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新闻
电站如何选择光伏连接器
编辑:东莞美桦电子   发布时间:2019-04-09

引言    

光伏连接器是光伏发电系统内组件、汇流箱、控制器和逆变器等各个部件之间相互连接的关键零件。    

根据应用点的不同,可以分为线端连接器、板端连接器以及分支连接器,普通意义上的光伏连接器是指线端连接器。    

光伏连接器很小,成本占电站总成本比例不足1%,由于前期建设时不受重视,后期由它而引发的问题会很多:接触电阻变大、连接器发热、接头起火、连接器烧断、接线盒失效、组件漏电和组串的组件断电等。    

电站业主越来越容易碰到连接器失效问题。其实,如果能在zui初选择连接器时给予足够重视,那么后期电站运维也会节省很多人力、物力和财力,光伏电站效益也会更高。    

技术指标    

光伏连接器的应用环境一般非常恶劣,从海边盐碱地到高原荒漠等各种地形,从炎热的赤道到寒冷的高纬度地区,还有太阳辐射、雨雪以及风沙等常年侵蚀,所以对光伏连接器的技术指标要求较高,主要技术指标包括:    

额定电压: 1000V DC或1500V DC    

额定电流: 一般10A~50A之间,与匹配的电缆相关    

接触电阻: < 5mΩ    

环境温度: 一般为-400C~850C    

温度上限: 一般为1000C    

防护等级: 一般为IP67    

相应的,在实验室里对光伏连接器的测试要求也非常高,典型的如TC200实验、DH1000实验以及低温冲击实验。    

然而出于安全以及系统发电效率的原因,评价一对光伏连接器品质好坏的核心指标是公母连接器对插之后的接触电阻,一个优质的连接器必须具有很低的接触电阻,并且能长期维持在低的接触电阻。    

在金属芯体对插区域,一般会设计采用导电介质,导电介质的设计形式、应用的材料以及表面镀层的工艺水平对接触电阻的影响非常大,所以导电介质是光伏连接器的核心技术,其设计和制造水平也就决定了光伏连接器的品质。    

接触电阻可以通过电压降来评判,如下:    

一款优质的连接器必须在经历了严酷的TC200和DH1000等实验后,接触电阻仍然能维持在非常低的水平。    

根据光伏连接器国际标准EN50521:2008,光伏连接器公母对插后的接触电阻不允许大于5mΩ,需要指出的是这仅仅是对接触电阻的zui低要求,至于光伏连接器制造商能把接触电阻控制在多小的范围内,取决于其技术水平。    

造型要点    

光伏连接器的选型主要应该注意下列几点:    

1.接触电阻值    

2。额定电压 ≥ 系统电压    

3.额定电流 ≥ 1.5*理论流经电流(STC:1000W/mm²,250C)    

4.与应用的光伏电缆能够相互匹配,如电缆截面积和电缆外径。    

5.环境温度范围满足实际情况。    

6。防护等级是否满足系统要求。    

7.是否有耐氨、抗盐雾等方面的特殊要求。    

8.是否有权威认证。    

9。系统的其它要求。    

在光伏系统建设过程中,往往需要单独购买光伏连接器以实现组件串到汇流箱的连接,这会涉及到所购连接器与组件自带连接器之间的互联问题,而由于规格、尺寸和公差等方面的因素,不同品牌的连接器之间并不能较好配合,接触电阻较大且不稳定,会严重影响系统的安全和发电效率,并且对于出现的质量事故,也难以获得厂家来负责。    

不同品牌的连接器互插产生的接触电阻非常不稳定,特别是其长期稳定性难以得到保证,而且发热量更大,在发热zui严重的情况下可能导致火灾发生。    

对此权威检测机构TÜV和UL都出过书面声明,不支持不同品牌的连接器互插应用。所以工程上单独购买的连接器需和组件上自带的连接器保持型号一致,或是同一厂家的同一系列产品。    

TÜV→目前仅能确认来自同一制造商的同一系列的光伏连接器能够兼容,或者是来自采用相同材料和工艺的制造商的连接器。    

TÜV→Compatibility of PV-connectors can becurrently confirmed only for products of the same series from the same manufacturer,or for products of two or more contractual partners who are using the samematerials for their PV-connectors and who are informing each other aboutintended modifications.    

UL→研究确认只有来自同一产品系列的光伏连接器能够相互兼容,否则不能兼容。    

UL→These devices have only been investigatedto mate with the same line of connectors /devices within their product family.These devices havenot been investigated to mate with any other similar devices from othermanufacturers.    

IEC 光伏系统中进行对插的连接器公头和连接器母头应该出自同一个制造商,也就是说一个制造商的连接器公头和另一个制造商的连接器母头(或则相反)不应该用于连接。    

IEC→“Plugs and socket connectors mated togetherin a PV system shall be of the same type from the same manufacturer. I.e. aplug from one manufacturer and a socket from another manufacturer or vice versashall not be used to make a connection.”    

对于面板连接器,由于是应用在汇流箱和逆变器上,这时的电流经过汇流后已经较大,可能已经超出普通面板连接器的参数范围,这种情况下可以采用工业连接器,zui大可以达到1000V,250A。    

工程安装    

组件上自带的光伏连接器一般是由接线盒厂家通过自动化设备安装,并且检验项目完整,所以安装质量相对可靠。    

在工程现场,从组件串到汇流箱之间的连接一般需要工人手工安装,根据估算,1MW光伏系统至少需要手工安装200套光伏连接器。    

由于目前光伏系统安装工程队的专业素质普遍偏低,使用的安装工具也并不专业,更没有很好的安装质量检验手段,所以工程现场的连接器安装质量普遍不佳,成为光伏系统的质量薄弱点。    

举例来说,连接器和光伏电缆之间的连接一般是通过压接实现,国际标准IEC60352-2对连接器和4mm²电缆的连接强度要求至少达到310N。如果不采用专业的压接工具,那么很难达到标准要求。    

手工安装光伏连接器应该根据连接器制造商提供的安装指导书进行,一般分为剥线、压接和旋紧螺母三个步骤,并且zui好应用连接器制造商指定的安装工具。    

在安装过程中特别需要注意下列几点:    

1.剥线不应切断铜丝。    

2。所有铜丝必须完全压进连接器的金属芯体。    

3。螺母应安装可靠,不应有倾斜现象。    

接触电阻对发电效率的影响    

光伏连接器的接触电阻对光伏发电系统的效率影响究竟有多大,下面将以前面图2中的连接器接触电阻(平均0.15mΩ)和国际标准EN50521中规定的zui大接触电阻5mΩ做比较,以一个50MW的光伏项目为例:    

全年光照时间:1200小时    

组件额定功率p:250Wp    

额定电流I:8.28A    

光伏连接器数量n:21万对    

从上面的计算可以看出,采用优质的光伏连接器,在连接器上消耗的功率不到系统总功率的万分之一,劣质的连接器所消耗的功率则是优质连接器的30多倍。并且这是在没有考虑较高的接触电阻更容易发生故障,需要更多的更换零件和维护时间的基础上。    

另外根据权威机构Basler & Hofmann对光伏系统故障原因的分析:    

大于59%的光伏系统故障出现在系统建成的前两年;    

大于50%的光伏系统故障源于连接部件。    

总结    

光伏连接器是光伏发电系统内部连接用的一个重要部件,不仅数量众多,而且涉及其它各个部件。    

由于产品本身质量和安装质量等方面的原因,相对其它部件,光伏连接器是目前系统故障的多发点,对整个系统的发电效率和经济效益产生重要影响,所以选用的光伏连接器一定要具有很低的接触电阻,并且能长期维持在低的接触电阻。    


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