[发明专利]一种光伏组件用高温自动关断功能接线盒和连接器

说明书

本发明提供了一种光伏组件用高温自动关断功能的接线盒和连接器，通过实时测量光伏组件光伏接线盒内温度和相连连接器温度，通过和设定的温度阈值进行比较，通过控制开关，自动关断或自动接通光伏接线盒或光伏连接器电学连接；装置内设定关断温度和复位温度两个温度阈值；实时测得的温度达到关断温度阈值时，控制开关自动关断电学连接；实时测得的温度值达到复位温度阈值时，控制开关自动恢复电学连接；接线盒中装置和连接器中装置是两套独立工作的装置；控制开关自动关断电学连接后，消灭光伏组件内直流电弧，或金属件间接触电阻变大带来的持续发热源，或电路中通过超过额定电流产生的高温，主动防止了由于高温，过载电流导致接线盒或连接器烧毁。

技术领域

本发明涉及一种可测量温度和自动关断和接通电路的装置，应用于光伏组件上光伏接线盒和光伏连接器领域。

背景技术

太阳能光伏系统一般由直流侧的光伏组件构成直流源，并通过直流汇流箱将各个组件串电流汇流，接入到逆变器中。通过逆变器将光伏组件产生的直流电转变成交流电，连接到电网中，完成太阳能绿色能源并网发电的过程。

目前的光伏组件设计中，光伏接线盒是唯一接通光伏组件内光伏电池串进行电学输出的部件。并通过光伏组件上接线盒输出电缆上的光伏连接器将若干光伏组件串联电学连接到一起，构成光伏组件阵列。

光伏组件阵列是一种直流电源的发电装置。其造成的故障电弧称之为“直流故障电弧”，与一般交流故障电弧最大不同处在于其没有相位改变所造成的闲歇性周期现象。如施工没有将连接器连接牢固或连接器质量有问题，将造成连接器内金属导电体虚接，从而引发直流侧拉弧，电弧高温进而引发火灾。换句话说，一旦发生了直流电弧故障，高热现象将会维持直至电源来源消失。由于直流电弧产生的高热可达摄氏1,000度以上，因此不仅会造成周遭的绝缘物质分解或碳化而失去绝缘的功效，同时也容易导致邻近的物质达到燃点而被点燃起火。

另一方面，造成光伏连接器或接线盒中二极管过热烧毁的原因包括光伏接线盒中二极管Vf过大，造成二极管过热，或接线盒和光伏电池串连接不好，金属件间接触电阻变大，产生大量热量，都有可能烧毁光伏接线盒。

再有，光伏系统中应用于室外环境中，由于环境造成的感应电流，会使光伏连接器中金属接触部分的发热并快速聚集。

异质结光伏电池将是下一代采用的光伏电池。由于其表面采用TCO导电透明薄膜，而这层只有几个微米厚度的非晶硅膜，不能承受高于200度的高温，防止这层膜出现结晶，降低光伏电池的效率。因此，控制接线盒温度不高于200 度也成为异质结光伏组件的一个要求。

但，目前应用的接线盒包含连接器，并没有检测接线盒中二极管温度以及接线盒上相连接连接器内金属接触部分温度的功能。更严重的是，当光伏系统电路内出现直流拉弧高温时，不具备主动关断光伏系统中电路的功能，实现消灭直流拉弧，保证光伏发电系统安全工作的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种通过安装在接线盒和连接器内部，串联连接在接线盒和连接器电路中的温度测量和控制开关装置，实时测量光伏接线盒内温度和相连光伏连接器内金属接触体温度，并通过和预先设定温度阈值进行比较，通过控制开关，自动关断或自动接通光伏接线盒和光伏连接器电学输出。达到控制接线盒中温度和相连连接器内金属接触体温度，从而实现对接线盒中内部和相连连接器内金属接触体温度的主动测量和控制，解决了常规光伏接线盒内和相连连接器由于发生直流拉弧或金属件间接触电阻变大产生的高温，以及光伏系统工作中，由于环境因素，感应电流通过光伏连接器和接线盒的产生的高温，主动关断光伏组件电学输出，消除光伏组件内发热源，从而防止了光伏组件高温火灾的发生。

同时，通过设定接线盒内温度，保证接线盒在设定温度下工作，保证异质结光伏组件发电效率，不受接线盒内高温烘烤的影响。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：