С бързото развитие на разпределения, особено битов фотоволтаичен пазар през последните години, проблемите с качеството на фотоволтаичните системи стават все по-изявени.Пожар във фотоволтаична система не само ще застраши личната безопасност, но и ще има отрицателно въздействие върху индустрията.Според доклади от чуждестранни изследвания взаимното вмъкване на съединителя и неправилното инсталиране на съединителя са на първо място и на трето място сред причините за пожар.Тази статия се фокусира върху анализа на неправилното инсталиране на конектори, особено кримпването на фотоволтаичния кабел и металната сърцевина на конектора, за да се предостави на потребителите определена референция, да се поддържа фотоволтаичната система и да се защитят предимствата на потребителите.
Ситуация на пазара
Във фотоволтаична система за генериране на електроенергия фотоволтаичните конектори се използват главно в компоненти, комбиниращи кутии, инвертори и връзките между тях, повечето от които са инсталирани във фабриката и качеството на кримпване е сравнително надеждно.Около 10% от останалите конектори трябва да бъдат ръчно инсталирани на обекта на проекта, като се има предвид главно необходимостта от инсталиране на конектори в двата края на фотоволтаичния кабел, свързващ всяко устройство.Според опита от многогодишни посещения на клиенти, поради липсата на обучение на монтажните работници на място и използването на професионални инструменти за кримпване, нередностите при кримпване са често срещани, както е показано по-долу.
[Фигура 1: Корпус за неправилно кримпване]
Видове и характеристики на метални сърцевини
Металната сърцевина е основното тяло на конектора и най-важният път на потока.Понастоящем по-голямата част от фотоволтаичните конектори на пазара използват "U"-образна метална сърцевина, която е щампована и оформена от меден лист, известен също като щампована метална сърцевина.Благодарение на процеса на щамповане, "U"-образната метална сърцевина не само има висока производствена ефективност, но също така може да бъде подредена във верига, което е много подходящо за автоматизирано производство на кабелни снопове.
Някои фотоволтаични конектори използват метална сърцевина с форма на „О“, която се образува чрез пробиване на отвори в двата края на тънка медна пръчка, която също се нарича обработена метална сърцевина.О-образната метална сърцевина може да се кримпва само индивидуално, което не е подходящо за използване в автоматизирано оборудване.
【Снимка 2: Тип метална сърцевина】
Има и изключително рядка метална сърцевина, която не е кримпвана, която е свързана към кабела чрез пружинен лист.Тъй като не са необходими инструменти за кримпване, инсталирането е сравнително лесно и удобно.Свързването на пружинния лист обаче ще доведе до голямо контактно съпротивление и дългосрочната надеждност не може да бъде гарантирана.Някои сертифициращи органи също не одобряват този вид метална сърцевина.
[Таблица 1: Характеристики на различни метални сърцевини]
Основни познания за кримпване
Кримпването е една от най-основните и често срещани техники за свързване.Безброй кримпвания се случват всеки ден.В същото време кримпването е доказано като зряла и надеждна технология за свързване.
Процес на кримпване
Надеждността на кримпването зависи до голяма степен от инструментите и операциите, като и двете определят дали крайният ефект на кримпване отговаря на изискванията на стандарта.Вземете "U"-образната метална сърцевина като пример.Това е основно меден калайдисан материал и трябва да бъде свързан към фотоволтаичния кабел чрез кримпване.Процесът на кримпване е както следва:
【Снимка 3: Процес на кримпване】
Не е трудно да се види, че "U"-образното кримпване на металната сърцевина е процес, при който с постепенното намаляване на височината на кримпване (докато силата на кримпване постепенно се увеличава), медният лист, обвит с кабелната медна жица, постепенно се компресира.В този процес контролът на височината на кримпване директно определя качеството на кримпване.Контролът на ширината на кримпване не е много важен, тъй като матрицата за кримпване определя стойността на ширината.
Височина на кримпване
Много хора знаят, че кримпването твърде хлабаво или прекалено стегнато не е добро, така че с напредването на кримпването колко трябва да се контролира височината на кримпване?В допълнение, как се променят два важни показателя за качество, а именно силата на издърпване и електрическата проводимост, по време на този процес?
[Фигура 4: Сила на издърпване и височина на гънка]
Тъй като височината на кримпване постепенно намалява, силата на издърпване между кабела и металната сърцевина постепенно ще нараства, докато достигне точката „X“ на фигурата по-горе.Ако височината на кримпване продължи да намалява, силата на издърпване ще продължи да намалява поради постепенното разрушаване на структурата на медния проводник.
[Фигура 5: Проводимост и височина на гофриране]
Фигурата по-горе описва дългосрочните електрически характеристики на кримпването.Колкото по-голяма е стойността, толкова по-добра е електрическата проводимост и толкова по-добри са електрическите характеристики на връзката на кабела и металната сърцевина.„X“ представлява най-добрата точка.
Ако горните две криви се наслагват заедно, лесно можем да получим заключение:
Theнай-добрата височина на кримпване може да бъде само цялостно разглеждане на силата на издърпване и проводимостта и стойност в областта между двете най-добри точки, както е показано по-долу.
[Фигура 6: Височина на кримпване, механични и електрически свойства]
Оценка на качеството на кримпване
Методите за преценка, които обикновено се използват в индустрията, са следните:
■ Височината/ширината на кримпване може да се измери с нониус в рамките на определения диапазон;
■ Сила на издърпване, т.е. силата, необходима за издърпване или скъсване на медния проводник от мястото на кримпване, като 4 mm2 кабел, IEC 60352-2 изисква поне 310 N;
■ Съпротивление, като вземем за пример кабела 4 mm2, IEC 60352-2 изисква съпротивлението при гофрирането да бъде по-малко от 135 микроома;
■Анализ на напречното сечение, безразрушително рязане на кримпващата зона, анализ на ширина, височина, степен на компресия, симетрия, пукнатини и неравности и др.
Ако трябва да се пусне ново устройство или нова кримпваща матрица, в допълнение към горните точки е необходимо също така да се следи стабилността на съпротивлението при условия на температурни цикли, вижте стандарта IEC 60352-2.
Инструмент за кримпване
По-голямата част от фотоволтаичните конектори се инсталират във фабриката чрез автоматизирано оборудване и качеството на кримпване е високо.Въпреки това, за съединители, които трябва да бъдат инсталирани на обекта на проекта, кримпването може да се извърши само с клещи за кримпване.За кримпване трябва да се използват оригиналните професионални клещи за кримпване.Обикновено менгеме или клещи с игла не могат да се използват за кримпване.От една страна, качеството на кримпване е ниско и това също е метод, който не се признава от производителите на конектори и сертифициращите агенции.
【Снимка 7: Инструмент за кримпване】
Опасности от неправилно кримпване
Лошото кримпване може да доведе до несъответствие със спецификациите, нестабилно контактно съпротивление и неуспешно запечатване.Това е голяма рискова точка, която засяга цялостната функция и рентабилността на фотоволтаичните електроцентрали.
Резюме
■ Конекторът е малка част, но ще повлияе на оперативната ефективност на фотоволтаичния проект.Компромисът с качеството обикновено означава големи последващи загуби и рискове, които биха могли да бъдат избегнати;
■ За монтажа на фотоволтаични конектори връзката за кримпване е най-важна и се препоръчва използването на професионални инструменти за кримпване.За инженерните монтажници обучението по кримпване е незаменима връзка.
2021-06-22
