光伏組件接線盒測試常見問題的初步分析

1、光伏組件接線盒測試常見問題的初步分析 收藏 分享 2011-12-29 16:20| 發(fā)布者: llsolar| 查看數: 2228| 評論數: 0|原作者: 成吉，秦慧娟，于海燕 摘要: 光伏組件接線盒的主要作用是連接和保護太陽能光伏組件，傳導光伏組件所產生的電流。光伏組件接線盒作為太陽能電池組件的一個重要部件，是集電氣設計、機械設計和材料應用于一體的綜合性產品，為用戶提供了太陽能 .光伏組件接線盒的主要作用是連接和保護太陽能光伏組件，傳導光伏組件所產生的電流。光伏組件接線盒作為太陽能電池組件的一個重要部件，是集電氣設計、機械設計和材料應用于一體的綜合性產品，為用戶提供了太陽能光伏組件的組合

2、連接方案。目前，中國組件制造商生產的組件很多都存在不少的質量問題和隱患，而其中很大一部分組件質量問題來自于接線盒自身的設計和品質。作為光伏組件制造商的配套企業(yè)，接線盒制造商不僅需要對組件制造商負責，更需要對終端客戶負責，特別是對使用過程中人身安全的保護。所以，優(yōu)化接線盒結構設計、提高質量是所有接線盒制造企業(yè)的首要任務。常州天華新能源科技有限公司（簡稱"天華新能源"）下屬常州華陽光伏檢測技術有限公司（簡稱"華陽檢測"），于2009年12月獲得了CNAS實驗室認可，認可范圍包括光伏組件、光伏材料共119項檢測能力。公司自2008年開始進行接線盒檢測（依據標準

3、：VDE0126-5:2008），訖今共完成30家接線盒供應商、50多款接線盒的檢測和質量分析，獲得了大量的檢測數據。結合光伏組件戶外使用的實際情況，我們總結出目前接線盒常見失敗項目主要有：IP65防沖水測試、結構檢查、拉扭力試驗、濕漏電試驗、二極管溫升試驗、環(huán)境試驗、750灼熱絲試驗。接線盒測試常見失敗項目統計圖：二、接線盒在認證測試中常見失敗項目及原因分析1接線盒IP65防沖水測試防水性能是接線盒性能的重要指標。認證測試中，先進行老化預處理測試，然后進行防沖水測試，再通過外觀結構檢查和工頻耐壓測試進行評判。測試能否順利通過，取決于接線盒的密封保護程度，而接線盒的密封保護直接影響到成品組件的

4、防觸電保護和漏電防護的等級。就目前常規(guī)構造的接線盒而言，其設計和材料的缺陷已在認證測試中顯露無疑。接線盒防沖水測試失敗的主要現象大致分為以下幾種：、接線盒密封盒體內大量積水；、接線盒盒體與背板材料不匹配；、接線盒的密封螺母開裂失效；、接線盒在老化預處理測試中盒體變形；、接線盒密封圈老化預處理測試后失效，或其他原因。通過對以上測試過程中出現的失敗現象進行研究分析，得出以下幾點失敗原因：（1）、盒體的鎖扣設計：鎖扣設計成兩扣模式可能是導致試驗失敗的主要原因。兩扣模式使得盒蓋受力集中在二點，加上盒蓋面積較大，導致其余各點受力很不均勻。特別是在高溫時，其余各點受密封圈熱脹、材料受熱變軟的影響，導致接線

5、盒齜口，影響盒體的密封性，從而在IP65防水測試中失?。ㄈ鐖D2）。另外，接線盒經過240小時老化試驗后，密封圈雖未脫落，但盒體、盒蓋有變型，也會影響到盒體的密封性。（2）接線盒密封圈的橡膠材料選擇不當：由于密封圈材料的選擇不適合，在接線盒經過240小時老化預處理測試后，其延伸率和收縮率降低，密封圈材質硬度升高，降低了盒體與盒蓋的密封性能，導致密封圈不能完全密封盒體和盒蓋的槽口，致使水流滲入，防沖水測試失?。ㄈ鐖D4）。（3）接線盒盒體塑料與太陽能組件密封膠在老化預處理測試后，粘合性失效（如圖5）。（4）密封螺母材質選擇不當：接線盒在老化預處理測試后，密封螺母發(fā)生斷裂，也是造成接線盒防沖水失敗的原

6、因。2接線盒濕熱試驗濕熱試驗對于接線盒來說是一個相當嚴酷的環(huán)境試驗，接線盒濕熱試驗失敗的主要現象有以下幾種：、濕熱試驗后接線盒盒體碎裂失效；、濕熱試驗后接線盒盒體和盒蓋密封變形；、濕熱試驗后接線盒與背板脫落；、濕熱試驗后電氣連接不可靠；、濕熱試驗后接線盒電纜的抗拉扭性能減小，爬電距離、電氣間隙減小(6)、其他現象。濕熱試驗失敗可能的原因大致有以下幾點：（1）、盒體PPO材料的選擇不當或用料不純；（2）、密封螺母開裂導致在濕熱之后電纜的抗拉扭性能削弱，或者直接開裂；（3）、接線盒盒體與硅膠不匹配，長時間高溫高濕后接線盒與硅膠脫落；（4）、其他原因。3、接線盒盒體灼熱絲測試接線盒盒體750灼熱絲測

7、試，是接線盒生產商選用接線盒材質的重要測試項目，也是接線盒認證測試中較易失敗的項目之一。測試中，根據盒體材料從開始燃燒到火焰熄滅的時間長短，判定該接線盒是否能適合今后在戶外使用。其主要試驗過程如下圖所示：根據圖9、10、11所示，接線盒支撐帶電體部分在進行750°C灼熱絲測試時，火焰熄滅時間Te為44.92s，不符合接線盒標準中灼熱絲測試的要求。測試失敗的主要原因是，接線盒材質無法承受灼熱絲元件在短時間內所造成的熱應力，不符合灼熱絲測試的要求（沒有火焰或是火焰可以在30s內自動熄滅）。4.接線盒常規(guī)測試其他失敗項（部分）（1）、工頻耐壓測試失敗，見圖12所示。其失敗原因主要為爬電距離

8、/電氣間隙不足、環(huán)境試驗之后絕緣性能受到損害(由于材料方面的原因)。（2）、接線盒帶電部件抗腐蝕強度不足，其原因為金屬件銅質選型和表面處理不當。三、光伏組件接線盒質量改進建議作為光伏組件的配套產品，接線盒所占成本不及電池成本十分之一，但卻是決定光伏組件最終能否正常工作的重要部件。在此，筆者提出接線盒質量改進的幾點建議：1、將盒體、盒蓋分體，由密封圈密封的設計，改進為盒體、盒蓋壓接一體式密封處理，加強整個接線盒結構密封性和密封強度。2、根據目前組件認證、制造、使用的需要，建議接線盒內預留擴展連接座；裝配不同規(guī)格的二極管可以隨時改變接線盒的最大工作電流；根據組件生產工藝在接線盒裝配中保留密封膠和灌封膠