太陽能光伏系統(tǒng)中不可忽視的小設(shè)備

一座20MW光伏電站，總投資約1.6億元。 其中匯流箱投資不足100萬元，僅占總投資的0.6%。 所以，在很多人眼里，匯流箱就是一個(gè)微不足道的小設(shè)備。 但據(jù)統(tǒng)計(jì)，匯流箱是現(xiàn)場(chǎng)故障的重要原因。

圖1：光伏項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)故障率統(tǒng)計(jì)

下圖為匯流箱燒毀事故：

一、匯流箱的基本結(jié)構(gòu) 普通匯流箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。

    1.箱子

一般采用鋼板噴塑、不銹鋼、工程塑料等材料，防護(hù)等級(jí)在IP54以上。 其功能是：防水防塵，滿足匯流箱長(zhǎng)期戶外使用的要求。 IP54防護(hù)等級(jí)系統(tǒng)根據(jù)電器的防塵、防潮特性對(duì)電器進(jìn)行分類。 **個(gè)數(shù)字“5”表示對(duì)異物的防護(hù)等級(jí)，第二個(gè)數(shù)字“4”表示設(shè)備對(duì)濕氣和水侵入的氣密程度。 數(shù)字越大，保護(hù)級(jí)別越高。

2 直流斷路器

直流斷路器是整個(gè)匯流箱的輸出控制裝置，主要用于電路的分合。 其工作電壓高達(dá)DC1000V。 由于太陽能組件所產(chǎn)生的電能為直流電，開路時(shí)容易產(chǎn)生電弧，因此在夏季高溫環(huán)境下檢查時(shí)應(yīng)注意其溫度。

3. 浪涌保護(hù)裝置

浪涌也稱為浪涌保護(hù)器，是超過正常運(yùn)行的瞬時(shí)過電壓。 浪涌保護(hù)器是一種為匯流箱提供安全保護(hù)的電氣設(shè)備。 當(dāng)電路或通訊電路因外界干擾而突然產(chǎn)生尖峰電流或瞬態(tài)過電壓或雷電過電壓時(shí)，浪涌保護(hù)器可在極短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通和分流，從而避免浪涌對(duì)電路中其他設(shè)備的損壞。

4. 直流保險(xiǎn)絲

電路中的過載電流和短路電流會(huì)導(dǎo)致電線電纜溫度過高，造成電線電纜絕緣損壞，甚至斷線。 熔斷器布置在導(dǎo)體或電纜的進(jìn)出端，用于電線電纜的過載保護(hù)，熔斷器的額定電流約為線路電流的1.25倍； 對(duì)于短路保護(hù)，保險(xiǎn)絲必須安裝在電線或電纜的進(jìn)線端。 熔斷器的額定電流約為脫扣電流的 1.45 倍。

1.各種可能導(dǎo)致組合盒燒壞的原因

1 組合框本身是自身原因造成的。

1）母線和熔斷器的布局不合理，不應(yīng)相互重疊。另外，母線寬度小，不利于散熱，不合理。結(jié)構(gòu)分布導(dǎo)致短路燒毀。

2）母線寬度較窄，端子與母線接觸面積小，發(fā)熱起火。

3) 母線采用鋁母線，操作箱整體溫度過高。推薦使用TMY或TMR銅母線；外殼的保護(hù)涂層的質(zhì)量是有問題的。

4)匯流箱缺乏有效的保護(hù)裝置。匯流箱內(nèi)沒有監(jiān)控各支路電流的通訊單元和保護(hù)單元。一旦某個(gè)支路的虛接松動(dòng)并被點(diǎn)燃，該電路的電流就會(huì)發(fā)生波動(dòng)，應(yīng)報(bào)警并驅(qū)動(dòng)斷路器跳閘；該匯流箱沒有斷路器。即使發(fā)現(xiàn)事故，手動(dòng)斷開也很難。

 5）控制板輸入處高壓電氣間隙爬電距離不足導(dǎo)致燃燒；

6）熔斷器質(zhì)量問題：熔斷器通過載流電流時(shí)發(fā)生爆裂，或熔斷器熔斷器過大，無法保護(hù)。熔體與基體的配合（接觸電阻過大）；

7）IP等級(jí)不符合要求；

 8) 接線端子的絕緣質(zhì)量和耐壓低。

9) 斷路器相距未安裝，或斷路器離外殼太近，引弧距離不夠。2 Caused by 非標(biāo)施工

1）光伏組串與匯流箱之間的接線不牢固。由于施工人員在施工過程中用力過大，將固定螺釘擰上，滑線未更換，或用力過小未擰緊螺釘，接觸不良導(dǎo)致電流在施工過程中產(chǎn)生電弧。操作，高溫使保險(xiǎn)絲座熔化，造成短路燒毀。放下匯流箱。

2) 接線錯(cuò)誤造成的短路。光伏組串接入?yún)R流箱時(shí)，施工人員沒有正確區(qū)分電池組的正負(fù)極，將其中一個(gè)電池組的正極與其他電池組的負(fù)極相接，造成短路。甚至有施工人員誤接光伏組件，導(dǎo)致部分組串電壓達(dá)到1500V甚至2500V以上，接入?yún)R流箱，出現(xiàn)組件燒壞現(xiàn)象。

3) 由進(jìn)線端子和接線引起。光伏母線輸入線從匯流箱底部進(jìn)入?yún)R流箱。直接與接線端子連接，無需固定措施。接線頭由一個(gè)小螺絲固定。與端子的接觸面積小，承受電線的重力。當(dāng)接線頭受溫度變化和電流加熱而松動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生火花并逐漸產(chǎn)生電弧并燃燒，從而逐漸導(dǎo)致其他設(shè)備甚至整個(gè)盒子發(fā)熱并完全燃燒。

4）匯流箱出線電纜頭生產(chǎn)工藝不足，鋼鎧剝皮不夠，離接線鼻太近，造成接地短路；元件串連接插頭因接觸不良而發(fā)熱，導(dǎo)致電纜著火；匯流箱出線開關(guān)銅端子螺絲松動(dòng) 發(fā)熱；

5）現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)門未安裝。

3 運(yùn)行維護(hù)中的原因

 1）由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，功率模塊內(nèi)部出現(xiàn)故障，導(dǎo)致引弧，燒毀匯流箱。 2) 匯流箱下部防水端子未將光伏組串或匯流器輸出接線緊固。由于光伏組件只在白天發(fā)電，所以在發(fā)電過程中接觸點(diǎn)會(huì)發(fā)熱膨脹。到了晚上，溫度不會(huì)降低，接觸點(diǎn)會(huì)縮小。如果防水端子沒有將電纜扣緊，向下的力可能會(huì)導(dǎo)致線路超時(shí)。電纜松動(dòng)，導(dǎo)致電弧燒毀端子，甚至短路。

3）老鼠、蛇等小動(dòng)物進(jìn)入?yún)R流箱，造成母線短路。

4）保險(xiǎn)絲板端子螺絲松動(dòng)，導(dǎo)致保險(xiǎn)絲板著火；

5) 一個(gè)單元出現(xiàn)故障，出現(xiàn)回流。

3、匯流箱檢修

1 檢修內(nèi)容為掌握光伏組件設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除設(shè)備缺陷，預(yù)防事故發(fā)生，確保完成發(fā)電計(jì)劃，應(yīng)認(rèn)真做好設(shè)備檢修工作。

1）匯流箱應(yīng)至少每月檢查一次，及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)排除缺陷，并詳細(xì)記錄在操作日志中。

2) 檢查匯流箱的整體完整性，有無損壞、變形、塌陷。

3）檢查整體匯流箱清潔無雜物，密封完好。

4) 檢查螺絲是否松動(dòng)或生銹。

5）檢查接線端子是否燒壞，螺絲是否松動(dòng)。

6）檢查保險(xiǎn)是否燒壞，檢查保險(xiǎn)絲盒是否燒壞。

7) 檢查防反接二極管是否燒壞。

8) 檢查電路電壓和電流是否正常。

9) 檢查浪涌保護(hù)器是否正常。

10) 檢查線路是否風(fēng)化正常。

11) 檢查與匯流箱相連的電線是否包扎嚴(yán)密，絕緣是否老化。

12) 檢查匯流箱的通訊和后臺(tái)是否中斷。

13）檢查直流斷路器接線端子螺絲是否松動(dòng)，夏季高溫天氣檢查直流斷路器溫度。

 14) 檢查匯流箱的標(biāo)識(shí)牌是否張貼牢固。 2 維修匯流箱時(shí)的注意事項(xiàng)

1）修理匯流箱的一個(gè)支路時(shí)，必須先斷開斷路器，然后打開待修支路的熔斷器，再合上斷路器，再去修母線。切記不要在未斷開直流斷路器的情況下拔掉M4插頭，也不要在未斷開直流斷路器的情況下直接打開保險(xiǎn)盒，以免發(fā)生生命安全事故。

2）在檢修匯流箱時(shí)，養(yǎng)成一次擰緊所有螺絲的習(xí)慣，擰緊螺絲時(shí)要注意安全，避免用手同時(shí)觸摸正負(fù)極端子，或觸摸正負(fù)極端子。 PE同時(shí)連線或負(fù)極和PE連線。