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影響電站安全的“元兇”—— 接線盒

日期：2016-10-21 分類：光伏資訊瀏覽：次

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最終能否正常工作的重要部件,。如果接線盒選取不當(dāng),，可使電池板燒毀從而影響整個光伏系統(tǒng)性能,。

圖1 接線盒燒毀引發(fā)背板燒焦從而導(dǎo)致組件破碎

目前,，市場上接線盒的品牌較多,，產(chǎn)品質(zhì)量也是參差不齊,，接線盒在系統(tǒng)應(yīng)用中出現(xiàn)的問題也是越來越多。今天就從接線盒的組成,、作用,、測試標(biāo)準(zhǔn)、選型,、接線盒的質(zhì)量改進(jìn)建議及發(fā)展方向五個方面帶大家全面了解一下接線盒,。

1 接線盒的組成及材料

接線盒樣式多種多樣，但基本結(jié)構(gòu)都是不變的,，包括盒體,、盒蓋、連接器,、接線端子,、二極管等，一些接線盒廠家設(shè)計(jì)了散熱片加強(qiáng)盒內(nèi)溫度的散發(fā),，也有一些接線盒廠家做了其他方面細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì),，但是總的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。

卡接式接線盒具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：

簡單的接線盒所需要的材料最少十多種,，原材料的性能及使用壽命關(guān)乎著接線盒本身的質(zhì)量,，所以接線盒的材料一直受到廠商及光伏運(yùn)維者的高度關(guān)注，表1例舉了接線盒原材料的材質(zhì)：

表1 接線盒原材料材質(zhì)

2 接線盒的作用

光伏接線盒主要具有兩種功能：基本功能為連接光伏組件和負(fù)載,，將組件產(chǎn)生的電流引出并產(chǎn)生功率,。附加功能為保護(hù)組件引出線，防止熱斑效應(yīng),。

2.1連接

接線盒作為連接器件,，起到連接太陽能組件與逆變器等控制裝置的橋梁作用。接線盒內(nèi)部通過接線端子和連接器將太陽能組件產(chǎn)生的電流引出并導(dǎo)入到用電設(shè)備中,。為了盡量減小接線盒對組件功率的損耗,，接線盒所用的導(dǎo)電材料要求電阻小，比匯流帶引出線的接觸電阻要小,。

2.2保護(hù)

接線盒的保護(hù)作用包括三部分,，一是通過旁路二極管防止熱斑效應(yīng)，保護(hù)電池片及組件,；二是通過特殊材料密封設(shè)計(jì)防水防火,；三是通過特殊的散熱設(shè)計(jì)降低接線盒的工作溫度，減小旁路二極管的溫度,，進(jìn)而降低其漏電流對組件功率的損耗,。

3 接線盒的測試標(biāo)準(zhǔn)

接線盒在使用之前要進(jìn)行測試，主要檢查外觀,、密封性,、防火等級、二極管等方面,。

測試的明細(xì)如下表：

4 接線盒的選型注意事項(xiàng)

4.1耐候性

耐候性是指：材料經(jīng)受室外氣候的耐受能力,。（室外氣候如光照、冷熱,、風(fēng)雨,、細(xì)菌等。）

接線盒暴露在環(huán)境中的部分為盒體,、盒蓋及連接器（PC）,，它們都是由耐候性強(qiáng)的材料制作,，目前最常用的材料為PPO（聚苯醚），它的負(fù)荷變形溫度可達(dá)190℃以上,，脆化溫度為-170℃,，是世界五大通用工程塑料之一，具有剛性大,、耐熱性高,、阻燃性高、強(qiáng)度較高,、電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),。另外，聚本醚還具有耐磨,、無毒,、耐污染等優(yōu)點(diǎn)。PPO的介電常數(shù)和介電損耗在工程塑料中是最小的品種之一,，幾乎不受溫度,、濕度的影響，可用于低,、中,、高頻電場領(lǐng)域。

4.1.1耐高溫高濕

組件的工作環(huán)境非常惡劣,，有的工作在熱帶地區(qū),，日平均溫度非常高；有的工作溫度非常低,，如高海拔地區(qū),、高緯度地區(qū)；有的晝夜溫差非常大,，如沙漠地區(qū),。因此要求接線盒要有優(yōu)良的耐高溫，耐低溫性能,。

耐候性測試如下表所示：

表3 耐候性測試條件

4.1.2耐紫外線

紫外線對塑料產(chǎn)品都有一定的破壞,，尤其是高原地帶空氣稀薄，紫外線輻照度很高,。

4.2阻燃性

阻燃性是指物質(zhì)具有的或材料經(jīng)處理后具有的明顯推遲火焰蔓延的性質(zhì),。

阻燃等級由HB，V-2,，V-1向V-0逐級遞增：

HB：UL94和CSA C22.2 No 0.17標(biāo)準(zhǔn)中最低的阻燃等級,。要求對于3到13毫米厚的樣品，燃燒速度小于40毫米每分鐘；小于3毫米厚的樣品,，燃燒速度小于70毫米每分鐘,；或者在100毫米的標(biāo)志前熄滅。

V-2：對樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測試后,，火焰在60秒內(nèi)熄滅,。可以有燃燒物掉下,。

V-1：對樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測試后，火焰在60秒內(nèi)熄滅,。不能有燃燒物掉下,。

V-0：對樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測試后，火焰在30秒內(nèi)熄滅,。不能有燃燒物掉下,。

4.3防水防塵

標(biāo)準(zhǔn)：GB 4208 2008《外殼防護(hù)等級(IP代碼)》中規(guī)定的防塵防水等級IP等級，表示為：

第一個X表示防塵等級,；第二個X表示防水等級,。

一般接線盒的防水防塵等級為IP65。

4.4散熱性

使接線盒內(nèi)溫度升高的因素主要為二極管和環(huán)境溫度,。二極管在導(dǎo)通時會產(chǎn)生熱量,，同時，由于二極管和接線端子存在接觸電阻,，也會產(chǎn)生熱量,。另外，環(huán)境溫度升高也會使接線盒內(nèi)部溫度升高,。

接線盒內(nèi)容易受高溫影響的部件為密封圈,，二極管。高溫會加速密封圈的老化速度,，影響接線盒的密封性,；二極管內(nèi)部存在反向電流，溫度每升高10℃,，反向電流就會增大一倍,，反向電流會減小組件產(chǎn)生的電流，影響組件的功率,。所以,，接線盒必須具備優(yōu)良的散熱性，或作特殊的散熱設(shè)計(jì),。

常見的散熱設(shè)計(jì)為安裝散熱片,。但是安裝散熱片并沒有徹底解決散熱問題。因?yàn)槿绻诮泳€盒內(nèi)部安裝散熱片，雖然暫時降低了二極管的管溫,，但是仍然會使接線盒溫度升高,，影響橡膠密封圈的使用壽命；如果安裝在盒外面,，一方面會影響接線盒整體的密封性,，也會容易使散熱片被腐蝕。

5 接線盒的質(zhì)量改進(jìn)建議及發(fā)展方向

5.1接線盒質(zhì)量改進(jìn)要點(diǎn)

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最終能否正常工作的重要部件。因此,，接線盒質(zhì)量應(yīng)從以下幾個方面來改進(jìn)：

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改變接線盒的最大工作電流；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,。
通過系列測試，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,。