1金属部件造成的失效分析

1)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，拜访很多电站后会发现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，同时澳大利亚光伏安装标准AS5033也明确说明一个电站中不允许两种厂家的连接器互插。不同厂家的连接器可以“compatible”说法是不被接受的。

从图中可以看出：3分钟时互插的不同厂家连接器温度已达到160℃，功率损失为700多瓦且外壳已经出现变形特征；4分钟后互插的连接器外壳开始冒烟，而内部温度最高也达到了200℃以上，功率损耗也持续增加；5分钟后，互插的连接器已开始冒浓烟，功率损耗已达到800瓦，这时候连接器已接近失火状态。

而与之形成鲜明对比的是MC4自身公母头插合后的测试结果：除了温度有初始的90℃升高到135℃及功率损失由69W升高到73W外，外观并无明显的变化。

当然这种状态也不会持续太长时间，因为毕竟是100A的极限通流测试。但该测试却从正面直观的反映出互插带来的潜在威胁。

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(参考图)。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。

图：好的压接(左)VS差的压接(右)

涉及到压接工艺时我们需要注意剥线环节，标准中对于在剥线中切断的铜丝数是有严格规定。如果切断的铜丝较多就会影响压接及通流质量，从而造成较高的温升。而在失效的样品中我们发现：电缆在压接前内部很多铜丝已被剪断(见图)。

图：压接端铜丝断裂

2密封性能造成的失效分析

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。为了验证电缆的匹配性，在连接器组装好之后还要对其进行相关的测试。

而在失效的样品中就有两个是用了不同的电缆，且外径相差悬殊。图中的左侧图连接器一侧用的是光伏电缆(黑色)，外径为6mm，而另一侧则是用的 普通线缆(蓝色)，外径仅为4mm。将蓝色电缆端的螺帽拧开后发现可能由于密封不够竟采用了红色塑料片填充。在该种情况下连接器是很难保证其密封性，因此，在户外应用时有可能会进水进尘，从而破坏绝缘性能，进而引发火灾。

电

缆

右侧连接器的一端是黑色的光伏电缆，外径为6.1mm，而另一端则用了红色普通电缆且外径仅为3.9mm

3失效总结

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。