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太陽能光伏接線盒的性能及檢測(cè)

2014-3-4  閱讀(4429)

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  隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,各種原材料的供應(yīng)日趨緊張,在該條件下較多的投資人加入到光伏配套行業(yè),使材料供應(yīng)商數(shù)目、產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)增多,豐富了光伏組件企業(yè)的選擇,但是由此引起的過度競(jìng)爭(zhēng)和并發(fā)的質(zhì)量問題也需要引起注意。其中,光伏接線盒作為組件八大主要材料之一,是集電氣設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)和材料應(yīng)用于一體的綜合性產(chǎn)品,主要作用是連接和保護(hù)太陽能光伏組件,傳導(dǎo)光伏組件所產(chǎn)生的電流,為用戶提供太陽能光伏組件的組合連接方案。
  
  光伏接線盒價(jià)格相對(duì)其組件成本而言比重較小,非但作用大打折扣,還可能引發(fā)組建故障,甚至燒毀整個(gè)光伏組件。因此,光伏系統(tǒng)中的所有纜線應(yīng)滿足抗紫外線、抗老化、抗高溫、防腐蝕和阻燃等性能要求,因?yàn)楣夥绷骶€路中的連接材料長(zhǎng)期暴露在而環(huán)境下,需要承受紫外線照射、溫度(高溫、寒冷),需要承受雷擊過程中的短暫過流。
  
  來自光伏系統(tǒng)安裝商的數(shù)據(jù)顯示,光伏電站中的連接器(接線盒和接插件)是目前光伏系統(tǒng)發(fā)生大規(guī)模事故的主要原因。目前,中國組件制造商生產(chǎn)的組件很多都存在不少的質(zhì)量問題和隱患,而其中很大一部分組件質(zhì)量問題來自于接線盒自身的設(shè)計(jì)和品質(zhì)。
  
  作為光伏組件制造商的配套企業(yè),接線盒制造商不僅需要對(duì)組件制造商負(fù)責(zé),更需要對(duì)終端客戶負(fù)責(zé),特別是對(duì)使用過程中人身安全的保護(hù)。所以,優(yōu)化接線盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、提高質(zhì)量是所有接線盒制造企業(yè)的首要任務(wù)。
  
  揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司(簡(jiǎn)稱“拓普電氣”)生產(chǎn)的智能型太陽能光伏接線盒綜合測(cè)試儀可進(jìn)行接線盒電氣性能檢測(cè),訖今共完成30家接線盒供應(yīng)商、50多款接線盒的檢測(cè)和質(zhì)量分析,獲得了大量的檢測(cè)數(shù)據(jù)。結(jié)合光伏組件戶外使用的實(shí)際情況,拓普電氣總結(jié)出目前接線盒常見檢測(cè)項(xiàng)目主要有:IP65防沖水測(cè)試、結(jié)構(gòu)檢查、拉扭力試驗(yàn)、濕漏電試驗(yàn)、二極管溫升試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)、750℃灼熱絲試驗(yàn)。
  
  1、接線盒IP65防沖水測(cè)試
  

  防水性能是接線盒性能的重要指標(biāo)。認(rèn)證測(cè)試中,行老化預(yù)處理測(cè)試,然后進(jìn)行防沖水測(cè)試,再通過外觀結(jié)構(gòu)檢查和工頻耐壓測(cè)試進(jìn)行評(píng)判。測(cè)試能否順利通過,取決于接線盒的密封保護(hù)程度,而接線盒的密封保護(hù)直接影響到成品組件的防觸電保護(hù)和漏電防護(hù)的等級(jí)。就目前常規(guī)構(gòu)造的接線盒而言,其設(shè)計(jì)和材料的缺陷已在認(rèn)證測(cè)試中顯露無疑。
  
  接線盒防沖水測(cè)試失敗的主要現(xiàn)象大致分為以下幾種:
  
 ?。?)接線盒密封盒體內(nèi)大量積水。
  
 ?。?)接線盒盒體與背板材料不匹配。
  
 ?。?)接線盒的密封螺母開裂失效。
  
  (4)接線盒在老化預(yù)處理測(cè)試中盒體變形。
  
 ?。?)接線盒密封圈老化預(yù)處理測(cè)試后失效,或其他原因。
  
  通過對(duì)以上測(cè)試過程中出現(xiàn)的失敗現(xiàn)象進(jìn)行研究分析,得出以下幾點(diǎn)失敗原因:
  
 ?。?)盒體的鎖扣設(shè)計(jì)
  
  鎖扣設(shè)計(jì)成兩扣模式可能是導(dǎo)致試驗(yàn)失敗的主要原因。兩扣模式使得盒蓋受力集中在二點(diǎn),加上盒蓋面積較大,導(dǎo)致其余各點(diǎn)受力很不均勻。特別是在高溫時(shí),其余各點(diǎn)受密封圈熱脹、材料受熱變軟的影響,導(dǎo)致接線盒齜口,影響盒體的密封性,從而在IP65防水測(cè)試中失敗。另外,接線盒經(jīng)過240小時(shí)老化試驗(yàn)后,密封圈雖未脫落,但盒體、盒蓋有變型,也會(huì)影響到盒體的密封性。
  
 ?。?)接線盒密封圈的橡膠材料選擇不當(dāng)
  
  由于密封圈材料的選擇不適合,在接線盒經(jīng)過240小時(shí)老化預(yù)處理測(cè)試后,其延伸率和收縮率降低,密封圈材質(zhì)硬度升高,降低了盒體與盒蓋的密封性能,導(dǎo)致密封圈不能*密封盒體和盒蓋的槽口,致使水流滲入,防沖水測(cè)試失敗。
  
  (3)粘合失效
  
  接線盒盒體塑料與太陽能組件密封膠在老化預(yù)處理測(cè)試后,粘合性失效。
  
 ?。?)密封螺母材質(zhì)選擇不當(dāng)
  
  接線盒在老化預(yù)處理測(cè)試后,密封螺母發(fā)生斷裂,也是造成接線盒防沖水失敗的原因。
  
  2、接線盒濕熱試驗(yàn)
  
  濕熱試驗(yàn)對(duì)于接線盒來說是一個(gè)相當(dāng)嚴(yán)酷的環(huán)境試驗(yàn),接線盒濕熱試驗(yàn)失敗的主要現(xiàn)象有以下幾種:
  
 ?。?)濕熱試驗(yàn)后接線盒盒體碎裂失效。
  
  (2)濕熱試驗(yàn)后接線盒盒體和盒蓋密封變形。
  
 ?。?)濕熱試驗(yàn)后接線盒與背板脫落。
  
 ?。?)濕熱試驗(yàn)后電氣連接不可靠。
  
 ?。?)濕熱試驗(yàn)后接線盒電纜的抗拉扭性能減小,爬電距離、電氣間隙減小。
  
  (6)其他現(xiàn)象。
  
  濕熱試驗(yàn)失敗可能的原因大致有以下幾點(diǎn):
  
 ?。?)盒體PPO材料的選擇不當(dāng)或用料不純。
  
  (2)密封螺母開裂導(dǎo)致在濕熱之后電纜的抗拉扭性能削弱,或者直接開裂。
  
 ?。?)接線盒盒體與硅膠不匹配,長(zhǎng)時(shí)間高溫高濕后接線盒與硅膠脫落。
  
 ?。?)其他原因。
  
  3、接線盒盒體灼熱絲測(cè)試
  
  接線盒盒體750℃灼熱絲測(cè)試,是接線盒生產(chǎn)商選用接線盒材質(zhì)的重要測(cè)試項(xiàng)目,也是接線盒認(rèn)證測(cè)試中較易失敗的項(xiàng)目之一。測(cè)試中,根據(jù)盒體材料從開始燃燒到火焰熄滅的時(shí)間長(zhǎng)短,判定該接線盒是否能適合今后在戶外使用。
  
  接線盒支撐帶電體部分在進(jìn)行750°C灼熱絲測(cè)試時(shí),火焰熄滅時(shí)間Te為44.92s,不符合接線盒標(biāo)準(zhǔn)中灼熱絲測(cè)試的要求。測(cè)試失敗的主要原因是,接線盒材質(zhì)無法承受灼熱絲元件在短時(shí)間內(nèi)所造成的熱應(yīng)力,不符合灼熱絲測(cè)試的要求(沒有火焰或是火焰可以在30s內(nèi)自動(dòng)熄滅)。
  
  4、接線盒常規(guī)測(cè)試其它失敗項(xiàng)
  
  工頻耐壓測(cè)試失敗原因主要為爬電距離/電氣間隙不足、環(huán)境試驗(yàn)之后絕緣性能受到損害(由于材料方面的原因)。接線盒帶電部件抗腐蝕強(qiáng)度不足,其原因?yàn)榻饘偌~質(zhì)選型和表面處理不當(dāng)。
  
  5、光伏組件接線盒質(zhì)量改進(jìn)建議
  
  作為光伏組件的配套產(chǎn)品,接線盒所占成本不及電池成本十分之一,但卻是決定光伏組件zui終能否正常工作的重要部件。在此,拓普電氣提出接線盒質(zhì)量改進(jìn)的幾點(diǎn)建議:
  
 ?。?)將盒體、盒蓋分體,由密封圈密封的設(shè)計(jì),改進(jìn)為盒體、盒蓋壓接一體式密封處理,加強(qiáng)整個(gè)接線盒結(jié)構(gòu)密封性和密封強(qiáng)度。
  
 ?。?)根據(jù)目前組件認(rèn)證、制造、使用的需要,建議接線盒內(nèi)預(yù)留擴(kuò)展連接座;裝配不同規(guī)格的二極管可以隨時(shí)改變接線盒的zui大工作電流;根據(jù)組件生產(chǎn)工藝在接線盒裝配中保留密封膠和灌封膠兩種安裝方式。
  
 ?。?)考慮在接線盒盒蓋設(shè)置導(dǎo)氣閥以導(dǎo)出盒體內(nèi)部熱量,或在接線盒內(nèi)部采用薄片狀金屬端子,增加散熱片,以達(dá)到降溫的作用。www.yztpdq.com
  
 ?。?)通過系列測(cè)試,研究不同類型硅膠和不同材質(zhì)背板材料的相互匹配性,為光伏組件制造商提供接線盒安裝、使用、匹配的整套解決方案。

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