Các loại cáp DC PV: H1Z2Z2-K, IEC 62930 và PV1-F

Câu trả lời nhanh: Ba tên gọi trên cáp DC quang điện đến từ ba hệ thống khác nhau. H1Z2Z2-K là một ký hiệu hài hòa hóa của châu Âu, IEC 62930 là tiêu chuẩn cáp quốc tế, và PV1-F là một ký hiệu sản phẩm xuất phát từ một chương trình thử nghiệm tư nhân. Mỗi chữ cái trong H1Z2Z2-K quy định một thuộc tính: cách điện liên kết ngang không chứa halogen, vỏ liên kết ngang không chứa halogen, ruột dẫn bện mềm. Không tên nào trong ba tên gọi này nói gì về độ dày của đồng, và không tên nào là thương hiệu. Điều phân biệt cáp quang điện với dây điện dân dụng là hợp chất bao quanh đồng và các thử nghiệm mà cáp thành phẩm đã vượt qua.

Bất kỳ ai đã từng đặt cáp cho một nhà máy đều nhận thấy phía DC không bao giờ dùng những tên gọi dây điện dân dụng quen thuộc. Đơn đặt hàng ghi H1Z2Z2-K, hoặc một thứ gì đó được mô tả là đáp ứng IEC 62930, hoặc PV1-F. Các tên gọi trông giống mã sản phẩm vì đại khái hai trong số đó đúng là như vậy, nhưng chúng đến từ ba hệ thống khác nhau, và sự khác biệt giữa các hệ thống đó sẽ lộ ra sau này, trong máng cáp hoặc trên mái nhà.

Sự nhầm lẫn là dễ hiểu. Cáp quang điện là đồng, cách điện và vỏ, hệt như dây điện dân dụng, và phần đồng không phải là phần thú vị. Phía DC của một nhà máy chạy ở điện áp cao không bao giờ qua điểm không. Cáp nằm dưới ánh nắng trực tiếp trong nhiều thập kỷ, và nó nóng lên bên trong hộp nối vào mùa hè. Nó cũng nguội xuống dưới điểm đóng băng vào những đêm mùa đông, và nó bị kéo qua máng cáp và vòng qua các góc trong quá trình lắp đặt. Những quyết định về vật liệu có thể chịu đựng được điều đó khác với những quyết định về vật liệu hợp lý bên trong một bức tường.

Bài viết này nói về cách đọc các tên gọi và về giao diện nơi những tên gọi đó phải khớp với một thứ khác trên mô-đun: đầu nối và hộp nối mà cáp được gắn vào.

Một công việc, ba hệ thống đặt tên

Tên của một loại cáp có thể đến từ một hệ thống quốc gia hoặc khu vực đã được hài hòa hóa trên nhiều quốc gia, từ một tiêu chuẩn quốc tế, hoặc từ một chương trình thử nghiệm tư nhân do một tổ chức chứng nhận điều hành. Cả ba đều xuất hiện trong cùng một dự án, và chúng không phải là những nhãn có thể thay thế cho nhau cho cùng một tài liệu.

Hệ quả thực tế là hai loại cáp có tên gọi khác nhau đều có thể đúng cho phía DC trong khi một loại cáp thứ ba có tên gọi quen thuộc lại hoàn toàn không đúng. So sánh chúng có nghĩa là hỏi tên gọi đó thuộc về hệ thống nào, rồi hỏi cáp thực sự đã phải vượt qua những gì để có được tên đó.

Đọc H1Z2Z2-K từng chữ cái một

Ký hiệu hài hòa hóa là ký hiệu dễ đọc nhất trong ba, vì mỗi ký tự mang một quyết định. Chữ H ở đầu đánh dấu một kiểu đã được hài hòa hóa trên các hệ thống châu Âu chứ không phải một kiểu quốc gia. Số 1 là một cấp điện áp, không phải tiết diện và không phải dòng định mức. Hai mục Z mô tả cách điện và vỏ: Z cho một hợp chất liên kết ngang không chứa halogen, với số 2 chỉ họ vật liệu cụ thể. Dấu gạch nối và chữ K ở cuối mô tả ruột dẫn: đồng bện mềm, dành để uốn cong và để bấm vào một tiếp điểm.

Có hai chi tiết đáng được tách ra, vì đó là những thứ người ta hay bỏ qua. Thứ nhất, hai mục Z là riêng biệt: một loại cáp có thể có cách điện không chứa halogen và một vỏ khác, và ký hiệu chính là thứ cho bạn biết liệu cả hai có được bao gồm hay không. Thứ hai, K là một tuyên bố về kết cấu ruột dẫn, điều làm cho cáp dễ xử lý trong hộp nối và làm cho nó bấm vào đầu nối đúng cách. Một ruột dẫn bện mềm cũng có diện tích bề mặt lớn hơn cho cùng một tiết diện và hành xử khác dưới một đầu cực vít so với một lõi đặc.

Điều mà ký hiệu không chứa là tiết diện. Tiết diện được chọn riêng, từ dòng điện mà chuỗi mang, độ sụt áp mà người thiết kế sẵn sàng chấp nhận và cách cáp được lắp đặt. Một máng cáp trong không khí tự do và một ống luồn bên trong tường không tản nhiệt theo cùng một cách, nên cùng một tiết diện không mang cùng một dòng điện ở cả hai nơi. Không có gì trong tên gọi hài hòa hóa loại bỏ phép tính đó khỏi bàn làm việc của người thiết kế.

Tiêu chuẩn quốc tế yêu cầu những gì

IEC 62930 được viết cho ứng dụng chứ không phải cho một quốc gia. Nó quy định kết cấu cáp và sau đó quy định chương trình thử nghiệm mà cáp thành phẩm phải vượt qua, đây là phần quan trọng khi bạn đang cầm hai loại cáp trông giống nhau và cố gắng quyết định xem chúng có phải là cùng một sản phẩm hay không.

Bộ thử nghiệm đề cập đến môi trường mà cáp thực sự sống trong đó. Phong hóa và phơi nhiễm tia cực tím tác động lên bề mặt bên ngoài. Nhiệt ẩm và lão hóa nhiệt tác động lên vật liệu theo thời gian. Khả năng chịu dung môi và dầu quan trọng vì một loại cáp trên mái nhà tiếp xúc với những thứ mà cáp trong tường không bao giờ tiếp xúc. Uốn nguội kiểm tra điều gì xảy ra khi cùng một vỏ phải được tạo hình ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nó được đùn ra. Khả năng chịu ôzôn và một thử nghiệm chịu điện áp DC khép lại danh sách. Một ký hiệu không chứa halogen bổ sung hành vi của vật liệu trong đám cháy: những gì nó không thải ra, và lượng khói và khí axit mà nó tạo ra.

Do đó, tên trên vỏ bọc có thể là một hệ thống trong khi bằng chứng đằng sau nó lại là một hệ thống khác. Một dây cáp có thể được đánh dấu H1Z2Z2-K và được chứng nhận theo chương trình thử nghiệm quốc tế, hoặc được đánh dấu bằng mã loại riêng của nhà sản xuất mà vẫn được chứng nhận. Đó là lý do vì sao một bản đặc tả nêu tên một tiêu chuẩn và yêu cầu báo cáo thử nghiệm thì mạnh hơn một bản đặc tả chỉ nêu tên một ký hiệu và dừng ở đó.

Cũng cần biết rằng cách viết tắt thương mại cho tiêu chuẩn quốc tế có thể tự nó gây nhầm lẫn. Bạn sẽ thấy tiêu chuẩn được viết là IEC 131 trong một số tài liệu đặt hàng. Không có tiêu chuẩn riêng nào mang ý nghĩa đó: con số là 62930, và cách viết tắt chỉ là một thói quen chứ không phải một đặc tả thứ hai.

Vì sao một dây điện xây dựng thông thường hỏng trên mái nhà

Sự hỏng hóc của một dây điện xây dựng có vỏ bọc polyvinyl clorua ở ngoài trời không phải là điều bí ẩn và nó không diễn ra từ từ theo cách vô hại. Hợp chất này chứa chất hóa dẻo giúp nó giữ được độ dẻo. Qua nhiều năm chịu nhiệt và ánh nắng mặt trời, chất hóa dẻo thoát ra ngoài, và thành phần tia cực tím của ánh nắng mặt trời phá vỡ các chuỗi polymer ở bề mặt. Vỏ bọc mất độ dẻo, bị phấn hóa rồi cứng lại. Một khi đã cứng, chỉ cần chuyển động ở mép máng cáp hoặc một chu kỳ nhiệt là đủ để mở ra một vết nứt.

Nước theo vết nứt mà vào. Từ thời điểm đó, lớp cách điện đang làm việc trong những điều kiện mà nó chưa bao giờ được chọn cho, và cuối chuỗi là một đường rò trên dây dẫn đang mang toàn bộ điện áp của chuỗi. Ở phía DC, hậu quả nghiêm trọng hơn sự cố tương đương trên một mạch AC, và lý do không liên quan gì đến vật liệu cáp. Dòng điện xoay chiều đi qua điểm không mỗi nửa chu kỳ, nên một hồ quang hình thành tại điểm cắt không có xu hướng tắt đi. Hồ quang DC không có khoảnh khắc như vậy.

Hai dây cáp trong so sánh đó chứa đồng tương tự nhau. Điều khác biệt là hợp chất bao quanh nó, cách vật liệu được liên kết ngang thay vì nhiệt dẻo, và các thử nghiệm mà cáp thành phẩm phải vượt qua. Đây là phần mà một người mua chỉ nhìn vào tiết diện dây dẫn không thể thấy, và chính là phần quyết định cáp trông như thế nào sau năm mùa hè.

Ứng suất đến từ đâu

Sẽ hữu ích khi giữ danh sách các ứng suất cụ thể, vì một tiêu chuẩn cáp về bản chất chính là danh sách đó được chuyển thành các thử nghiệm với giới hạn đạt/không đạt. Ánh nắng mặt trời cung cấp bức xạ tia cực tím suốt cả ngày. Một hộp nối vào mùa hè là một thể tích kín nhỏ được sưởi nóng bởi tấm pin phía sau nó, và dây dẫn nằm trong thể tích đó. Chu kỳ nhiệt ẩm là ngưng tụ rồi bay hơi, lặp đi lặp lại, tại điểm mà vỏ bọc gặp đầu nối hoặc gioăng xuyên. Ozone có trong không khí và cũng được sinh ra bởi hồ quang, nghĩa là một mối nối làm kém có thể làm hỏng dây cáp gần đó. Lạnh có ý nghĩa vào thời điểm lắp đặt, khi một vỏ bọc ở nhiệt độ không độ bị uốn quanh một góc và giữ lại biến dạng.

Chuyển động cơ học là yếu tố bị đánh giá thấp nhất. Gió làm dây cáp chuyển động trên máng cáp, chu kỳ nhiệt làm chúng dài ra và ngắn lại một chút, và lực kéo trong quá trình lắp đặt thường là lực lớn nhất mà dây cáp từng chịu. Một cáp quang điện được đặc tả để chịu đựng tất cả những điều đó trong suốt vòng đời của nhà máy, đó là lý do vì sao các thử nghiệm cáp thành phẩm quan trọng hơn bảng dữ liệu nguyên liệu thô.

Hai quyết định, một giao diện

Trên một dự án thực tế, câu hỏi về dây cáp chia làm hai, và hai nửa được quyết định bởi những người khác nhau. Dây dẫn ra khỏi hộp nối của tấm pin được chọn tại nhà máy sản xuất tấm pin, trong cùng một lần chốt thiết kế với hộp nối, bố trí diode và đầu nối. Nó đến đã được gắn sẵn, đúc kín và thử nghiệm cùng với tấm pin. Dây cáp chạy giữa các chuỗi và vào một hộp kết hợp được chọn bởi người thiết kế nhà máy, và nó được kéo, đi dây và đấu nối tại công trường.

Nơi hai quyết định đó gặp nhau là mối nối. Một đầu nối được định mức cho một dải tiết diện dây dẫn và một dải đường kính ngoài của vỏ bọc, với một gioăng làm kín hoạt động trong toàn dải đó. Nếu dây cáp tại công trường có vỏ bọc nằm ngoài dải của gioăng, mối nối chống nước trên giấy tờ nhưng không chống nước trên thực địa. Nếu cấp dây dẫn không phù hợp với tiếp điểm, mối bấm trông có vẻ chấp nhận được nhưng có diện tích tiếp xúc nhỏ hơn thiết kế dự định. Cả hai vấn đề đều vô hình sau khi mối nối được đóng lại, và cả hai đều được quyết định trước khi có ai leo lên mái nhà.

Đây cũng là nơi các câu hỏi về dây cáp kết nối với phần thảo luận về đầu nối. Một đầu nối được chứng nhận theo một tiêu chuẩn được chứng nhận như một hệ thống, với một dải cáp được nêu trong giấy chứng nhận. Việc thay thế bằng một dây cáp nằm ngoài dải đó đưa cụm lắp ráp ra khỏi phạm vi chứng nhận, ngay cả khi cả hai bộ phận riêng lẻ đều tốt. Logic tương tự cũng áp dụng cho dây dẫn của tấm pin: nó đã được chứng nhận cùng với đầu nối ở đầu của nó, và dây cáp là một phần của cụm lắp ráp đó chứ không phải một phụ kiện.

Để biết thêm về giao diện đó, bao gồm việc một tuyên bố tương thích chứng minh được gì và không chứng minh được gì, xem MC4 hoặc tương thích MC4 và so sánh định mức trong MC4 so với MC4-Evo 2.

Kiểm tra một dây cáp nhập về

Không điều nào trong số này đòi hỏi một phòng thí nghiệm. Nó đòi hỏi việc xem xét đúng những thứ theo đúng thứ tự, và yêu cầu tài liệu thay vì chấp nhận một lời mô tả. Danh sách dưới đây là những gì một cuộc kiểm tra tiếp nhận thực sự có thể xác minh tại cửa nhập hàng.

Những gì thay đổi trên dây chuyền module

Đối với một nhà sản xuất module, quyết định về cáp không phải là một chi tiết mua hàng, bởi vì dây dẫn là một phần của một cụm đã được chứng nhận. Thay đổi dây dẫn nghĩa là thay đổi một linh kiện đã được thử nghiệm cùng với hộp nối, hợp chất đổ khuôn và đầu nối, và nghĩa là phải xem xét lại cụm lắp ráp theo các tiêu chuẩn mà module được chứng nhận. Đó là lý do tại sao loại dây dẫn có xu hướng được giữ cố định trong một thời gian dài ngay cả khi xuất hiện một loại cáp rẻ hơn.

Những hệ quả vật lý thể hiện tại các trạm cụ thể. Dây dẫn phải uốn cong bên trong hộp mà không đè lên diode hoặc mối hàn, điều này đặt ra bán kính uốn tối thiểu và độ cứng tối đa. Nó đi qua một gioăng hoặc một lối ra đúc sẵn có phạm vi làm kín cố định. Sau đó nó được bấm hoặc hàn vào một đầu nối trong một quy trình mà dụng cụ được chọn cho một cấp dây dẫn. Dây chuyền lắp ráp hộp nối, các quy trình hàn và dán keo hộp, và bước đóng rắn đều được thiết lập xoay quanh những con số đó.

Bố cục dây chuyền và trình tự trạm đằng sau đó được mô tả trong dây chuyền lắp ráp hộp nối và trong hướng dẫn bố cục trạm và dây chuyền, với bản thân bước hàn được đề cập trong hàn hộp nối.

Câu hỏi thường gặp

PV1-F có phải là tiêu chuẩn IEC không?

Không. PV1-F là một ký hiệu sản phẩm xuất phát từ một chương trình thử nghiệm tư nhân, không phải là một số trong danh mục IEC. Điều đó không làm cho nó không hợp lệ hay không phù hợp; nó có nghĩa là một bản đặc tả nêu tên PV1-F là đang nêu tên một loại sản phẩm, trong khi một bản đặc tả nêu tên IEC 62930 là đang nêu tên một tiêu chuẩn mà cáp phải được thử nghiệm theo.

Tôi có thể dùng một loại cáp được đánh dấu H1Z2Z2-K và một loại cáp được đánh dấu PV1-F trong cùng một chuỗi không?

Không có gì trong các tiêu chuẩn cáp cấm điều đó, và về mặt điện thì chuỗi không quan tâm. Phản đối thực tế là hai loại cáp có thể lão hóa với tốc độ khác nhau, nên một phần của tuyến đạt đến cuối tuổi thọ hữu ích trước phần kia. Vì cáp cũng là bộ phận hỏng một cách vô hình, việc giữ một loại duy nhất cho mỗi chuỗi làm cho cả việc đưa vào vận hành và việc tìm lỗi sau này trở nên đơn giản hơn.

Dây dẫn dày hơn có làm cho cáp đạt cấp quang điện không?

Không. Tiết diện liên quan đến dòng điện và độ sụt áp. Cấp quang điện liên quan đến hợp chất, quá trình liên kết ngang và chương trình thử nghiệm. Một dây dẫn điện dân dụng có tiết diện lớn vẫn là dây dẫn điện dân dụng, và vỏ của nó sẽ hoạt động ngoài trời đúng như một dây nhỏ vậy.

Tại sao không chứa halogen lại quan trọng trên mái nhà?

Một vỏ bọc chứa halogen giải phóng khí ăn mòn và độc hại khi cháy, và khí này tấn công kim loại gần đó. Trên mái nhà, điều đó có nghĩa là đám cháy có thể làm hỏng thiết bị ngoài bản thân cáp, và nó làm cho đám cháy khó tiếp cận hơn. Một hợp chất không chứa halogen giảm bớt sự đóng góp đó, đây là một lý do khiến ký hiệu hài hòa quy định nó cho cả lớp cách điện và lớp vỏ.

Làm thế nào để tôi chọn tiết diện cho một chuỗi?

Từ dòng điện của chuỗi, phương pháp lắp đặt, nhiệt độ môi trường xung quanh và độ sụt áp mà thiết kế cho phép. Phương pháp lắp đặt quan trọng vì một loại cáp trong không khí tự do tản nhiệt tốt hơn cùng loại cáp đó được bó trong một ống dẫn. Việc tính toán là thiết kế điện thông thường; tiêu chuẩn cáp xác định các giới hạn mà cáp được chọn phải tuân thủ, chứ không phải tiết diện mà bạn nên chọn.

Module đã đi kèm với một dây dẫn. Cáp vẫn còn quan trọng không?

Nó quan trọng tại mối nối. Cấp dây dẫn và đường kính vỏ của dây dẫn là những gì mà đầu nối trên module và đầu nối trên cáp hiện trường phải khớp với nhau, và đặc tính nhiệt độ và cháy của dây dẫn là một phần trong chứng nhận của module. Mua một module có dây dẫn phù hợp với cáp hiện trường và yêu cầu địa phương sẽ rẻ hơn so với việc khắc phục sự không khớp sau này.

Một cái tên là một tuyên bố bạn có thể kiểm chứng

Ba ký hiệu tồn tại vì ba hệ thống khác nhau cần một cách để mô tả cùng một công việc, và vì phía DC của một nhà máy là một nơi khắc nghiệt hơn đối với cáp so với một bức tường. Việc đọc chúng chủ yếu là vấn đề biết bạn đang nhìn vào hệ thống nào và sau đó hỏi cáp đã phải chịu đựng những gì. Các chữ cái mô tả hợp chất và cấu trúc dây dẫn. Chúng chưa bao giờ nhằm mô tả trọng lượng đồng, và chúng chưa bao giờ là một sự thay thế cho một báo cáo thử nghiệm.

Đối với một chủ nhà máy, thói quen hữu ích là hẹp: khi nhập hàng, hãy xem nhãn đánh dấu, cấp dây dẫn, đường kính vỏ so với phạm vi đầu nối, và các tài liệu. Đối với một nhà sản xuất module, cáp là một phần của một cụm đã được chứng nhận như một tổng thể, và đó là lý do tại sao thay đổi dây dẫn là một thay đổi thiết kế chứ không phải là một sự thay thế.

Ghi chú dữ liệu: cách đọc từng chữ cái của H1Z2Z2-K và việc gán ba ký hiệu tuân theo các tiêu chuẩn cáp đã công bố và các tài liệu chương trình công khai; độc giả nên coi các văn bản tiêu chuẩn là có thẩm quyền. Các hạng mục thử nghiệm được liệt kê ở trên là một bản tóm tắt các lĩnh vực mà các tiêu chuẩn đó bao quát, không phải là một sự thay thế cho các điều khoản thử nghiệm. Không có số liệu hiệu suất nào trong bài viết này đến từ việc thử nghiệm của tác giả. Trình tự hỏng của một dây có vỏ PVC và biểu đồ ứng suất là những minh họa sơ đồ về các cơ chế, không phải là tuổi thọ được đo đạc.