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T/CPIA 0138-2025 户用光伏并网箱技术要求

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关键词:网箱   用光   CPIA   0138   2025
资源简介

  团 体 标 准

  T/CP IA 0138—2025

  户用光伏并网箱技术要求

  Technical requirements for residential photovoltaic(PV) gird-connected

  box

  2025 - 11 - 15 发布 2025 - 11 - 30 实施

  中国光伏行业协会 发 布

  T/CP IA 0138—2025

  T/CP IA 0138—2025

  T/CP IA 0138—2025

  前 言

  本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

  请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

  本文件由中国光伏行业协会标准化技术委员会归口。

  本文件起草单位:无锡隆玛科技股份有限公司、国家太阳能光伏产品质量检验检测中心、华能新疆能源开发有限公司清洁能源分公司、宁夏国信检研科技有限公司、华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司、天合富家能源股份有限公司、安徽金力电气技术有限公司、特变电工新疆新能源股份有限公司、浙江正泰仪器仪表有限公司、国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司西宁分公司、上能电气股份有限公司、新驰电气集团有限公司、厦门科华数能科技有限公司、江苏中信博新能源科技股份有限公司、苏州UL美华认证有限公司、江南大学、无锡职业技术学院。

  本文件主要起草人:杨朝辉、乔积勇、崔莹莹、蒋文博、芮宁科、杨宇辉、李玉、王强、金太林、詹爱刚、邵翌、徐高敏、刘洋、朱涛、彭超、林镇煌、刘海军、朱华、王浩同、吴定会、钱加兵、张秀丽。

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  户用光伏并网箱技术要求

  1 范围

  本文件规定了户用光伏并网箱(以下简称“并网箱 ”)的分类、环境条件、技术要求、试验方法、检验规则、标识、包装、运输、贮存。

  本文件适用于应用在居民用户侧,交流电压等级为220V/380V的并网箱的制造和检测。

  2 规范性引用文件

  下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T 2423.1 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温

  GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温

  GB/T 2423.4 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Db:交变湿热(12h+12h循环)

  GB 2894 安全标志及其使用导则

  GB/T 4208 外壳防护等级(IP代码)

  GB/T 4798.2 电工电子产品应用环境条件 第2部分:运输

  GB/T 7251.1—2023 低压成套开关设备和控制设备 第1部分:总则

  GB/T 13384 机电产品包装通用技术要求

  GB/T 14048.3 低压开关设备和控制设备 第3部分:开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器

  GB/T 16842—2016 外壳对人和设备的防护 检验用试具

  GB/T 16917.1 家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器(RCBO) 第1部分:一般规则

  法

  GB/T 28030 接地导通电阻测试仪

  DL/T 698.45 电能信息采集与管理系统 第4-5部分:通信协议—面向对象的数据交换协议DL/T 2440.1 数字化电能计量系统 第1部分:一般技术要求

  NB/T 10685—2021 光伏发电用汇流箱技术规范

  NB/T 11349 户用光伏并网箱技术规范

  SJ/T 11385 绝缘电阻测试仪通用规范

  3 术语和定义

  NB/T 11349界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

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  3.1

  户用光伏发电系统 residential photovoltaic (PV) power system

  安装于自然人所属的房屋 (建筑物)及附属土地等场所,利用光伏电池的光生伏特效应,将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。

  3.2

  户用光伏并网箱 residential gird-connected box

  用于户用光伏发电系统逆变器交流输出侧和并网点或负载之间,连接光伏电站和电网的配电装置。 3.3

  并网点 point of interconnection

  户用光伏发电系统的公共连接点。

  3.4

  电气间隙 creepage distance

  两个导电部件之间的最短空间距离。

  3.5

  爬电距离 clearance

  两个导电部分之间沿固体绝缘材料表面的最短距离。

  4 分类

  4.1 按有无计量仓室进行分类

  分类如下:

  a) 无计量仓室的并网箱;

  b) 有计量仓室的并网箱(包括直接式电度表和二次接入式电度表两种方式)。

  4.2 按安装环境进行分类

  分类如下:

  a) 户内型并网箱;

  b) 户外型并网箱。

  4.3 按照接入用户侧配电网或公共电网的相数及电压等级分类

  分类如下:

  a) 单相电压为 220 V 的并网箱;

  b) 三相电压为 380 V 的并网箱。

  5 环境条件

  5.1 使用环境

  并网箱的使用环境条件应符合下列要求:

  a) 环境温度:运行环境温度-25 ℃~50 ℃ , 无阳光直射,无腐蚀性及爆炸性气体的场所;

  b) 相对湿度:

  1) 户内型并网箱, ≤95%,无凝露;

  2) 户外型并网箱, ≤100%,有凝露;

  c) 海拔高度:不超过 2000 m。海拔高度>2000 m 时,应按 GB/T 16935.1 的规定进行修正、校验。

  5.2 运输、贮存环境条件

  并网箱的运输、贮存环境应符合下列要求:

  a) 并网箱贮存环境温度为-40 ℃~50 ℃, 相对湿度不大于 85 %;

  b) 并网箱运输环境温度为-40 ℃~70 ℃, 相对湿度不大于 85 %。

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  6 技术要求

  6.1 基本功能

  6.1.1 并网箱应具有过流保护、短路保护和防雷保护功能,可实现过压、欠压、失压自动保护,并在

  电网电压恢复后自动重合。

  6.1.2 并网箱除具有 6.1.1 保护功能外,还宜具有计量、通信、剩余电流保护功能。

  6.2 箱体和结构

  箱体和结构技术要求如下:

  a) 箱体结构牢固、可靠,表面光滑平整,喷涂颜色均匀一致,整洁美观,无明显色差和眩光,表面不得有起泡、裂纹、划痕、流痕、剥落、砂粒、锈蚀及裂痕等缺陷;

  b) 门锁灵活,便于操作;箱盖与箱体无碰擦; 门锁及铰链宜选择锌合金或不锈钢材质;

  c) 安全标识、器件标记应完整清晰;应在箱体正面标有“禁止带电 ”、“有电危险 ”的警示标志;标识应符合 GB 2894 的规定;

  d) 箱体结构分为计量室和并网配电室两个功能隔室,各功能单元相互隔离;计量室,为供电局安装电能表和二次接入互感器(若有)预留位置,配好电能表支架,仓室正面可通过透视窗观察到电能表数据,在计量仓室设计有铅封支架或铅封孔;另一个仓室设计为并网配电仓室;

  e) 箱体内部安装板宜采用绝缘材质。

  6.3 隔离开关

  并网箱输出侧(电网侧)应配置交流隔离开关,可手动接通与分断电路及隔离电路。应符合GB/T 14048.3及以下规定:

  a) 额定电压大于等于并网箱的额定电压;

  b) 额定电流 Ie 应不小于 1.25 倍并网箱的额定电流;

  c) 外部有防护罩保护;

  d) 易操作,具有明显可视开断点。

  6.4 接触防护

  并网箱应提供保护的外壳和安全遮拦, 以防止触及危险带电部件。

  6.5 接线端子

  6.5.1 并网箱连接外部线缆的接线端子的结构应保证具有良好的电接触和电气载流能力,并应有足够

  的机械强度。接线端子的连接应用螺钉、螺母或其他等效方法与导体连接,以保证维持必要的接触压力。

  6.5.2 接线端子宜由制造商提供,制造厂应规定接线端子适用连接的导线类型 (铜线或铝线、硬线或软

  线、单芯线或多股线),最大和最小导线截面积以及同时能接至接线端子的导线根数 (如适用)。

  6.6 机械防护

  在正常使用条件下操作并网箱时不应产生机械危险。棱缘、凸起、拐角、孔洞、护罩和手柄等操作人员能够接触的部位应光滑。

  6.7 安装支撑件

  并网箱的安装支撑件应能承受大小等于并网箱重力4倍的力。

  6.8 耐变形和冲击

  并网箱应当具有足够的机械强度,在正常使用时可能发生的机械变形、冲击不应导致危险或降低设备的保护。

  6.9 接地

  6.9.1 并网箱应提供可靠的保护连接和保护接地, 以确保可触及导电部件之间及与外部接地导体的电

  气连接,并网箱通电后保护接地导体应始终保持连接,并网箱接地导体颜色应为黄绿色。

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  6.9.2 保护连接的阻抗应足够小,并网箱的接地电路中的任何一点到接地端子之间的电阻不应超过0.1 Ω。

  6.9.3 并网箱通电后保护接地导体应始终保持连接,除非当地的配线设计规则有不同要求,否则外部

  保护接地导体的横截面积需符合表 1 的要求。

  表 1 外部保护接地导体的横截面积技术要求

  6.10 绝缘电阻

  并网箱的带电部件与接地部件之间,极与极之间,绝缘电阻值应不小于0.5 M Ω。

  6.11 介电性能

  6.11.1 工频耐受电压

  并网箱的带电部件与接地部件之间,极与极之间应能承受50Hz的工频电压或等效直流电压,型式试验1min(出厂试验5 s),试验过程中不击穿,不飞弧。

  6.11.2 冲击耐受电压

  并网箱的带电部件与接地部件之间,极与极之间应具有承受瞬态过电压的能力,试验过程中不击穿,不飞弧。

  6.12 电气间隙和爬电距离

  电气间隙和爬电距离应符合GB/T 16935.1的规定,最小爬电距离不应小于空气中的最小电气间隙。

  6.13 电磁兼容

  6.13.1 静电放电抗扰度试验等级

  静电放电抗扰度试验等级满足GB/T 17626.2中所规定的严酷度等级,满足如下要求:

  a) 试验等级最低要求:3 级;

  b) 性能判据应符合 GB/T 17799.2 性能判据 B 的要求。

  6.13.2 射频电磁场辐射抗扰度试验等级

  射频电磁场辐射抗扰度试验等级满足GB/T 17626.3中所规定的严酷度等级,满足如下要求:

  a) 试验等级最低要求:80 MHz~1000 MHz 3 级,1.4 GHz~6 GHz 2 级;

  b) 性能判据应符合 GB/T 17799.2 性能判据 A 的要求。

  6.13.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验等级

  电快速瞬变脉冲群抗扰度试验等级满足GB/T 17626.4中规定的严酷度等级,满足如下要求:

  a) 试验等级最低要求:3 级;

  b) 性能判据应符合 GB/T 17799.2 性能判据 B 的要求。

  6.13.4 浪涌 (冲击)抗扰度试验等级

  浪涌 (冲击)抗扰度试验等级满足GB/T 17626.5中所规定的严酷度等级,满足如下要求:

  a) 试验等级最低要求:3 级;

  b) 性能判据应符合 GB/T 17799.2 性能判据 B 的要求。

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  6.13.5 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验等级

  射频场感应的传导骚扰抗扰度试验等级满足GB/T 17626.6中所规定的严酷度等级,满足如下要求:

  a) 试验等级最低要求:3 级;

  b) 性能判据应符合 GB/T 17799.2 性能判据 A 的要求。

  6.13.6 工频磁场抗扰度试验等级

  工频磁场抗扰度试验等级满足GB/T 17626.8中规定的严酷度等级,满足如下要求:

  a) 试验等级最低要求:4 级;

  b) 性能判据应符合 GB/T 17799.2 性能判据 B 的要求。

  6.14 交变湿热

  6.14.1 并网箱在无包装,不通电,经受 4 个循环,每个循环包含(25±2)℃,(95±3)% RH,0.5 h; (70

  ±2)℃,(95±3)% RH,5.5 h; (25±2)℃ , (95±3)% RH,0.5 h; (-40±2)℃,3 h。应符合 GB/T 2423.4的规定。

  6.14.2 循环结束后,在标准大气条件下恢复 2 h 后,无异常或导致潜在危害的现象出现,应能正常工作,

  部件无过热现象,绝缘电阻值符合 6.10 的规定。

  6.15 低温工作

  应符合GB/T 2423.1的规定;并网箱在-25±3℃的环境下,能正常工作。

  6.16 高温工作

  应符合GB/T 2423.2的规定;并网箱在50±3℃的环境下,能正常工作。

  6.17 外壳防护等级

  6.17.1 户内型并网箱防护等级不低于 IP20。

  6.17.2 户外型并网箱防护等级不低于 IP54。

  6.18 防腐蚀

  箱体应根据使用环境选用合适的工艺、材料或在裸露的表面涂上防护层以确保防腐蚀,同时要考虑正常使用及维修条件。

  6.19 温升

  应符合GB/T 2423.1和GB/T 2423.2的规定在环境温度为+10℃~+50℃任一温度下,通以额定电流条件下,并网箱各部件的温升应不超过表2规定的极限温升:

  表 2 并网箱主要部件和部位的极限温升

  6.20 计量

  并网箱的电能计量装置技术性能应符合DL/T 2440.1的要求,其中发电侧计量装置宜具备双向电能量计量的功能。并网箱的电能计量装置的接线应符合 DL/T 825的要求。

  6.21 通信

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  并网箱应采用通用的标准通信接口和数据通信协议,通信接口应与其他设备及监控系统一致,通信协议应符合 DL/T 698.45的要求。并网箱应支持通信扩展功能。

  6.22 剩余电流动作保护

  并网箱兼具用电表箱功能时,宜具备剩余电流动作保护功能。当剩余电流大于设定电流时,应在设定的时间内断开与电网的连接。

  6.23 防雷保护

  并网箱应根据电源线路制式、工作电压、被保护设备耐压水平配置防雷器,并根据用户场所考虑防雷器的通流容量和电压保护水平。

  6.24 过流保护

  并网箱在并网点处应具备过电流保护功能。

  6.25 短路保护

  并网箱在通电过程中,检测到输入或输出侧发生短路时,并网箱应能通过断路器或其他保护装置实现自动保护。

  6.26 过欠压保护

  并网箱应具备电网过欠压保护功能:

  1) 在额定电压的 20 %~70 %时,应可靠使断路器脱扣,脱扣动作时间应在 0 s~10 s 内可设,实际动作时间允差为设定值的 20%;

  2) 在额定电压的 85 %~110 %时,应保证断路器能合闸;

  3) 在额定电压的 130 %~135 %时,应可靠使断路器脱扣,脱扣动作时间应在 0 s~10 s 内可设,实际动作时间允差为设定值的 20 %。

  当电网电压恢复到正常范围时应能自动重新合闸并网。

  7 试验方法

  7.1 箱体和结构

  按6.1规定进行目视检查和操作试验。

  7.2 隔离开关

  按6.3规定进行目视检查。

  7.3 接触防护

  用GB/T 16842—2016的图2和图9分别规定的带关节试验指和试验针进行试验,试验结果应符合 6.4的要求。

  7.4 接线端子

  按6.5规定进行目视检查。

  7.5 机械防护

  目视检查并网箱棱缘、凸起、拐角、孔洞、护罩和手柄等部位是否光滑、平整。

  7.6 安装支撑件

  将被测并网箱通过安装支撑件安装在固定支架上,安装支撑件除了承受并网箱自重,还需再加上大小等于并网箱重力3倍的力。力的方向沿重心处垂直向下,试验力在5 s至10 s内从零逐渐增加到预定大小,然后维持1 min。试验后检查安装支撑件是否变形。

  7.7 耐变形和冲击

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  耐形变和冲击应按照NB/T 10685—2021中7.1.6的试验方法进行检测。

  7.8 接地

  7.8.1 检查并网箱内部接地导线的接地方式、接地导线颜色、接地标识和接地线线径 ;接地连接是否牢

  固,测量并网箱中距离接地端子最远点的接地电阻。

  7.8.2 使用接地电阻测试仪进行测量,在每个裸露导电部件与外部接地导线的接地端子之间通以额定

  电流,维持时间 5s, 测量两端的电阻值不应超过 0.1 Ω。接地电阻测试仪应符合 GB/T 28030 的要求。

  7.9 绝缘电阻

  绝缘电阻测试应按如下步骤检测:

  a) 使用绝缘电阻测试仪测量并网箱每路输入、输出回路对地, 以及控制回路对地的绝缘电阻,绝缘电阻测试仪应符合 SJ/T 11385 的规定;检测电压等级按照表 3 选取;

  b) 每路对地绝缘电阻不小于 1 kΩ/V, 绝缘电阻测试合格后,方可进行绝缘强度测试。

  表 3 绝缘电阻测量的电压等级选择

  7.10 介电性能

  7.10.1 工频耐受电压

  对主电路、控制电路和辅助电路,试验电压按表4和表5选择,通常应选用交流试验电压,如果不能施加交流试验电压 (如有EMC滤波器件时),可选用直流试验电压。试验电压施加在:

  a) 基本绝缘 (附加绝缘)位置:主电路所有接线端子连接在一起与接地外壳之间;基本绝缘 (附加绝缘)隔离的两电路之间;

  b) 加强绝缘位置:加强绝缘隔离的两电路之间。

  对于过电压保护器件 (如压敏电阻、防雷器),测试前应该断开。试验持续时间:60 s,施加试验电压时可以使其逐浙上升至要求电压。

  表 4 主电路和高于 60V 的辅助及控制电路的工频耐受电压

  表 5 低于 60V 的辅助电路和控制电路的工频耐受电压

  7.10.2 冲击耐受电压

  冲击电压发生器应按表6调整到被试并网箱所要求的冲击电压。不与主电路连接的辅助电路应接地。对并网箱每个极性施加1.2/50 μ s的冲击电压,正负极性各5次,间隔时间应不小于1 s。试验电压施加在:

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  a) 基本绝缘 (附加绝缘)位置:主电路所有接线端子连接在一起与接地外壳之间;基本绝缘 (附加绝缘)隔离的两电路之间;

  b) 加强绝缘位置:加强绝缘隔离的两电路之间。

  表 6 冲击耐受试验电压

  7.11 电气间隙和爬电距离

  电气间隙和爬电距离测试应符合GB/T 7251.1的规定。

  7.12 电磁兼容

  7.12.1 静电放电抗扰度

  静电放电抗扰度测试应符合GB/T 17626.2的规定。

  7.12.2 射频电磁场辐射抗扰度

  射频电磁场辐射抗扰度测试应符合GB/T 17626.3 的规定。

  7.12.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度

  电快速瞬变脉冲群抗扰度测试应符合GB/T 17626.4的规定。

  7.12.4 浪涌 (冲击)抗扰度

  浪涌 (冲击)抗扰度测试应符合GB/T 17626.5的规定。

  7.12.5 射频场感应的传导骚扰抗扰度

  射频场感应的传导骚扰抗扰度测试应符合GB/T 17626.6的规定。

  7.12.6 工频磁场抗扰度

  工频磁场抗扰度测试应符合GB/T 17626.8的规定。

  7.13 交变湿热

  交变湿热应按照GB/T 2423.4中规定的方法进行检测。

  7.14 低温工作

  低温应按照GB/T 2423.1中规定的方法进行检测。

  7.15 高温工作

  高温应按照GB/T 2423.2中规定的方法进行检测。

  7.16 外壳防护等级

  外壳防护等级测试方法应按照GB/T 4208中规定的方法进行检测。

  7.17 防腐蚀

  防腐蚀应在湿热检测之后进行,应按照GB/T 7251.1—2023中10.2.2规定的方法进行检测。

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  7.18 温升

  并网箱正常运行时,主要器件和部件的温升应满足表2的要求。试验应在额定电流下维持足够的时间, 以使并网箱各部位的温度达到热稳定。若温度的变化小于1 ℃/h,则认为温升已达到稳定。

  7.19 计量

  并网箱计量测试方法应符合DL/T 2440.1的规定。

  7.20 通信

  并网箱通信测试方法应符合DL/T 698.45的规定。

  7.21 剩余电流动作保护

  并网箱剩余电流动作保护测试方法应符合GB/T 16917.1的规定。

  7.22 防雷测试

  防雷测试方法应符合GB/T 18802.11的规定。

  7.23 过电流保护

  过电流保护测试按照以下步骤进行:

  a) 将并网箱接入电网或模拟电网装置,使并网箱运行在额定工况;

  b) 调节光伏发电单元输出电流至装置过电流保护设定值,检查并网箱是否断开电网并记录保护动作时间。

  7.24 短路保护

  短路保护测试前,预先将需要短路的线路连接并采用继电器或类似装置断开,并网箱正常启动后再进行合闸短路操作:

  a) 单相并网箱将 L-N 接通,并网箱应能保护断开;

  b) 三相逆变器分别将 L1-L2、L2-L3、L1-L3,L1-N、L2-N、L3-N 接通,并网箱应能保护断开。

  7.25 过欠压保护

  过欠压保护测试按照以下步骤进行:

  a) 将并网箱接入电网或模拟电网装置,使并网箱运行在额定工况;

  b) 将模拟电网装置电压降至 69%Un,记录跳闸时间;

  c) 将模拟电网装置电压恢复至 86%Un,记录是否合闸;

  d) 将模拟电网装置电压恢复至 Un,使并网箱运行在额定工况;

  e) 将模拟电网装置电压升至 131%Un,记录跳闸时间;

  f) 将模拟电网装置电压恢复至 109%Un,记录是否合闸。

  8 检验规则

  8.1 检验类型

  并网箱检验类型分为出厂试验和型式试验。

  8.2 出厂检验

  8.2.1 出厂试验要求

  出厂试验应满足以下要求:

  a) 每套产品均应进行出厂检验;

  b) 出厂试验合格,并由企业质量管理部门出具合格证明,方可出厂。

  8.2.2 出厂试验项目

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  出厂试验项目应符合表 7 的规定。

  8.2.3 合格评定

  出厂试验合格评定应满足以下要求:

  a) 当被检产品存在任何一项试验项目不满足要求时,判定为出厂检验不合格;

  b) 在出厂试验中,允许对不合格项进行修复或更换,直至合格。

  8.3 型式试验

  8.3.1 型式试验要求

  并网箱有下列情况之一时,应进行型式检验:

  a) 新产品鉴定或老产品转厂生产的试制定型鉴定时;

  b) 材料、工艺、结构设计等有较大改变,可能影响产品性能时;

  c) 产品停产半年以上再恢复生产时;

  d) 出厂试验结果与上次型式试验结果有较大差异时;

  e) 定期或累计一定产量时;

  f) 国家有关主管部门提出型式试验要求时。

  8.3.2 型式试验项目

  型式试验的项目应符合表 7 的规定。

  8.3.3 型式试验抽样

  送样两套,随机抽取一套样品进行测试。

  8.3.4 合格评定

  当所有试验样品进行的试验项目全部满足要求时,判定为型式检验合格;当有任何一套试验样品的任何一项试验项目不满足要求时,判定为型式检验不合格。

  表 7 并网箱试验项目

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  表 7 并网箱试验项目(续)

  9 标识、包装、运输、贮存

  9.1 标志

  并网箱应有铭牌或相当于铭牌的标志, 内容包括:

  a) 制造厂名称和商标;

  b) 产品型号和名称;

  c) 制造商名称、制造日期和 S/N 产品序列号;

  d) 额定电压、额定电流、输入路数等;

  e) 运行环境温度;

  f) 环境湿度;

  g) 外形尺寸;

  h) 重量;

  i) 产品依据标准;

  j) 防护等级;

  k) 安全标志等。

  9.2 包装

  9.2.1 产品应有独立包装;包装箱应牢固,有防潮措施;包装箱内应附有产品说明书和合格证。

  9.2.2 产品包装应符合 GB/T 13384 的有关规定。

  9.3 运输

  运输时应防雨淋和强烈振动,禁止倒放。应符合GB/T 4798.2中的2M3等级的要求。

  9.4 贮存

  产品使用前应存放在原包装内,存放环境应通风良好, 相对湿度不超过85%, 周围空气温度为

  -25 ℃~50 ℃的场所。贮存并网箱的场所应干燥、清洁、空气流通;存放环境中不允许有各种有害气体、易燃易爆物品、腐蚀性化学物和强磁场,包装箱不可重压。

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T/CPIA 0138-2025 户用光伏并网箱技术要求资源截图