CN202676801U - 一种应用于光伏阵列汇流箱的接线测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种应用于光伏阵列汇流箱的接线测试仪，包括多个正极测量端子、一个负极测量端子、以及电压测量单元，所述多个正极测量端子分别用于与接入光伏阵列汇流箱的各个直流输入支路对应的多个正极接线端子相连，且所述正极测量端子的数量与所述正极接线端子的数量相同；所述负极测量端子用于与光伏阵列汇流箱的负极母线相连；所述电压测量单元与所述负极测量端子相连，以及分别或逐一与所述多个正极测量端子相连，用于分别或逐一测量所述各个直流输入支路的电压值，并将测量结果输出。该接线测试仪能够缩短调试时间、提高检修和维护效率。

Description

一种应用于光伏阵列汇流箱的接线测试仪

技术领域

本实用新型属于测量仪器技术领域，具体涉及一种应用于光伏阵列汇流箱的接线测试仪。

背景技术

太阳能是一种新兴的绿色能源，由于其清洁、高效、永不衰竭，且不受地域资源限制，因此具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点，可广泛地应用于社会生活的各个领域中，特别是应用于光伏并网发电系统中。目前，在国家政策的大力扶持下，几十兆瓦甚至上百兆瓦的大型光伏电站、光伏并网发电厂的数量正日益增多。

为了减少光伏组件(即太阳能电池板)与并网逆变器之间的连接线，方便维护，需在光伏组件与并网逆变器之间增加光伏阵列汇流箱，其作用是将一定数量的光伏阵列(即太阳能电池板阵列)汇流成一路直流输出，然后由并网逆变器将所述汇流后的直流电逆变为交流电后传输至输电网络。因此，光伏阵列汇流箱是光伏电站中的重要电路枢纽单元，每台光伏阵列汇流箱都承担几十千瓦的汇流功率，所以光伏阵列汇流箱本身的质量以及施工过程中光伏阵列汇流箱的接线工作质量尤为重要。

在光伏阵列汇流箱的接线工作完成以后，一般需要检测接入光伏阵列汇流箱的各个直流输入支路的电压及接地电阻是否符合要求。

在测量电压时，一般采用人工的方式通过普通的万用表直流电压档逐一对接入光伏阵列汇流箱的各个直流输入支路正负极进行测量，以检测各个直流输入支路对应的太阳能电池板组串的数量和极性是否正确。以某型号的太阳能电池板为例，其开路电压为44v，以20块电池板为一组串，则该太阳能电池板组串的开路电压为44v*20＝880v，如果偏离这个值，则说明施工或其他原因导致太阳能电池板串接的数量不合格。如果某一直流输入支路的极性接反，将导致光伏阵列汇流箱发生局部短路，并严重损坏光伏阵列汇流箱的内部绝缘，产生击穿、燃烧，甚至爆炸等恶性事故，进而危及到太阳能电池板的绝缘。但是，由于光伏电站一般需接入上千个直流输入支路，以一个10MW光伏电站为例，需要300台12汇1的光伏阵列汇流箱，就需要接入3600个直流输入支路即3600个测量点，而采用人工的方式检测上千个测量点的电压，工作量很大，容易疏漏。

同样的，测量接地电阻时，也需要采用人工的方式逐一测量接入光伏阵列汇流箱的各个直流输入支路的接地电阻值，以检测各个直流输入支路对地的绝缘性能是否符合要求(工程设计要求接地电阻不大于4欧)，如果某一支路对地绝缘不良，将产生接地故障，并危及并网逆变器安全，容易造成人员伤亡和财产损失；与测量各个直流输入支路的电压一样，需要采用人工的方式检测上千个测量点的接地电阻，工作量很大，容易疏漏。

如果接入光伏阵列汇流箱的各个直流输入支路中某一支路的连接存在虚接情况，则在虚接处会产生电弧或大量发热，损坏线路的绝缘，甚至引发火灾。而线路是否存在虚接隐患是无法通过万用表直流电压档来判断的，且现有技术中也没有检测光伏阵列汇流箱各个直流输入支路虚接情况的测试设备。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种应用于光伏阵列汇流箱的能够缩短调试时间、提高检修和维护效率的接线测试仪。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：

所述应用于光伏阵列汇流箱的接线测试仪包括多个正极测量端子、一个负极测量端子、以及电压测量单元，

所述多个正极测量端子分别用于与接入光伏阵列汇流箱的各个直流输入支路对应的多个正极接线端子相连，且所述正极测量端子的数量与所述正极接线端子的数量相同；

所述负极测量端子用于与光伏阵列汇流箱的负极母线相连；

所述电压测量单元与所述负极测量端子相连，以及分别或逐一与所述多个正极测量端子相连，用于分别或逐一测量所述各个直流输入支路的电压值，并将测量结果输出。

优选的是，所述电压测量单元还用于分别或逐一检测所述各个直流输入支路的电压的极性，并将所述检测结果输出。

优选的是，所述电压测量单元采用数字式万用表。

优选的是，所述接线测试仪还包括接地端子和接地电阻测量单元，所述接地端子用于与光伏阵列汇流箱的接地线端子相连；所述接地电阻测量单元与接地端子相连、以及分别或逐一与所述多个正极测量端子相连，用于分别或逐一测量所述各个直流输入支路的接地电阻值，并将测量结果输出。

进一步优选的是，所述接地电阻测量单元包括加压模块和接地电阻测量表，所述加压模块与接地电阻测量表串联，用于分别或逐一将所述各个直流输入支路的电压从0v逐渐增加至该加压模块的加压上限值；所述接地电阻测量表与接地端子相连、以及分别或逐一与所述多个正极测量端子相连，用于分别或逐一测量所述各个直流输入支路在加压时的接地电阻值，并将测量结果输出。

优选的是，所述加压模块的加压上限值为1000v。

优选的是，所述接线测试仪还包括输入单元、控制单元和端子选通单元，所述输入单元用于接收用户输入的信息并将之输出至控制单元；所述端子选通单元分别与所述负极测量端子、多个正极测量端子、电压测量单元、以及接地电阻测量单元相连，用于根据控制单元的指令选通所述负极测量端子以及选通多个正极测量端子中的任意一个，或者根据控制单元的指令选通多个正极测量端子中的任意一个。

优选的是，所述接线测试仪还包括模拟带载测试单元，所述模拟带载测试单元与所述端子选通单元连接，用于分别或逐一测试所述各个直流输入支路是否虚接，并将测试结果输出。

优选的是，所述接线测试仪还包括供电单元，其用于为控制单元、电压测量单元、接地电阻测量单元以及模拟带载测试单元供电；

所述端子选通单元包括组合式继电器与单体继电器，所述组合式继电器分别与所述多个正极测量端子相连，用于选通所述多个正极测量端子中的任意一个；所述单体继电器与负极测量端子相连，用于选通所述负极测量端子；

或者，

所述端子选通单元包括多个单体继电器，所述单体继电器的数量与正极测量端子的数量和负极测量端子的数量之和相同，其分别与所述负极测量端子及多个正极测量端子相连，用于选通所述负极测量端子及多个正极测量端子中的任意一个。

优选的是，所述接线测试仪还包括模拟带载测试单元，所述模拟带载测试单元与负极测量端子相连、以及分别或逐一与所述多个正极测量端子相连，用于分别或逐一测试所述各个直流输入支路是否虚接，并将测试结果输出。

进一步优选的是，所述模拟带载测试单元包括可调电阻和电流表，

所述可调电阻与电流表串联，用于分别或逐一为所述各个直流输入支路接入一个阻值可调的电阻性负载，

所述电流表用于分别或逐一测量接入所述可调电阻的各个直流输入支路的电流值，并将所述电流值输出。

有益效果：

1)本实用新型应用于光伏阵列汇流箱的接线测试仪具有电压测量和接地电阻测量等功能，与现有技术中采用人工逐一检测接入光伏阵列汇流箱的各个直流输入支路的方式相比，大幅度减少了光伏电站并网调试时对光伏阵列汇流箱接线的调试时间、调试人员的劳动强度以及人工成本，也减少了相同测量点连线的重复性工作，还能够迅速判断出那个\哪些个支路出现故障，从而缩短了查找故障的时间，提高了检修和维护的效率；

2)本实用新型所述应用于光伏阵列汇流箱的接线测试仪还具有模拟带载测试功能，能够有效判断接入光伏阵列汇流箱的各个直流输入支路是否存在虚接隐患。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中应用于光伏阵列汇流箱的接线测试仪的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型应用于光伏阵列汇流箱的接线测试仪作进一步详细描述。

所述应用于光伏阵列汇流箱的接线测试仪包括多个正极测量端子、一个负极测量端子、以及电压测量单元，

所述多个正极测量端子分别用于与接入光伏阵列汇流箱的各个直流输入支路对应的多个正极接线端子相连，且所述正极测量端子的数量与所述正极接线端子的数量相同；

所述负极测量端子用于与光伏阵列汇流箱的负极母线相连；

所述电压测量单元与所述负极测量端子相连，以及分别或逐一与所述多个正极测量端子相连，用于分别或逐一测量所述各个直流输入支路的电压值，并将测量结果输出。

实施例1：

现有的光伏阵列汇流箱一般包括多个正极接线端子、多个负极接线端子以及一个接地线端子；所述多个正极接线端子分别与接入光伏阵列汇流箱的各个直流输入支路的正极相连；所述多个负极接线端子分别与接入光伏阵列汇流箱的各个直流输入支路的负极相连，且所述多个负极接线端子共接在光伏阵列汇流箱内的负极母线上；所述接地线端子用于接地，以释放静电。

如图1所示，本实施例中，该应用于光伏阵列汇流箱的接线测试仪包括多个正极测量端子、一个负极测量端子、接地端子、端子选通单元、输入单元、控制单元、电压测量单元、接地电阻测量单元、模拟带载测试单元以及供电单元。

所述多个正极测量端子分别用于与接入光伏阵列汇流箱的各个直流输入支路对应的多个正极接线端子相连，且所述正极测量端子的数量与所述正极接线端子的数量相同；所述负极测量端子用于与光伏阵列汇流箱的负极母线相连；所述接地端子用于与光伏阵列汇流箱的接地线端子相连。

所述输入单元与控制单元相连，用于接收用户输入的信息并将之输出至控制单元。所述控制单元与端子选通单元相连，用于根据用户输入的信息向端子选通单元发出指令。

所述端子选通单元分别与所述负极测量端子、多个正极测量端子、电压测量单元、接地电阻测量单元以及模拟带载测试单元相连，用于根据控制单元的指令分别为电压测量单元和模拟带载测试单元选通所述负极测量端子以及选通多个正极测量端子中的任意一个，以及根据控制单元的指令为接地电阻测量单元选通多个正极测量端子中的任意一个。

本实施例中，优选所述端子选通单元包括组合式继电器与单体继电器。所述组合式继电器分别与所述多个正极测量端子相连，用于选通所述多个正极测量端子中的任意一个；所述单体继电器与所述负极测量端子相连，用于选通所述负极测量端子。或者，所述端子选通单元包括多个单体继电器，所述多个单体继电器的数量与正极测量端子和负极测量端子的数量之和相同，且该多个单体继电器分别与所述负极测量端子及多个正极测量端子相连，用于选通所述负极测量端子以及选通多个正极测量端子中的任意一个。

其中，所述组合继电器可根据实际需求将一定数量的单体继电器组合而成；所述单体继电器可采用沈阳二一三电器厂的BCZ8系列-强磁吹直流接触器或南峰电气的ZJ系列直流接触器。

本实施例中，所述电压测量单元经端子选通单元与负极测量端子相连，以及经端子选通单元分别或逐一与所述多个正极测量端子相连；所述电压测量单元用于分别或逐一测量所述各个直流输入支路的电压值以及电压极性，并将测量结果输出，以快速检测各个直流输入支路对应的太阳能电池板组串的数量和极性是否正确，还可快速判断出太阳能电池板阵列与光伏阵列汇流箱的接线是否正确；优选所述电压测量单元采用数字式万用表。所述数字式万用表可采用现有的fluke-15b型万用表或UNT-258型(优利德)万用表。

所述接地电阻测量单元与接地端子相连，以及经端子选通单元分别或逐一与所述多个正极测量端子相连；所述接地电阻测量单元用于分别或逐一测量所述各个直流输入支路的接地电阻值，并将测量结果输出，以快速检测各个直流输入支路对地的绝缘性是否符合要求(例如接地电阻不大于4欧)，也即有无接地故障。本实施例中，优选所述接地电阻测量单元包括加压模块和接地电阻测量表；所述加压模块与接地电阻测量表串联，用于分别或逐一将所述各个直流输入支路的电压从0v逐渐增加至该加压模块的加压上限值，所述接地电阻测量表与接地端子相连，以及经端子选通单元分别或逐一与所述多个正极测量端子相连，用于分别或逐一测量所述各个直流输入支路在加压时的接地电阻值，并将测量结果输出。优选所述加压模块的加压上限值为1000v；所述接地电阻测量表可采用现有的HT2571型(华天仪表)测量表。

所述模拟带载测试单元经端子选通单元与负极测量端子相连，以及经端子选通单元分别或逐一与所述多个正极测量端子相连；所述模拟带载测试单元用于分别或逐一测试所述各个直流输入支路是否虚接，并将测试结果输出。本实施例中，优选所述模拟带载测试单元包括可调电阻和电流表，所述可调电阻与电流表串联，所述可调电阻用于分别或逐一为所述各个直流输入支路接入一个阻值可调的电阻性负载，使得各个直流输入支路像正常工作一样承受额定电流和功率，所述电流表用于分别或逐一测量接入可调电阻的各个直流输入支路的电流值，并将所述电流值输出。具体的，将可调电阻经端子选通单元分别或逐一接入各个直流输入支路后，观察电流表是否有示数以及显示的数值是否符合正常值，以检验各个直流输入支路是否存在虚接情况；因为各个直流输入支路的回路中若存在连接较薄弱的接头或插接件，则这些部位的隐性虚接故障就会暴露出来，并可通过电流表显示的数值反映出来，从而能够迅速判断出各个直流输入支路是否有虚接的接头或插接件部位。其中，所述可调电阻可采用上海灵欧ZB系列旋转变阻器、BX8系列滑线电阻等。

所述供电单元分别与控制单元、电压测量单元、接地电阻测量单元以及模拟带载测试单元相连，用于为控制单元、电压测量单元中的电压表、接地电阻测量单元中的接地电阻测量表、模拟带载测试单元中的电流表供电。本实施例中，所述控制单元可采用可编程控制器(PLC)，例如采用西门子S7-300、艾默生EC10等。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：

本实施例中，所述接线测试仪不包括输入单元、控制单元和端子选通单元。

其中，所述电压测量单元与负极测量端子相连，以及可逐一与所述多个正极测量端子相连。

所述接地电阻测量单元与接地端子相连，以及可逐一与所述多个正极测量端子相连。

所述模拟带载测试单元与负极测量端子相连，以及可逐一与所述多个正极测量端子相连。

本实施例中的其他结构以及作用都与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于：

本实施例中，所述接线测试仪不包括接地电阻测量单元。

本实施例中的其他结构以及作用都与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于：

本实施例中，所述接线测试仪不包括模拟带载测试单元。

本实施例中的其他结构以及作用都与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例5：

本实施例与实施例1的区别在于：

本实施例中，所述接线测试仪不包括接地电阻测量单元和模拟带载测试单元。

本实施例中的其他结构以及作用都与实施例1相同，这里不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种应用于光伏阵列汇流箱的接线测试仪，其特征在于，包括多个正极测量端子、一个负极测量端子、以及电压测量单元，

所述多个正极测量端子分别用于与接入光伏阵列汇流箱的各个直流输入支路对应的多个正极接线端子相连，且所述正极测量端子的数量与所述正极接线端子的数量相同；

所述负极测量端子用于与光伏阵列汇流箱的负极母线相连；

所述电压测量单元与所述负极测量端子相连，以及分别或逐一与所述多个正极测量端子相连，用于分别或逐一测量所述各个直流输入支路的电压值，并将测量结果输出。

2.根据权利要求1所述的接线测试仪，其特征在于，所述电压测量单元还用于分别或逐一检测所述各个直流输入支路的电压的极性，并将所述检测结果输出；所述电压测量单元采用数字式万用表。

3.根据权利要求1所述的接线测试仪，其特征在于，所述接线测试仪还包括接地端子和接地电阻测量单元，

所述接地端子用于与光伏阵列汇流箱的接地线端子相连；

所述接地电阻测量单元与所述接地端子相连、以及分别或逐一与所述多个正极测量端子相连，用于分别或逐一测量所述各个直流输入支路的接地电阻值，并将测量结果输出。

4.根据权利要求3所述的接线测试仪，其特征在于，所述接地电阻测量单元包括加压模块和接地电阻测量表，

所述加压模块与接地电阻测量表串联，用于分别或逐一将所述各个直流输入支路的电压从0v逐渐增加至该加压模块的加压上限值；

所述接地电阻测量表与所述接地端子相连、以及分别或逐一与所述多个正极测量端子相连，用于分别或逐一测量所述各个直流输入支路在加压时的接地电阻值，并将测量结果输出。

5.根据权利要求4所述的接线测试仪，其特征在于，所述加压模块的加压上限值为1000v。

6.根据权利要求3-5中任一所述的接线测试仪，其特征在于，所述接线测试仪还包括输入单元、控制单元和端子选通单元，

所述输入单元用于接收用户输入的信息并将之输出至控制单元；

所述端子选通单元分别与所述负极测量端子、多个正极测量端子、电压测量单元、以及接地电阻测量单元相连，用于根据控制单元的指令选通所述负极测量端子以及选通多个正极测量端子中的任意一个，或者根据控制单元的指令选通多个正极测量端子中的任意一个。

7.根据权利要求6所述的接线测试仪，其特征在于，所述接线测试仪还包括模拟带载测试单元，所述模拟带载测试单元与所述端子选通单元连接，用于分别或逐一测试所述各个直流输入支路是否虚接，并将测试结果输出。

8.根据权利要求7所述的接线测试仪，其特征在于，

所述接线测试仪还包括供电单元，其用于为控制单元、电压测量单元、接地电阻测量单元以及模拟带载测试单元供电；

所述端子选通单元包括组合式继电器与单体继电器，

所述组合式继电器分别与所述多个正极测量端子相连，用于选通所述多个正极测量端子中的任意一个；

所述单体继电器与负极测量端子相连，用于选通所述负极测量端子；

或者，

所述端子选通单元包括多个单体继电器，所述单体继电器的数量与正极测量端子的数量和负极测量端子的数量之和相同，其分别与所述负极测量端子及多个正极测量端子相连，用于选通所述负极测量端子及多个正极测量端子中的任意一个。

9.根据权利要求1-5中任一所述的接线测试仪，其特征在于，所述接线测试仪还包括模拟带载测试单元，

所述模拟带载测试单元与负极测量端子相连、以及分别或逐一与所述多个正极测量端子相连，用于分别或逐一测试所述各个直流输入支路是否虚接，并将测试结果输出。

10.根据权利要求9所述的接线测试仪，其特征在于，所述模拟带载测试单元包括可调电阻和电流表，

所述可调电阻与电流表串联，用于分别或逐一为所述各个直流输入支路接入一个阻值可调的电阻性负载，

所述电流表用于分别或逐一测量接入所述可调电阻的各个直流输入支路的电流值，并将所述电流值输出。

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