光伏组件连接器失效原因分析

一、金属件部分造成的失效分析

金属件是连接器组成的主体，也是最主要的通流路径。在各种环境下运行时，稳定的电阻就是保障连接器正常工作的前提条件。

通常意义上连接器的接触电阻R由3部分组成，即Rco、金属件内阻及Rcr

1、电阻Rco的失效分析

电阻Rco是连接器对插后金属件搭接部分的电阻。如果Rco不正常增大就会导致温度升高，进而导致连接器中间部位引发火灾

导致Rco不正常增大的原因主要有如下三个：

1）安装不到位

安装不到位是引起Rco增大的主要因素之一。每个公司的连接器插合后为了能保证通流，A-B段的搭接长度是一定的，目的就是为了保证两个金属件完全接触。如果在连接器的组装过程中出现安装不到位的情况则金属件的插合就会出现异常,

由于Rco的实际应用值超出了设计值，因此同样的电流在该部位产生的热量就会增加进而导致温度升高，这种状况还会因为高温所导致一系列后果（例如氧化、老化等等）而进一步加剧。这种恶性循环所带来的最终结果就是连接器烧毁。

2）不同公司的连接器互插       

各公司的连接器互插现象在电站应用中普遍存在，有的电站一个阵列竟然有三种连接器互插的情况，而且许多电站业主和组件厂商并没有意识到其危害性，甚至很多连接器厂商都宣称可与MC4互插。其实这是一个很大的误区。UL、TÜV认证机构都明确说明不同厂家生产的连接器是不能互插的。

为什么不同厂家的连接器不能互插？

互插无法保证通流的根本原因是无法保证核心元器件的长期有效接触。同时，不同厂家的外壳与密封件配合时也会因为尺寸及公差方面的原因而造成原IP等级失效，从而对连接器使用中内部的环境造成伤害并导致失效。

此外，尽管有些连接器在与MC4互插后电阻增加不明显，但这同样不能保证互插连接器在经过几个月甚至几年之后电阻的稳定性。这也就是大部分不同厂家的连接器在互插并使用一段时间后才发生问题的原因。  

2、电阻Rcr的失效分析

压接电阻Rcr主要是与压接质量和压接工艺有关。我们可以通过压缩比及压接剖面来判断压接质量的好坏。好的压接要求剖面紧密不能留有空隙，同时外形规整。对于常用的4mm2电缆压接，压接处的接触电阻，标准IEC2742/05也提出了小于0.2mΩ的要求，而IEC60352-2则规定压接端的拉出力要大于310N。

连接器由于处于户外，因此对于密封性能有着严格的要求。

例如有些连接器就达到了IP65和IP68的防护等级。由于连接器是与电缆匹配连接，因此当涉及到密封性时，电缆的选择就变的非常重要。一般来说不同的连接器型号会对应不同的电 缆外径，其目的就是保证密封性能。例如MC4连接器可匹配3-9mm外径（导体截面积1.5-10mm2）的光伏电缆，其对应的型号却高达6种。

 绝缘材料的选择直接决定了连接器的质量。好的连接器需要选择合适的绝缘材料，而是否合适主要是通过连接器使用要求来确定的，例如材料的耐候性能、耐热性能、阻燃性能、机械性能、绝缘性能等，光伏连接器绝缘材料的选择是这几项性能综合考虑的结果。选择合适的材料才能降低产品在较高的温升下的失火概率。

此外，对于光伏连接器来说是不可以使用回料的。之所以这么说是因为回料的使用有其极其严格的规定和产品检验措施，只有这样才能保证其产品的性能不会下降很多。而光伏连接器在很多的客户端是要求使用25年以上，这就意味着对材料提出了非常高的要求。

光伏连接器在光伏电站中占的成本比重较低，但却是关键部件。前期电站建设时，连接器引发的故障风险往往不受重视，但是后期却会成为电站运维的痛点。因连接器失效而造成的运维成本包括发电量收益损失、备品备件成本、人力成本以及安全风险，这些运维成本最终都会影响电站的投资回报。质量可靠且由丰富生产组装经验的供应商提供的光伏连接器是保证光伏电站正常稳定运转的基础之一，而电站的正常运转则是保证业主最大收益的前提之一。