CN206004606U - 用于光伏接线盒的带有单个压敏电阻的端子块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于光伏接线盒的带有单个压敏电阻的端子块，包括至少两个并排的端子片，每个端子片具有与光伏组件上的汇流带连接的汇流带连接部，在每两个相邻的端子片间安装有二极管，多个二极管串联连接后与一个压敏电阻并联安装。压敏电阻的两个引脚分别夹接或焊接安装。本实用新型为所有旁路二极管的串联线路并联上一个单独的压敏电阻，保护旁路二极管免受瞬态或浪涌的损害，有效防止旁路二极管发生故障时造成电池单元过热和接线盒变形等破坏。压敏电阻采用夹接方式易于拆卸更换。

Description

用于光伏接线盒的带有单个压敏电阻的端子块

技术领域

本实用新型涉及光伏发电领域，具体涉及一种用于光伏接线盒的带有单个压敏电阻的端子块。

背景技术

电池板，是将所有的电池单元(发电元件)串联连接的。只要有一枚电池单元因某种故障不发电，该电池单元会变成电阻，电池单元的串联电路整体都很难通过电流，影响整块电池板，造成输出功率大幅降低。为了防止这种输出功率降低，很多电池板将电池单元分为多组。万一有难以通过电流的电池单元出现时，就绕过包含该单元在内的分组，其余组的单元就可继续送电。旁路二极管就负责这种迂回功能，从而弥补太阳能电池板这种结构缺点。但旁路二极管一旦失效常表现出阻性短路特征，局部温度超过200多度，极易造成电气火灾。

旁路二极管具有低正向压降的优点，而且比普通P-N结整流器的功率耗散更小。然而，这种器件的缺点是反向电压击穿特性较低，很容易因ESD(静电放电)的电过应力(EOS)和感应的高电压而损坏。

静电放电：光伏电池是用层压膜与玻璃或透明的聚碳酸酯基板压在一起，或是用环氧树脂材料粘在一起。玻璃、化学材料基板和层压膜都很容易产生ESD，ESD强度取决于电池板的表面直径。ESD可能损坏旁路二极管，主要是通过过热失效的方式。多数旁路二极管的最大击穿电压只有45V～60V，然而其能应对的ESD也较低。这种ESD防护能力还不足以抵御所有的ESD情况，或是从电源线和其他来源感应生成的高电压。由ESD和浪涌造成失效之间的区别是失效器件的数量是不同的。在大多数由ESD引起的失效故障中，在接线盒里的两个或三个器件当中的某一个会失效。而浪涌常会损坏更多旁路二极管。

反应能量和感应能量：旁路二极管失效也可能是由反应能量和感应能量引发的。当大功率电缆与太阳能电池面板的电缆交叉或平行时，会产生感应的瞬态及浪涌。用通常的标准措施很难避免。当接线盒与电路断开时，存储在电缆里的能量会反作用到接线盒里的旁路二极管，这时就会产生反应能量。能量等级取决于电缆的长度和供电电压。大多数旁路二极管的雪崩容量低于20mJ，还不足以应付反应能量。短路会使所有旁路二极管全部失效。

雷电浪涌：在山林多雷区域，光伏电站因其金属结构更易遭受雷击，现有技术中通过汇流箱中的SPD进行保护。但因一个SPD保护近20块光伏组件，保护电压较高而形成保护盲区，是的安装于光伏组件上接线盒内的旁路二极管极易遭受雷电损坏。

实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型提供一种用于光伏接线盒的带有单个压敏电阻的端子块，可以用来保护旁路二极管免受来自闪电、高电荷的表面能量，以及从高压电源线等其他来源的感应电的高功率瞬态和浪涌的损害。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于光伏接线盒的带有单个压敏电阻的端子块，包括至少两个并排的端子片，每个端子片具有与光伏组件上的汇流带连接的汇流带连接部，在每两个相邻的端子片间安装有二极管，多个二极管串联连接后与一个压敏电阻并联安装。

依照本实用新型的一个方面，所述端子片的一端具有汇流带连接部，另一端具有导线连接部，在导线连接部的两侧装配有二极管夹，在每两个相邻的端子片的二极管夹间分别安装有二极管，在最两端的未安装二极管的两个二极管夹间安装有一个压敏电阻。

依照本实用新型的一个方面，所述二极管夹为笼式结构。

依照本实用新型的一个方面，所述压敏电阻包括一个压敏电阻主体，压敏电阻主体的正面和反面分别有两个引脚，两个引脚分别夹在或焊接在二极管夹及端子片间。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型为保护旁路二极管免受瞬态或浪涌的损害，为所有旁路二极管的串联线路并联上一个单独的压敏电阻。压敏电阻是具有非线性伏安特性的电阻器件，可电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。压敏电阻器的电阻体材料是半导体。利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。可以有效防止旁路二极管发生故障时造成电池单元过热和接线盒变形等破坏。压敏电阻采用夹接方式也易于拆卸更换。

本实用新型的优点将在下面具体实施方式部分的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型的零件分解图。

图2是本实用新型的整体装配图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

请参阅图1，本实用新型的端子块由汇流带夹1、压敏电阻2、端子片3、二极管4以及二极管夹5组成。汇流带夹1和二极管夹5均为笼式结构。

请参阅图2，端子片3具有多个，他们平行排列，每个端子片3的结构基本相同，仅有位于最两侧的两个端子片3的结构可能有些许不同。每个端子片3分为上下两端。端子片3的上端为汇流带连接部，汇流带连接部上装配有汇流带夹1，汇流带夹1通过夹接方式连接汇流带。此外，汇流带也可通过焊接方式连接。端子片3的下端具有导线连接部和二极管夹5，导线连接部在中间，二极管夹5位于导线连接部两侧。在每两个相邻的端子片3的二极管夹5之间夹持有一个二极管4，则端子块最外侧的两个二极管夹5空闲，未安装有二极管，在这两个空闲的二极管夹5之间夹持有一个单独的压敏电阻2。此外，二极管4和压敏电阻2也可焊接安装。

压敏电阻2包括一个压敏电阻主体，压敏电阻主体的正面和反面分别有两个引脚，两个引脚分别插在端子块最两端的两个空闲的二极管夹5与端子片3之间并被他们夹紧。这种夹持结构使压敏电阻2容易拆卸，可在压敏电阻2老化或损坏时方便更换。这是一种实施例。此外，压敏电阻2也可焊接安装，但此种方案下压敏电阻2不易更换。

最常见的压敏电阻是金属氧化物压敏电阻(MOV,Metal Oxide Varistor)，它包含由氧化锌颗粒与少量其他金属氧化物或聚合物间隔构成的陶瓷块，夹于两金属片间。颗粒与邻近氧化物交界处会形成二极管效应，由于有大量杂乱颗粒，使得它等同于一大堆背向相连的二极管，低电压时只有很小的逆向漏电电流，当遇到高电压时，二极管因热电子与隧道效应而发生逆向崩溃，流通大电流。因此，压敏电阻的电流-电压特性曲线具有高度的非线性:低电压时电阻高、高电压时电阻低。由于主要成份或品牌的不同，金属氧化物压敏电阻有时还可以看到这些名称:ZNR(Zinc-Oxide Non-linear Resistor,氧化锌非线性电阻)、ZOV(Zinc-oxide Varistor)、CNR(Composite Nonlinear Resistor[2])，TNR(Titanium-oxide based Non-linear Resistor,氧化钛非线性电阻,不过也可能是Toshiba Non-linear Resistor,东芝公司的非线性电阻等。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于光伏接线盒的带有单个压敏电阻的端子块，其特征在于：包括至少两个并排的端子片，每个端子片具有与光伏组件上的汇流带连接的汇流带连接部，在每两个相邻的端子片间安装有二极管，多个二极管串联连接后与一个压敏电阻并联安装。

2.根据权利要求1所述的用于光伏接线盒的带有单个压敏电阻的端子块，其特征在于：所述端子片的一端具有汇流带连接部，另一端具有导线连接部，在导线连接部的两侧装配有二极管夹，在每两个相邻的端子片的二极管夹间分别安装有二极管，在最两端的未安装二极管的两个二极管夹间安装有一个压敏电阻。

3.根据权利要求2所述的用于光伏接线盒的带有单个压敏电阻的端子块，其特征在于：所述二极管夹为笼式结构。

4.根据权利要求1所述的用于光伏接线盒的带有单个压敏电阻的端子块，其特征在于：所述压敏电阻包括一个压敏电阻主体，压敏电阻主体的正面和反面分别有两个引脚，两个引脚分别夹在或焊接在二极管夹及端子片间。