이블 이름은 여러 국가에 걸쳐 조화된 국가 또는 지역 체계, 국제 표준, 또는 인증 기관이 운영하는 민간 시험 제도에서 나올 수 있습니다. 세 가지 모두 같은 프로젝트에 등장하며, 같은 문서를 가리키는 상호 교환 가능한 라벨이 아닙니다.

실질적인 결과는 이름이 다른 두 케이블이 모두 DC 측에 적합할 수 있는 반면, 익숙한 이름을 가진 세 번째 케이블은 전혀 적합하지 않을 수 있다는 것입니다. 이들을 비교한다는 것은 그 이름이 어느 체계에 속하는지 묻고, 그 이름을 얻기 위해 케이블이 실제로 무엇을 통과해야 했는지 묻는 것입니다.

H1Z2Z2-K를 한 글자씩 읽기

조화 명칭은 세 가지 중 가장 읽기 쉬운데, 모든 문자가 하나의 결정을 담고 있기 때문입니다. 맨 앞의 H는 국가형이 아니라 유럽 체계 전반에 걸쳐 조화된 유형을 표시합니다. 1은 전압 등급이며, 단면도 전류 정격도 아닙니다. 두 개의 Z 항목은 절연과 시스를 설명합니다. Z는 무할로겐 가교 컴파운드, 2는 특정 재료 계열을 나타냅니다. 끝의 하이픈과 K는 도체를 설명합니다. 유연한 연선 구리로, 구부리고 접점에 압착하도록 의도된 것입니다.

특히 짚어볼 두 가지 세부 사항이 있는데, 사람들이 건너뛰는 부분이기 때문입니다. 첫째, 두 Z 항목은 별개입니다. 케이블은 무할로겐 절연과 다른 시스를 가질 수 있으며, 명칭은 둘 다 해당되는지를 알려주는 것입니다. 둘째, K는 도체 구성에 대한 진술로, 이것이 케이블이 정션박스에서 잘 다루어지고 커넥터에 제대로 압착되게 만듭니다. 연선 유연 도체는 같은 단면에서 표면적이 더 넓고, 나사 단자 아래에서 단선 심선과 다르게 거동합니다.

이 명칭에 없는 것은 단면입니다. 단면은 스트링이 흐르는 전류, 설계자가 허용하려는 전압 강하, 케이블 설치 방식에 따라 별도로 선택됩니다. 자유 공기 중의 케이블 트레이와 벽 안의 관로는 열을 같은 방식으로 방출하지 않으므로, 같은 단면이 두 곳에서 같은 전류를 나르지 않습니다. 조화 명칭 어디에도 그 계산을 설계자의 책임에서 면제해 주는 내용은 없습니다.

국제 표준이 요구하는 것

IEC 62930은 국가가 아니라 용도를 위해 작성되었습니다. 케이블 구성을 규정한 다음, 완성된 케이블이 견뎌야 하는 시험 프로그램을 규정하는데, 비슷하게 보이는 두 케이블을 들고 같은 제품인지 판단하려 할 때 중요한 부분이 바로 이것입니다.

시험 세트는 케이블이 실제로 놓이는 환경을 다룹니다. 내후성과 자외선 노출은 외부 표면에 작용합니다. 습열과 열 노화는 시간에 따라 재료에 작용합니다. 내용제성과 내유성은 옥상의 케이블이 벽 속 케이블이 결코 접하지 않는 것들과 접하기 때문에 중요합니다. 저온 굽힘은 같은 시스가 압출된 온도보다 훨씬 낮은 온도에서 성형되어야 할 때 어떤 일이 일어나는지 확인합니다. 내오존성과 DC 전압 내력 시험으로 목록이 마무리됩니다. 무할로겐 명칭은 화재 시 재료의 거동, 즉 무엇을 방출하지 않는지, 얼마나 많은 연기와 산성 가스를 발생시키는지를 추가합니다.

따라서 시스에 표기된 명칭은 하나의 체계일 수 있지만 그 배후의 근거는 다른 체계일 수 있습니다. 케이블에 H1Z2Z2-K가 표기되어 국제 시험 프로그램에 적합할 수도 있고, 제조사 자체의 타입 코드가 표기되어 있으면서도 여전히 적합할 수도 있습니다. 그렇기 때문에 표준을 명시하고 시험 성적서를 요구하는 사양서가, 명칭만 명시하고 거기서 끝나는 사양서보다 더 강력합니다.

또한 국제 표준에 대한 업계 약어 자체가 혼란을 일으킬 수 있다는 점도 알아둘 만합니다. 일부 주문 자료에서는 표준이 IEC 131로 표기된 것을 볼 수 있습니다. 그런 의미를 가진 별도의 표준은 존재하지 않습니다. 번호는 62930이며, 그 약어는 두 번째 사양이 아니라 관행일 뿐입니다.

일반 건축용 전선이 옥상에서 실패하는 이유

폴리염화비닐 시스 건축용 전선이 옥외에서 실패하는 것은 불가사의한 일도 아니고, 무해한 방식으로 점진적으로 진행되는 것도 아닙니다. 그 컴파운드에는 유연성을 유지시켜 주는 가소제가 포함되어 있습니다. 수년간의 열과 햇빛에 노출되면서 가소제는 빠져나가고, 햇빛의 자외선 성분은 표면에서 고분자 사슬을 끊습니다. 시스는 유연성을 잃고 백화된 뒤 경화됩니다. 일단 경화되면 트레이 가장자리에서의 움직임이나 온도 사이클만으로도 균열이 열리기에 충분합니다.

물은 그 균열을 따라갑니다. 그 시점부터 절연체는 애초에 선택된 적 없는 조건에서 작동하게 되며, 그 사슬의 끝은 전체 스트링 전압을 운반하는 도체 위의 누설 경로입니다. DC 측에서는 그 결과가 AC 회로의 동등한 고장보다 더 심각하며, 그 이유는 케이블 재료와는 무관합니다. 교류 전류는 반 사이클마다 영점을 통과하므로, 영점 교차에서 형성된 아크는 소멸하는 경향이 있습니다. DC 아크에는 그런 순간이 없습니다.

그 비교에서 두 케이블은 유사한 구리를 함유하고 있습니다. 다른 것은 그 주위의 컴파운드, 재료가 열가소성이 아니라 가교되는 방식, 그리고 완성된 케이블이 통과해야 했던 시험입니다. 이것이 도체 단면적만 보는 구매자가 볼 수 없는 부분이며, 다섯 번의 여름이 지난 후 케이블이 어떤 모습일지를 결정하는 부분입니다.

스트레스가 어디서 오는가

스트레스 목록을 구체적으로 유지하는 것이 도움이 됩니다. 케이블 표준은 본질적으로 그 목록을 합격 한계가 있는 시험으로 전환한 것이기 때문입니다. 햇빛은 하루 종일 자외선을 보냅니다. 여름철의 정션 박스는 뒤에 있는 모듈에 의해 가열되는 작은 밀폐 공간이며, 리드는 그 공간 안에 놓입니다. 습열 사이클링은 시스가 커넥터나 글랜드와 만나는 지점에서 응축과 증발이 반복되는 것입니다. 오존은 공기 중에 존재하며 아크에 의해서도 생성되는데, 이는 조잡하게 만들어진 접합부가 그 근처의 케이블을 손상시킬 수 있음을 의미합니다. 저온은 설치 시점에 중요합니다. 영도 상태의 시스가 모서리를 따라 구부러지면 그 변형이 그대로 유지되기 때문입니다.

기계적 움직임은 과소평가되는 항목입니다. 바람은 트레이 위의 케이블을 움직이고, 열 사이클링은 케이블을 약간 늘였다 줄였다 하며, 설치 중의 인장력은 종종 케이블이 겪는 가장 큰 힘입니다. 태양광 케이블은 발전소의 수명 동안 그 모든 것을 견디도록 규정되며, 그렇기 때문에 완성 케이블 시험이 원자재 데이터 시트보다 더 중요한 것입니다.

두 가지 결정, 하나의 인터페이스

실제 프로젝트에서 케이블 문제는 둘로 나뉘며, 그 두 부분은 서로 다른 사람들에 의해 결정됩니다. 모듈 정션 박스에서 나오는 리드는 모듈 공장에서 정션 박스, 다이오드 배치, 커넥터와 동일한 설계 확정 단계에서 선택됩니다. 그것은 모듈과 함께 부착되고 포팅되고 시험된 상태로 도착합니다. 스트링 사이와 컴바이너 박스로 이어지는 케이블은 발전소를 설계하는 사람이 선택하며, 현장에서 인입되고 정리되고 종단됩니다.

그 두 결정이 만나는 지점은 접합부입니다. 커넥터는 도체 단면적 범위와 시스 외경 범위에 대해 정격이 부여되며, 그 범위 전반에서 작동하는 씰을 갖습니다. 현장 케이블의 시스가 씰의 범위를 벗어나면, 그 접합부는 서류상으로는 방수이지만 현장에서는 그렇지 않습니다. 도체 등급이 접점에 맞지 않으면 크림프는 겉보기에 괜찮아 보이지만 설계가 의도한 것보다 접촉 면적이 작습니다. 두 문제 모두 접합부가 닫힌 후에는 보이지 않으며, 두 문제 모두 누군가 지붕에 오르기 전에 결정됩니다.

이 지점은 케이블 문제가 커넥터 논의와 연결되는 곳이기도 합니다. 표준에 인증된 커넥터는 인증서에 케이블 범위가 명시된 시스템으로서 인증됩니다. 그 범위를 벗어난 케이블로 대체하면 두 부품이 개별적으로는 문제가 없더라도 그 어셈블리는 인증 범위를 벗어나게 됩니다. 같은 논리가 모듈 리드에도 적용됩니다. 그것은 끝에 커넥터가 달린 상태로 적합성 인증을 받았으며, 케이블은 액세서리가 아니라 그 어셈블리의 일부입니다.

호환성 주장이 무엇을 증명하고 무엇을 증명하지 않는지를 포함하여 그 인터페이스에 대한 자세한 내용은 MC4 또는 MC4 호환 및 MC4 vs MC4-Evo 2.

의 정격 비교를 참조하십시오.

입고 케이블 검사

모듈 라인에서 달라지는 것

모듈 제조사에게 케이블 결정은 구매 세부사항이 아니다. 리드는 적격 인증된 어셈블리의 일부이기 때문이다. 리드를 변경한다는 것은 정션 박스, 포팅 컴파운드, 커넥터와 함께 시험된 부품을 변경하는 것이며, 모듈이 인증받은 표준에 비추어 어셈블리를 다시 검토해야 함을 의미한다. 그래서 더 저렴한 케이블이 등장해도 리드 유형이 오랫동안 고정되는 경향이 있다.

물리적 결과는 특정 공정에서 나타난다. 리드는 다이오드나 솔더 조인트를 누르지 않고 박스 내부에서 구부러져야 하며, 이는 최소 굽힘 반경과 최대 강성을 규정한다. 리드는 밀봉 범위가 고정된 글랜드나 몰딩된 출구를 통과한다. 그런 다음 도체 등급에 맞춰 선택된 툴링 공정으로 커넥터에 크림프 또는 용접된다. 정션 박스 어셈블리 라인, 박스 용접 및 접착 공정, 경화 단계는 모두 그 수치를 기준으로 설정되었다.

그 배후의 라인 레이아웃과 공정 순서는 다음에 설명되어 있다: 정션 박스 어셈블리 라인 및 공정 및 라인 레이아웃 가이드, 용접 단계 자체는 다음에서 다룬다: 정션 박스 용접.

FAQ

PV1-F는 IEC 표준인가?

아니다. PV1-F는 민간 시험 제도에서 나온 제품 명칭이며, IEC 목록의 번호가 아니다. 그렇다고 해서 무효이거나 부적합한 것은 아니며, PV1-F를 명시한 사양서는 제품 유형을 명시하는 것이고 IEC 62930을 명시한 사양서는 케이블이 시험받아야 할 표준을 명시하는 것이다.

H1Z2Z2-K로 표시된 케이블과 PV1-F로 표시된 케이블을 같은 스트링에 사용할 수 있는가?

케이블 표준상 이를 금지하는 규정은 없으며, 전기적으로 스트링은 문제되지 않는다. 실질적인 문제는 두 케이블의 노화 속도가 다를 수 있어 배선 구간의 한 부분이 다른 부분보다 먼저 수명을 다한다는 점이다. 케이블은 눈에 띄지 않게 고장 나는 부품이기도 하므로, 스트링당 단일 유형을 유지하면 시운전과 이후의 고장 진단이 모두 간단해진다.

도체가 두꺼우면 태양광 등급 케이블이 되는가?

아니다. 단면적은 전류와 전압 강하에 관한 것이다. 태양광 등급은 컴파운드, 가교, 시험 프로그램에 관한 것이다. 단면적이 큰 건축용 전선도 여전히 건축용 전선이며, 그 피복은 옥외에서 소형 전선과 똑같이 거동한다.

옥상에서 무할로겐이 중요한 이유는 무엇인가?

할로겐 함유 피복은 연소 시 부식성·유독성 가스를 방출하며, 이 가스는 주변 금속을 부식시킨다. 옥상에서는 화재가 케이블 자체를 넘어 설비를 손상시킬 수 있고, 화재 진압을 어렵게 만든다. 무할로겐 컴파운드는 이러한 기여를 줄이며, 조화 명칭이 절연체와 피복 모두에 이를 규정하는 이유 중 하나이다.

스트링의 단면적은 어떻게 선택하는가?

스트링 전류, 설치 방법, 주위 온도, 설계가 허용하는 전압 강하를 기준으로 한다. 설치 방법이 중요한 이유는 자유 공기 중의 케이블이 관로에 묶인 동일 케이블보다 열을 더 잘 발산하기 때문이다. 계산은 일반적인 전기 설계이며, 케이블 표준은 선택한 케이블이 준수해야 할 한계를 규정할 뿐 선택할 단면적을 규정하지 않는다.

모듈에는 이미 리드가 함께 제공된다. 그래도 케이블이 중요한가?

접합부에서 중요하다. 리드의 도체 등급과 피복 직경은 모듈의 커넥터와 현장 케이블의 커넥터가 일치해야 하는 대상이며, 리드의 온도 및 화재 거동은 모듈 인증의 일부이다. 현장 케이블과 현지 요구사항에 맞는 리드를 갖춘 모듈을 구매하는 것이 나중에 불일치를 수정하는 것보다 저렴하다.

명칭은 검증할 수 있는 주장이다

세 가지 명칭이 존재하는 이유는 세 가지 서로 다른 체계가 동일한 작업을 설명할 방법을 필요로 했고, 발전소의 DC 측이 벽보다 케이블에 더 가혹한 환경이기 때문이다. 이를 읽는 것은 주로 어떤 체계를 보고 있는지 알고 케이블이 무엇을 견뎌야 했는지 묻는 문제이다. 문자들은 컴파운드와 도체 구성을 설명한다. 결코 구리 중량을 설명하기 위한 것이 아니었고, 시험 성적서를 대체하는 것도 아니었다.

발전소 소유자에게 유용한 습관은 좁다: 입고 시 표기, 도체 등급, 커넥터 범위 대비 피복 직경, 문서를 확인하는 것이다. 모듈 제조사에게 케이블은 전체로서 적격 인증된 어셈블리의 일부이며, 이것이 리드 변경이 단순 교체가 아니라 설계 변경인 이유이다.

데이터 참고: H1Z2Z2-K의 문자별 해석과 세 가지 명칭의 귀속은 공개된 케이블 표준 및 공개 제도 문서를 따른다. 독자는 표준 원문을 권위 있는 자료로 삼아야 한다. 위에 나열된 시험 항목은 해당 표준이 다루는 영역의 요약이며 시험 조항을 대체하지 않는다. 이 글의 어떤 성능 수치도 저자의 시험에서 나온 것이 아니다. PVC 피복 전선의 고장 순서와 응력 도표는 메커니즘을 도식적으로 보여주는 예시이며 측정된 수명이 아니다.