2021-06-22
近年、分散型太陽光発電市場、特に家庭用太陽光発電市場の急速な発展に伴い、太陽光発電システムの品質問題がますます顕著になってきています。太陽光発電システムの火災は個人の安全を危険にさらすだけでなく、業界にも悪影響を及ぼします。海外の調査報告によると、火災原因の第1位と第3位は、コネクタの相互挿入とコネクタの不規則な取り付けであると報告されています。この記事は、ユーザーに一定の基準を提供し、太陽光発電システムを維持し、ユーザーの利益を保護するために、コネクタの不規則な取り付け、特に太陽光発電ケーブルとコネクタの金属芯の圧着の分析に焦点を当てています。
太陽光発電システムでは、太陽光発電用コネクタは主にコンポーネント、結合箱、インバータおよびそれらの間の接続に使用され、そのほとんどが工場内に設置されており、圧着品質は比較的信頼できます。残りのコネクタの約 10% は、プロジェクト現場で手動で取り付ける必要があります。これは主に、各機器を接続する太陽光発電ケーブルの両端にコネクタを取り付ける必要があることを指します。長年の顧客訪問の経験によると、現場の設置作業員のトレーニング不足と専門的な圧着工具の使用により、以下に示すような圧着の不規則性がよく見られます。
【図1：異常圧着の場合】
金属コアはコネクタの本体であり、最も重要な流路です。現在、市場にある太陽光発電コネクタの大部分は、銅シートから打ち抜かれて形成された「U」字型の金属コアを使用しており、打ち抜き金属コアとも呼ばれます。プレス加工により、「U」字型の芯金は生産効率が高いだけでなく、チェーン状に配置することができるため、ワイヤーハーネスの自動生産に非常に適しています。
一部の太陽光発電コネクタでは、細い銅棒の両端に穴を開けて形成された「O」字型の金属コアが使用されており、これは機械加工された金属コアとも呼ばれます。「O」字型の金属コアは個別に圧着することしかできないため、自動化機器での使用には適していません。
【写真2：メタルコアタイプ】
非常に珍しい、圧着のない金属コアもあり、スプリング シートによってケーブルに接続されています。圧着工具が不要なため、取り付けが比較的簡単で便利です。ただし、バネ板の接続により接触抵抗が大きくなり、長期信頼性は保証できません。認証機関によっては、この種の金属コアを承認していない場合もあります。
【表1：各種メタルコアの特徴】
圧着は、最も基本的で一般的な接続技術の 1 つです。毎日無数の圧着が発生します。同時に、圧着は成熟した信頼性の高い接続技術であることが証明されています。
圧着の信頼性はツールと操作に大きく依存し、これらの両方によって最終的な圧着効果が規格の要件を満たすかどうかが決まります。「U」字型の金属コアを例に挙げます。基本的には銅に錫メッキを施した素材で、圧着によって太陽光発電ケーブルに接続する必要があります。圧着工程は以下の通りです。
【写真3：圧着工程】
「U」字型芯金圧着は、圧着高さが徐々に低下するにつれて（圧着力が徐々に増加しながら）、ケーブル銅線が巻かれた銅板が徐々に圧縮されるプロセスであることがわかります。このプロセスでは、圧着高さの制御が圧着の品質に直接影響します。圧着ダイによって幅の値が決まるため、圧着幅の制御はそれほど重要ではありません。
圧着が緩すぎたり、きつすぎたりすることが良くないことは多くの人が知っていますが、圧着が進むにつれて、圧着高さをどの程度制御する必要がありますか?さらに、2 つの重要な品質指標、つまり引き剥がし力と導電率はこのプロセス中にどのように変化するのでしょうか?
【図4：引き剥がし力とクリンプハイト】
クリンプハイトが徐々に減少すると、ケーブルと金属コアの間の引き離し力は、上図の「X」点に達するまで徐々に増加します。クリンプハイトが減少し続けると、銅線の構造が徐々に破壊されるため、引き抜き力は減少し続けます。
【図5：導電率とクリンプハイト】
上の図は、圧着の長期的な電気的特性を示しています。値が大きいほど導電性が良く、ケーブルと芯金接続の電気的特性が良くなります。「×」は最良点を表します。
上の 2 つの曲線を重ね合わせると、次の結論が簡単に得られます。
の最適な圧着高さは、引き抜き力と導電率を総合的に考慮し、2 つの最適点の間の領域の値でのみ決まります。、以下に示すように。
[図 6: クリンプハイト、機械的および電気的特性]
業界で一般的に使用されている判断方法は次のとおりです。
■ 圧着高さ/幅は、規定の範囲内でノギスを使用して測定できます。
■ 引き抜き力、つまり、4mm2 ケーブルなどの圧着箇所から銅線を引っ張るか切断するのに必要な力。IEC 60352-2 では少なくとも 310N が必要です。
■ 抵抗、4mm2 ケーブルを例にとると、IEC 60352-2 では圧着部の抵抗が 135 マイクロオーム未満であることが要求されています。
■断面解析、圧着部の非破壊切断、幅、高さ、圧縮率、対称性、亀裂、バリなどの解析。
新しいデバイスまたは新しい圧着ダイをリリースする場合は、上記の点に加えて、温度サイクル条件下での抵抗の安定性を監視する必要もあります。規格 IEC 60352-2 を参照してください。
太陽光発電コネクタの大部分は自動化装置を介して工場で取り付けられており、圧着品質は高くなっています。ただし、プロジェクト現場で設置する必要があるコネクタの場合、圧着は圧着ペンチでのみ行うことができます。圧着には純正のプロ用圧着ペンチを使用する必要があります。通常のバイスやラジオペンチでは圧着できません。一方で、圧着の品質は低く、コネクタメーカーや認証機関からも認められていない方法でもあります。
【写真7：圧着工具】
圧着不良は仕様不適合や接触抵抗の不安定、シール不良の原因となります。これは太陽光発電所の全体的な機能と収益性に影響を与える大きなリスクポイントです。
■ コネクタは小さな部品ですが、太陽光発電プロジェクトの作業効率に影響を与えます。品質への妥協は通常、回避できたはずのその後の大きな損失やリスクを意味します。
■ 太陽光発電コネクタの取り付けでは、圧着リンクが最も重要であり、専門の圧着工具を使用することをお勧めします。エンジニアリング設置業者にとって、圧着トレーニングは不可欠なリンクです。
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