CN107764430B - 导体温度检测器 - Google Patents

Abstract

本文中描述的各种实施是针对一种方法，其用于由装置检测在电气系统的某些部分处的温度的增加和采取适当响应行动。所述方法可包含测量在所述系统内的某些位置处的温度，和基于所述测量结果估计在其它位置处的温度。本文中公开的一些实施例包含组合导电与热量检测能力的集成线缆，或组合导电与热熔丝的集成线缆或连接器。

Description

导体温度检测器

相关申请

本申请要求2016年8月18日提交的题目为“导体温度检测器”的美国临时专利申请第62/376,693号的优先权，所述美国临时专利申请在此被以引用的方式全部并入。本申请还与2016年3月23日提交的题目为“导体温度检测器”的美国专利申请第15/078,450号有关，所述美国专利申请在此被以引用的方式全部并入。

背景技术

故障连接器和/或导体可造成电气系统中的组件的过热，且在一些情况下，可甚至造成点火。在过热的情况下，可并不始终触发电弧检测电路。导体的过热可为可再生电力系统(例如，光伏和风力电力系统)中的尤其严重的问题，其中归因于曝露于太阳和在发电和转换期间的组件的加热，系统组件的温度可能已经很高。另外，归因于电接触机构随着时间的过去而腐蚀，连接器可易于过热。电力系统的不邻近含有逻辑电路系统的组件的区段(例如，不邻近系统传感器和/或装置的连接器或导体区域)的过热的有成本效益的检测可为尤其有挑战性的任务。存在对于用于对此类系统中的组件的过热进行迅速检测的响应的有效解决方案的需求。

发明内容

以下发明内容是仅出于说明性目的对本发明概念中的一些的简短概述，且并不希望限制或约束本发明和详细描述中的实例。所属领域的技术人员将从详细描述认识到其它新颖的组合和特征。

本文中的实施例可使用温度感测装置，其被配置以检测电力系统内的组件的过热。

在说明性电气系统中，可将温度传感器部署于距对过热敏感的点(例如，连接点)某一段距离处。由于穿过物理介质时热量可迅速地耗散，因此可针对将传感器放置得足够靠近敏感点以测量可触发预防性动作(例如，断开连接电气系统的元件)的温度的增加来设计系统。在一些系统中，将温度传感器放置得足够靠近敏感点以检测过热可能不方便或并不有成本效益。在那些系统中，可能需要将热电偶(TC)或线性热量检测(LHD)线缆与标准系统导体组合以允许在较长距离检测过多热量。

在许多电气系统中，尤其曝露于天气条件的电气系统，连接点可对水分和灰尘的浸入最敏感，这可导致增大的电阻抗和可能的过热。在一些光伏电气系统中，故障连接器已过热，这导致毁灭性的点火。因此，许多说明性实施例包含检测在连接点处或附近(例如，温度传感器放置于连接点20cm中或内)的过热，但本公开不在那方面受到限制，且也适用于在其它位置处的过热检测。

在一些说明性实施例中，针对在温度传感器附近的连接器位置的设计可帮助检测高温。举例来说，在例如一些光伏(PV)设施的某些系统中，可通过连接两个线缆来形成连接点，其中连接点在电路(例如，例如直流到交流(DC到AC)微反相器的DC到AC反相器，或直流到直流(DC到DC)转换器)附近。在线缆具有显著长度的情况下，通过设计不对称长度的线缆，可达成每一连接点到电力装置的接近性。举例来说，每一电力装置可特征在于一根线缆0.8米长，且一根线缆0.2米长。在此情况下，如果将多个电力装置相互耦合，那么每一连接点距电力装置仅0.2米，且在那个相对短的距离处，邻近电力装置的温度传感器可检测在连接点处的过热。

在一些实施例中，可能需要检测在可能不在连接器位置附近的位置处的电导体的过热。举例来说，在一些光伏设施中，电导体的部分可与金属物体(例如，达到高温的室外金属安装结构)接触，和/或可邻近可燃媒介物(例如，木屋顶)，和/或可被动物咀嚼和损坏，从而增大了过热的风险。说明性实施例包含集成电缆，其组合电导体与热量检测装置(例如，热电偶和LHD装置)，所述热量检测装置可检测在不邻近通过连接位置部署的热传感器的位置处的过热。

过热检测系统和装置的配置可根据系统特性和要求变化。举例来说，在一些实施例中，可设定温度阈值以触发响应以防止电导体绝缘的熔化。在一些实施例中，可设定不同温度阈值以触发响应以防止木屋顶着火或沥青屋顶涂层熔化。

在一些实施例中，可在温度传感器处设定温度阈值以防止在对过热敏感的位置处到某一温度的过热。取决于两个位置之间距离、物理介质和包括电气系统的组件的材料，由在传感器位置处的温度传感器测量的温度与在对过热敏感的位置处的温度之间的关系可不同。

对潜在不安全过热条件的响应可变化。在一些实施例中，潜在不安全过热条件可触发自动动作，例如，打开安全开关以将过热点与其它电路系统断开连接。在一些实施例中，潜在不安全过热条件可触发安置在电连接点处的一或多个热熔丝的断开连接。在一些实施例中，潜在不安全过热条件可触发过热响应，例如，操作电力装置(例如，电力转换器)以减少从电源(例如，光伏发电器)汲取的功率和/或减小在电力转换器的输出端处提供的电压或电流。在一些实施例中，潜在不安全过热条件可触发过热响应，例如，触发警报系统和/或更新由系统拥有者和/或系统维护人员监测的用户接口。

在一些系统中，先前过热实例的分析可辅助预测过热事件。举例来说，系统可特征在于在过热的早期之前或时在系统的不同部分中的电压和电流电平的某些型样。由于许多系统包含操作参数(例如，电压、电流、频率、谐波含量、太阳辐照度等)的数据记录，因此，在一些情况下，有可能基于不同于温度的测量来预测过热，和采取预防性动作。

如上所指出，本发明内容仅是对本文中所描述的特征中的一些的概述。其并非详尽的，且其不应为对权利要求书的限制。

附图说明

关于以下描述、权利要求书和图式，将更好地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点。本公开借助于实例说明并且不受附图限制。

图1为根据本公开的一或多个说明性方面的用于检测电导体中的过热的方法的流程图。

图2为根据本公开的一或多个说明性方面的用于检测电导体中的过热的系统的部分示意性、部分框图。

图3为根据本公开的一或多个说明性方面的用于检测电导体中的过热的系统的部分示意性、部分框图。

图4为根据本公开的一或多个说明性方面的用于检测电导体中的过热的系统的部分示意性、部分框图。

图5说明根据本公开的一或多个说明性方面的光伏串的一部分。

图6说明根据本公开的一或多个说明性方面的光伏面板。

图7说明根据本公开的一或多个说明性方面的光伏串的一部分。

图8A描绘根据本公开的一或多个说明性方面的集成热量检测电导体。

图8B描绘根据本公开的一或多个说明性方面的集成热量检测电连接器。

图9为根据本公开的一或多个说明性方面的用于检测电导体中的过热的方法的流程图。

图10为根据本公开的一或多个说明性方面的用于预测潜在不安全条件的方法的流程图。

图11为用于进行根据本公开的方面的说明性方法中的一些的说明性分布式系统的框图。

图12描绘根据本公开的一或多个说明性方面的集成热量检测电连接器。

图13A描绘根据本公开的一或多个说明性方面的光伏串的一部分。

图13B描绘根据本公开的一或多个说明性方面的光伏串的一部分。

图13C描绘根据本公开的一或多个说明性方面的光伏串的一部分。

图14描绘根据本公开的一或多个说明性方面的集成热量检测电连接器。

图15描绘根据本公开的一或多个说明性方面的用于操作电力转换器的方法。

具体实施方式

在各种说明性实施例的以下描述中，对附图进行参看，这些附图形成这里的一部分，并且其中借助于说明展示可实践本公开的方面的各种实施例。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可利用其它实施例，且可进行结构和功能修改。

现在对图1进行参看，其展示根据本公开的一或多个说明性方面的用于检测电导体中的过热的方法的流程图。在步骤100，可将温度传感器部署于距被视为对过热敏感的点(例如，连接点，下文被称作“CP”)x[cm]的距离处。通过解出适当的热微分方程，可随由传感器测量的温度而变来估计CP处的温度。在一些实施例中，在于连接点处部署传感器和连接导体前，可凭经验确定CP处的温度与由传感器测量的温度之间的关系。举例来说，可在实验室条件中邻近导体放置传感器，其中连接点在x[cm]之外。可将连接点加热到一组不同温度，其中记录各种CP温度和对应的传感器测量结果以供未来参考。在一些实施例中，可创建查找表，所述查找表使CP处的温度与由传感器测量的温度有关。可将查找表保存到进行图1的方法的装置上的存储器，以用于在方法过程期间的参考，和/或可将查找表用以在进行图1的方法前配置装置。在一些实施例中，可使用CP温度和对应的传感器测量结果创建使CP温度的估算与传感器测量结果有关的数学模型。所述数学模型可为线性、高阶多项式、对数、指数或有理函数。举例来说，在温度传感器与CP之间的物理结构包括单种材料和/或简单几何形状的一些实施例中，线性估算可足以获得CP温度的合理准确估算。在温度传感器与CP之间的物理结构包括多种材料和/或复杂几何形状的一些实施例中，高阶多项式、对数或指数函数可提供CP温度的更准确估算。

在步骤100部署的温度传感器可耦合到通信和/或处理装置，用于接收来自传感器的测量结果，和发射和/或处理测量结果。举例来说，传感器可将测量结果输出到信息总线上，且测量结果可由控制装置(例如，微处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或其它装置)、通信装置(例如，无线收发器、电力线通信(PLC)装置和/或声学通信装置)和/或存储器装置读取。控制装置可耦合到单个装置内的传感器，或控制装置可在远处，且可处理由通信装置发射的测量结果。

在步骤101，控制装置可被配置以响应高于阈值的温度测量。可根据解出使CP处的温度与在传感器处测量的温度有关的方程或根据确定存在于在CP处的温度与由传感器测量且由如上公开的查找表存储的温度之间的关系来确定阈值。在一些实施例中，阈值可为绝对温度。举例来说，可将阈值设定到100℃、200℃或300℃。可关于在CP附近的材料的可燃性来设定固定阈值。举例来说，可使用交联聚乙烯(XLPE)、聚氯乙烯(PVC)或氯化聚氯乙烯(CPVC)来使在光伏设施中使用的导体绝缘。XLPE绝缘导体可具有90℃的额定最大导体温度、高达140℃的应急额定值和250℃的短路额定值。如果需要保护绝缘，那么可关于应急额定值设定阈值。具有PVC或CPVC绝缘或其它类型的绝缘的线缆可特征在于不同额定值，且可因此设定不同阈值。

在一些实施例中，可关于支持电气系统的结构的可燃性来设定阈值。举例来说，将许多光伏电气系统安装于具有木屋顶的建筑物上。木头开始燃烧的温度取决于木头的类型，但通常，木头的热解开始于大约250℃的温度。一些屋顶可涂布有沥青，其在约315℃下开始自燃。在一些实施例中，系统可被配置以不保护导体绝缘部免于熔化，但对保护支撑屋顶免于着火的响应可为合乎需要的。

在一些实施例中，阈值可为自适应的，且可关于先前测量的温度或先前测量的系统参数值(例如，电压、电流、太阳辐照度)来设定。举例来说，可将阈值设定为阈值[℃]＝基线[℃]+差量[℃]，其中基线[℃]可为随着时间周期过去而测量的温度，且差量可为随着时间周期过去温度的增加。举例来说，如果传感器测量稳定温度100±5[℃]达一小时，那么差量可被设定为等于50[℃]，且阈值可为100[℃]+50[℃]＝150[℃]。如果稳定温度减小到90±5[℃]达一小时，那么差量可仍被设定为等于50[℃]，且新阈值可为90[℃]+50[℃]＝140[℃]。在一些实施例中，差量可取决于基线。举例来说，如果基线＝100[℃]，那么差量可等于50[℃]，而如果基线＝90[℃]，那么差量可等于45[℃]。在一些实施例中，可关于概率函数来设定阈值。举例来说，所述方法可对连接点处的温度感兴趣，且可设定阈值使得连接点处的温度按高概率保持低于某一温度。举例来说，凭经验获得的数据和/或数学模型可指示当传感器测得100[℃]时，在连接点20cm外的温度高于90[℃]，概率达50％，且当传感器测得110[℃]时，在连接点20cm外的温度高于90[℃]，概率达80％。可选择阈值以关于连接点处的可接受温度和超过可接受温度的概率来触发响应。

在一些实施例中，可取决于其它外部变量来设定不同阈值。举例来说，可结合其它传感器测量(例如，电压、电流、太阳辐照度、水分或其它测量)来考虑温度测量。举例来说，在系统中，如果在距电连接10[cm]处测得200℃的温度且测得10[A]的电流流过连接，那么可设定第一阈值以触发响应，其中如果在距电连接10[cm]处测得180℃的温度且测得12[A]的电流流过连接，那么设定第二阈值以触发响应。

在一些实施例中，系统可被配置以响应在一段时间周期内保持高于一或多个阈值的温度。举例来说，系统可被配置以响应持续达10秒的200℃的第一阈值温度，且响应持续达12秒的160℃的第二阈值温度。

在一些实施例中，可关于温度的增加来设定阈值。举例来说，系统可被配置以响应在20秒或更少时间中10℃或更高温度的增加，而与测得的绝对温度无关。在一些实施例中，系统可被配置以响应取决于测得的绝对温度而变化的温度的可变增加，如上所述。

本文中描述的阈值仅仅是可在不同系统中使用的说明性实例。取决于系统特性和要求，其各种组合可应用于各种电气系统。在步骤102，温度传感器可开始周期性地测量用于发射到控制和/或存储器装置的温度。在步骤103，控制装置可比较测得的温度与在步骤101获得的阈值。如果温度低于阈值，那么可假定操作条件安全且正常系统操作可继续，其中方法返回到步骤102。在一些实施例中，方法可周期性地返回到步骤101，以基于当前温度测量结果重新计算阈值。如果在步骤103，测得等于或大于阈值的温度，那么方法可继续进行到步骤103，其中激活例如“高温协议”(HTP)的过热响应。在一些实施例中，HTP可包括将连接点与电流自动断开连接的控制器。在一些实施例中，HTP可包括减小流过连接点的电流的控制器，例如，通过减小从在输入端处连接到电力装置的电源汲取的功率。在一些实施例中，可经由通信装置将控制器耦合到有线和/或无线网络/因特网/企业内部网，和/或任何数目个终端用户装置，例如，计算机、智能电话、平板电脑和/或可位于网络操作中心和/或监测中心的例如服务器的其它装置。这些装置可用以产生危险条件的警告，确定危险条件有可能的时间，检测危险条件的类型和/或采取行动来将系统的某些部分降级或关断。这些警告可为音频和/或视觉的。它们可(例如)为哔哔声、音调、汽笛、LED和/或高流明LED。

现在对图2进行参看，其展示根据本公开的一或多个说明性方面的用于检测电导体中的过热的系统的部分。电力装置200可被配置以从电源(例如，PV发电机、风轮机、水轮机、电池、超级电容器、燃料电池等)接收输入电力，且将电力输出到例如电装置、电网、家庭或电池的负荷。PV发电机可包含一或多个太阳能面板、太阳能电池、太阳能屋顶板和/或太阳能面板或太阳能电池串(例如，串联串或并联串)。电力装置200可包括用于接收电力的输入导体203，和用于输出电力的输出导体204。电力装置200可包括用于功率处理、控制、监测、安全和通信的电路系统202。稍后将在本公开中更详细地描述包括电路系统202的各种元件。电路系统202可从输入导体203接收电力，且经由输出导体204输出电力。

仍然参看图2，壳体207可物理容纳包括光伏模块(例如，电力装置200)的电组件。壳体207可为闭合或部分闭合的隔室。在一些实施例中，壳体207可包括用于光伏模块(例如，PV发电机)的接线盒的一部分，或可包括被配置以配合用于光伏模块的接线盒的盖。可使用适当连接方法(例如，在此说明性实施例中，螺钉206)将输入导体203连接到壳体207。在一些实施例中，可通过焊接、夹紧或其它方法将输入导体紧固到壳体。输入导体203与电路系统202之间的电连接可由部署于螺钉206与电路系统202之间的传导路径提供。类似地，可使用适当连接方法(例如，在此说明性实施例中，螺钉205)将输出导体204物理连接到壳体207。在一些实施例中，可通过焊接、夹紧或其它方法将输出导体紧固到壳体。输出导体204与电路系统202之间的电连接可由部署于螺钉205与电路系统202之间的传导路径提供。

仍然参看图2，温度传感器201可邻近螺钉205部署，且可被配置以将温度测量结果转移到控制器或通信装置(例如，电路系统202中包含的控制器或通信装置)。在输出导体204中的一个过热的情况下，由温度传感器201测得的温度可增加。类似地，温度传感器210可与温度传感器201类似或相同，可部署于螺钉206附近，且可测量在输入导体203上或附近的温度的增加。温度传感器201和/或210可为热电偶装置、IC温度传感器、硅带隙温度传感器、热敏电阻或任何其它合适的温度传感器。

现在对图3进行参看，其说明根据说明性实施例的电路系统302，例如，可在例如电力装置200的电力装置中发现的电路系统。电路系统302可与图2中所说明的电路系统202类似或相同。在一些实施例中，电路系统302可包含电力转换器300。电力转换器300可包括直流到直流(DC/DC)转换器，例如，降压、升压、降压/升压、降压+升压、Cuk、反激和/或正激转换器。在一些实施例中，电力转换器300可包括直流到交流(DC/AC)转换器(亦称为反相器)，例如，微反相器。在一些实施例中，电路系统302可包含最大功率点跟踪(MPPT)电路306，其被配置以从电力装置耦合到的电源提取增加的电力。在一些实施例中，电力转换器300可包含MPPT功能性。MPPT功能性可包含(例如)“干扰和观察”方法和/或阻抗匹配。电路系统302可进一步包括控制装置305，例如，模拟控制装置、微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)和/或现场可编程门阵列(FPGA)。

仍然参看图3，控制装置305可通过共同总线320控制电路系统302的其它元件和/或与所述元件通信。在一些实施例中，电路系统302可包含电路系统和/或传感器/传感器接口304，其被配置以直接测量参数或从被配置以测量在电源上或附近的参数(例如，由电源输出的电压和/或电流和/或由电源输出的功率)的连接的传感器和/或传感器接口304接收测量的参数。在一些实施例中，电源可为PV发电机，且传感器或传感器接口可直接测量或接收由发电机接收的辐照度的测量结果和/或在发电机上或附近的温度。在一些实施例中，传感器301可为传感器/传感器接口304的部分，且在一些实施例中，传感器301可为单独的传感器。传感器301可与图2的温度传感器201类似或相同。举例来说，传感器301可为部署于到导体的连接附近的温度传感器，以监测在导体上或附近的温度以检测潜在过热。

仍然参看图3，在一些实施例中，电路系统302可包含通信装置303，其被配置以发射数据和/或命令和/或从其它装置接收数据和/或命令。通信装置303可使用电力线通信(PLC)技术、声学通信技术或无线技术(例如，ZIGBEE^TM、Wi-Fi、BLUETOOTH^TM、蜂窝通信或其它无线方法)来通信。.在一些实施例中，电路系统302可包含存储器装置309，用于记录由传感器/传感器接口304和/或传感器301取得测量结果，以存储代码、操作协议或其它操作信息。存储器装置309可为闪存、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、随机存取存储器(RAM)、固态装置(SSD)或其它类型的适当存储器装置。

仍然参看图3，在一些实施例中，电路系统302可包含安全装置307(例如，熔丝、断路器和残余电流检测器)。安全装置307可为无源或有源。举例来说，安全装置307可包括安置于电路系统302内且被设计成当某一电流流过其时熔化(从而断开连接电路系统302的部分以避免损坏)的一或多个无源熔丝。在一些实施例中，安全装置307可包括有源断开连接开关，其被配置以接收来自控制器(例如，控制装置305或外部控制器)的命令以断开连接电路系统302的部分，或被配置以响应于由传感器测得的测量结果(例如，由传感器301或传感器/传感器接口304测得的测量结果)断开连接电路系统302的部分。在一些实施例中，电路系统302可包括辅助电源部分308，其被配置以从耦合到电路系统302的电源接收电力，和输出适合于操作其它电路系统组件(例如，控制装置305、通信装置303等)的电力。可通过共同总线320进行电路系统302的各种组件之间的通信、电耦合和/或数据共享。

现在对图4进行参看，其说明说明性实施例的方面。电力装置400可包括外壳407，电路系统402、输入导体403、输出导体404a和404b和紧固螺钉405，其可与关于本文中公开的其它实施例说明的类似组件类似或相同。举例来说，电路系统402可包含图2中所说明的电路系统202的组件中的一些或全部。温度传感器401可与图2的传感器201和210类似或相同。在图4中描绘的说明性实施例中，无传感器邻近输入导体403部署，但替代性实施例可包含邻近输入导体403安置的传感器和/或额外传感器。连接器408a和408b可分别连接于输出导体404a和404b的末端处，且可被配置以连接到经配合以可连接到其的其它导体上的连接器。举例来说，连接器408b可为凸模连接器，且连接器408a可为内孔连接器。连接器408b可被设计成连接到类似于连接器408a的内孔连接器，且连接器408a被设计成连接到类似于连接器408b的凸模连接器。

在使用类似于连接器408a和408b的连接器的一些电气系统中，故障连接器可导致故障电连接，这可造成连接器的电弧击穿和/或过热。余热可针对连接器散布到其耦合到的导体。在一些系统中，不能检测到连接器和/或导体的逐渐过热可使导体绝缘部着火，且显著的损坏和/或危险情形可随之而来。

输出导体404a和404b可具有用于连接例如400的多个电力装置(当部署于电设施中时)的适当长度。举例来说，电力装置400可被设计为光伏(PV)模块或耦合到不同PV模块(例如，PV发电机)，且与电力装置400类似或相同的多个电力装置可串联或并联耦合以形成携带来自多个PV模块的电力的光伏串。在一些实施例中，例如400的耦合电力装置可相互隔开某一段距离地部署。举例来说，在一些实施例中，邻近电力装置可相互隔开1米或2米部署。在一些实施例中，每一电力装置可包括约相等长度的输出导体，其中导体的长度的总和约与电力装置之间的距离相同。举例来说，如果两个电力装置(例如，例如电力装置400的装置)隔开约1米部署，那么每一装置可包括各约0.5米的两个输出线缆，使得一个装置的输出导体的凸模连接器可耦合到另一装置的输出导体的内孔连接器。

在一些光伏系统中，归因于系统温度传感器与连接点位置之间的显著距离，检测连接点处的增加温度可能困难。举例来说，普通PV电力装置包含大约50[cm]与大约100[cm]长之间的线缆。当耦合两个PV电力装置时，连接器位置可在距部署于PV电力装置中的温度传感器50[cm]与100[cm]之间，这可能为在连接器位置处的过热的有效检测的过大距离。在一些实施例中，可通过靠近PV电力装置中的温度传感器的设计的连接器位置来获得增强型过热检测。

在图4的说明性实施例中，输出导体404a说明性地显著比输出导体404b短。作为数字实例，输出导体404a可为0.2米长，且输出导体404b可为0.8米长。当特征为不对称大小的输出导体的电力装置相互耦合时，导体之间的连接点可更靠近一个装置，而不是更靠近其它装置。作为数字实例，如果输出导体404a为0.2米长，且输出导体404b为0.8米长，那么当两个电力装置(例如，例如电力装置400的装置)相互耦合时，连接位置将距一个电力装置约0.8米且距另一电力装置约0.2米。如果一个输出导体非常短且另一个非常长，那么连接位置可足够靠近电路系统(例如，温度传感器401)以用于电路系统检测连接点处的热量的增加。在一些实施例中，热电偶或LHD装置可部署于电导体旁边且集成于输入或输出导体(例如，导体403、404a和/或404b)中且耦合到电路系统402中部署的控制器和/或通信装置以检测在沿着导体的任一点处的过热。

现在对图5进行参看，其说明根据说明性实施例的方面的光伏发电系统的一部分。PV面板510a、510b和510c可为串联PV串的部分。PV面板可包括被设计成接收来自PV电池(未明确说明，因为PV电池通常部署于面板的与接线盒相对的侧上)的电力的接线盒(例如，PV面板510a包括接线盒511a)。导体可携带从接线盒输出的电力。在一些实施例中，电力装置可耦合到光伏面板用于监测和/或控制由面板输出的电力或用于其它操作或安全目的。举例来说，电力装置500a和500b可分别耦合到PV面板510a和510b。电力装置(例如，电力装置500a、500b和500c)可串联耦合，以形成串联PV串。导体520可耦合到电力装置的低电压输出导体端子，所述电力装置耦合到所述串中的第一面板(在此说明性实施例中，耦合到PV面板510a的电力装置500a)，且可形成较低电压串线。可通过串联连接包括所述串的电力装置的输出导体中的其余者来形成较高电压串线。较低电压和较高电压串线可被设计成输入到适当装置，例如，直流(DC)汇流箱、电池充电电路或被设计成将由PV面板产生的DC电力转换到交流(AC)电力用于由负荷(例如，家庭、电网或电池)消耗的PV反相器。

在图5中展示的说明性实施例中，电力装置500a耦合到PV面板510a。电力装置500a经由输入导体503a从面板导体512a接收电力。电力装置500a经由输出导体504aa和504ba输出电力。类似地，电力装置500b耦合到PV面板510b。电力装置500b经由输入导体503b从面板导体512b接收电力。电力装置500a经由输出导体504ab和504bb输出电力。输出导体504ba和504ab在可邻近于电力装置500b的连接点CP处连接。如果输出导体504ba与504ab之间的连接有故障，那么连接点CP处的温度可增加，且可由电力装置500b所包括的温度传感器(例如，与如本文中所描述的传感器201、210或410类似或相同的传感器)检测到。多个电力装置可以类似方式相互耦合，从而使连接点能够邻近被配置以检测到温度增加的电力装置。

在一些实施例中，电力装置输入和/或输出导体中的一些或全部可包含被设计成响应或测量上升温度的热装置。举例来说，在一些实施例中，系统导体中的一些或全部可包含部署于被设计成携带电力的导体旁边的热电偶电线。在一些实施例中，每一系统导体可包含连接到电力装置(例如，电力装置500a)中的传感器的热电偶电线，从而使电力装置能够感测在沿着导体的任一点处的温度的上升。在一些实施例中，可通过仅在短的导体(例如，输入导体503a、503b和输出导体504aa、504ab)中部署热电偶电线来减少成本。在一些实施例中，每一系统导体可包含耦合到电力装置(例如，电力装置500a)中的控制器的线性热量检测器(LHD)。在一些实施例中，在沿着导体的任一点处的温度的上升可使LHD电线变得相互接触，从而触发可由被配置以响应于接收到脉冲而采取行动的控制器检测到的电脉冲。在一些实施例中，可通过仅在短的导体(例如，输入导体503a、503b和输出导体504aa、504ab)中部署LHD电线来减少成本。

图5说明包括耦合到PV面板的附加电力装置的系统。在一些实施例中，可将电力装置功能性中的一些或全部嵌入到PV面板接线盒内。

现在对图6进行参看，其说明根据说明性实施例的集成光伏面板。PV面板610包括PV电池(未明确描绘)和被配置以从PV电池接收电力的接线盒607。接线盒607可特征在于集成电力装置包括本文中关于说明性电力装置描述的功能元件中的一些或全部(例如，关于图3描述的电路系统302的元件中的一些或全部)。举例来说，接线盒607可包括与传感器201和210类似或相同的温度传感器、与控制装置305类似或相同的控制器和被配置以将输出导体604a和604b断开连接的例如开关的安全装置(例如，金属氧化物硅场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅极双极晶体管(IGBT)、双极结晶体管(BJT)、机电或固态继电器等)。在一些实施例中，接线盒607可包含电力转换器、通信装置和MPPT电路，其分别与电力转换器300、通信装置303和MPPT电路306类似或相同。输出导体604a和604b可被设计成携带从接线盒607输出的电力，且可分别收紧到连接器608a和608b。许多普通光伏面板特征在于为约相同长度且可具有用于邻近PV面板相互连接的适当长度的输出导体。在本公开的一些实施例中(例如，在图6中展示的实施例中)，一个导体可比另一个长。举例来说，输出导体604b可显著比输出导体604a长。作为数字实例，输出导体604b可为约1.8米长，且输出导体604a可为约0.2米长。

在一些实施例中，使用不对称导体连接PV面板增大了检测到归因于故障连接的温度上升的可能性。现在对图7进行参看，其展示根据说明性实施例的PV串的一部分。PV面板710a、710b和710c可串联连接以形成PV串的部分。PV面板可包括被设计成从PV电池(未明确说明，因为PV电池通常部署于面板的与接线盒相对的侧上)接收电力的接线盒(例如，PV面板710a包括接线盒711a)。导体可携带从接线盒输出的电力。导体720可耦合到所述串中的第一面板(在此说明性实施例中，PV面板710a)的低电压输出导体，且可形成较低电压串线。可通过串联连接包括所述串的PV面板的输出导体中的其余者来形成较高电压串线。较低电压和较高电压串线可被设计成输入到适当装置，直流(DC)汇流箱、MPPT电路、电池充电电路或被设计成将由PV面板产生的DC电力转换到交流(AC)电力用于由负荷(例如，家庭、电网或电池)消耗的PV反相器。

在图7中展示的说明性实施例中，PV面板710a耦合到PV面板710b。导体720可耦合到连接点CPa处的面板710a的较低电压导体704aa。可通过将面板710a的输出导体704ba连接到在连接点CPb处的面板710b的输出导体704ab而将PV面板710a耦合到PV面板710b。如果输出导体704ba与704ab之间的连接有故障，那么连接点CPb处的温度可增加，且可由安置于接线盒711b中的温度传感器(例如，与如本文中所描述的传感器201、210或410类似或相同的传感器)检测到。可以类似方式将多个PV面板相互耦合，从而使连接点能够邻近被配置以检测温度的增加的PV面板。

在一些实施例中，PV面板输出导体中的一些或全部可包含被设计成响应或测量上升温度的热装置。举例来说，在一些实施例中，输出导体中的一些或全部可包含部署于被设计成携带电力的导体旁边的热电偶电线。在一些实施例中，每一系统导体可包含连接到接线盒(例如，接线盒711a)中的传感器的热电偶电线，从而使传感器能够感测在沿着导体的任一点处的温度的上升。在一些实施例中，可通过仅在短导体(例如，输出导体704aa、704ab)中部署热电偶电线来减少成本。在一些实施例中，每一系统导体可包含耦合到接线盒(例如，接线盒711a)中的控制器的线性热量检测(LHD)。在一些实施例中，在沿着导体的任一点处的温度的上升可使LHD电线变得相互接触，从而触发可由被配置以响应于接收到脉冲而采取行动的控制器检测到的电脉冲。在一些实施例中，可通过仅在短导体(例如，输出导体704aa、704ab)中部署LHD电线来减少成本。

现在对图8A进行参看，其说明根据说明性实施例的集成电缆。集成线缆800可包括导体801和热量检测器802。导体801可由铜、铝或其它适当传导材料制成。在图8A的说明性实施例中，说明具有单一导体的导体801。在一些实施例中，导体801可包括若干单独的导体(例如，2、3、4、5、10、20或甚至40个导体)，每一个都由适当传导材料制成。热量检测器802可包括电线803和804。在一些实施例中，电线803和804可缠绕在一起以形成被配置以测量接触点处的温度的热电偶对。举例来说，电线803和804的末端可在PV串中的连接点处耦合，其中位于电力装置(例如，电力装置400的温度传感器401)或PV接线盒(例如，接线盒711a)中的温度传感器经由热电偶对测量接触点处的温度。如果测得高于某一阈值的温度，那么根据本文中公开的实施例，耦合到传感器的控制器和/或通信装置可采取行动(例如，报告潜在危险情形或将电路断开连接)。

仍然参看图8A，在一些实施例中，热量检测器802可为线性热量检测器(LHD)。可使电线803和804绝缘，其中绝缘部被设计成在某一温度下熔化，从而创造电线803与804之间的电接触。举例来说，电线803与804之间的绝缘部可被设计成在关于本文中描述的准则设定的阈值温度下熔化。普通LHD装置特征在于被设计成在约90℃、105℃、135℃和180℃下熔化的绝缘部。倘若在集成线缆800中的任一点过热，那么局部温度可上升高于阈值温度，从而使电线803和804电接触，这可创造短路。电线803和804可耦合到电力装置(例如，电力装置400的温度传感器401)或PV接线盒(例如，接线盒711a)，所述电力装置或PV接线盒包括被设计成检测短路的电路系统，且在检测后，根据本文中公开的实施例，耦合的控制器和/或通信装置可采取行动(例如，报告潜在危险情形或将电路断开连接)。

在一些说明性实施例中，电线803和804可密闭在绝缘部806中，从而创造与导体801的额外分开和隔离。在一些实施例中，额外绝缘部可并非必要。集成线缆800可包含外壳805，其密闭导体801和热量检测器802以用于快速且容易的部署。

在一些实施例中，热量检测器802可包括串联耦合到单一电线的热敏电阻或电阻温度计，其中周期性地测量电线电阻以检测可指示过热的电阻的改变。可以各种方式测量电线电阻，例如，在电线末端与测量电流之间施加电压。

与集成线缆800类似或相同的集成线缆可用于各种系统中。在一些实施例中，PV面板或其它电源可包括提供电连接连同热量检测能力的一或多个集成线缆。举例来说，PV面板(例如，PV面板610)可包含可为“规则”导体的输出导体(例如，输出导体604b)，和包括集成线缆(例如或类似于集成线缆800)的一个输出导体(例如，输出导体604a)。在一些实施例中，PV电力装置(例如，电力装置400)可包括一或多个集成线缆。举例来说，PV电力装置(例如，电力装置400)可特征在于可为“规则”导体的一个输出导体(例如，输出导体404b)，和包括集成线缆(例如或类似于集成线缆800)的一个输出导体(例如，输出导体404a)。在一些实施例中，PV电力装置可具有包括集成线缆的一或多个输入导体(例如，输入导体403)。在一些实施例中，集成线缆可部署于家庭、工厂、购物商场中，或热量检测能力可增强电安全的任一其它电气系统中。集成线缆可部署于电气系统的特别敏感的部分中，或更广泛地跨全部系统部署。

现在对图8B进行参看，其说明根据本公开的一或多个说明性方面的集成热量检测电连接器。集成连接器811可包括外区段815、导体接脚812和温度-装置接脚813和814。在一些实施例中，集成线缆810可耦合到集成连接器811。集成线缆810可与图8A的集成线缆800类似或相同，其中与导体801类似或相同的导体耦合到导体接脚812，且与电线803和804类似或相同的电线耦合到温度-装置接脚813和814。在一些实施例中，与集成连接器811类似或相同的连接器可为例如PV电力装置(例如，DC/DC转换器或DC/AC反相器)的电装置的部分，其中导体接脚812将输入电流携带进或出电装置，且温度-装置接脚813和814耦合到适当控制装置。

仍然参看图8B，集成连接器821可包括外区段825、导体腔822和温度-装置腔823和824。在一些实施例中，集成线缆820可耦合到集成连接器821。集成线缆820可与图8A的集成线缆800类似或相同，其中与导体801类似或相同的导体耦合到导体腔822，且与电线803和804类似或相同的电线耦合到温度-装置腔823和824。在一些实施例中，与集成连接器821类似或相同的连接器可为例如PV电力装置(例如，DC/DC转换器或DC/AC反相器)的电装置的部分，其中导体腔822将输入电流携带进或出电装置，且温度-装置腔823和824耦合到适当控制装置。

集成连接器811和821可被设计成配合在一起用于相互连接。导体接脚812可被设计成配合到导体腔822内，且温度-装置接脚813和814可被设计成配合到温度-装置腔823和824内。当与集成连接器811和821类似或相同的集成连接器相互连接时，其相应的传导和温度检测元件可相互耦合，用于传导和温度检测元件的串联成串。

返回参看图7，在一些实施例中，连接点CPa和CPb可包括与集成连接器811和821类似或相同的集成连接器。导体720和/或导体704aa、704ba、704ab和704bb可与集成线缆800类似或相同。在一些实施例中，(图7中未明确描绘的)系统控制装置可为耦合于较高电压与较低电压电力线之间的电装置(例如，DC/DC转换器、DC/AC反相器和/或用以并联耦合多个光伏串的光伏汇流箱)的部分。使用集成连接器连接集成线缆(例如，导体720、704aa、704ba、704ab和704bb)可耦合热装置(例如，热电偶、LHD)，可使系统控制装置能够检测图7中描绘的PV串的部分中的任一点处的过热，而不需要控制器在多个位置中的部署。

现在对图9进行参看，其展示根据本公开的一或多个说明性方面的用于检测电导体中的过热的方法的流程图。在步骤900，配置热量感测装置。热量感测装置可为热电偶、LHD或类似热量检测装置。配置热量感测装置可包含一或多个设计步骤。举例来说，如果热量检测装置为LHD，那么配置装置可包含选择在适当温度下熔化的绝缘部。如果热量检测装置为热电偶装置，那么配置装置可包含将装置耦合到控制器，和设定控制器可解译为潜在不安全温度的阈值温度。在步骤901，热量感测装置可与导体一起部署于与集成线缆800类似或相同的集成线缆中。部署所述装置可包括将集成线缆物理连接到其它系统装置，作为例如PV设施的电气系统的构造的部分。步骤902到904可与图1的步骤102到104类似或相同。

在一些实施例中，可能需要记录在“正常”系统操作期间的温度测量结果，以既提供实时操作信息，又预测未来系统事件。举例来说，返回参看图3，电路系统302可包括通过共同总线320耦合到存储器装置309的传感器301、通信装置303和控制装置305。由传感器301测得的测量结果可存储于存储器装置309上，由控制装置305处理和/或经由通信装置303传达到外部存储器或控制装置。由传感器301和/或传感器/传感器接口304取得的测量结果可由一或多个控制/处理装置分析以用于统计图案，统计图案可启用潜在危险情形的早期检测或预测。由部署于许多装置中的许多传感器取得的测量结果可产生大的测量结果数据库。在一些情况下，可分析从稍后经历不安全条件的系统获得的测量结果以检测可在类似系统中展现且可指示即将到来的不安全条件的趋势。

可使用大量预测性模型化和/或检测技术来检测或预测从上升或高导体温度产生的不安全条件。部分列表包含贝叶斯(Bayesian)分析、机器学习、仿真神经网络(ANN)、回归分析和最大归纳(MAP)测试。举例来说，在一些实施例中，线性回归可用以模型化在导体位置处的温度与其它可测量的系统变量(例如，在其它系统位置处测得的温度、电压和电流电平、电流谐波含量、太阳辐照度和/或环境湿度水平)之间的关系。在一些实施例中，可训练ANN以仿真非线性函数，且通过使用在系统安全事件(例如，过热、点火等)前测得的历史系统数据训练来识别即将到来的导体过热情况。

作为说明性、非限制性实例，历史数据可表明，如果由距连接点20[cm]或更少距离部署的温度传感器测得的温度高于100°达10[sec]或更长，且温度正以1℃/sec或更高速率的速率上升，且流过连接点的电流为10[A]或更高，那么存在连接点过热和起火的显著概率。实际阈值可在系统间有所变化，且以上给出的那些是说明性实例。

现在对图10进行参看，其展示根据说明性实施例的一方面的流程图。在步骤110，可从传感器收集数据，且可记录“系统事件”。步骤110可在例如一天、一个月、一年或若干年的时间周期上发生。在一些实施例中，步骤110可包括从数据库采购数据。传感器数据可包含(但不限于)由电压传感器、电流传感器、辐照度传感器、温度传感器、湿度传感器和/或风传感器测得的测量结果。系统事件可包含正常、安全操作条件的周期，且还可包含(但不限于)不安全条件，例如，电弧击穿、过热、点火、系统故障和/或短路条件。在步骤111，可使用被设计成使数据测量结果的群组与某些系统事件相关的图案辨识方法来针对图案分析数据。图案辨识方法可包含监督和无监督的学习方法，且可包含各种系列的统计和/或机器学习技术。

在步骤112，所述方法开始监测系统传感器测量。可关于在步骤111检测到的图案解译测量结果。在一些实施例中，每当接收到新样本时，方法可继续进行到步骤113，且在一些实施例中，可按规则时间间隔或在接收到一系列样本后继续进行到步骤113。在一些实施例中，在步骤112获得的测量结果可添加到系统数据库，且所述方法可周期性地返回到步骤110到111，将最近样本添加到传感器数据的集合且反复地分析传感器数据的集合以用于辨识图案。

在步骤113，所述方法可基于先前测量结果和针对特性化系统所开发的模型来评估系统状态。举例来说，所述方法可确定由温度传感器(例如，温度传感器401或图4)测得的100℃的温度测量指示所述系统可处于潜在不安全条件。作为与图4中说明的说明性实施例有关的另一实例，所述方法可确定由温度传感器401进行的90℃的温度测量结合由传感器进行的85℃的先前温度测量和流过连接器408a的10[A]的电流测量(由(例如)包括电路系统402的电流传感器测量)可指示连接器408a与对应的连接器之间的潜在不安全连接。

如果在步骤113，确定系统在安全地操作，那么所述方法可返回到步骤112用于传感器测量结果的继续监测。如果在步骤113检测到潜在不安全条件，那么方法可继续进行到步骤114。在步骤114，可遵循“潜在不安全条件”协议。在一些实施例中，“潜在不安全条件”协议可包括控制器将系统的一部分与电流自动断开连接。在一些实施例中，控制器可经由通信装置耦合到有线和/或无线网络/因特网/企业内部网，和/或任何数目个终端用户装置，例如，计算机、智能电话、平板电脑和/或可位于网络操作中心和/或监测中心处的例如服务器的其它装置。这些装置可用以产生危险条件的警告，确定危险条件可能的时间，检测危险条件的类型，和/或采取行动来将系统的某些部分降级或关断。这些警告可为音频和/或视觉的。它们可(例如)为哔哔声、音调、汽笛、LED和/或高流明LED。

图10中说明的方法可由在本地或远程的一或多个控制装置进行，其中数据共享和通信发生于各种控制装置之间。

现在参看图11，其说明根据说明性实施例的系统控制架构。本地电气系统120可耦合到传感器/传感器接口121、控制器122、通信装置123和本地存储器装置124。各种本地系统装置之间的交互可类似于以上关于先前公开的实施例所描述。服务器126、数据库127和通信装置128可远程位于(例如)管理、监测或命令和控制中心处。通信装置128和123可被配置以使用有线或无线通信方法(例如，蜂窝式通信)或使用电力线通信来通信。在一些实施例中，图10的方法的步骤仅由本地控制器122进行，且在一些实施例中，步骤由本地控制器122和远程装置两者进行。举例来说，在一些实施例中，步骤110可通过采购数据和将数据存储于数据库127上来进行，步骤111可由服务器126进行，步骤112可由本地传感器/传感器接口121和控制器122进行，步骤113可由服务器126进行，且步骤114可由控制器122进行。在一些实施例中，步骤110可通过传感器/传感器接口121随着时间的过去取得测量结果且经由通信装置128和123将数据传送到数据库127来进行。在一些实施例中，在步骤114，通信装置128可将警告发送到用户接口130，从而报告潜在不安全条件。在一些实施例中，全部方法(步骤110到114)可由本地装置进行。

在本文中公开的说明性实施例中，使用光伏面板来举例说明可以使用所公开的新颖特征的能源。在一些实施例中，除了光伏面板外或替代光伏面板，电源还可以包含太阳能屋顶板、电池、风轮机或水电涡轮机、燃料电池或其它能源。本文公开的温度检测方法、预测技术和其它技术可应用于例如以上列举的能源的替代性能源，且几乎排他性地提到光伏发电机作为能源并不希望在这方面受到限制。

应注意，阐述本文中的元件之间的各种连接。这些连接被一般性地描述，并且除非另有指定，否则这些连接可以是直接或间接的；本说明书并不希望在这方面受到限制。另外，一个实施例的元件可与来自其它实施例的元件以适当的组合或子组合进行组合。举例来说，可将图8A的集成线缆800用作电力装置400的输出导体404a或用作PV面板610的输出导体604a。作为另一实例，图11中说明和关于图10的方法描述的架构也可用以实施图1的方法中的全部或部分。

现在对图12进行参看，其说明根据说明性实施例的方面的集成热熔丝1020。集成热熔丝1020可安置于壁1021与1022之间，且可包括导体1023、导体1024、球粒1025和弹簧1026。在正常操作条件期间，导体1023和1024可处于电接触以用于携带在光伏设施的一部分中的电流。弹簧1026可在壁1022与导体1024之间压缩，且可在由箭头1027指示的方向上将机械力施加到导体1024。球粒1025可安置于导体1024与壁1021之间，从而防止或限制导体1024的移动。壁1021和1022可为电连接器的部分(例如，连接器1008的两侧)，电连接器可与图4的连接器408a或408b相同或类似。连接器1008可为光伏模块连接器，例如，光伏发电机连接器或光伏电力装置连接器。在一些实施例中，壁1021和1022可为例如导体1004的电导体的侧，所述电导体可与图4的输出导体404a和404b相同或类似。球粒1025可传导性或非传导性，且可由包含例如铜、锡、银、铍或铁氧体的元素的各种材料或化合物材料制成。球粒1025可经选择以具有在适合于根据熔丝安置于其中的设施的安全要求将电路断开连接的范围中的熔化温度。举例来说，在需要响应于连接点处200℃的温度将电路断开连接的光伏设施中，可使用在大致200℃或在大约稍高于或稍低于200℃的范围中熔化或变形的球粒1025。如关于图1所论述，可取决于在可部署热熔丝1020的连接点附近的材料的可燃性来选择不同阈值。弹簧1026可类似地为传导性或非传导性。

如果在集成热熔丝1020中或处的温度达到经选择以触发电路断开连接的温度阈值，那么球粒1025可熔化、破坏或被损毁。在球粒1025熔化、破坏或被损毁后，弹簧1026可在由箭头1027指示的方向上减压，从而迫使导体1023与1024隔开，而导致开路连接。

应理解，可考虑将热熔丝的许多不同机械构造用于用作集成热熔丝的部分。举例来说，替代性构造可包含形成电流路径的部分的传导性球粒，所述球粒在预定阈值温度下熔化且使电流路径断开连接。作为另一实例，传导性弹簧可形成传导路径的部分，且可抵靠球粒压缩，于是在球粒熔化或损毁后，弹簧即减压且弹出传导路径。作为又一实例，可延长而非压缩弹簧1027，其中将球粒1025安置在弹簧1027旁边，且防止弹簧1027的压缩，其中在高温下，球粒1025可破坏或变得变形，从而允许弹簧1027压缩和分开导体1023与1024。所属领域的技术人员可了解在本文中关于在连接器或线缆中集成热熔丝用于在可再生能量产生设施中使用而描述的实施例中所涵盖的各种替代性构造。

现在对图13A进行参看，其说明根据说明性实施例的光伏串的一部分。光伏发电机1010可串联耦合以形成串联光伏串的一部分。每一光伏发电机1010可包括接线盒1011，每一接线盒1011包括由凸模连接器1008a封端的第一输出导体和由内孔连接器1008b封端的第二输出导体。每一凸模连接器1008a可被设计成连接到内孔连接器1008b。在一些实施例中，在不脱离本公开的范围的情况下，可颠倒或修改凸模连接器1008a和内孔连接器1008b在接线盒1011上的位置。接线盒1011可包括用于从光伏发电机1010接收电力且经由第一和第二输出导体输出电力的导体。在一些实施例中，接线盒1011可包括电力转换器(例如，DC到DC转换器，或例如微反相器的DC到AC反相器)，所述转换器被配置以调整转换器输入电压和/或电流以增大从光伏发电机1010汲取的功率。在一些实施例中，嵌入于接线盒1011中的电力转换器可包含最大功率点跟踪(MPPT)电路，其被配置以增大由光伏发电机1010产生的功率。在一些实施例中，接线盒1011可包括在图3中描绘和描述的电路系统和/或装置，例如，传感器304、通信装置303和/或安全装置307。

凸模连接器1008a和/或内孔连接器1008b可包括与集成热熔丝1020类似或相同的集成热熔丝。在一些实施例中，热熔丝可集成在凸模连接器中，且在一些实施例中，热熔丝可集成在内孔连接器中，从而在每一凸模-内孔连接点处提供集成热熔丝。倘若在连接点处有过温条件(例如，归因于连接器之间的故障连接)，那么集成热熔丝可跳脱，从而将光伏串断开连接且防止在连接点处的温度的继续上升。

将热熔丝(例如，集成热熔丝1020)集成到光伏连接器内可增加光伏设施的安全。通过利用光伏面板(具有或无接线盒嵌入的DC-DC或DC-AC转换器)、光伏转换器、电池和/或具有内置式热安全熔丝以防止温度上升高于例如200℃的预定阈值的其它系统装置，可显著地减少由故障连接器或故障连接造成的点火的数目和频率。

现在对图13B进行参看，其说明根据说明性实施例的光伏串的一部分。光伏发电机1310和接线盒1311可与图13A的光伏发电机1010和接线盒1011类似或相同。光伏电力装置1300可与图4的光伏电力装置400类似或相同，且可改造成光伏发电机1010。在一些实施例中，光伏电力装置1300可包括可为约相同长度的两个输出导体1304a和1304b。每一导体1304a可由凸模连接器1308a封端，且每一导体1304b可由内孔连接器1308b封端。每一凸模连接器1308a或每一内孔连接器1308b可与图13A的凸模连接器1008a和内孔连接器1008b类似或相同。举例来说，每一凸模连接器1308a或每一内孔连接器1308b可包括被设计成响应过温条件且将两个光伏装置1300断开连接的集成热熔丝。

现在对图13C进行参看，其说明根据说明性实施例的光伏串的一部分。光伏发电机1320可并联耦合以形成并联光伏串的一部分。每一光伏发电机1320可包括接线盒1321，且可连接于接地总线与电力总线之间。图13C的光伏发电机1320和接线盒1321可与图13A的光伏发电机1010和接线盒1011相同。接地总线和电力总线可包括第一拼接连接器1012a和第二拼接连接器1012b，提供到光伏发电机的电连接。举例来说，电力总线可提供多个第二拼接连接器1012b，每一第二拼接连接器1012b被设计成连接到光伏发电机内孔连接器(例如，图13A的内孔连接器1008b)。类似地，举例来说，接地总线可提供多个第一拼接连接器1012a，每一拼接连接器1012a被设计成连接到光伏发电机凸模连接器(例如，图13A的凸模连接器1008a)。在一些实施例中，热熔丝(例如，集成热熔丝1020)可集成到第一拼接连接器1012a和/或第二拼接连接器1012b内，热熔丝被设计成在紧靠热熔丝处的温度增加后即将光伏发电机与拼接连接器断开连接，以防止故障连接造成火或其它危险情形。

现在对图14进行参看，其说明根据说明性实施例的热熔丝连接器1400。热熔丝连接器1400可包括凸模连接器1408a、内孔连接器1408b和在其间的热熔丝。热熔丝1420可包括导体1423和1424，且导体1423和1424可提供凸模连接器1408a与内孔连接器1408b之间的传导性路径。弹簧1426可在壁1421与导体1424之间压缩，且可在由箭头1427指示的方向上将机械力施加到导体1424。球粒1425可安置于导体1424与热熔丝1420的壁1422之间，从而防止导体1424的移动。球粒1425可为传导性或非传导性，且可由包含例如铜、锡、银、铍或铁氧体的元素的各种材料或化合物材料制成。球粒1425可被选择以具有适合于根据熔丝安置于其中的设施的安全要求将电路断开连接的熔化温度。举例来说，在需要响应于连接点处200℃的温度将电路断开连接的光伏设施中，可使用在约200℃或在大约或稍低于200℃的范围中熔化或变形的球粒1425。弹簧1426可类似地为传导性或非传导性。

凸模连接器1408a可被设计成连接到光伏发电机的内孔连接器，例如，图13A的内孔连接器1008b。内孔连接器1408b可被设计成连接到光伏发电机的凸模连接器，例如，图13A的凸模连接器1008a。

返回参看图13A，一些光伏发电机可已使用不包含集成热熔丝的光伏发电机来构建。可能需要将热熔丝添加到现有系统，和/或将热熔丝添加到现有光伏发电机。可通过将凸模连接器1408a连接到光伏发电机的内孔连接器1008b和将内孔连接器1408b连接到不同光伏发电机的凸模连接器1008a来将热熔丝连接器1400连接到现有光伏发电机或系统。类似地，热熔丝连接器1400可连接到电池、电力转换器、汇流箱或其它光伏装置(特征在于类似于凸模连接器1008a和内孔连接器1008b的连接器)。

现在对图15进行参看，其展示根据说明性实施例的用于操作电力转换器的方法。方法1500可由被配置以控制光伏(PV)电力装置的控制器(例如，数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程逻辑阵列、微控制器和类似者)进行。在步骤1501，PV电力装置接收在装置输入端处的光伏电力。在一些实施例中，PV电力装置可直接从光伏发电机接收光伏电力。在一些实施例中，PV电力装置可从串联或并联连接的光伏发电机的群组串接收光伏电力，或可接收在汇流箱中组合的光伏电力。在步骤1502和1503，PV电力装置可将在输入端接收的电力转换到在装置输出端处提供的电力，且将被转换的电力分别提供到输出端。在一些实施例中，转换可为从直流(DC)电压到相同或不同量值的DC电压。在一些实施例中，转换可为从直流(DC)到交流(AC)。在一些实施例中，转换可不发生，其中输入电力被按原样转移到输出端。在步骤1504，控制器可检查装置输出端处的开路条件。举例来说，电流传感器可测量输出电流，其中低测量结果指示可能开路。开路条件可由热熔丝(例如，嵌入于图13A的第一连接器1008a或第二1008b中的热熔丝，或热熔丝连接器1400中的热熔丝)因过温条件跳脱而造成。如果未检测到开路条件，那么控制器可从步骤1504返回到步骤1501且继续接收输入端处的光伏电力。

如果检测到潜在开路条件(即热熔丝可已跳脱)，那么控制器可从步骤1504继续前进到步骤1505且减少在输入端处接收的电力。举例来说，控制器可控制开关将输入端与光伏电力的源断开连接(导致零输入电流)或将输入端到电力装置短路连接(导致零输入电压)。在一些实施例中，步骤1505可包含将开路条件和采取的安全措施向集中控制和/或数据中心报告。

应注意，阐述本文中的元件之间的各种连接。这些连接被一般性地描述，并且除非另有指定，否则这些连接可以是直接或间接的；本说明书并不希望在这方面受到限制。另外，一个实施例的元件可与来自其它实施例的元件以适当的组合或子组合进行组合。举例来说，图8A的集成线缆800可用作电力装置400的输出导体404a或用作PV面板610的输出导体604a。作为另一实例，图11中说明和关于图10的方法描述的架构也可用以实施图1的方法的全部或部分。作为另一实例，电力装置可包括集成到一或多个电力装置连接器的一或多个热熔丝(例如，如图14中所展示)，且可另外包括最接近连接器安置的一或多个热传感器，如图2中所展示。电力装置可被配置以通过响应于检测到过热条件而减小在输入连接器处汲取的功率来提供第一层保护，且集成熔丝可在第一层保护未提供足够响应的情况下提供第二层保护。

在下文的一个或多个实施方案中可实现本公开的各方面。

本申请公开了一种设备，其包括：

第一导体和第二导体，所述第一导体和所述第二导体电接触；

弹簧，所述弹簧安置于所述第一导体与第一表面之间，其中所述弹簧被装载以将力施加到所述第一导体；以及

球粒，所述球粒安置于所述第一导体与第二表面之间，所述球粒被定大小和定位以防止所述弹簧的卸荷和被设计成在预定温度下变形，

其中，在所述球粒在所述预定温度下变形后，所述弹簧被配置以在朝向所述第一导体的方向上卸荷以便破坏所述第一导体与所述第二导体之间的所述电接触，且

其中所述第一导体和所述第二导体中的一个导体连接到电输入端用于接收光伏电力，且所述第一导体和所述第二导体中的另一个导体连接到电输出端用于提供光伏电力。

在一些实施方案中，所述设备进一步包括光伏发电机，其中所述第一导体、第二导体、弹簧和球粒安置于所述光伏发电机的连接器端子中。

在一些实施方案中，所述设备进一步包括光伏电力装置，其中所述第一导体、第二导体、弹簧和球粒安置于所述光伏电力装置的输出连接器中。

在一些实施方案中，所述光伏电力装置包括直流到直流转换器和直流到交流转换器中的至少一个。

在一些实施方案中，所述光伏电力装置集成于光伏发电机接线盒中。

在一些实施方案中，所述设备进一步包括被配置以测量在所述球粒中或紧靠着所述球粒处的温度的温度感测装置，和被配置以从所述温度感测装置接收测量结果且响应于指示过热的测量结果触发过热响应的控制器。

在一些实施方案中，所述过热响应包括升高警报和/或减少流过所述第一导体和所述第二导体的电流。

本申请还公开了一种方法，其包括：

经由连接器将第一光伏模块的第一电子电路电连接到第二光伏模块的第二电子电路；以及

将热熔丝安置在所述连接器中或紧靠所述连接器安置，

其中所述热熔丝被设计成响应于在所述连接器中或紧靠着所述连接器处的温度的增加而将所述第一电子电路与所述第二电子电路断开连接。

在一些实施方案中，所述热熔丝包括弹簧和球粒，且所述方法进一步包括：

将所述弹簧安置在所述连接器与第一表面之间，其中所述弹簧被装载以将力施加到所述连接器；以及

将所述球粒安置于所述连接器与第二表面之间，所述球粒被定大小和定位以防止所述弹簧的卸荷和被设计成在预定温度下变形，

其中，在所述球粒在所述预定温度下变形后，所述弹簧被配置以在朝向所述连接器的方向上卸荷以便将所述第一电子电路与所述第二电子电路断开连接。

在一些实施方案中，所述方法进一步包括将所述连接器耦合到所述第一光伏模块的第一电路端子。

在一些实施方案中，所述方法进一步包括将所述连接器耦合到所述第二电子电路的第二电路端子或连接器。

在一些实施方案中，所述第一光伏模块包括以下中的至少一个：光伏发电机、电池、汇流箱、直流到直流转换器和直流到交流转换器。

在一些实施方案中，所述方法进一步包括响应于在所述连接器中或紧靠所述连接器处的温度的所述增加而升高警报和/或减少流过所述连接器的电流。

Claims (13)

1.一种用于检测温度的设备，其包括：

第一导体(1024)和第二导体(1023)，所述第一导体和所述第二导体电接触；以及

弹簧(1026)，所述弹簧安置于第一表面与所述第一导体朝向所述第一表面的上表面之间，其中所述弹簧(1026)被装载以将力施加到所述第一导体；

其中，球粒(1025)安置于第二表面与所述第一导体朝向所述第二表面的下表面之间，其中所述球粒被定大小和定位以防止所述弹簧(1026)的卸荷，并且被设计成在预定温度下变形，

其中，在所述球粒在所述预定温度下变形后，所述弹簧(1026)被配置以在朝向所述第一导体的上表面的方向上卸荷以便破坏所述第一导体(1024)与所述第二导体(1023)之间的电接触，并且

其中，所述第一导体和所述第二导体中的一个导体连接到电输入端用于接收光伏电力，且所述第一导体和所述第二导体中的另一个导体连接到电输出端用于提供光伏电力，

其中，所述第一导体(1024)、第二导体(1023)、弹簧(1026)和球粒(1025)安置于连接器的两个相对的壁(1021、1022)之间，并且其中，所述第一表面被设置在所述两个相对的壁中的一个壁上且所述第二表面被设置在所述两个相对的壁中的另一个壁上，

其中，在所述连接器处的温度使得所述球粒(1025)在所述预定温度下变形时，所述连接器断开电路连接。

2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括光伏发电机，其中所述连接器是光伏发电机的连接器，并且所述第一导体(1024)、第二导体(1023)、弹簧(1026)和球粒(1025)安置于所述光伏发电机的连接器的端子中。

3.根据权利要求1所述的设备，进一步包括光伏电力装置，其中所述连接器是光伏电力装置的输出连接器(1008)，并且所述第一导体(1024)、第二导体(1023)、弹簧(1026)和球粒(1025)安置于所述光伏电力装置的输出连接器(1008)中。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述光伏电力装置的输出连接器(1008)是用于连接到第二光伏电力装置的内孔输出连接器的凸模输出连接器，或者其中，所述光伏电力装置的输出连接器(1008)是用于连接到第二光伏电力装置的凸模输出连接器的内孔输出连接器。

5.根据权利要求3所述的设备，其中所述光伏电力装置包括直流到直流转换器和直流到交流转换器中的至少一个。

6.根据权利要求3所述的设备，其中所述光伏电力装置集成于光伏发电机接线盒(1011)中。

7.根据权利要求1所述的设备，进一步包括温度感测装置和控制器，所述温度感测装置被配置以测量在所述球粒(1025)中的或紧靠着所述球粒(1025)处的温度，所述控制器被配置以从所述温度感测装置接收测量结果并响应于指示过热的测量结果触发过热响应。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述过热响应包括升高警报和/或减少流过所述第一导体(1024)和所述第二导体(1023)的电流。

9.一种用于检测温度的方法，其包括：

经由连接器(1400)将第一光伏模块的第一电子电路电连接到第二光伏模块的第二电子电路，所述连接器(1400)包括第一导体(1424)和第二导体(1423)，所述第一导体(1424)和所述第二导体(1423)电接触，所述第一导体(1424)连接到所述第一电子电路且所述第二导体(1423)连接到所述第二电子电路；

将弹簧(1426)安置于第一表面与所述第一导体(1424)朝向所述第一表面的上表面之间，其中所述弹簧被装载以将力施加到所述第一导体；以及

将球粒(1425)安置于第二表面与所述第一导体朝向所述第二表面的下表面之间，其中，所述球粒被定大小和定位以防止所述弹簧(1426)的卸荷，并且被设计成在预定温度下变形，

将所述第一导体(1424)、所述第二导体(1423)、所述弹簧(1426)和所述球粒(1425)定位在所述连接器的两个相对的壁之间，其中，所述第一表面被设置在所述两个相对的壁中的一个壁上而所述第二表面被设置在所述两个相对的壁中的另一个壁上，

其中，在所述连接器处的温度使得所述球粒(1425)在所述预定温度下变形时，所述弹簧被配置以在朝向所述第一导体(1424)的上表面的方向上卸荷以便断开所述第一导体(1424)和第二导体之间的电接触，使得通过连接器将所述第一电子电路与所述第二电子电路断开连接。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：

将热熔丝安置在所述连接器中，所述热熔丝包括所述弹簧(1426)和所述球粒(1425)，

其中，所述热熔丝被设计成响应于在所述连接器中或紧靠着所述连接器处的温度的增加并且在所述球粒在所述预定温度下变形时，将所述第一电子电路与所述第二电子电路断开连接。

11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括将所述连接器(1400)耦合到所述第二电子电路的第二电路端子或连接器。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一光伏模块包括以下中的至少一个：光伏发电机、电池、汇流箱、直流到直流转换器和直流到交流转换器。

13.根据权利要求9所述的方法，进一步包括响应于在所述连接器中或紧靠所述连接器处的温度的增加而升高警报和/或减少流过所述连接器(1400)的电流。

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