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光伏組件連接器失效原因分析

一、金屬件部分造成的失效分析

金屬件是連接器組成的主體，也是最主要的通流路徑。在各種環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，穩(wěn)定的電阻就是保障連接器正常工作的前提條件。

通常意義上連接器的接觸電阻R由3部分組成，即Rco、金屬件內(nèi)阻及Rcr

1、電阻Rco的失效分析

電阻Rco是連接器對(duì)插后金屬件搭接部分的電阻。如果Rco不正常增大就會(huì)導(dǎo)致溫度升高，進(jìn)而導(dǎo)致連接器中間部位引發(fā)火災(zāi)

導(dǎo)致Rco不正常增大的原因主要有如下三個(gè)：

1）安裝不到位

安裝不到位是引起Rco增大的主要因素之一。每個(gè)公司的連接器插合后為了能保證通流，A-B段的搭接長(zhǎng)度是一定的，目的就是為了保證兩個(gè)金屬件完全接觸。如果在連接器的組裝過程中出現(xiàn)安裝不到位的情況則金屬件的插合就會(huì)出現(xiàn)異常,

由于Rco的實(shí)際應(yīng)用值超出了設(shè)計(jì)值，因此同樣的電流在該部位產(chǎn)生的熱量就會(huì)增加進(jìn)而導(dǎo)致溫度升高，這種狀況還會(huì)因?yàn)楦邷厮鶎?dǎo)致一系列后果（例如氧化、老化等等）而進(jìn)一步加劇。這種惡性循環(huán)所帶來的最終結(jié)果就是連接器燒毀。

2）不同公司的連接器互插       

各公司的連接器互插現(xiàn)象在電站應(yīng)用中普遍存在，有的電站一個(gè)陣列竟然有三種連接器互插的情況，而且許多電站業(yè)主和組件廠商并沒有意識(shí)到其危害性，甚至很多連接器廠商都宣稱可與MC4互插。其實(shí)這是一個(gè)很大的誤區(qū)。UL、TÜV認(rèn)證機(jī)構(gòu)都明確說明不同廠家生產(chǎn)的連接器是不能互插的。

為什么不同廠家的連接器不能互插？

互插無法保證通流的根本原因是無法保證核心元器件的長(zhǎng)期有效接觸。同時(shí)，不同廠家的外殼與密封件配合時(shí)也會(huì)因?yàn)槌叽缂肮罘矫娴脑蚨斐稍璉P等級(jí)失效，從而對(duì)連接器使用中內(nèi)部的環(huán)境造成傷害并導(dǎo)致失效。

此外，盡管有些連接器在與MC4互插后電阻增加不明顯，但這同樣不能保證互插連接器在經(jīng)過幾個(gè)月甚至幾年之后電阻的穩(wěn)定性。這也就是大部分不同廠家的連接器在互插并使用一段時(shí)間后才發(fā)生問題的原因。  

2、電阻Rcr的失效分析

壓接電阻Rcr主要是與壓接質(zhì)量和壓接工藝有關(guān)。我們可以通過壓縮比及壓接剖面來判斷壓接質(zhì)量的好壞。好的壓接要求剖面緊密不能留有空隙，同時(shí)外形規(guī)整。對(duì)于常用的4mm2電纜壓接，壓接處的接觸電阻，標(biāo)準(zhǔn)IEC2742/05也提出了小于0.2mΩ的要求，而IEC60352-2則規(guī)定壓接端的拉出力要大于310N。

連接器由于處于戶外，因此對(duì)于密封性能有著嚴(yán)格的要求。

例如有些連接器就達(dá)到了IP65和IP68的防護(hù)等級(jí)。由于連接器是與電纜匹配連接，因此當(dāng)涉及到密封性時(shí)，電纜的選擇就變的非常重要。一般來說不同的連接器型號(hào)會(huì)對(duì)應(yīng)不同的電 纜外徑，其目的就是保證密封性能。例如MC4連接器可匹配3-9mm外徑（導(dǎo)體截面積1.5-10mm2）的光伏電纜，其對(duì)應(yīng)的型號(hào)卻高達(dá)6種。

 絕緣材料的選擇直接決定了連接器的質(zhì)量。好的連接器需要選擇合適的絕緣材料，而是否合適主要是通過連接器使用要求來確定的，例如材料的耐候性能、耐熱性能、阻燃性能、機(jī)械性能、絕緣性能等，光伏連接器絕緣材料的選擇是這幾項(xiàng)性能綜合考慮的結(jié)果。選擇合適的材料才能降低產(chǎn)品在較高的溫升下的失火概率。

此外，對(duì)于光伏連接器來說是不可以使用回料的。之所以這么說是因?yàn)榛亓系氖褂糜衅錁O其嚴(yán)格的規(guī)定和產(chǎn)品檢驗(yàn)措施，只有這樣才能保證其產(chǎn)品的性能不會(huì)下降很多。而光伏連接器在很多的客戶端是要求使用25年以上，這就意味著對(duì)材料提出了非常高的要求。

光伏連接器在光伏電站中占的成本比重較低，但卻是關(guān)鍵部件。前期電站建設(shè)時(shí)，連接器引發(fā)的故障風(fēng)險(xiǎn)往往不受重視，但是后期卻會(huì)成為電站運(yùn)維的痛點(diǎn)。因連接器失效而造成的運(yùn)維成本包括發(fā)電量收益損失、備品備件成本、人力成本以及安全風(fēng)險(xiǎn)，這些運(yùn)維成本最終都會(huì)影響電站的投資回報(bào)。質(zhì)量可靠且由豐富生產(chǎn)組裝經(jīng)驗(yàn)的供應(yīng)商提供的光伏連接器是保證光伏電站正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)之一，而電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)則是保證業(yè)主最大收益的前提之一。