光伏接线盒全面解析
前言
在光伏发电系统中，如果光伏接线盒选取不当，可使电池板烧毁甚至整个光伏系统崩溃。俗话说得好，“切莫因小失大”。
作为太阳能电池组件的一种连接器，光伏接线盒主要的作用就是将太阳能电池模块产生的电能经电缆导出。由于太阳能电池使用场合的特殊性和其本身的昂贵价值，光伏接线盒必须经过特殊设计才能满足太阳能电池组件的使用要求。
一、功能
光伏接线盒主要具有两种功能：基本功能为连接光伏组件和负载，将组件产生的电流引出并产生功率。附加功能为保护组件引出线，防止热斑效应。
1.1连接
接线盒作为连接器，起到连接太阳能组件与逆变器等控制装置的桥梁作用。接线盒内部通过接线端子和连接器将太阳能组件产生的电流引出并导入到用电设备中。
为了尽量减小接线盒对组件功率的损耗，接线盒所用的导电材料要求电阻小，和汇流带引出线的接触电阻要小。
1.2保护
接线盒的保护作用包括三部分，一是通过旁路二极管防止热斑效应，保护电池片及组件；二是通过特殊材料密封设计防水防火；三是通过特殊的散热设计降低接线盒的工作温度，减小旁路二极管的温度，进而降低其漏电流对组件功率的损耗。
二、性质
2.1耐候性
耐候性是指：材料如涂料、塑料、橡胶制品等，应用于室外经受气候的考验，如光照、冷热、风雨、细菌等造成的综合破坏，其耐受能力叫耐候性。
接线盒暴露在环境中的部分为盒体、盒盖及连接器（PC），它们都是由耐候性强的材料制作，目前最常用的材料为PPO（聚苯醚），它是世界五大通用工程塑料之一。具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高、电性能优良等优点。另外，聚本醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一，几乎不受温度、湿度的影响，可用于低、中、高频电场领域。PPO的负荷变形温度可达 190℃以上，脆化温度为-170℃。
2.1.1耐高温高湿
组件的工作环境非常恶劣，有的工作在热带地区，日平均温度非常高；有的工作温度非常低，如高海拔地区、高纬度地区；有的昼夜温差非常大，如沙漠地区。因此要求接线盒要有优良的耐高温，耐低温性能。
耐候性测试如下表所示：
2.1.2耐紫外线
紫外线对塑料产品都有一定的破坏，尤其是高原地带空气稀薄，紫外线辐照度很高。
2.2阻燃性
阻燃性是指物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质。
阻燃等级由HB，V-2，V-1向V-0逐级递增：
HB：UL94和CSA C22.2 No 0.17标准中最底的阻燃等级。要求对于3到13 毫米厚的样品，燃烧速度小于40毫米每分钟；小于3毫米厚的样品，燃烧速度小于70毫米每分钟；或者在100毫米的标志前熄灭。
V-2：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭。可以有燃烧物掉下。
V-1：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。
V-0：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下 。
2.3防水防尘
标准：GB 4208 2008 《外壳防护等级(IP代码)》中规定的防尘防水等级IP等级，表示为：
第一个X表示防尘等级
0：没有保护
1：防止大的固体侵入
2：防止中等大小的固体侵入
3：防止小固体进入侵入
4：防止物体大于1mm的固体进入
5：防止有害的粉尘堆积
6：完全防止粉尘进入
第二个X表示防水等级
0：没有保护
1：水滴滴入到外壳无影响
2：当外壳倾斜到15度时，水滴滴入到外壳无影响
3：水或雨水从60度角落到外壳上无影响
4：液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响
5：用水冲洗无任何伤害
6：可用于船舱内的环境
7：可在短时间内耐浸水（1m）
8：在一定压力下长时间浸水
一般接线盒的防水防尘等级为IP65。
2.4散热性
使接线盒内温度升高的因素主要为二极管和环境温度。二极管在导通时会产生热量，同时，由于二极管和接线端
子存在接触电阻，也会产生热量。另外，环境温度升高也会使接线盒内部温度升高。
接线盒内容易受高温影响的部件为密封圈，二极管。高温会加速密封圈的老化速度，影响接线盒的密封性；二极管内部存在反向电流，温度每升高10℃，反向电流就会增大一倍，反向电流会减小组件产生的电流，影响组件的功率。所以，接线盒必须具备优良的散热性，或作特殊的散热设计。
常见的散热设计为安装散热片。但是安装散热片并没有彻底解决散热问题。因为如果在接线盒内部安装散热片，虽然暂时降低了二极管的管温，但是仍然会使接线盒温度升高，影响橡胶密封圈的使用寿命；如果安装在盒外面，一方面会影响接线盒整体的密封性，也会容易使散热片被腐蚀。
接线盒主要有两种类型：普通和灌封两种。
普通接线盒采用硅胶密封圈密封，灌胶接线盒则采用双组分硅胶填充来灌封。普通接线盒应用较早，操作简单，但是密封圈使用年限较长时易老化。灌封接线盒操作较复杂（需要填充双组分硅胶，并固化），但密封效果好，耐老化，能保证接线盒密封长期有效，且价稍便宜。
注：灌封装接线盒以前一般用于薄膜组件，但是目前如尚德、阿特斯等也将其应用于晶体硅组件。
接线盒还有其他分类，按照功率和连接器分，也有按二极管工作电流分类的。
接线盒无论怎么变化，基本结构都是基本不变的，及包括盒体、盒盖、连接器、接线端子、二极管等，一些接线盒厂家设计了散热片加强盒内温度的散发，也有一些接线盒厂家做了其他方面细节的设计，但是总的结构没有发生变化。
4.1盒体
盒体是接线盒的主体部分，内置接线端子和二极管，外接连接器和盒盖，是接线盒的框架部分，承受大部分的耐候要求。盒体的制作材料一般为PPO（聚苯醚）。
4.2盒盖
盒盖起到密封盒体，防水防尘防污染的作用。密封性主要体现在内置橡胶密封圈，阻止空气及水分等进入接线盒内部。有的厂家在盒盖中心部位设置小孔，孔中装有透析膜，该膜透气不透水，水下三米无水渗入，起到非常好的散热和密封的作用。
盒体及盒盖一般有耐候性好的材料注塑而成，弹性好，抗温度冲击，耐老化性能强。
4.3连接器
连接器连接接线端子和外部用电设备如逆变器，控制器等。连接器采用PC（聚碳酸酯）材质，但PC容易被多种物质腐蚀。接线盒老化主要体现在连接器易被腐蚀，塑料螺母低温冲击容易出现破裂。因此，接线盒的使用寿命体现为连接器的寿命。
4.4接线端子
接线端子连接组件引出线与连接器，数量有2、3、4、5、6等多种规格，端子本身宽度根据引出线的不同有2.5mm、4mm、6mm三种，不同厂家的接线盒，端子间距也不同。
接线端子与引出线的接触方式有两种：一种为压紧或加紧型等物理接触式，一种为焊接方式。两种方式的优缺点前面已有论述。
4.5二极管
光伏接线盒内的二极管是作为旁路二极管使用，起到防止热斑效应，保护组件的作用。
组件正常工作时，旁路二极管处于截止状态，这时存在反向电流，即暗电流，一般小于0.2微安。 暗电流会减小组件产生的电流，虽然幅度很小。
从最理想的角度来说，每一个光电池都应连上一个旁路二极管，但因为旁路二极管价格成本的影响和暗电流损耗以及工作状态下压降的存在，这样就很不经济了。此外，光伏组件各电池片的位置比较集中，接上相应的二极管之后，还得为这些二极管提供充分的散热条件。
因此，实际运用时一般比较合理的方法是使用一个旁路二极管为多个相互连接的电池分组提供保护。这样可以降低光伏组件的生产成本，但也会使其性能受到不利的影响。其实，若某串电池片中某一电池片的输出功率下降，那么这个串电池片，其中包括那些工作正常的电池片，便会因旁路二极管的作用而与整个光伏组件系统隔离。结果就会是整个光伏组件的输出功率因某一个电池片的失效而出现过多的下降。
除上述问题之外，旁路二极管与其相邻的旁路二极管之间的连接必须考虑周全。实际上，这些连接要受到一些应力的影响，这些应力是机械负荷和温度周期性变化的产物。因此，在光伏组件的长期使用过程中，上述连接就可能因疲劳而失效，使光伏组件产生异常。
另外，遮蔽一个电池片与遮蔽两块电池片各一半的效果不同，所以遮蔽不可避免时，尽量使遮蔽尽可能多的电池，每个电池尽可能少的阴影。
4.5.1热斑效应
在太阳能组件的构造中，单个电池片被串联在一起，就是所谓的串联以达到更高的系统电压。 一旦其中一个电池片被遮挡（例如：树枝或者天线等等），受影响的电池就不再作为电源工作，而是变成能量消耗者，其他未遮挡的电池将继续通过它们传递电流造成高的能量损耗，“热斑”就会出现，甚至电池损毁。
为了避免这个问题，旁路二极管被并联在一个或者几个串联在一起的电池上。旁路电流绕过被遮挡的电池片，经二极管而传递下去。
当电池片正常工作时，旁路二极管反向截止，对电路不产生任何作用；若与旁路二极管并联的电池片组存在一个非正常工作的电池片时，整个线路电流将由最小电流电池片决定，而电流大小由电池片遮蔽面积决定，若反偏压高于电池片最小电压时，旁路二极管导通，此时，非正常工作电池片被短路。
可见，热斑即组件发热或局部发热，热斑处电池片受到损伤，降低组件功率输出甚至导致组件报废，严重降低组件的使用寿命，对电站发电等安全造成隐患。热量聚集导致组件不良或损坏。
电池组件热斑的形成，外部因素主要是组件或局部组件受到遮挡物遮挡，常见的遮挡物有：树叶、尘土、云层、动物及动物粪便、积雪等；内在因素有太阳电池内阻和太阳电池自身逆电流大小。从电池片的实际等效电路即可分析到此结论。负载与太阳能电池内阻串联，由等效电路图得到流过负载的电流：
I= Iph–ID–ISh
则串联电阻工作功率：
P= I2Rs，故Rs对电池片温度的影响是肯定的，对于电池片来讲，内阻越小越好。内阻主要是电池片自身由于制作工艺产生的内阻，还有就是焊带产生的内阻，因此，对于电池片的焊接工艺应该引起充分重视，对焊带的选择也应该选择内阻小的为好；至于逆电流因素，还是要从实际等效电路分析，对于不同的电池片，其暗电流有差异。组件短路，遮挡组件上的某片电池片无法正常工作，相对于组件来说其是个内阻，消耗：
P = I2 R (R：被遮挡电池片的等效内阻)。
被遮挡的电池片的生热电流为 I = ID + ISh（I :逆电流，ID :暗电流，Ish: 漏电流），故逆电流较大的太阳电池硅片，在外界环境相同的条件下，其产生热斑的可能性较大。
安装在外部环境下的组件阵列温度T与日照强度L、系统环境温度Ts、内阻产生的温度Ti相关。组件温度可表示为：
T = T0＋αTs +βL＋Ti
（T0、α、β是根据实验数据按最小二乘法处理后所得的系数，系数值与所使用的太阳电池的类型、安装地点、支架形式等因素都有关系 ）
热斑的危害是巨大的，而且组件阵列电站如在无人维护的情况下，热斑效应也极易发生，怎么才能避免或减轻热斑对组件的不利影响成为组件设计的重要问题。
4.5.2二极管的选择原则
旁路二极管的选择主要遵循一下原则：
１.耐压容量为最大反向工作电压的两倍；
２.电流容量为最大反向工作电流的两倍；
３.结温温度应高于实际结温温度；
４.热阻小；
５.压降小。
5.1电性能
接线盒的电性能主要包括工作电压、工作电流、电阻等参数。衡量一个接线盒是否合格，电性能是至关重要的一个环节。
5.1.1工作电压
加在二极管两端的反向电压高到一定值时，会将管子击穿，失去单向导电能力。为了保证使用安全，规定了最高反向工作电压值。例如，IN4001二极管反向耐压为50V，IN4007反向耐压为1000V。也就是接线盒正常工作条件下运行时，其相应器件所承受的最高电压。目前而言，接线盒的工作电压为1000V（DC）。
5.1.2结温电流
也称工作电流，是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热，温度上升，温度超过容许限度（硅管为140左右，锗管为90左右）时，就会使管芯过热而损坏。所以，二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值。
在组件发生热斑效应时，电流流经二极管。一般而言，结温电流越大越好，这样接线盒的工作范围就越大。目前结温电流能做到16A，而对于小组件接线盒，结温电流要达到9A。
5.1.3连接电阻
连接电阻并没有明确的范围要求，只是反应接线端子与汇流带的连接方式的好坏程度。
接线端子的连接方式分为两种，一种为夹紧式连接，一种为焊接。两种方式各有优缺点：
首先，夹紧式连接操作快捷，维修方便，但是与接线端子基础面积小，连接不够可靠，导致接触电阻大，容易发热。
第二，焊接方式导电面积，接触电阻小，连接紧密。但是在操作时由于焊接温度较高，容易烧坏二极管。
5.2焊带宽度
所谓的焊带宽度是指组件引出线即汇流带的宽度，还包括焊带之间的间距。由于考虑到汇流带电阻和汇流带间距，有2.5mm、4mm、6mm三种规格。
5.3使用温度
接线盒同组件一起工作，对环境的适应性要较强。在温度方面，目前的标准是-40℃~85℃。
接线盒同组件一起工作，对环境的适应性要较强。在温度方面，目前的标准是-40℃~85℃。
5.4结温温度
二极管结温会影响其截止状态下的漏电流，一般来说，温度每升高十度，漏电流会增大一倍。因此有必要在使用时，二极管的额定结温温度要高于实际结温温度。例如2AP1型锗二极管，在25时反向电流若为250uA，温度升高到35，反向电流将上升到500uA，依此类推，在75时，它的反向电流已达8mA，不仅失去了单方向导电特性，还会使管子过热而损坏。
实际的结温温度用以下方法测量：
把组件放在75度烘箱中制热稳定，在二极管中通组件的实际短路电流，热稳定后（例如1h），测量二极管的表面温度，根据以下公式计算实际结温：
Tj=Tcase + R*U*I
其中R为热阻系数，由二极管厂家给出，Tcase是二极管表面温度（用热电偶测出），U是二极管两端压降（实测值），I为组件短路电流。计算出的Tj不能超过二极管规格书上的结温范围。
测试二极管结温温度合格与否的方法为：
组件整体加热到75℃，通入Isc的反向电流持续1h后，所测旁路二极管的温度应低于其最高工作温度。随后再将通入的反向电流增加到1.25倍Isc，持续1h，旁路二极管应不失效。
6.1测试
接线盒在使用之前要进行测试，主要项目有外观、密封性、防火性等级、二极管是否合格等。
测试的明细如下表：
6.2使用
1.使用之前请确定接线盒经过测试并合格。
2.下生产指令单之前，请先确定接线端子间距，以便确定排版工艺。
3.装接线盒时打胶要均匀、全面，保证盒体与背板之间完全密封。
4.安装接线盒请务必分清楚正负极。
5.接触式接线端子在连接汇流带时请务必检验汇流带与接线端子之间的拉力是否足够。
6.焊接式接线端子，在使用时，焊接时间不要太长，以免损坏二极管。
6.焊接式接线端子，在使用时，焊接时间不要太长，以免损坏二极管。
7.安装盒盖时请务必用力卡牢。
竭诚为您提供优质文档/双击可除光伏组件接线盒规范 篇一：光伏接线盒认证技术规范(初稿) cgc 北京鉴衡认证中心认证技术规范 cgc/gF00x：20xx 地面用光伏组件接线盒技术要求和试验方法 technicalspecificationsandtestmethodsofjunctionboxe susedin terrestrialpVmodules (备案稿) 200x-x-xx发布200x-x-xx实施 北京鉴衡认证中心发布 目次 前言................................................. (iii) 标题：地面用光伏组件接线盒技术要求和试验方
法 (1) 1范围................................................. .. (1) 2规范性引用文件................................................. (1) 3术语和定义................................................. . (2) 4技术要求................................................. (5) 4.1概述................................................. (5) 4.2电击防护................................................. .. (5) 4.3接口及连接方法................................................. .. (6)
太阳能光伏组件接线盒测试常见问题分析 摘要：本文阐述了户外组件使用中因接线盒问题引起的故障，以及 TUV、UL 认证测试过程中因接线盒问题而出现的失败项，从技术角度对接线盒的质量进行初步分析和探讨。 光伏组件接线盒的主要作用是连接和保护太阳能光伏组件，传导光伏组件所产生的电流。光伏组件接线盒作为太阳能电池组件的一个重要部件，是集电气设计、机械设计和材料应用于一体的综合性产品，为用户提供了太阳能光伏组件的组合连接方案。 目前，中国组件制造商生产的组件很多都存在不少的质量问题和隐患，而其中很大一部分组件质量问题来自于接线盒自身的设计和品质。作为光伏组件制造商的配套企业，接线盒制造商不仅需要对组件制造商负责，更需要对终端客户负责，特别是对使用过程中人身安全的保护。所以，优化接线盒结构设计、提高质量是所有接线盒制造企业的首要任务。 常州天华新能源科技有限公司（简称“天华新能源”）下属常州华阳光伏检测技术有限公司（简称“华阳检测”，于 2009 年 12 月获得了 CNAS 实验室认可，认可范围包括光伏组）件、光伏材料共 119 项检测能力。公司自 2008 年开始进行接线盒检测（依据标准： VDE0126-5:2008），讫今共完成 30 家接线盒供应商、50 多款接线盒的检测和质量分析，获得了大量的检测数据。 结合光伏组件户外使用的实际情况，我们总结出目前接线盒常见失败项目主要有：IP65防冲水测试、结构检查、拉扭力试验、湿漏电试验、二极管温升试验、环境试验、750℃灼热丝试验。 接线盒测试常见失败项目统计图：
注：每种测试按照100% 考虑一、户外组件因接线盒问题引起的故障图片 接线盒引线端子烧毁
光伏组件问题系列总结——接线盒选择及安装过程注意事项 1.0绪论 如何选择性价比好的原材料是各组件企业首先考虑的问题，多数企业在选择接线盒时比较注重的是该厂家的产品是否通过相关的国际认证，如德国TUV认证或者美国UL认证。通过认证的产品是企业优先选择的对象。TUV莱茵集团目前采用的标准E D IN EN50548 （VDE0126-500）：:210-02对光伏组件接线盒进行安全方面的认证。但如何将众多原材料合理的运用到组件制作中，使其成为合格优秀的产品是光伏企业值得思考的问题。 2.0接线盒的选择 首先介绍一下接线盒的作用： 1.引出光伏组件内电流，使其更好的与其他设备连接，便于安装； 2.保护光伏组件的电器、防止水汽进入是电器导电，造成安全隐患。 3.对于工作中的组件，可以防止热斑效应的发生。 2.1接线盒选型 除选择通过各项认证的接线盒外，还需考虑不同规格的组件选择不同的接线盒来满足功率输出和安全使用的要求。选择合适的接线盒有以下几点需要注意：组件的类型、输出功率、电性能参数、引出线的数量等。
2.2接线盒外形 根据接线盒的外形来分，样式比较繁多，就平时电站上常用款式来看，分为盒顶有装饰（凸形）与无装饰两种，盒顶有装饰的，凸出部分宽度在25mm-35mm左右。制作组件时，背板开口的位置需要考虑这一距离，保证接线盒安装在组件上的美观性。 2.3接线盒检验 3.0接线盒安装过程注意事项 1.针对接线盒设计不同，需制定不同的打胶工艺，若操作不当则引起接线盒渗水， 导致使用过程中接线盒渗水后元器件短路，若做TUV、UL等相关实验室湿漏电流测试失败，下图列举几种打胶方式：
Photovoltaic Junction Box
1 Affixing the base part The particularly easy, fast and safe installation is the main feature of Weidmüller’s new photovoltaic junction box – for manual as well as for fully automated production processes. Only three small work steps are necessary to mount the two-piece housing at the rear side of the solar panel and to connect the solder ribbons. Photovoltaic Junction Box The first step is to affix the ribbon carrier near the solder ribbons. This is done by means of a prefixed adhesive pad that furthermore only needs removal of the protective sheet. The fact that the Weidmüller system does not require exact positioning may be extra helpful.
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光伏接线盒全面解析 前言 在光伏发电系统中，如果光伏接线盒选取不当，可使电池板烧毁甚至整个光伏系统崩溃。俗话说得好，“切莫因小失大”。 作为太阳能电池组件的一种连接器，光伏接线盒主要的作用就是将太阳能电池模块产生的电能经电缆导出。由于太阳能电池使用场合的特殊性和其本身的昂贵价值，光伏接线盒必须经过特殊设计才能满足太阳能电池组件的使用要求。 一、功能 光伏接线盒主要具有两种功能：基本功能为连接光伏组件和负载，将组件产生的电流引出并产生功率。附加功能为保护组件引出线，防止热斑效应。 1.1连接 接线盒作为连接器，起到连接太阳能组件与逆变器等控制装置的桥梁作用。接线盒内部通过接线端子和连接器将太阳能组件产生的电流引出并导入到用电设备中。 为了尽量减小接线盒对组件功率的损耗，接线盒所用的导电材料要求电阻小，和汇流带引出线的接触电阻要小。 1.2保护 接线盒的保护作用包括三部分，一是通过旁路二极管防止热斑效应，保护电池片及组件；二是通过特殊材料密封设计防水防火；三是通过特殊的散热设计降低接线盒的工作温度，减小旁路二极管的温度，进而降低其漏电流对组件功率的损耗。 二、性质 2.1耐候性 耐候性是指：材料如涂料、塑料、橡胶制品等，应用于室外经受气候的考验，如光照、冷热、风雨、细菌等造成的综合破坏，其耐受能力叫耐候性。 接线盒暴露在环境中的部分为盒体、盒盖及连接器（PC），它们都是由耐候性强的材料制作，目前最常用的材料为PPO（聚苯醚），它是世界五大通用工程塑料之一。具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高、电性能优良等优点。另外，聚本醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一，几乎不受温度、湿度的影响，可用于低、中、高频电场领域。PPO的负荷变形温度可达 190℃以上，脆化温度为-170℃。 2.1.1耐高温高湿 组件的工作环境非常恶劣，有的工作在热带地区，日平均温度非常高；有的工作温度非常低，如高海拔地区、高纬度地区；有的昼夜温差非常大，如沙漠地区。因此要求接线盒要有优良的耐高温，耐低温性能。 耐候性测试如下表所示：
说明书 一种接线盒自动焊接机 （一）技术领域 本发明涉及一种专用于接线盒上二极管焊接的自动焊接机。 （二）背景技术 光伏接线盒内设置二极管，现有技术中，二极管焊接在接线盒内时，是通过手工操作的，虽然也有一些自动焊接机，但是焊接效果不理想，经常有较多虚焊、漏焊现象，需要手工返修。 （三）发明内容 为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种专门应用在接线盒的自动焊接机。 本发明解决其技术问题的技术方案是： 一种接线盒自动焊接机，其特征在于，包括： 运送机构，包括固定在底座上且可容置接线盒左右横向滑动的滑轨，滑轨的一端设置入料口，入料口处设置入料汽缸，滑轨的另一端 设置出料口，出料口处设置出料汽缸； 入线机构，包括设置在滑轨前侧的固定架，固定架上设置有焊锡 盘固定轴，焊锡盘套设在焊锡盘固定轴上，焊锡盘固定轴与滑轨之间 设置有转动轴，转动轴连接一电机的输出轴，转动轴的外表面同轴固 定有齿轮，齿轮的下方设置有限位管，限位管的上端口朝向焊锡盘固 定轴，限位管的下端口朝向滑轨，限位管的中部或下端还设置一限位槽，限位槽与下端口连通，所述的齿轮嵌设在所述的限位槽内，所述 的转动轴与滑轨之间还设置定位管，定位管的上端口朝向限位管，定 位管的下端口朝向滑轨，齿轮、限位管、定位管的个数与接线盒上的
焊接点个数相对应，所述的限位管通过限位管固定机构固定在固定架上，所述的定位管通过定位管固定机构固定在固定架上，所述的焊锡 盘上的焊锡线从限位管上端口穿入并从下端口穿出其间经过齿轮下方 的限位槽，然后穿入定位管，再从定位管的下方穿出并位于接线盒焊 接点上方，所述的焊锡线紧贴于齿轮下方且能被所述的齿轮驱动前行； 热焊机构，包括设置在滑轨上方的热焊头，热焊头的底面设置对 应接线盒焊接点的焊接头，焊接头接触连接电加热管，所述的热焊头 固定在可上下运动的气缸杆上，所述气缸杆的气缸固定在固定架上； 控制机构，包括控制器，所述的气缸、入料气缸、出料气缸、电机、电加热管均分别连接控制器。 作为优选，气缸固定一横杆，横杆的两端伸出在气缸的左右两侧， 固定架上设置两纵向方向的滑槽，横杆的两端分别伸入滑槽内，并通 过固定螺杆固定。 作为优选，滑轨内侧设置红外感应装置。 作为优选，入料气缸的气缸杆左右横向设置，所述的出料气缸的 气缸杆前后纵向设置。 作为优选，滑轨的后侧与滑轨同向架设有固定杆，所述的滑轨的 后侧对应出料口位置处还固定一前后纵向方向的置料杆。 作为优选，定位管分别固定在一横向设置的连接杆上。 接线盒从滑轨的入料口处推入，然后通过入料气缸横向推动接线盒，滑轨一侧红外感应装置接收信号，则通过控制器控制气缸使得热焊机构的热焊头向下运动，热焊头通过电加热管加热的，热焊头对二极管进行焊接。其中焊锡线的输送通过入线机构实现，焊锡线从焊锡盘上引出后进入限位管后再经过定位管位于接线盒焊接点上方。需要补充焊锡线时，
光伏接线盒*概述 光伏接线盒是介于太阳能电池组件构成的太阳能电池方阵和太阳能充电控制装置之间的连接器，其主要作用是连接和保护太阳能光伏组件，将太阳能电池产生的电力与外部线路连接，传导光伏组件所产生的电流。接线盒应和接线系统组成一个封闭的空间，接线盒为导线及其连接提供抗环境影响的保护，为带电部件提供可接触性的保护，为与之相连的接线系统减缓拉力。 光伏组件接线盒的光伏组件接线盒作为太阳能电池组件的一个重要的部件，是一门集电气设计、机械设计与材料科学相结合的跨领域的综合性设计产品。目前，中国组件产品很多都存在隐患，而其中很大一部分组件质量问题来自于接线盒自身的设计和品质。 光伏接线盒*技术指标 (以160-185W组件接线盒为主) 额定电流：16A 额定电压：DC 1000V 使用温度：-40℃～+85℃ 安全等级：calss Ⅱ 防水等级：IP65 连接线规格：4平米电缆; 电缆尺寸： 90MM长; 原材料：美国GE或其它的PPO材料，具有抗紫外线的能力; 光伏接线盒*产品特性 (一)外壳有强烈的抗老化、耐紫外线能力; (二)符合于室外恶劣环境条件下的使用要求; (三)优秀的散热模式和合理的内腔容积来有效降低内部温度，以满足电气安全要求; (四)良好的防水、防尘保护、防触电保护，为用户提供安全的连接方案。 (五)自锁功能使连接方式更加便捷、牢固 光伏接线盒*功能特点 光伏接线盒的功率是在标准条件：温度25度，AM1.5, 1000W/M2下测试出来的。一般用WP表示，也可以用W表示。在这个标准下测试出来的功率称为标称功率。 1.外壳采用进口高级原料生产，具有极高的抗老化，耐紫外线能力;
第３２卷第１期大学物理实验 Ｖｏｌ.３２Ｎｏ.１２０１９年２月 ＰＨＹＳＩＣＡＬＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＯＦＣＯＬＬＥＧＥ Ｆｅｂ.２０１９ 收稿日期:２０１８￣１１￣２０ 基金项目:国家级大学生创新创业训练计划支持项目(２０１８１０３４００３２)?通讯联系人 文章编号:１００７￣２９３４(２０１９)０１￣００７６￣０４ 关于光伏接线盒散热性影响因素的研究 王颖亭?竺江峰??胡晓飞?谷程鹏?龚玉刚?李雪梅 (浙江海洋大学?浙江舟山一３１６０００) 摘要:通过对比研究市场上现有光伏接线盒的散热性能?对接线盒进行改进?从盒盖形状二散热 模式二焊接方式三方面考虑?创新光伏接线盒组件?使之成为能够大幅度提高能源效率的工具?在太阳能电池进行光电效应时?避免大量的热量堆积?导致效率降低?并且从环保和便捷角度?新接线盒将具有取材简便二制作简单等特点?在绿色二环保二可持续发展中发挥重要作用?关 键 词:光伏效应?新能源?接线盒?散热? 中图分类号:Ｏ４３３ 文献标志码:Ａ ＤＯＩ:１０.１４１３９/ｊ.ｃｎｋｉ.ｃｎ２２￣１２２８.２０１９.０１.０１９ １一研究概述 １.１一研究背景 在近几年的能源市场中?新能源技术越来越被重视?在新能源中占主要地位的太阳能技术的运用?在近几年也得到了大力的推广?太阳能作为可再生能源?无论从环保还是可持续性利用的角度?都被人类广泛选择并应用于社会生产中?具有良好的发展前景? 光伏发电正逐渐为全球的能源技术市场提供自己的一份力量?我国各大能源企业将目光聚焦于此?建立太阳能组件系统?各大企业普遍所研究热点是电池技术?组件转换效率提升等?往往忽视了太阳能用零部件发挥着举足轻重的作用?零件虽小但却不可或缺?当好的电池技术搭配好的组件?才能实现能源的最优利用?避免在使用过程中出现危害?接线盒便是这众多关键零部件之一?在整个系统中?光伏接线盒是介于太阳能电池组件构成的太阳能电池方阵和太阳能充电控制装置之间的连接器?其主要作用是连接和保护太阳能光伏组件?将太阳能电池产生的电力与外部线路连接?传导光伏组件所产生的电流?接线盒应和接线系统组成一个封闭的空间?接线盒为导线及其连接提供抗环境影响的保护?为带电部件提供可接触性的保护? 光伏组件接线盒作为太阳能电池组件的一个重要的部件?是一门集电气设计二机械设计与材料科学相结合的跨领域的综合性设计产品?目前?中国组件产品很多都存在隐患?而其中很大一部分组件质量问题来自于接线盒自身的设计和品质?１.２一研究内容 光伏接线盒内温度升高的原因主要是二极管和环境温度?二极管在导通时会产生热量?同时?由于二极管和接线端子存在接触电阻?也会产生热量?另外?环境温度升高也会使接线盒内部温度升高? 接线盒内容易受高温影响的部件为密封圈?二极管?高温会加速密封圈的老化速度?影响接线盒的密封性?二极管内部存在反向电流?温度每升高１０??反向电流就会增大一倍?反向电流会减小组件产生的电流?影响组件的功率?所以?接线盒必须具备优良的散热性?或作特殊的散热设计[１?２]? 常见的散热设计为安装散热片?但是安装散 热片并没有彻底解决散热问题?因为如果在接线盒内部安装散热片?虽然暂时降低了二极管的管温?但是仍然会使接线盒温度升高?影响橡胶密封圈的使用寿命?如果安装在盒外面?一方面会影响接线盒整体的密封性?也会容易使散热片被腐蚀?
太阳能光伏接线盒简介 太阳能光伏接线盒，英文名字为：PV JUNCTION BOX ，是安装在光伏组件背面的一个防水接线盒，通过它可以十分方便地与外电路连接。附图如下： 光伏接线盒
组成连接系统 太阳能光伏接线盒其实就是直流汇线盒，在一个太阳能组件中，把单个电池串联起来，以获得更高的电压。如下图为内部电路结构：
加装二极管的作用主要是：防止反向充电损坏光电池；防止一个光电池断路整个光电池组都无法使用 举例200W左右的光伏接线盒一般技术指标： ●外壳有强烈的抗老化，耐紫外线能力（一般为GE公司专用的PPO材料）； ●符合于室外恶劣环境条件下的使用； ●根据需要可以任意内置2～6个接线端子； ●所有的连接方式采用插入式连接 主要技术规格： ●最大工作电流16A ●最大耐压1000V ●使用温度-40～90℃ ●最大工作湿度5%～95%（无凝结） ●防水等级IP65 ●连接线规格4mm 需要符合的标准和认证： 国外的著名品牌,如瑞士的MC,德国的Tyco,日本的Yukita等。 在光伏组件认证领域，德国莱茵TüV具有着很高的知名度和认可度。为了避免重复测试以及为客户节省认证费用，对于光伏组件中所应用到的光伏零部件，德国莱茵TüV可以为其出具相关的认证证书。对于光伏零部件厂商而言，在取得德国莱茵TüV颁发的认证证书之后，其产品可以被多个组件厂家所采用而不用增加额外的测试；对于光伏组件厂商而言，选用德国莱茵TüV认证过的光伏零部件，可以节省其认证费用，同时降低认证中可能的失败风险。 PV电线电缆认证要求： 1、德国– VDE Mark, Germany Baurat Mark 1）电线电缆，DKE/AK 411.2.3 Leitungen für PV-Systeme ; 2）连接器, DIN V VDE V 0126-3 Connector for photovoltaic systems – Safety requirements and tests; 3）接线盒, DIN V VDE V 0126-5 Junction boxes for photovoltaic modules; 2、美国– UL Mark 1) 电线电缆，UL 4703 Outline for Photovoltaic Wire; 2) 控制器及连接设备，UL 1471 Inverters, Converters, Controllers and Interconnection System Equipment for Use With Distributed Energy Resources;
光伏接线盒的细节 光伏接线盒应用在光伏组件太阳电池板背面的背板上，通过内部的端子与组件汇流条连接将电池组件产生的电能输出到外部系统中，外部再经过电线线路，控制器，逆变器，蓄电池等元器件将电能输出到用户或储存再使用。接线盒在应用中的一些细节如下： 1．盒体选材：常用PPO它具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等优点。另外，聚苯醚还具有耐磨、无毒、耐污染、耐候性好等优点。PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一，几乎不受温度、湿度的影响，可用于低、中、高频电场领域。当然在使用时要求不能掺杂回收料，否则其性能依然会打折扣。 2. 密封圈选材：硅胶，其最突出性能是： a．耐温特性好产品的热稳定性高，高温下（或辐射照射）分子的化学键
不断裂、不分解。硅胶不但可耐高温，而且也耐低温，可在一个很宽的温度范围内使用。无论是化学性能还是物理机械性能，随温度的变化都很小。 b．耐候性好自然环境下的使用寿命可达几十年。 c．电气绝缘性能好，硅胶是一种稳定的电绝缘材料，被广泛应用于电子、电气工业上，除了具有优良的耐热性外，还具有优异的拒水性，这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的保障。 3. 端子选材红铜（紫铜）表面电镀处理。紫铜，铜+银 CuAg：≥99.90 %具有良好的导电、导热性能。
4.二极管选择：国内二极管（价格相对比较便宜）与进口二极管（Diotec二极管，比同类产品具有更好的电性表现，特别在大电流，高电压方面，独具 优势，价格相对较高）。
4.二极管与金属端子多点大面积接触，便于散热，二极管长期稳定工作。 二极管与端子大面积接触 5.3M背胶应用，在接线盒与背板粘接硅胶未凝固前起固定定位作用，方便作业操作。 3M背胶（使用时揭掉贴膜）
光伏接线盒应用与发展 编辑：梅国军日期：20171208电源网ID：墙角梅香 一、光伏接线盒应用 1.1、应用：作为光伏组件七大材料之一，安装在光伏组件背面。(见图一，图二) 图一 图二 1.2、连接作用： 1.2.1、组件与组件的连接。(图三)
1.2.2、组件与优化器或微型逆变器的连接。(图四) 图四 1.3、旁路作用： 1.3.1、热斑效应：由于烟囱、积雪、鸟粪、树枝、落叶、晾晒(见图七)等遮挡物的存在，会引起光伏组件部分或全部面积不能正常地进行光电转换，而使内阻和功耗增大，当与其它组件串联时，其高电压或大电流会加在此组件的两端而被消耗，使此组件温升剧增，易引起电池片老化、损坏和火灾，这称之为组件的热斑效应(见图五、图六)。 图五
图七 1.3.2、肖特基二极管旁路：解决热斑效应的最佳途径就是在接线盒内增加旁路二极管(见图八)，以疏导组件阵列中的电流继续保持正常流通。 其工作原理如下：当电池片正常工作时，旁路二极管反向截止，对电路不产生任何作用；若与旁路二极管并联的电池片串被遮挡时，其电池片的阻值与压降会增大，当整体压降大于并联的二极管正向压降时，旁路二极管因电压正偏而导通，此时受遮挡的电池片被短路和保护(见图八、图九)。 图八
二、光伏接线盒的发展 2.1、光伏接线盒的发展背景 1958年，中国研制出了首块硅单晶，之后的几十年的时间国内光伏技术发展缓慢且仅仅应用于航天工业；光伏发电大规模的市场经济行为是从2000年开始，这时全球的光伏市场已经进入到新一轮的开发应用阶段，生态环境的破坏和温室效应，使世界各国和人们对新能源取代不可再生能源产生强烈需求，这一时期，国内外的太阳能行业得到了轰轰烈烈的发展。 从无锡尚德2002年9月正式投产国内第一条10MW太阳电池生产线开始，2003到2005年，在欧洲特别是德国市场拉动下，尚德和保定英利持续扩产，其他多家企业纷纷建立太阳电池生产线，中国太阳电池的生产迅速增长。 2004年，洛阳单晶硅厂与中国有色设计总院共同组建的中硅高科自主研发出了12对棒节能型多晶硅还原炉，以此为基础，2005年，国内第一个300吨多晶硅生产项目建成投产，从而拉开了中国多晶硅大发展的序幕。 2007年中国成为生产太阳电池最多的国家，产量从2006年的400MW一跃达到1088MW。 自此，中国连续多年坐稳世界第一光伏电池生产国的地位。 从2005年开始，中国光伏市场迅速崛起后，由于中国光伏制造业劳动力成本和利润都比较低，产品具有很大的竞争力；全世界的光伏电站投资方和采购商纷纷把目光转向中国，以前一直是光伏行业主流的欧州光伏制造业陷入低迷。 2.2、国内外光伏接线盒发展情况 中国光伏市场起步晚，速度快，加上接线盒原理简单，2005年之前，国内大多数的光伏接线盒厂商通过模仿国外的光伏接线盒完成第一代接线盒的生产。此后，随着国内光伏行业的爆发，接线盒技术得到了迅猛的发展，各类接线盒层出不穷，产品更新换代较快。 细数国内市场上的光伏接线盒变迁，以二极管和散热工艺的发展来说，大致经历了以下几个阶段： 与国内形成鲜明对比的是，国外接线盒制造商受累于光伏行业的低迷，后续乏力，研发技术一直处于停滞状态，近几年没有出现明显的换代产品，与国内接线盒普通已更新到灌胶散热的贴片式二极管接线盒相比，国外基本上还停留在最初的空气散热接线盒。 随着中国在2007年一跃成为世界第一太阳电池生产大国之后，经过几年的优胜劣汰，目前，国内的光伏接线盒制造工艺已经处于全球领先水平。 图十
1.1 接线盒 接线盒是集电气设计、机械设计与材料科学相结合的跨领域的综合性设计；接线盒充当"保镖"时，它利用二极管自身的性能使得太阳电池组件在遮光、电流失配等其他不利因素发生时，还能保持其能工作，适当降低损失。接线盒的作用一是增强组件的安全性能，二密封组件电流输出部分（引线部分）三使组件使用更便捷、可靠。 一般接线盒由盒盖、盒体、接线端子、二极管、连接线、连接器几大部分组成。外壳要具有强烈的抗老化、耐紫外线能力；符合室外恶劣环境条件下的使用要求；自锁功能使连接方式更加便捷、牢固；必须应有防水密封设计、科学的防触电绝缘保护，具有更好的安全性能；接线端子安装要牢固，与汇流带有良好的焊接性。 二极管分为：旁路二极管和防反冲二极管。二极管的主要功能是单向导通功能。旁路二极管主要作用是防止组件的热斑效应。在太阳能电池板正常工作时旁路二极管不会起到作用，但当遇到热斑效应时，旁路二极管会自动越过该串电池串并与其它电池串相连继续工作。现在我们所使用的旁路二极管主要的作用也就是防止电池片烧掉。防反冲二极管主要作用是组件在没有光照时防止蓄电池电流倒流。连接器、连接线要具有良好的绝缘性能，公母插头带有自锁功能是太阳能电池板与电气连接更便捷可靠。 1.1.1接线盒的基本应用 目前市场上主流接线盒品种较多，样式各异，按照与汇流条的连接方式可分为卡接式与焊接式；二者除了与汇流条的连接方式不同外，其结构基本是一致的。 常规型的接线盒基本由以下几部分构成：底座、导电块、二极管、卡接口/焊接点、密封圈、盒盖、后罩及配件、连接器、电缆线等，如图1所示：
一个简单的接线盒所需要的材料就达十多种，原材料的性能及使用寿命关乎着接线盒本身的质量，所以接线盒的材料一直受到厂商及组件厂使用者的倍加关注，表1简单的例举了接线盒原材料的材质： 接线盒在太阳能电池组件中的作用简单的来讲可以概括为两点：a)连接和传输功能，b)保护组件；它是一门集电气设计、机械设计和材料科学相结合的跨领域的综合性设计。 太阳能电池组件是通过太阳能电池进行光电转换的，而单个组件发出的电想传输到充电、控制系统中去，必须要通过接线盒进行传输；而且接线盒还是整个太阳能方阵的"纽带"，将许多组件串联在一起形成一个发电的整体，所以接线盒在太阳能应用中的作用是不容忽视的。 接线盒还有一个更重要的作用就是保护组件；当阵列中的组件受到乌云、树枝、鸟粪等其它遮挡物而发生热斑时，旁路在组件中的二极管，利用自身的单向导电性能，将问题电池、电池串旁路掉，保护整个组件乃至整个阵列，确保能使其保持在必要的工作状态，减少不必要的损失。 最理想的组件应是每片电池都应旁路一个二极管，这样才能保证组件的绝对安全，但是出于成本以及工艺角度，目前为止大家采用是一串电池旁路一个二极管，这样做是一种简单有效的办法。 1.1.2接线盒的性能 3.1接线盒性能要求及选型 由于接线盒对于组件的重要性，选择一个合适的接线盒显得尤为重要；对于一个优秀的太阳能电池组件用接线盒必须要具备以下几点性能要求： a)满足于室外恶劣环境条件下的使用要求； b)外壳有强烈的抗老化、耐紫外线能力； c)优秀的散热模式和合理的内腔容积来有效降低内部温度，以满足电气安全要求； d)良好的防水、防尘保护为用户提供安全的连接方案； e)较低的体电阻，以尽可能的减小接线盒带来的功率损耗； 具体的使用要求或指标简单的概括如下所示，表2列出了部分接线盒的性能指标，图2是接线盒测试部件拉力示意图：
温度和电流对旁路二极管热性能试验的影响 作者：于海燕 摘要：本文是在大量现场试验的基础上，严格按照IEC 61215-2005和DIN V VDE 0126-5:2008标准测试所得到分析试验数据，总结出温度和电流对接线盒旁路二极管热试验的影响。 关键字：烘箱温度 电流参数 二极管的壳体温度 光伏组件接线盒中旁路二极管一般连在几列相互并串联的电池片两端，与之相并联。当所有的电池片都被充分照射并正常地产生能量时，旁路二极管反偏，电流经各电池片流过。当流过某个电池片的电流减少而该电池片变为反偏时，与之并联的旁路二极管变为正偏而导通，电流则经旁路二极管流过，绕过了不能正常工作的电池片，从而防止该电池损坏。 从最理想的角度来说，每一个电池片都应连上一个旁路二极管，但这样就很不经济了。并且，光伏组件各电池片的位置比较集中，接上相应的二极管之后，还得为这些二极管提供充分的散热条件。因此，实际运用时一般比较合理的方法是使用一个旁路二极管为多个相互连接的电池分组提供保护。这样可以降低光伏组件的生产成本，但也会使其性能受到不利的影响。其实，若某串电池片中某一电池片的输出功率下降。那么这串电池片，其中包括那些工作正常的电池片，便会因旁路二极管的作用而与整个光伏组件系统隔离。这样就会是整个光伏组件的输出功率因某一个电池片的失效而出现过多的下降。 目前光伏组件接线盒常用的二极管多为10SQ050、10SQ045、12SQ045、10A10、MBR1545S、MBR1545CT、SB1050等，这些二极管为低功耗、超高速半导体器件, 最显著的特点为反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通门限电压和正向压降都比PN结二极管低（约低0.2V）。 IEC 61215-2005《地面用晶体硅光伏组件-设计鉴定和定型》10.18 旁路二极管热性能试验和 DIN V VDE 0126-5:2008《光伏组件接线盒》H1旁路二极管热性能试验中详细介绍了旁路二极管热性能试验具体的操作步骤，根据大量现场二极管热试验的具体数据分析，阐述温度和电流对二极管的温度的影响。 一．试验环境温度的影响 两测试标准中都规定：加热试验样品至75℃±5℃。那么样品接线盒的试验测试温度不同，对最终的测试结果有什么影响呢？以两种不同排列方式的接线盒为样品，做简单的阐述。 （一）两排二极管并联排列的接线盒（如图一）：