Bolečina pri namestitvi fotovoltaičnega priključka mc4: stiskanje

S hitrim razvojem distribuiranega, predvsem gospodinjskega fotovoltaičnega trga v zadnjih letih, postajajo problemi kakovosti fotovoltaičnih sistemov vedno bolj v ospredju.Požar v fotonapetostnem sistemu ne bo ogrozil le osebne varnosti, temveč bo negativno vplival tudi na industrijo.Medsebojno vstavljanje konektorjev in nepravilna vgradnja konektorjev sta po poročilih tujih raziskav na prvem in tretjem mestu vzroka požara.Ta članek se osredotoča na analizo nepravilne namestitve konektorjev, zlasti stiskanja fotonapetostnega kabla in kovinskega jedra konektorja, da bi uporabnikom zagotovili določeno referenco, ohranili fotovoltaični sistem in zaščitili koristi uporabnikov.

Razmere na trgu

V fotovoltaičnem sistemu za proizvodnjo električne energije se fotovoltaični konektorji večinoma uporabljajo v komponentah, kombiniranih omaricah, pretvornikih in povezavah med njimi, ki so večinoma nameščene v tovarni, kakovost stiskanja pa je razmeroma zanesljiva.Približno 10 % preostalih priključkov je treba ročno namestiti na mestu projekta, kar se nanaša predvsem na potrebo po namestitvi priključkov na obeh koncih fotonapetostnega kabla, ki povezuje vsako napravo.Po izkušnjah dolgoletnih obiskov strank so zaradi pomanjkanja usposobljenosti inštalaterjev na kraju samem in uporabe profesionalnih orodij za stiskanje pogoste nepravilnosti pri stiskanju, kot je prikazano spodaj.

[Slika 1: Primer nepravilnega stiskanja]

Vrste in značilnosti kovinskih jeder

Kovinsko jedro je glavni del konektorja in najpomembnejša pretočna pot.Trenutno velika večina fotovoltaičnih konektorjev na trgu uporablja kovinsko jedro v obliki črke "U", ki je vtisnjeno in oblikovano iz bakrene pločevine, znano tudi kot vtisnjeno kovinsko jedro.Zahvaljujoč postopku žigosanja ima kovinsko jedro v obliki črke U ne le visoko proizvodno učinkovitost, temveč ga je mogoče razporediti v verigo, kar je zelo primerno za avtomatizirano proizvodnjo žičnih snopov.

Nekateri fotovoltaični konektorji uporabljajo kovinsko jedro v obliki črke "O", ki je oblikovano z vrtanjem lukenj na obeh koncih tanke bakrene palice, ki se imenuje tudi strojno obdelano kovinsko jedro.Kovinsko jedro v obliki črke O je mogoče stisniti samo posamično, kar ni primerno za uporabo v avtomatizirani opremi.

【Slika 2: Tip kovinskega jedra】

Obstaja tudi izjemno redko kovinsko jedro, ki je brez zvitkov in je na kabel povezano z vzmetno pločevino.Ker orodja za stiskanje niso potrebna, je namestitev relativno preprosta in priročna.Vendar bo povezava vzmetnega lista povzročila velik kontaktni upor in dolgoročne zanesljivosti ni mogoče zagotoviti.Tudi nekateri certifikacijski organi ne odobrijo tovrstnega kovinskega jedra.

[Tabela 1: Lastnosti različnih kovinskih jeder]

Osnovno znanje o stiskanju

Stiskanje je ena najosnovnejših in najpogostejših tehnik povezovanja.Vsak dan se pojavi nešteto stiskanja.Hkrati se je izkazalo, da je stiskanje zrela in zanesljiva povezovalna tehnologija.

Postopek stiskanja

Zanesljivost stiskanja je v veliki meri odvisna od orodij in postopkov, ki določajo, ali končni učinek stiskanja izpolnjuje zahteve standarda.Kot primer vzemite kovinsko jedro v obliki črke "U".V bistvu gre za bakreno kositrno prevlečen material, ki ga je treba na fotovoltaični kabel povezati s stiskanjem.Postopek stiskanja je naslednji:

【Slika 3: Postopek stiskanja】

Ni težko ugotoviti, da je stiskanje kovinskega jedra v obliki črke "U" postopek, pri katerem se s postopnim zmanjševanjem višine stiskanja (medtem ko se sila stiskanja postopoma povečuje) bakrena plošča, ovita z bakreno žico kabla, postopoma stisne.V tem procesu nadzor višine stiskanja neposredno določa kakovost stiskanja.Nadzor širine stiskanja ni zelo pomemben, saj matrica za stiskanje določa vrednost širine.

Višina stiskanja

Mnogi ljudje vedo, da preohlapno ali pretesno stiskanje ni dobro, torej, ko stiskanje napreduje, koliko je treba nadzorovati višino stiskanja?Poleg tega, kako se med tem procesom spremenita dva pomembna kazalnika kakovosti, in sicer vlečna sila in električna prevodnost?

[Slika 4: Sila izvleka in višina stiskanja]

Ko se višina stiskanja postopoma znižuje, se bo potegna sila med kablom in kovinskim jedrom postopoma povečevala, dokler ne doseže točke "X" na zgornji sliki.Če se višina stiskanja še naprej zmanjšuje, se bo izvlečna sila še naprej zmanjševala zaradi postopnega uničenja strukture bakrene žice.

[Slika 5: Prevodnost in višina ukrivljenosti]

Zgornja slika opisuje dolgoročne električne značilnosti stiskanja.Večja kot je vrednost, boljša je električna prevodnost in boljše so električne lastnosti povezave kabla in kovinskega jedra.»X« predstavlja najboljšo točko.

Če zgornji dve krivulji prekrijemo skupaj, zlahka pridemo do zaključka:

        Thenajboljša višina stiskanja je lahko le obsežen premislek o sili izvleka in prevodnosti ter vrednosti v območju med dvema najboljšima točkama, kot je prikazano spodaj.

[Slika 6: Višina stiskanja, mehanske in električne lastnosti]

Ocena kakovosti stiskanja

Metode presoje, ki se običajno uporabljajo v industriji, so naslednje:

■ Višino/širino zvijanja je mogoče izmeriti s pomično merilom v določenem območju;

■ Sila izvleka, to je sila, ki je potrebna za vlečenje ali zlom bakrene žice z mesta stiskanja, kot je 4 mm2 kabel, IEC 60352-2 zahteva vsaj 310 N;

■ Upornost, če vzamemo za primer kabel s premerom 4 mm2, IEC 60352-2 zahteva, da je upor pri zvijanju manjši od 135 mikroohmov;

■Analiza prereza, nedestruktivno rezanje območja stiskanja, analiza širine, višine, stopnje stiskanja, simetrije, razpok in robov itd.

Če je treba izdati novo napravo ali novo matrico za stiskanje, je poleg zgornjih točk potrebno spremljati tudi stabilnost upora v pogojih temperaturnih ciklov, glejte standard IEC 60352-2.

Orodje za stiskanje

Velika večina fotovoltaičnih konektorjev je nameščenih v tovarni prek avtomatizirane opreme, kakovost stiskanja pa je visoka.Za konektorje, ki jih je treba namestiti na mestu projekta, pa je mogoče stiskanje izvesti le s kleščami za stiskanje.Za stiskanje je treba uporabiti originalne profesionalne klešče za stiskanje.Za stiskanje ni mogoče uporabiti običajnih primežev ali klešč.Po eni strani je kakovost stiskanja nizka, tega pa tudi proizvajalci konektorjev in certifikacijske agencije ne priznavajo.

【Slika 7: Orodje za stiskanje】

Nevarnosti nepravilnega stiskanja

Slabo stiskanje lahko povzroči neskladnost s specifikacijami, nestabilno kontaktno odpornost in napako pri tesnjenju.To je velika točka tveganja, ki vpliva na celotno delovanje in donosnost fotovoltaičnih elektrarn.

Povzetek

■ Priključek je majhen del, vendar bo vplival na učinkovitost delovanja fotovoltaičnega projekta.Kompromis pri kakovosti običajno pomeni visoke poznejše izgube in tveganja, ki bi se jim lahko izognili;

■ Za montažo fotovoltaičnih konektorjev je najpomembnejši členek za stiskanje, zato je priporočljiva uporaba profesionalnih orodij za stiskanje.Za inženirske inštalaterje je usposabljanje za stiskanje nepogrešljiva povezava.