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。在各種環境下運行時，穩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、金屬件內阻及Rcr

1、電阻Rco的失效分析

電阻Rco是連接器對插后金屬件搭接部分的電阻。如果Rco不正常增大就會導致溫度升高，進而導致連接器中間部位引發火災

導致Rco不正常增大的原因主要有如下三個：

1）安裝不到位

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

由于Rco的實際應用值超出了設計值，因此同樣的電流在該部位產生的熱量就會增加進而導致溫度升高，這種狀況還會因為高溫所導致一系列后果（例如氧化、老化等等）而進一步加劇。這種惡性循環所帶來的最終結果就是連接器燒毀。

2）不同公司的連接器互插       

各公司的連接器互插現象在電站應用中普遍存在，有的電站一個陣列竟然有三種連接器互插的情況，而且許多電站業主和組件廠商并沒有意識到其危害性，甚至很多連接器廠商都宣稱可與MC4互插。其實這是一個很大的誤區。UL、TÜV認證機構都明確說明不同廠家生產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期有效接觸。同時，不同廠家的外殼與密封件配合時也會因為尺寸及公差方面的原因而造成原IP等級失效，從而對連接器使用中內部的環境造成傷害并導致失效。

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過幾個月甚至幾年之后電阻的穩定性。這也就是大部分不同廠家的連接器在互插并使用一段時間后才發生問題的原因。  

2、電阻Rcr的失效分析

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

連接器由于處于戶外，因此對于密封性能有著嚴格的要求。

例如有些連接器就達到了IP65和IP68的防護等級。由于連接器是與電纜匹配連接，因此當涉及到密封性時，電纜的選擇就變的非常重要。一般來說不同的連接器型號會對應不同的電 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（導體截面積1.5-10mm2）的光伏電纜，其對應的型號卻高達6種。

 絕緣材料的選擇直接決定了連接器的質量。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、機械性能、絕緣性能等，光伏連接器絕緣材料的選擇是這幾項性能綜合考慮的結果。選擇合適的材料才能降低產品在較高的溫升下的失火概率。

此外，對于光伏連接器來說是不可以使用回料的。之所以這么說是因為回料的使用有其極其嚴格的規定和產品檢驗措施，只有這樣才能保證其產品的性能不會下降很多。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，但卻是關鍵部件。前期電站建設時，連接器引發的故障風險往往不受重視，但是后期卻會成為電站運維的痛點。因連接器失效而造成的運維成本包括發電量收益損失、備品備件成本、人力成本以及安全風險，這些運維成本最終都會影響電站的投資回報。質量可靠且由豐富生產組裝經驗的供應商提供的光伏連接器是保證光伏電站正常穩定運轉的基礎之一，而電站的正常運轉則是保證業主最大收益的前提之一。