CN216056938U - 一种光伏组串故障检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光伏组串故障检测器，包括控制开关、复位开关、电压表头、电流表头、电源模块、正极接头、负极接头及若干切换开关、若干电阻器、若干防反二极管；一个防反二极管和一个电阻器为一组，依次串联排列；正极接头与若干组防反二极管、电阻器串联，再依次串联接入电流表头、复位开关、负极接头；每个切换开关对应一个切换档位，切换开关的公共端与电流表头的正极连接，并通过接入端与各个电阻器的负极电连；控制开关设有外接支路脚位和内接支路脚位。本实用新型轻便小巧，便于携带，且操作简单，成本较低，查寻故障效率更高，更省时省力。

Description

一种光伏组串故障检测器

技术领域

本实用新型涉及光伏发电的技术领域，尤其涉及一种光伏组串故障检测器。

背景技术

光伏板运行中，因各种原因造成光伏组串或组件短路、开路、接触不良，组件接线盒内汇流条脱焊、旁路二极管短路击穿、开路等情况时有发生。查找故障时，如果没有合适的专用仪器或者设备，就会造成故障查找时间长、拆装光伏组件数量多等后果，进而影响发电量。常用的查找故障仪表有万用表、钳形电流表等，但是万用表每次只能测量电压值或电流值，且测量电流时还需要自己想办法接入负载才行。钳形电压流表只能测量电流值，不能测电压值。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种光伏组串故障检测器，以提高对光伏板故障的查找效率。

为了实现上述目的，本实用新型公开了一种光伏组串故障检测器，包括控制开关、复位开关、电压表头、电流表头、电源模块、正极接头、负极接头及若干切换开关、若干电阻器、若干防反二极管；一个防反二极管和一个电阻器为一组，依次排列；所述正极接头与若干组防反二极管、电阻器串联，再依次串联接入电流表头、复位开关、负极接头；每个切换开关对应一个切换档位，切换开关的公共端与电流表头的正极连接，并通过接入端与各个电阻器的负极电连；所述控制开关设有外接支路脚位和内接支路脚位；外接支路脚位的正极与正极接头一端连接，外接支路脚位的负极依次与电压表头及负极接头电连；所述电压表头的电源接线端通过控制开关的内接支路脚位接到电源模块的正负极。

进一步的，所述电阻器的数量为8个，所述切换开关的切换档位为8个，每个所述电阻器的正端分别与8个切换档位电连。

进一步的，还包括防水接线盒；所述控制开关、复位开关、电压表头、电流表头、电源模块、正极接头、负极接头、旋钮切换开关及若干切换开关、若干电阻器、若干防反二极管集成在防水接线盒内；所述控制开关、复位开关、电压表头、电流表头及旋钮切换开关的另一端位于防水接线盒的外侧。

进一步的，所述正极接头为MC4正极接头；所述负极接头为MC4负极接头。

进一步的，所述的电源模块为层叠电池。

进一步的，还包括一保险丝；所述保险丝位于正极接头及电阻器之间，并与正极接头及电阻器电连。

进一步的，所述电阻器的电阻值为15Ω～40Ω。

进一步的，所述控制开关为船型开关，外接支路脚位和内接支路脚位为联动连接。

优选的，还包括若干预留切换开关，若干所述预留切换开关与切换开关的公共端连接。

采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：轻便小巧，上下直爬梯时可直接装入背包内携带；接线较少，通过MC4正负接头直接与现场组件或组串对接；操作简单，测试时间短，符合现场生产实际使用需求。由于夏天温度较高，光伏板大多安装在彩钢瓦屋上，铁皮温度可达到60℃以上，节省查寻故障时间就等于减小发生中暑风险的可能性，提高人员作业安全性，且制造成本较低。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接示意图。

图2为本实用新型电阻器为8个的电路连接示意图。

图3为本实用新型的整体结构示意图。

1、正极接头；2、负极接头；3、电阻器；4、防反二极管；5、旋钮切换开关；51、切换开关； 6、复位开关；7、电压电流一体表头；71、电流表头；72、电压表头；73、电源接线端；8、控制开关；9、电源模块；91、保险丝,92、防水接线盒。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1～图3所示，公开了一种光伏组串故障检测器，包括控制开关8、复位开关6、切换开关5、电压表头72、电流表头71、电源模块9、正极接头1、负极接头2、保险丝91及若干电阻器3和若干防反二极管4。防反二极管4与电阻器3为一组，依次排列。电阻器3为金属壳电阻（RX24-50W-26RJ），防反二极管的型号为（20SQ045）。

正极接头1与若干组电阻器3、防反二极管4串联，再依次串联接入电流表头71、复位开关6及负极接头2。旋钮切换开关设置有若干个切换档位，每一个切换档位对应一个切换开关，本实施例中切换开关51的数量为8个，分别为K1、K2……K7、K8，也可以预留几个切换档位，比如预留两个切换档位，即多设置两个切换开关。电阻器3对应切换档位51的数量采用8个，分别为R1、R2……R7、R8。切换开关5的公共端与电流表头71的正极连接，并通过接入端将各个电阻器3的负极端分别与各切换档位51电连。R1的负极端与K1连接、R2的负极端与K2连接……R7的负极端与K7连接、R8的负极端与K8连接。电阻器3的阻值为15Ω～40Ω。通过各切换档位K1、K2……K7、K8切换来增减负载电阻值，使负载电流不超过电阻的额定电流。根据光伏板的数量来选择旋钮切换开关5的切换档位，如当切换档位选择3档时，即对应切换开关K3闭合，其余切换开关断开，因此，可通过切换不同的切换开关5来改变故障检测器的阻值。通过设置防反二极管能够起到保护各仪表的作用，防止正负接反烧毁表头。

保险丝91位于正极接头1与电阻器R1之间，并与正极接头1及电阻器3电连，保险丝91的电流值为5A；通过在正极接头1的连接处设置一电流值为5A的保险丝91能够起到一个过载保护的作用，避免因为电流过大而烧坏整个故障检测器。正极接头1为MC4正极接头；负极接头2为MC4负极接头。

控制开关8设有外接支路脚位及内外接支路脚位；外接支路脚位的正极与MC4正极接头1一端连接；外接支路脚位的负极与负极接头2连接，控制开关8的外接支路脚位的负极与负极接头2之间接入电压表头72。电压表头72的电源接线端依次通过控制开关8的内外接支路脚位接到电源模块的正负极。通过电源模块9给整个故障UI仪进行供电。控制开关8采用船型开关，船型电源开关的型号为(KCD4 250V 16A，4 脚 2 档)，外接支路脚位及内外接支路脚位联动连接，电源模块9为层叠电池，采用层叠电池使其安全性能更高。电流表头71与电压表头72为组合式的电压电流一体表头7。

还包括防水接线盒92；控制开关8、复位开关9、电压表头72、电流表头71、电源模块9、正极接头1、负极接头2、旋钮切换开关5及若干切换开关51、若干电阻器3、若干防反二极管4集成在防水接线盒92内；控制开关8、复位开关9、电压表头72、电流表头71及旋钮切换开关5的另一端位于防水接线盒90的外侧。

工作原理：

当光伏组串或组件短路、开路、接触不良，组件接线盒内汇流条脱焊、旁路二极管短路击穿、开路等情况故障查找时，先直接断开故障支路，然后分段查找故障位置。每段分别接入该仪器测量开口电压Voc、负载电压Vz和负载电流Iz。通过复位开关启闭开控制测试开口电压Voc、负载电压Vz和负载电流Iz的3个数值，自复位开关6断开时，测量光伏组串或组件的开口电压，自复位开关6闭合时，测量组件或组串的负载电压和负载电流。复位开关6的型号为(LA38-11)。

当光伏组串或组件短路、开路、接触不良，组件接线盒内汇流条脱焊、旁路二极管短路击穿、开路等情况故障查找时，先直接断开故障支路，然后分段查找故障位置。每段分别接入该仪器的MC4正极接头1及MC4负极接头2进行测量该段的开口电压Voc、负载电压Vz和负载电流Iz，通过测量开口电压Voc、负载电压Vz和负载电流Iz的3个数值，比较各段之间的差别（误差5%之内合格），发现故障位置，再缩小范围测量，并最终锁定故障点。

直接开路的故障，这3个数值都为0。引线、接头等烧毁故障时，由于碳化作用，测量开口电压仍然有，但可能偏小一点，但是负载电流就小得非常多，很明显就可以判断故障。短路故障时，这3个数值都比正常值偏小。接触不良故障时，开口电压正常，而负载电流有明显波动，负载电压稍有波动。光伏组串或组件绝缘损坏（例如引线破皮失地），可通过该仪器一端接地，另一端分别接光伏组串或组件的正、负极来测量正、负极对地的瞬时电压值。绝缘正常时，电压一般在二、三百伏之间并快速下降，失地时测量电压直接为0。通过这种方法，可简便判断绝缘损坏的失地故障。

综上所述，本实用新型通过加设电压电流一体表能够对开口电压Voc、负载电压Vz和负载电流Iz的3个数值进行测试，故障排查率更加高效，使用本仪器查寻现场组串或组件故障，正常情况下只需拆下2片光伏组件或者防风挡板，将正极接头和负极接头与光伏板进行插接，通过读取对开口电压Voc、负载电压Vz和负载电流Iz的3个数值就可以锁定故障位置，查找故障时间由原来的1小时缩短到到10分钟左右，大大节约了时间成本。进入夏季，光伏发电量明显增大，故障数量也随之增多，加上高温天气时，彩钢瓦屋面受阳光直晒，铁皮温度可达到60℃以上，节省查寻故障时间就等于减小发生中暑风险的可能性，提高人员作业安全性，而安全就是最好的效益。

在正极接头处加设5A的保险丝可防止电流过大而损坏整台故障UI仪，通过串联多个电阻器并通过切换开关进行控制，通过实际需求进行切换，能够有效的使负载电流不超过电阻的额定电流。

本仪器制作成本低廉（且更符合现场实际运用，查寻故障效率更高，更省时省力。对于光伏电站查寻故障有一定借鉴意义，值得推广使用以发挥更大的社会效益。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏组串故障检测器，其特征在于：包括控制开关、复位开关、电压表头、电流表头、电源模块、正极接头、负极接头及若干切换开关、若干电阻器、若干防反二极管；

一个防反二极管和一个电阻器为一组，依次串联排列；所述正极接头与若干组防反二极管、电阻器串联，再依次串联接入电流表头、复位开关、负极接头；

每个切换开关对应一个切换档位，切换开关的公共端与电流表头的正极连接，并通过接入端与各个电阻器的负极电连；

所述控制开关设有外接支路脚位和内接支路脚位；外接支路脚位的正极与正极接头一端连接，外接支路脚位的负极依次与电压表头及负极接头电连；所述的内接支路脚位的正极与电源模块的正极连接，内接支路脚位的负极连接至电压表头的电源接线端再连接至电源模块的负极。

2.如权利要求1所述的光伏组串故障检测器，其特征在于：所述电流表头与电压表头为组合式的电压电流一体表头。

3.如权利要求1所述的光伏组串故障检测器，其特征在于：所述电阻器的数量为8个，所述切换开关数量为8个，8个切换开关集成在旋钮切换开关上。

4.如权利要求3所述的光伏组串故障检测器，其特征在于：还包括防水接线盒；所述控制开关、复位开关、电压表头、电流表头、电源模块、正极接头、负极接头、旋钮切换开关及若干切换开关、若干电阻器、若干防反二极管集成在防水接线盒内；所述控制开关、复位开关、电压表头、电流表头及旋钮切换开关的另一端位于防水接线盒的外侧。

5.如权利要求1所述的光伏组串故障检测器，其特征在于：所述正极接头为MC4正极接头；所述负极接头为MC4负极接头。

6.如权利要求1所述的光伏组串故障检测器，其特征在于：所述的电源模块为层叠电池。

7.如权利要求1所述的光伏组串故障检测器，其特征在于：还包括一保险丝；所述保险丝串联于正极接头与控制开关之间。

8.如权利要求3所述的光伏组串故障检测器，其特征在于：所述电阻器的电阻值为15Ω～40Ω。

9.如权利要求1所述的光伏组串故障检测器，其特征在于：所述控制开关为船型开关，外接支路脚位和内接支路脚位为联动连接。

10.如权利要求1所述的光伏组串故障检测器，其特征在于：还包括若干预留切换开关，若干所述预留切换开关的公共端与电流表头的正极连接。

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