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光储之家 | 光伏系统中的连接器
2022-06-14
公司新闻

光伏连接器,又称MC4,或者H4,主要作用是实现接线盒、汇流箱、组件和逆变器之间快速连接。在光伏系统中,光伏连接器占比很少,但如果不注意选型、加工和考虑兼容性,则很容易出现故障,据统计,在电站各种故障中,连接器损坏或烧毁造成的发电量损失排在第2位。


光伏连接器及配件


光伏行业第一部连接器标准是TÜV莱茵于2004年推出的2PfG1161,2014年形成IEC 62852。目前行业适用的标准是IEC 62852:2014+A1(2020年)。国际标准为行业带来了规范,保障了产品在终端应用的安全与可靠。除了国际标准外,各个国家或地区也有本地认可的行业标准,如北美地区的UL 6703、日本JET、中国《GB/T 33765-2017 地面光伏系统用直流连接器》等。标准对光伏连接器的绝缘强度、电气间隙、IP防护等级,安全性能做了明确的要求,但对于外形结构、电芯尺寸等都没有明确的要求。

在整个光伏系统中直流侧电压通常高达600-1000V,一旦光伏组件接头接点松脱,接触不良,就极易引起直流拉弧现象。直流拉弧会导致接触部分温度急剧升高,持续的电弧会产生1000-3000℃的高温,并伴随着高温碳化周围器件。轻者熔断保险、线缆,重者烧毁设备引起火灾。光伏连接器故障有多种,连接器本身质量是最大的因素,其次是不同品牌的连接器互连,再就是加工没做好。连接器虚接会引发直流侧拉弧,进而引发火灾。由于连接器引发的问题还有:接触电阻增大、连接器发热、寿命缩短、连接器烧断、组串断电、接线盒失效、组件漏电等问题,造成系统无法正常工作,影响发电效率。

1、不同品牌的光伏连接器的互配问题

原则上必须使用相同品牌,相同型号的连接器进行互连。每台逆变器基本上都附带了相同数量的光伏连接器,请务必使用配套的连接器安装。只要正确安装,逆变器侧的连接一般不会有问题。组件一般会留有一定长度的电缆,正常安装不需要再另外配套光伏连接器,但由于近年来组件尺寸增加,组件安装有横排和竖排两种,组件厂家为了节省成本,默认预留的长度都是按竖排的长度,电缆都比较短,如果设计采用横排,需要加长线,这时候就需要另外配光伏连接器,因为市面上连接器的品牌五花八门,组件厂又未提供配套的连接器。最好的方法是,选择购买与组件相同品牌的连接器,其次是将组串末端的连接器剪除,换上同一品牌同一型号的连接器。

如果一定要互插使用,剪下其中一组,与你购买的连接器进行互插,如果插拔顺畅,则对互插后的连接器做一个吹气动作,如果漏气,则此批次产品不能互插使用,然后对互插后连接器用万用表测一下是否通路,如果断路也不能使用。由互配性问题,导致接触不良或者漏水,也是引火灾事故的原因之一。

  不同的接头尺寸略有不同  
 
  为什么不建议不同品牌的连接器互配使用呢?主要原因是各个厂家正负公差的问题,不能保证都能互配。如果两个不同品牌的连接器有互配性实验报告,则可以放心使用。  

2、连接器正极O型密封圈和尾端T型密封圈防水性能不达标

此类问题可能在短时间内不会发生事故,但是如果适逢多雨季节,又加上连接器处于雨水浸泡环境下。高压直流电会与大地形成回路,产生漏电触电事故。此问题是连接器的选型问题,几乎没有人会关注连接器的真正防水问题。光伏连接器防水IP67是有前提条件的,要和相应尺寸的光伏电缆配套才行。比如常规史陶比尔MC4就有5~6mm,5.5~7.4mm,5.9~8.8mm三个不同尺寸的型号,如果电缆外径是5.5mm,市面上流通的史陶比尔连接器问题不大,但是要是有人选择了5.9-8.8mm的MC4, 漏电事故隐患就始终存在。



   3、光伏连接器或光伏电缆长期处于潮湿环境  
 
 
 几乎所有人都认为光伏电缆和光伏连接器的导电部分都在其它材料的包覆之中,而且光伏连接器都声称具有防水功能。其实防水不代表可以长期在水里,光伏连接器IP67是指将预先安装的带线的光伏连接器浸水,顶部距离水面0.15~1米,连续30分钟,性能不受影响。

目前市面上的光伏电缆也能短时间泡水,比如短时间的淋水,基至积水,但是积水的时间不能太长,要快速流动并通风干燥。一个光伏电缆燃烧是因为施工方把光伏电缆埋在了沼泽地带,由于长期泡水,光伏电缆在水的渗透下造成击穿起弧燃烧。在此特别强调,穿管敷设的光伏电缆更容易发生火灾,原因是PVC管内长期积水。如果需要用PVC管套管敷设,切记让PVC管的管口向下,或者在PVC管的最低水位打一些孔,以防止积水。


4、在敷设过程中电缆损伤或过度折弯


刮伤电缆表皮,致使电缆的绝缘性能和耐候性能大大降低,这个比较容易理解,不再赘述。在施工中,电缆折弯的比较常见,标准里规定折弯直径的最小值要大于4倍电缆直径,4平方光伏电缆直径6MM左右,因此折弯处的圆弧直径不得小于24MM, 相当于母指与食指形成的一个圆的大小。


造成光伏组串回路中任意一点接地或与桥架形成通路的状况较为复杂,包括光伏电缆长期泡水,延长线路上的光伏连接器,电缆表面在施工时被损伤,在使用中被老鼠咬破电缆皮,雷电击穿等等。


 5、光伏连接器不规范的压接


光伏连接器不规范的压接主要是由于现场工具和操作经验差距,造成压接品质差,主要问题是电缆铜丝弯折,部分铜丝没有压接进以及压接部分为电缆绝缘层。


涉及到压接工艺时我们还需要注意剥线环节,标准中对于在剥线中切断的铜丝数是有严格规定的。如果切断的铜丝较多就会影响压接及通流质量,从而造成较高的温升,建议有条件的安装商可以选购专业工具,并且给现场安装人员进行对应的培训,并成立抽检机制。


兴储世纪逆变器配有世界一流光伏接头


兴储世纪出货的光伏逆变器,配备有世界一流的光伏连接器,为了方便用户,包装箱配件中还配有和逆变器一样型号,同样数量的备用光伏连接器。


     总结    

  光伏连接器是光伏系统很重要的部件,要引起足够的重视,在产品选型和施工过程中,要注意以下几点:

(1)尽量采用国内外知名品牌、质量可靠的产品,前期需要测试合格,每一批来料需要检测;

(2)不同厂家的产品不能混在一起,如果确实需要对接,要做对接测试,测试内容包括接触电阻小于0.3毫欧,还有防水测试和拉力测试。
      (3)采用专业的剥线钳和压接钳,不专业的工具造成压接不良。比如部分铜丝剪断,有些铜丝没有压接进去,误压到绝缘层,压接力量过小或者过大。


作者:刘继茂 郭军

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