一种旋转自锁式易插拔光伏连接器及其系列化适配系统的制作方法

本发明涉及光伏连接器，具体是指一种旋转自锁式易插拔光伏连接器及其系列化适配系统。

背景技术：

1、光伏连接器是光伏电能传输回路的核心基础元器件，连接器的连接可靠性、环境适应能力、插拔耐久性能以及装配便捷程度，直接影响光伏电站的施工效率、运维成本以及长期运行安全。当前行业广泛使用的光伏mc连接器多为直插式弹性卡扣过盈配合结构，依靠塑料弹性卡扣发生强制形变完成卡接固定。该结构本身存在原理层面的局限，在长期户外工况以及大规模工程使用过程中，暴露出多项难以规避的技术问题，难以满足光伏电站长效可靠运行的使用需求。

2、现有传统光伏连接器存在如下技术不足：

3、第一，插拔操作阻力大，卡死故障发生率高。传统结构依靠弹性卡扣过盈挤压完成装配，插拔时需要克服较大的塑料弹性形变力，人工操作费力，施工效率偏低；长期户外使用后，卡扣位置容易堆积灰尘、发生氧化，受低温硬化、高温蠕变老化影响，容易出现卡滞、卡死现象，拆卸作业时极易造成卡扣断裂，接头直接报废，增加电站施工和后期运维成本。

4、第二，连接稳定性不足，存在安全风险。弹性卡扣长期保持疲劳形变状态，在户外风力扰动、设备震动、线缆拉伸应力作用下，容易出现松弛、形变乃至失效，造成接头对接松动，接触电阻上升，引发接头发热、打火、漏电，严重时出现线路断电、光伏系统起火事故。

5、第三，耐久性不足，使用寿命与电站要求不匹配。传统连接器依靠塑料部件反复弹性形变实现插拔限位，弹性衰减较快，可有效插拔的次数有限，老化失效周期短，达不到光伏电站长周期服役的要求。

6、第四，产品适配场景有限。现有产品大多为通用单一结构，没有针对线缆对接、设备端安装、组件预制出线、老旧设备改造等不同使用场景做针对性结构适配，新旧设备无法互换兼容，老旧电站升级改造成本较高。

7、第五，在拔出mc接头时，需要配合专用工具，操作繁琐、时间较长。逆变器面板处安装的mc接头量大且密集，专用工具无法进入，需把最外侧的mc头拆拔后，才能拆拔其他接头。在组件或逆变器起火时，无法快速拔出mc接头、切断直流线路。

8、综上，传统直插弹性卡扣式光伏连接器存在固有的结构缺陷与性能短板，行业需要一种摒弃弹性卡扣过盈卡接原理、装配操作简单、自锁可靠、耐久性良好，同时能够适配多种使用场景的新型光伏连接器方案。

技术实现思路

1、本发明针对上述背景技术中提出的不足，提供一种旋转自锁式易插拔光伏连接器及其系列化适配系统。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种旋转自锁式易插拔光伏连接器，包括相互插接匹配的公头组件与母头组件，所述公头组件包含公头本体、旋转限位套以及转动轴承，所述旋转限位套通过所述转动轴承转动装配在公头本体外侧，使旋转限位套可相对公头本体独立周向转动；

3、所述母头组件的内壁开设有一体式连通结构的导向卡位槽，所述导向卡位槽包括轴向导入槽与周向卡位槽，所述轴向导入槽沿母头本体轴向贯通端面以形成直线插接通道，所述周向卡位槽沿母头本体内壁周向设置且圆心角为90°，所述轴向导入槽的末端与周向卡位槽的起始端平滑连通；

4、所述旋转限位套外壁一体成型有卡位凸块，所述卡位凸块与导向卡位槽滑动适配，卡位凸块可沿轴向导入槽轴向插接到位，并沿周向卡位槽旋转90°实现轴向限位锁止。

5、进一步的，所述周向卡位槽的末端内侧一体成型设有限位凹槽，所述卡位凸块的侧壁对应开设有弹性限位凸起，所述限位凹槽与弹性限位凸起弹性卡合匹配。

6、进一步的，所述轴向导入槽的槽宽与卡位凸块的宽度采用0.1～0.3mm精密小间隙滑动配合。

7、进一步的，所述周向卡位槽采用末端封闭式限位结构，通过封闭槽壁限定卡位凸块最大旋转角度为90°。

8、进一步的，所述公头本体的对接端面开设有环形密封槽，所述环形密封槽内嵌装有高弹性防水密封胶圈。

9、进一步的，所述母头本体的外壁设置有与90°旋转行程对应的可视化对位标识刻度。

10、一种光伏连接器系列化适配系统，包括多组适配不同应用场景的连接器单品，所述多组连接器单品均采用上述旋转自锁式易插拔光伏连接器核心结构；

11、所述系列化适配系统包含八款标准化单品，分别为：

12、a、适配4～6mm2直流线缆对接的mzc-z1公头、mzc-z2母头；

13、b、适配逆变器端口安装对接的mzc-n1公头、mzc-n2母头；

14、c、自带20cm机压成型4mm2直流短线、适配光伏组件预装的mzc-g1公头、mzc-g2母头；

15、d、用于老式mc接头与新型接头双向兼容转接的mzc-l1转换头、mzc-l2转换头，实现光伏线缆对接、逆变器设备对接、光伏组件预制、老旧电站改造全场景适配。

16、采用以上结构后，本发明具有如下优点：1、本发明摒弃传统弹性卡扣过盈卡接的结构思路，采用“轴向无阻插接+90°机械旋转卡位+弹性自锁防松”连接机制，从结构原理上改善传统光伏连接器插拔费力、卡顿卡死、卡扣断裂失效的问题。插接过程不存在硬性挤压与弹性形变阻力，仅旋转四分之一圈就可以完成锁止，装配、拆卸效率得到提升，降低光伏电站施工以及运维的人力成本。

17、2、本发明采用不再单纯依靠塑料弹性卡扣固定，减少塑料弹性疲劳带来的失效风险，抑制接头轴向窜动与周向回转间隙；可以适应户外震动、线缆拉扯、高低温交替变化的工况，减少接头松动、接触不良、发热打火等安全隐患，连接可靠性提升。

18、3、本发明设置轴承式独立旋转限位结构，旋转限位套和后端线缆相互隔离，旋转操作不会带动线缆扭转，减少线缆弯折、扭曲磨损以及疲劳断裂风险，提高接头与线缆整体的耐久性能与运行安全性。

19、4、本发明构建系列化适配系统，八款标准化单品覆盖线缆拼接、逆变器对接、组件预装、老旧电站改造四类应用场景；产品接口尺寸可以兼容传统mc接头，原有线路、设备无需大规模改动，改造成本低，通用性较好，具备工程推广价值。

20、5、本发明结合小间隙导向、封闭式角度限位、可视化对位刻度、高等级密封结构，装配流程标准化，兼顾装配便捷性、连接稳定性、环境适应能力与耐久性能，综合性能优于传统光伏连接器产品。

1.一种旋转自锁式易插拔光伏连接器，包括相互插接匹配的公头组件（1）与母头组件（2），其特征在于：所述公头组件（1）包含公头本体（1.1）、旋转限位套（1.2）以及转动轴承（1.3），所述旋转限位套（1.2）通过所述转动轴承（1.3）转动装配在公头本体（1.1）外侧，使旋转限位套（1.2）可相对公头本体（1.1）独立周向转动；

2.根据权利要求1所述的一种旋转自锁式易插拔光伏连接器，其特征在于：所述周向卡位槽（2.22）的末端内侧一体成型设有限位凹槽（2.23），所述卡位凸块（1.4）的侧壁对应开设有弹性限位凸起（1.5），所述限位凹槽（2.23）与弹性限位凸起（1.5）弹性卡合匹配。

3.根据权利要求1所述的一种旋转自锁式易插拔光伏连接器，其特征在于：所述轴向导入槽（2.21）的槽宽与卡位凸块（1.4）的宽度采用0.1～0.3mm精密小间隙滑动配合。

4.根据权利要求1所述的一种旋转自锁式易插拔光伏连接器，其特征在于：所述周向卡位槽（2.22）采用末端封闭式限位结构，通过封闭槽壁限定卡位凸块（1.4）最大旋转角度为90°。

5.根据权利要求1所述的一种旋转自锁式易插拔光伏连接器，其特征在于：所述公头本体（1.1）的对接端面开设有环形密封槽（1.6），所述环形密封槽（1.6）内嵌装有高弹性防水密封胶圈（1.7）。

6.根据权利要求1所述的一种旋转自锁式易插拔光伏连接器，其特征在于：所述母头本体（2.1）的外壁设置有与90°旋转行程对应的可视化对位标识刻度（2.3）。

7.一种光伏连接器系列化适配系统，其特征在于：包括多组适配不同应用场景的连接器单品，所述多组连接器单品均采用权利要求1-6任意一项所述的旋转自锁式易插拔光伏连接器核心结构；