Het pijnpunt bij de installatie van fotovoltaïsche MC4-connectoren: krimpen

Met de snelle ontwikkeling van de gedistribueerde, vooral huishoudelijke fotovoltaïsche markt in de afgelopen jaren, zijn de kwaliteitsproblemen van fotovoltaïsche systemen steeds prominenter geworden.Een brand in een fotovoltaïsch systeem zal niet alleen de persoonlijke veiligheid in gevaar brengen, maar ook een negatieve impact hebben op de sector.Volgens buitenlandse onderzoeksrapporten zijn het onderling inbrengen van connectoren en het onregelmatig plaatsen van connectoren de eerste en derde oorzaak van brand.Dit artikel richt zich op de analyse van de onregelmatige installatie van connectoren, met name het krimpen van de fotovoltaïsche kabel en de metalen kern van de connector, om gebruikers een bepaalde referentie te bieden, het fotovoltaïsche systeem te onderhouden en de voordelen van gebruikers te beschermen.

Marktsituatie

In een fotovoltaïsch energieopwekkingssysteem worden fotovoltaïsche connectoren voornamelijk gebruikt in componenten, combinerboxen, omvormers en de verbindingen daartussen, waarvan de meeste in de fabriek worden geïnstalleerd, en de krimpkwaliteit is relatief betrouwbaar.Ongeveer 10% van de resterende connectoren moet handmatig op de projectlocatie worden geïnstalleerd, wat vooral verband houdt met de noodzaak om connectoren te installeren aan beide uiteinden van de fotovoltaïsche kabel die elk apparaat verbindt.Volgens de ervaring van vele jaren klantbezoeken, als gevolg van het gebrek aan training van installatiepersoneel ter plaatse en het gebruik van professionele krimpgereedschappen, komen onregelmatigheden bij het krimpen vaak voor, zoals hieronder weergegeven.

[Figuur 1: Onregelmatig krimpgeval]

Typen en kenmerken van metalen kernen

De metalen kern is het hoofdgedeelte van de connector en het belangrijkste stroompad.Momenteel maakt de overgrote meerderheid van de fotovoltaïsche connectoren op de markt gebruik van een “U”-vormige metalen kern, die is gestanst en gevormd uit een koperen plaat, ook wel bekend als een gestempelde metalen kern.Dankzij het stansproces heeft de “U”-vormige metalen kern niet alleen een hoge productie-efficiëntie, maar kan deze ook in een ketting worden aangebracht, wat zeer geschikt is voor geautomatiseerde kabelboomproductie.

Sommige fotovoltaïsche connectoren gebruiken een “O”-vormige metalen kern, die wordt gevormd door gaten te boren aan beide uiteinden van een dunne koperen staaf, ook wel een machinaal bewerkte metalen kern genoemd.De “O”-vormige metalen kern kan alleen afzonderlijk worden gekrompen, wat niet geschikt is voor gebruik in geautomatiseerde apparatuur.

【Afbeelding 2: Type metalen kern】

Er is ook een uiterst zeldzame metalen kern die krimpvrij is en die door een veerblad met de kabel is verbonden.Omdat er geen krimpgereedschap nodig is, is de installatie relatief eenvoudig en handig.De aansluiting van het veerblad zal echter een grote contactweerstand tot gevolg hebben en een langdurige betrouwbaarheid kan niet worden gegarandeerd.Sommige certificeringsinstanties keuren dit soort metalen kernen ook niet goed.

[Tabel 1: Kenmerken van verschillende metalen kernen]

Basiskennis van krimpen

Krimpen is een van de meest elementaire en gebruikelijke verbindingstechnieken.Elke dag komen er talloze krimpingen voor.Tegelijkertijd is bewezen dat krimpen een volwassen en betrouwbare verbindingstechnologie is.

Krimpproces

De betrouwbaarheid van het krimpen hangt grotendeels af van gereedschappen en handelingen, die beide bepalen of het uiteindelijke krimpeffect voldoet aan de eisen van de norm.Neem de “U”-vormige metalen kern als voorbeeld.Het is eigenlijk een met koper vertind materiaal en moet door middel van krimpen op de fotovoltaïsche kabel worden aangesloten.Het krimpproces is als volgt:

【Afbeelding 3: Krimpproces】

Het is niet moeilijk om te zien dat het “U”-vormige krimpen van metalen kernen een proces is waarbij naarmate de krimphoogte geleidelijk afneemt (terwijl de krimpkracht geleidelijk toeneemt), de koperplaat omwikkeld met de koperdraad van de kabel geleidelijk wordt samengedrukt.Bij dit proces bepaalt de controle van de krimphoogte direct de kwaliteit van het krimpen.De controle van de krimpbreedte is niet erg belangrijk, omdat de krimpmatrijs de breedtewaarde bepaalt.

Krimp hoogte

Veel mensen weten dat te los of te strak krimpen niet goed is, dus in hoeverre moet de krimphoogte worden gecontroleerd naarmate het krimpen vordert?Hoe veranderen bovendien twee belangrijke kwaliteitsindicatoren, namelijk de trekkracht en de elektrische geleidbaarheid, tijdens dit proces?

[Figuur 4: Trekkracht en krimphoogte]

Naarmate de krimphoogte geleidelijk afneemt, zal de trekkracht tussen de kabel en de metalen kern geleidelijk toenemen totdat deze het “X”-punt in de bovenstaande afbeelding bereikt.Als de krimphoogte blijft afnemen, zal de trekkracht blijven afnemen als gevolg van de geleidelijke vernietiging van de structuur van de koperdraad.

[Figuur 5: Geleidbaarheid en krimphoogte]

De afbeelding hierboven beschrijft de elektrische eigenschappen van het krimpen op de lange termijn.Hoe groter de waarde, hoe beter de elektrische geleidbaarheid en hoe beter de elektrische eigenschappen van de kabel- en metalen kernverbinding.“X” vertegenwoordigt het beste punt.

Als de bovenstaande twee curven over elkaar heen worden gelegd, kunnen we gemakkelijk tot een conclusie komen:

        DeDe beste krimphoogte kan alleen een uitgebreide overweging zijn van de trekkracht en geleidbaarheid, en een waarde in het gebied tussen de twee beste punten, zoals hieronder weergegeven.

[Figuur 6: Krimphoogte, mechanische en elektrische eigenschappen]

Evaluatie van de krimpkwaliteit

De beoordelingsmethoden die doorgaans in de branche worden gebruikt, zijn als volgt:

■ De krimphoogte/-breedte kan worden gemeten met een schuifmaat binnen het gedefinieerde bereik;

■ Trekkracht, dat wil zeggen de kracht die nodig is om de koperdraad van de krimpplaats te trekken of te breken, zoals een kabel van 4 mm2, IEC 60352-2 vereist minimaal 310N;

■ Weerstand, als we de kabel van 4 mm2 als voorbeeld nemen, vereist IEC 60352-2 dat de weerstand bij de krimp minder dan 135 micro-ohm bedraagt;

■Dwarsdoorsnedeanalyse, niet-destructief snijden van de krimpzone, analyse van breedte, hoogte, compressiesnelheid, symmetrie, scheuren en bramen, enz.

Als er een nieuw apparaat of een nieuwe krimpmatrijs op de markt moet worden gebracht, is het naast de bovenstaande punten ook noodzakelijk om de weerstandsstabiliteit onder temperatuurwisselingsomstandigheden te bewaken, raadpleeg de norm IEC 60352-2.

Krimptang

De overgrote meerderheid van de fotovoltaïsche connectoren wordt in de fabriek geïnstalleerd via geautomatiseerde apparatuur en de krimpkwaliteit is hoog.Voor connectoren die op de projectlocatie geïnstalleerd moeten worden, kan het krimpen echter alleen met een krimptang gebeuren.Voor het krimpen moet de originele professionele krimptang worden gebruikt.Voor het krimpen kunt u geen gewone bankschroef of punttang gebruiken.Aan de ene kant is de kwaliteit van het krimpen laag, en dit is ook een methode die niet wordt erkend door connectorfabrikanten en certificeringsinstanties.

【Afbeelding 7: Krimptang】

Gevaar voor onregelmatig krimpen

Slecht krimpen kan leiden tot niet-naleving van de specificaties, onstabiele contactweerstand en falen van de afdichting.Het is een groot risicopunt dat de algehele werking en winstgevendheid van fotovoltaïsche energiecentrales beïnvloedt.

Samenvatting

■ De connector is een klein onderdeel, maar zal de operationele efficiëntie van het fotovoltaïsche project beïnvloeden.Een compromis met de kwaliteit betekent doorgaans grote verliezen en risico's, die voorkomen hadden kunnen worden;

■ Voor de installatie van fotovoltaïsche connectoren is de krimpverbinding het belangrijkst, en het wordt aanbevolen om professionele krimpgereedschappen te gebruiken.Voor technische installateurs is de krimptraining een onmisbare schakel.