上海华通互感器有限公司
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温州乐清
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MC4光伏连接器组件,它的设计使用寿命都在25年以上,相应的对它所配套的电器元件工作寿命也提出了相应要求,每个电器元件都有他的机械寿命,电器寿命涉及到电站的较终利益,因此元器件的寿命及质量需要受到众人关注。

许多光伏电站在高原地区使用,也有一部分以分布式发电的形式出现,分布比较分散,这样的情况维护起来相对困难,为了减少维护成本,有效的途径是提升系统的可靠性,而系统的可靠取决于系统所采用的元器件可靠。

这里我们关注的元器件不是平时大家注意到的主体部分,而是比较小的部分比如连接器、低压电器、电缆等,往往越细节的地方越容易产生问题,今天我们就以连接器展开分析。

无处不在的连接器

光伏电站日常维护中,主要设备如组件、直流配电柜、逆变器是主要关注对象,这部分是我们必须保持正常稳定的,因为他们故障发生的概率比较高,而且故障发生后影响很大。

但是在一些环节中,有些故障人们根本不知道或者因为忽视而没有察觉,实际上他已经在不知不觉中损失了发电量,换句话说,这也是我们可以提高发电量的地方。到底哪些设备影响发电量?

在电站中有很多地方需要接口,组件、接线盒、逆变器、汇流箱等都需要一个设备--连接器。每个接线盒用一对连接器,每个汇流箱用到的数量和设计有关,一般8对到16对,而逆变器用到2对到4对或者更多,同时,在较后搭建电站的过程中也要用一定数量的连接器。

隐性故障频发点

连接器很小、很多环节需要用到、成本占比小,而且生产连接器的公司很多,为此,很少有人关注连接器这个产品到底有什么用处,用好了会如何,用不好又有什么后果。然而随着PV-Tech记者深入走访了解,发现正是因为这些原因,导致这个环节的产品、竞争都很乱。

首先,我们从终端应用着手调查,由于电站中很多环节需要用到连接器,为此在现场我们可以看到各种连接器的产品应用,比如接线盒、汇流箱、组件、电缆等,连接器形状大同小异。这几个设备是电站的主要组成部分,有时候出了事故,原本以为是接线盒或者组件本身出了问题,查来查去发现原来跟连接器有关。

比如接头起火,很多业主会投诉到组件这块,因为有一端的连接器是组件自带的,但有些时候其实是连接器引起的。

根据统计,由于连接器引发相关联的问题有:接触电阻变大,连接器发热、寿命缩短,接头起火,连接器烧断,组串的组件断电,接线盒失效,组件漏电等,可造成系统无法正常操纵、产品召回、电路板损坏、返工和维修,继而会造成主部件损失,影响电站发电效率,较严重的是起火燃烧。(如图一、图二)

比如接触电阻变大,连接器的接触电阻直接影响到电站的发电效率,因此“低的接触电阻”是光伏连接器的必须要求。另外,过高的接触电阻还可能造成连接器发热,过热后引起着火,这也是目前很多光伏电站出现的安全问题的起因。

追溯这些问题的源头,第一层被揭开的是末期的电站安装,调查发现很多电站在赶工期的过程中,对一些连接器的操作存在问题,直接为电站的后续运营埋下隐患。

西部一些大型地面电站的施工队或EPC公司,对连接器认识不足,出现许多安装层面的问题。比如螺母式连接器,需要专业工具进行辅助操作,正确的操作下,连接器上的螺母不能被拧到底,在操作中应该留有约2mm的间隙(间隙大小取决于电缆外径大小),如果螺母拧紧到底,会破坏连接器的密封性能。

同时还存在压接问题,表现较多的是压接工具不专业。有些现场工人直接用劣质甚至是通用工具做压接,这样会造成压接不良,比如接合部位电缆铜丝弯折、有些铜丝没压接进去、误压到电缆绝缘层等,压接不良的后果直接涉及电站安全。


另一个表现是由于一味追求安装效率,造成压接品质下降。如果工程现场为了赶工无法保证每一处压接的品质,再加上使用不专业的工具会产生更多问题。


安装工人本身的技术对连接器安装水平有影响,为此业内专业公司建议,如果使用专业工具加正确操作流程,会提高工程质量。

第二层披露的是问题的主要源头,各种连接器产品混淆使用,不同品牌的连接器互插,接线盒、汇流箱、逆变器全部都使用不一样品牌的连接器,完全没有考虑连接器的匹配问题。

PV-Tech记者采访了几家电站业主及EPC公司,问及是否了解连接器,以及连接器存在匹配问题时,他们的回答都很茫然。个别大型地面电站的运维人员表示:“连接器供应商声明可以互插,与MC4互插。”

据PV-Tech了解,业主及运维人员的反馈的确是事实,目前基本上所有的光伏连接器供应商,都会跟客户声明可以与MC4互插,为什么是MC4?

据悉,MC4是一款连接器产品型号,生产厂商是瑞士史陶比尔Multi-Contact公司(业内通常简称MC公司),2010年-2013年市场占有率50%以上,MC4是该公司旗下产品系列中的一个型号,因适用面较广而知名度高。

那么,市场上的其他品牌连接器产品真的可以与MC4互插?

史陶比尔Multi-Contact公司光伏部门经理洪卫刚在接受PV-Tech采访时给予了确切回答:“连接器很大一部分问题来源就是出自互插,我们从不建议不同品牌的连接器进行互插互配,而且这也是不允许的,不同品牌的连接器不能互配,如果那样操作接触电阻会增高。认证机构也声明,不允许互配,只允许同一家厂家同一系列的产品进行互配。MC产品可以互配互插,兼容。”

就此事笔者咨询了TÜV莱茵与TÜV南德两家认证公司,得到的答案是,不同品牌之间的连接器产品不能互配,如果一定要使用,较好提前做匹配性测试。TÜV南德光伏部门经理许海亮向PV-Tech表示:“有些仿制的连接器设计相同,但电性能不同,产品存在本质差别,在目前的匹配性测试中出现了不少问题。通过测试,可以让电站业主更提前深入了解这其中的问题,比如在长期使用后,未来在恶劣的环境中会出现失配等情况。”他建议组件及电站业主需要留意产品的材料及证书说明,再斟酌如何选用连接器。

“较好的情况是在同一个阵列里使用同一家公司的同一组产品,但大部分电站拥有好几家连接器供应商,这些连接器能否匹配是个隐患。比如一个电站同时有MC、人和、快可公司的连接器,即便三家公司都保证产品质量,但也需要考虑互配问题。为了尽可能降低风险,现在也有许多公司及一些电站投资商,主动要求做匹配性测试。”TÜV南德光伏产品部销售经理朱其枫如是说,对此TÜV莱茵光伏部门销售经理张家林也表示赞同,他说莱茵做了很多检测,因为发现了问题所以不建议互插互配。

“电阻过大,连接器要起火的,接触电阻高会导致连接器烧断,组串的组件断电。另外,国内不少公司安装的时候靠硬连接,导致接口发热,电缆线容易出问题,温度误差达到12-20度。”史陶比尔Multi-Contact公司光伏部门产品专家沈钱平指出问题的严重性。