光伏连接器是光伏系统内组件、汇流箱、逆变器等部件相互连接的重要组成部分,虽然仅占整个系统成本的很小一部分,却发挥着重要作用。在安装过程中,常会因为连接器不受重视,频频出现由于型号不匹配、连接不牢固或压接不当导致端子烧毁的问题,这些问题已逐渐成为影响系统安全运行的最大隐患。本期AISWEI课堂带您走进连接器的世界。
一、连接器的结构
首先我们了解下光伏连接器的基本结构,它是由金属内芯、绝缘防水圈、外壳组成,一对连接器分为公头、母头两种,公头与母头是可互插连接到一起的,同一厂商的光伏连接器在相互咬合、绝缘等级、接触电阻上都是满足安全要求的。
但是对于使用不同品牌厂商的连接器互插,尽管外形上,看似完成了连接,但是隐形的安全风险已然发生。因为不同厂家连接器在规格、尺寸和公差等方面并不一致,所以无法100%匹配。倘若强行互插,会出现温度升高、接触电阻变化和IP等级无法保证的问题,进而严重影响光伏系统的发电效率和安全。
左:公插头,右:母插头
二、现场失效案例
下面我们来看一些现场连接器失效的案例。
混接烧熔烧断
1. 连接器安装问题:未按连接器安装说明和插接不到位引起的高接触电阻及密封性差,从而导致防水等级降低。
2. 连接器混接:不同厂家的连接器结构不同、材质不同、规格不同等导致混接烧熔。
连接器混接是现场施工时最易犯的一个错误,混接会导致连接器出现烧熔、变形、烧断等现象。另外连接器内芯的选材决定着接触电阻大小,塑壳的匹配及选材决定着IP的防水等级。低接触电阻,密封良好是光伏系统安全高效运行的前提。
三、连接器失效模式
关于连接器的失效模式,归纳总结有三种:接触失效、绝缘失效和机械失效。
接触失效:一般由于接触力不足,插针内芯断裂、偏离及接触磨损等原因所致。
绝缘失效:一般由于插针内芯氧化霉变,接触件间接与壳体短路及绝缘材料的选材等原因所致。
机械失效:一般由于插拔用力过度,接口变形无法正常进行配合及基础件保持力差等原因所致。
小爱遇到的客诉中,连接器混接造成的端子烧毁导致逆变器故障的客诉发生率最高,下面我们就以连接器混接互插为例,看看连接器混接造成的后果。
以下为某机构的测试分析:某品牌的端子和其他厂家的混接及正常端子插接短时间大电流测试。
通过上图可以看出:
3分钟后不同厂家互插的连接器温度升到160℃,功率损失700W,外观已变形。
4分钟后不同厂家互插的连接器温度升到200℃,功率持续损失,外观开始冒烟。
5分钟后不同厂家互插的连接器温度持续上升,功率损失持续增大,外观开始冒浓烟。
相对于同厂家端子插接的测试除了温度稍微上升以及功率稍微损失外,外观变化不大。但这种状态不会持续很长时间,不过也从正面反映出互插的风险。当连接器真的烧毁时,轻则损失发电量,损坏逆变器,重则引起明火,引起火灾发生。
因此UL、T?V等认证机构或连接器制造商都明确指示不同厂家生产的连接器是不能互插的。
四、 连接器烧毁可能引发逆变器永久损坏
有些客户可能认为连接器烧毁了,最多损失些发电量,更换新的连接器就修复了,如何造成逆变器损坏的呢?其实,在连接器烧毁后已出现绝缘问题,不能保证光伏电池的正极或负极对地达到安规要求,如正极/负极绝缘不良或已接地是在逆变器并网前发生,逆变器会通过并网前的检测,检查出问题,不允许逆变器并网。如果在逆变器运行中发生,由于直流正极或负极接地,在逆变器逆变模块开关导通时,相当于交流电通过逆变模块在直流侧接地,瞬间大电流流过逆变模块,导致逆变模块损坏。逆变器毕竟是控制单元,无法瞬时保护,所以造成逆变器损坏。而往往连接器的失效都是发生在逆变器运行的过程中,让逆变器受到牵连。
拓扑示意图
五、小结
小小的光伏连接器是能量的传输使者,作为电力的搬运工理应受到足够重视。在产品选型和施工过程中,要注意以下几点:
1.光伏连接器互插时,务必使用同一厂家、同一型号连接器。
2.使用适当的工具按照连接器手册或指导进行压接,并插接到位。
3.如遇金属内芯银化、白斑、绝缘等不良问题,需用新的连接器进行替换。
小爱也强烈建议您使用爱士惟逆变器同时一定要搭配我们提供的原配连接器!如果您的连接器出现问题,也可以联系爱士惟服务中心进行购买替换。
小隐患,大灾难,连接器还有这么多讲究?
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