Rješavanje problema djelomičnog pražnjenja u fotonaponski konektorima: Tihi ubojica izolacije niza na razini korisnih sredstava

P: Kako solarni inženjeri mogu riješiti probleme i spriječiti "delimični pražnjenje" u PV konektorima, koji je poznat kao tihi ubojica izolacije uređaja u javnim uslugama?

U skladu s člankom 3. stavkom 1. stavkom 2. Pod ovim uvjetima visokog napona, manje fizičke nedostatke koje su bile bezopasne u starijim 1000V sustavima mogu izazvati destruktivni električni fenomen poznat kao djelomično pražnjenje (PD). Često se inženjeri nazivaju "tihim ubojicom", a djelomični pražnjenje je lokalizirani električni kvar koji ne može potpuno prekriti prostor između dva provodnika. To se događa unutar praznina, pukotina ili površinskih granica izolacijskog materijala unutar solarnih spojeva. Ako se ne kontrolira, PD polako i tiho uništava molekularnu strukturu polimernih kućišta, što na kraju uzrokuje katastrofalan propust izolacije, kvarove faze do zemlje i razorne požare PV lanca. Ovaj tehnički članak istražuje mehanizme djelomičnog pražnjenja u fotonaponski konektorima, kako ga riješiti na terenu i kako SUNNOM inženjerstvo konektorima sprečava njegovo pojavljivanje.

Fizika djelomičnog pražnjenja: Zašto se događa u 1500V konektorima

Da bi se djelotvorno riješilo problema s djelomičnim pražnjenjem, inženjeri moraju prvo razumjeti temeljna fizička načela koja ga pokreću. U bilo kojoj visokonaponskoj električnoj komponenti, električno polje je raspoređeno i preko provodnika i izolacijskih materijala koji ih okružuju. Česti pražnjenje nastaje kada snaga lokaliziranog električnog polja premašuje snagu dijelektričnog razgradnje malog dijela izolirnog medija:

• Dijelektorična neskladnost u prazninama: Zrak ima mnogo nižu dijeletričku konstantu i snagu razgradnje od čvrstih izolirnih polimera poput polifenileno oksida (PPO). Ako unutar oblikovanog plastičnog kućišta spoja postoji mikroskopski džep zraka ili praznina, ili ako postoji mali zračni otvor na interfejsu gdje izolacija kabla susreće zapečaćenje spoja, električno polje će se snažno koncentrirati unutar tog praznine. Budući da zrak ne može izdržati ovaj koncentrirani naponski stres, on se raspada, uzrokujući sitnu iskre ili električni pražnjenje. Ovaj pražnjenje je djelomično jer okruženje visokokvalitetne plastike sprečava da se odmah formira pun obruč kratkog spoja.
• Vlažnost i zagađenje: Kada kapljice vode ili provodljive čestice prašine (kao što su ugljikov crni ili metalni prašina) uđu u par spojeva, one formiraju lokalizirane provodljive puteve duž unutarnjih plastičnih površina. To smanjuje efektivnu udaljenost od krepljanja i razmak, iskrivljavajući električno polje i pokrećući površinske parcijalne pražnjenja.
• Visokonapetostni naponi: Prilikom prelaska s 1000V na 1500V jednokratnog struje naponi električnog polja na izolaciju spojeva povećavaju se za 50 posto. Zbog tog povišenog napona zrak unutar mikroskopskih praznina mnogo je vjerojatniji da će se ionizirati, što smanjuje prag pri kojem počinje djelomični pražnjenje.

Tiho uništavanje: Kako PD uništava izolaciju fotonaponski konektor

Česti izlučivanje je posebno opasno jer se ne može vidjeti ili čuti u ranim i srednjim fazama. To je spor, progresivan proces degradacije:

• Kemijska erozija: Svaki put kad se dogodi djelomični izlivanje, stvara se mikroskopska količina ozona, dušikovog oksida i toplote. Te visoko reaktivne kemikalije napadaju polimerne lance plastičnog kućišta, razbijajući njegovu kemijsku strukturu i smanjujući njegovu dielektričnu čvrstoću.
• Udio ugljika: Lokalna toplota mikro-izbacivanja ugljika plastiku. Ugljik je visoko provodljiv. Tijekom vremena, ti mali ugljeničeni stazi rastu poput grana drveća kroz debljinu plastičnog kućišta ili preko njegove površine, fenomen poznat kao drveće ili praćenje ugljika.
• Katastrofan preokret: Na kraju, ugljenirani put raste dovoljno dugo da prekine preostale čvrste izolacije. U tom trenutku izolacija potpuno propada, što rezultira naglim, visokim snagama DC luka, faza-do-zemlje kvar ili terminal-do-terminal kratkog spoja, koji odmah topi spojnik i može zapaliti suvu travu, krovne strukture ili kablovske posude.

Tehnike dijagnostike i rješavanja problema na licu mjesta

Budući da je djelomično pražnjenje tiho, tradicionalne metode testiranja električnom energijom često ga ne otkrivaju dok nije prekasno. Standardno ispitivanje otpora izolacije (megger) na primjer, mjeri otpornost samo u određenom trenutku pod niskim napetostima i može pokazati savršene rezultate čak i ako spojnica ima ozbiljan unutarnji PD. Da bi se utvrdio PD prije nego se dogodi katastrofalan kvar, solarni operativni i operativni timovi trebali bi koristiti napredne dijagnostičke alate:

• Ultrasonski akustični detekcija: Svaki događaj djelomičnog pražnjenja proizvodi visokofrekvencijski akustični val, obično u rasponu od 30 kHz do 100 kHz. Koristeći ručne ultrazvučne detektore ili kamere za akustično snimanje, tehničari mogu skenirati priključnice tijekom vrhunskih časova proizvodnje. Spojnici s unutarnjim PD emitiraju jasni, visokončasni zvuk praskanja ili se pojavljuju kao akustične vruće točke na ekranu kamere.
• U slučaju da se radi o električnom prometu, radi se o prometu električne energije u električnom prometu. Ključima za vezanje HFCT senzora oko PV žice kablova u blizini kombinacijska kutija , tehničari mogu pratiti ove impulse i analizirati njihove valove kako bi točno utvrdili prisutnost i težinu PD-a u uzici.
• Ograničenja toplinske slike: Infracrvena (IR) termografija vrlo je učinkovita u pronalaženju konektorima s visokim otpornošću na dodir. Međutim, IR kamere manje su učinkovite u otkrivanju ranih faza djelomičnog pražnjenja jer PD u početku stvara vrlo malo topline. Do trenutka kada spojnica pokazuje vidljivu toplinsku vruću točku zbog PD-a, izolacija je već ozbiljno ugrožena i blizu neuspjeha.

Kako SUNNOM inženjerstvo spojeva eliminira rizike od djelomičnog pražnjenja

U Wenzhou Shangnuo (SUNNOM), mi shvaćamo da sprečavanje djelomičnog pražnjenja zahtijeva pažljivu kontrolu proizvodnje, vrhunske materijale i precizne mehaničke tolerancije. Uklanjamo temeljne uzroke PD kroz sljedeće dizajn i proizvodnju protokola:

• Sklonjenje injekcijom visoke preciznosti bez praznine: Mikroskopske praznine unutar plastičnih kućišta su primarni izvor unutarnjeg PD-a. SUNNOM koristi najsavremenije, automatizirane strojeve za lipanje injekcijom s praćenjem pritiska i temperature u stvarnom vremenu. To osigurava potpunu popunjavanje šupljine, eliminirajući unutarnje praznine ili promjene gustoće u oblikovanom polimeru.
• SUNNOM-ovi spojevi proizvedeni su isključivo od čiste polifenilene/polikarbonatne oksida. Ovaj materijal visokih performansi ima iznimno visoku dielektričnu čvrstoću (obično veću od 30 kV/mm) i superiorne vrijednosti komparativnog indeksa praćenja (CTI), što ga čini iznimno otpornim na praćenje ugljika i kemijsku eroziju.
• Optimalni dizajn za pucanje i otpuštanje: Naši inženjeri dizajniraju SUNNOM konektor sa velikodušnim unutarnjim otpuštanjem (daljina kroz zrak) i puštanjem (daljina duž plastične površine). Ova strukturna separacija održava lokalizirane jačine električnog polja znatno ispod praga ionizacije zraka, čak i pod 1500V stalnim opterećenjem.
• Za zaštitu od vodljive vlažnosti i prašine, SUNNOM konektorima je omogućena ugasnica s dva prstena od visokoelastičnog silikona. Ovaj čvrsti zapečaćenje održava suho, čist zrak unutar kućišta spoja, eliminirajući putanje površine pražnjenja.

Strategije prevencije na terenu za timove za izgradnju EPC

U skladu s člankom 3. stavkom 1. stavkom 2.

• U slučaju da se ne primjenjuje, to znači da se ne može koristiti za priključivanje. Preusmeravanje stvara fizičke praznine i zračne džepove koji su vrlo skloni djelomičnom pražnjenju.
• Čistoća tijekom montaže: Neka tehničari na terenu održavaju čiste i suhe komponente prije spajanja. Svaka prljavština, znoj ili mast koja ostane na unutarnjim plastičnim površinama može započeti praćenje ugljika.
• Potpuna provjera zaključavanja: osigurati da su svi konektorji potpuno gurnuti zajedno dok se zaključavanje kartica ne čuje. Nepotpuno spajanje ostavlja veliku prazninu zraka unutar spoja, što predstavlja ogroman rizik od PD-a pod napetosti 1500V.

S obzirom na to da je SUNNOM bio u potpunosti u skladu s pravilima o zaštiti podataka, u skladu s člankom 11. stavkom 1.