一种组件间快速关断接线盒及可快速关断的光伏系统的制作方法

1.本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏组件间快速关断接线盒及可快速关断的光伏系统。


背景技术：

2.光伏发电系统是利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统，在清洁发电的同时能够兼顾经济发展和生态保护，目前广泛应用于多种多样的场景中，具有广阔的发展前景。
3.光伏组件是光伏发电系统中的基本发电单元，在大多数应用场合下，若干光伏组件串联而形成具有1000v以上直流高压的光伏组件串，不可控的直流高压成为光伏发电系统的安全隐患，尤其是在火灾、检修或其它紧急状态下，对事故处理造成严重障碍、甚至威胁救援人员的人身安全。为了消除上述光伏发电系统的安全隐患，形式各异的可快速关断的光伏组件接线盒应运而生，其功能是使光伏组件串中各个光伏组件之间的电气连接断开，在紧急或其他有需要的状态下，可以断开相邻组件间母线的连接，快速降低由光伏组件串联而形成的直流高压至安全电压。
4.目前的快速关断接线盒直接采用光伏组件本身的输出电压进行供电，快速关断接线盒的工作状态会受到光伏组件的输出电压的影响，可靠性和稳定性差，例如，当光伏组件输出电压低于10v左右时，驱动电路会进行欠压保护，导致快速关断接线盒不能正常工作，并损失此片组件所产生的功率，造成能源浪费，损失了投资收益。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种组件间快速关断接线盒及可快速关断的光伏系统，不会受到光伏组件输出电压对快速关断智能接线盒的工作状态的影响，可在光伏组件的全电压范围内稳定工作，不会因为低电压时，损失相应组件的功率，不造成能源浪费；提高快速关断智能接线盒的可靠性和稳定性，减少连接器及线束用量，降低施工成本，便于检修。
6.为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种组件间快速关断接线盒，包括接线盒本体、串接输入光伏连接器、串接输出光伏连接器、光伏连接线缆、外接直流电源输入连接器、外接直流电源输出连接器和外接供电线缆；所述串接输入光伏连接器、串接输出光伏连接器分别通过光伏连接线缆与所述接线盒本体的两端连接，所述外接直流电源输入连接器、外接直流电源输出连接器分别通过外接供电线缆与所述接线盒本体的两端连接；所述接线盒本体包括盒体、可与所述盒体扣合的盒盖以及设于所述盒体内部的电路板，所述的电路板上具有快速关断电路模块，所述电路板与所述光伏连接线缆、所述外接供电线缆分别连接。
8.优选地，所述快速关断电路模块包括隔离式dc/dc变换电路，所述隔离式 dc/dc 变换电路包括变换控制芯片及外围辅助元件、隔离变压器、变压器次极整流滤波电路、至少
一个关断用器件及关断器件驱动控制电路；所述关断用器件串接在电路板光伏直流母线中间，以实现连接和关断。
9.优选地，所述电路板上设有至少一路光伏直流母线连接区、一组或多组变压器整流滤波电路、一个或多个关断器件及关断器件驱动控制电路；关断器件串接在一路或多路电路板上的光伏直流母线中间，以一个组件间快速关断接线盒，实现一路或多路的组件间关断，以提升经济效益；所述关断器件为半导体开关器件；所述光伏连接线缆与所述光伏直流母线连接区连接，外接供电线缆与电路板上的外接直流连接区连接；所述光伏直流母线连接区、外接直流连接区相互隔离。
10.优选地，所述光伏连接线缆与所述光伏直流母线连接区铆接、焊接或压接连接，所述外接供电线缆与所述外接直流连接区铆接、焊接或压接连接。
11.优选地，所述快速关断接线盒还包括连接件，所述连接件设于所述光伏直流母线连接区上，所述连接件的一端与所述光伏直流母线连接区连接，另一端与对应的光伏连接线缆的端部连接。
12.优选地，所述盒体的端部设有串接光伏线缆固定部、光伏连接线缆卡扣、外接供电线缆固定部和外接供电线缆卡扣，所述串接光伏线缆固定部与所述外接供电线缆固定部并排设置；所述光伏连接线缆卡扣设于所述串接光伏线缆固定部的下方，所述光伏连接线缆卡扣的结构与所述串接光伏线缆固定部的结构相匹配，所述串接光伏线缆固定部与所述光伏连接线缆卡扣之间形成用以供所述光伏连接线缆穿过的第一通道；所述外接供电线缆卡扣设于所述外接供电线缆固定部的下方，所述外接供电线缆卡扣的结构与所述外接供电线缆固定部的结构相匹配，所述外接供电线缆固定部与所述外接供电线缆卡扣之间形成用以供所述外接供电线缆穿过的第二通道。
13.优选地，所述盒体的内部设有多个定位柱，所述关断电路板上设有多个定位孔，所述定位柱的结构与所述定位孔的结构相匹配。
14.优选地，所述串接输入光伏连接器的结构与所述串接输出光伏连接器的结构相匹配，所述外接直流电源输入连接器的结构与所述外接直流电源输出连接器的结构相匹配。
15.本实用新型还提供一种可快速关断的光伏系统，包括若干光伏组件、分体式接线盒以及上述的组件间快速关断接线盒，每个光伏组件中设有一组分体式接线盒，所述分体式接线盒包括左接线盒、中间接线盒和右接线盒，所述左接线盒、中间接线盒和右接线盒分别通过汇流条与光伏组件子串连接；所述左接线盒通过光伏连接线缆还连接有组件负极连接器，所述右接线盒通过光伏连接线缆还连接有组件正极连接器；
16.所述组件间快速关断接线盒连接于相邻光伏组件之间，所述串接输入光伏连接器与左侧光伏组件中的组件正极连接器插接相连，所述串接输出光伏连接器与右侧光伏组件中的组件负极连接器插接相连；所述外接直流电源输入连接器与相邻的下一个组件间快速关断接线盒中的外接直流电源输出连接器插接相连，以此类推，外接供电线缆的终端连接有外部电源。
17.优选地，所有所述组件间快速关断接线盒，外接直流部分，为并联方式连接。
18.优选地，所述外部电源提供15vdc电源。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型的组件间快速关断接线盒应用于光伏系统时，快速关断接线盒通过串接输入光伏连接器、串接输出光伏连接器分
别与两侧相邻的光伏组件连接，通过外接直流电源输入连接器、外接直流电源输出连接器及外接供电线缆与外部电源连接，利用外部电源为快速关断接线盒供电，通过控制外部电源来控制快速关断接线盒内的开关器件，实现快速安全关断的同时，快速关断接线盒的工作状态不受光伏组件输出电压的影响，可在光伏组件输出全电压范围内工作，不会因为低电压时，损失相应组件的功率，不造成能源浪费，可靠性和稳定性好；另外，安装在组件间的快速关断接线盒，减少一组正、负光伏连接器及相应电缆线，经济性好，组件间的安装方式，更便于检修。而且无复杂的通讯协议，不会出现数据的丢包及复杂的判断算法。外接电源给关断电路通、断电，实现组件间输出母线的闭合和断开，可靠性更高。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例1的一种组件间快速关断接线盒的爆炸结构示意图；
21.图2为图1中a处的结构放大图；
22.图3为本实用新型实施例1的一种组件间快速关断接线盒的连接结构示意图；
23.图4为本实用新型实施例1的一种可快速关断的光伏系统应用场景的结构示意图；
24.图5为图4中b处的结构放大图；
25.图6为图4中c处的结构放大图。
26.图中，100-组件间快速关断接线盒，10-接线盒本体，11-盒体，111-串接光伏线缆固定部，112-外接供电线缆固定部，113-定位柱，12-盒盖，13-电路板，131-光伏直流母线连接区，132-外接直流连接区，133-定位孔，14-连接件，15-光伏连接线缆卡扣，16-外接供电线缆卡扣，20-串接输入光伏连接器，30-串接输出光伏连接器，40-光伏连接线缆，50-外接直流电源输入连接器，60-外接直流电源输出连接器，70-外接供电线缆，200、300-光伏组件，201、301-左接线盒，202、302-中间接线盒，203、303-右接线盒，204、304-组件负极连接器，205、305-组件正极连接器，400-外部电源。
具体实施方式
27.为使对本实用新型的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
28.请结合参见图1至图3所示的本实用新型实施例1的一种组件间快速关断接线盒的结构示意图，所述的组件间快速关断接线盒100包括接线盒本体10、串接输入光伏连接器20、串接输出光伏连接器30、光伏连接线缆40、外接直流电源输入连接器50、外接直流电源输出连接器60和外接供电线缆70，串接输入光伏连接器20、串接输出光伏连接器30分别通过光伏连接线缆40与接线盒本体10的两端连接，外接直流电源输入连接器50、外接直流电源输出连接器60分别通过外接供电线缆70与接线盒本体10的两端连接。接线盒本体10包括盒体11、可与盒体11扣合的盒盖12以及设于盒体11内部的电路板13，所述的电路板上具有快速关断电路模块， 电路板13与光伏连接线缆40、外接供电线缆70分别连接。光伏连接线缆40与外接供电线缆70相互隔离。
29.所述关断电路板上的快速关断电路模块设有隔离式dc/dc变换电路，所述隔离式 dc/dc 变换电路包括变换控制芯片及外围辅助元件、隔离变压器、变压器次极整流滤波电路、关断用器件及关断器件驱动控制电路。关断用器件串接在电路板光伏直流母线中间，以
实现连接和关断。电路板上包括至少一个开关用的关断器件以及至少一组光伏直流母线母线连接区；以实现一个串接快速关断接线盒实现一组或多组的相邻组件的连接与关断，提高经济性。
30.其中，串接输入光伏连接器20的结构与串接输出光伏连接器30的结构相匹配，外接直流电源输入连接器50的结构与外接直流电源输出连接器60的结构相匹配。请参见图1，本实用新型实施例1中，串接输入光伏连接器20为连接器母插，串接输出光伏连接器30为与该连接器母插相匹配的连接器公插，外接直流电源输入连接器50为连接器公插，外接直流电源输出连接器60为与该连接器公插相匹配的连接器母插。当然，在其他实施例中，当串接输入光伏连接器20为连接器公插时，串接输出光伏连接器30可以是与其相匹配的连接器母插；对应的，当外接直流电源输入连接器50为连接器母插时，外接直流电源输出连接器60可以是与其相匹配的连接器公插，本实用新型对此并不限定。
31.请结合参见图1和图2，本实用新型的优选实施例中， 电路板13上设有至少一路光伏直流母线连接区131和外接直流连接区132，一路或多路的光伏直流母线连接区131可以方便实现上下相邻光伏子串中，相邻组件的快速关断，有更优的经济性。光伏连接线缆40与光伏直流母线连接区131连接，外接供电线缆70与外接直流连接区132连接。优选的，电路板13的两端均设置光伏直流母线连接区131和外接直流连接区132，每端的光伏直流母线连接区131与外接直流连接区132并排、斜出、或垂直设置，两侧的光伏连接线缆40分别与对应的光伏直流母线连接区131连接，两侧的外接供电线缆70分别与对应的外接直流连接区132连接。实际施工中，光伏连接线缆光伏光伏连接线缆40可与光伏直流母线连接区131采用铆接、焊接或压接工艺连接，外接供电线缆外接外接供电线缆70可与外接直流连接区132采用铆接、焊接或压接工艺连接，铆接、焊接或压接工艺属于现有技术，在此不再赘述。
32.请参见图1，在一实施例中，接线盒本体10还包括连接件14，连接件14为铜质，连接件14设于光伏直流母线连接区131上，连接件14的一端与光伏直流母线连接区131连接，另一端与对应的光伏连接线缆40的端部连接。
33.请结合参见图1和图3，盒体11的端部设有串接光伏线缆固定部111、光伏连接线缆卡扣15、外接供电线缆固定部112和外接供电线缆卡扣16，串接光伏线缆固定部111与外接供电线缆固定部116并排、斜出、或垂直设置。光伏连接线缆卡扣15设于串接光伏线缆固定部111的下方，光伏连接线缆卡扣15的结构与串接光伏线缆固定部111的结构相匹配，串接光伏线缆固定部111与光伏连接线缆卡扣15之间形成用以供光伏连接线缆40穿过的第一通道；外接供电线缆卡扣16设于外接供电线缆固定部112的下方，外接供电线缆卡扣16的结构与外接供电线缆固定部112的结构相匹配，外接供电线缆固定部112与外接供电线缆卡扣16之间形成用以供外接供电线缆70穿过的第二通道。组装连接时，光伏连接线缆40穿过第一通道后与对应的光伏直流母线连接区131连接，串接光伏线缆固定部111与光伏连接线缆卡扣15对光伏连接线缆40进行固定及保护；外接供电线缆70穿过第二通道后与对应的外接直流连接区132连接，外接供电线缆固定部112与外接供电线缆卡扣16对外接供电线缆70进行固定及保护。
34.在一实施例中，盒体11的内部还设有多个定位柱113，电路板13上设有多个定位孔133，定位柱113的结构与定位孔133的结构相匹配。组装时，电路板13装入盒体11内，盒体11内的定位柱113穿过电路板13上对应的定位孔133，能够提高组装精度，提高组装效率。
35.本实用新型还提供一种可快速关断的光伏系统，包括若干光伏组件、分体式接线盒以及上述的组件间快速关断接线盒，每个光伏组件中设有一组分体式接线盒，分体式接线盒包括左接线盒、中间接线盒和右接线盒，左接线盒、中间接线盒和右接线盒分别通过汇流条与光伏组件子串连接；左接线盒通过光伏连接线缆还连接有组件负极连接器，右接线盒通过光伏连接线缆还连接有组件正极连接器；组件间快速关断接线盒连接于相邻光伏组件之间，串接输入光伏连接器与左侧光伏组件中的组件正极连接器插接相连，串接输出光伏连接器与右侧光伏组件中的组件负极连接器插接相连。组件负极连接器的结构与串接输出光伏连接器的结构相匹配，组件正极连接器的结构与串接输入光伏连接器的结构相匹配。外接直流电源输入连接器与相邻的下一个组件间快速关断接线盒中的外接直流电源输出连接器插接相连，以此类推；外接供电线缆的终端连接有外部电源。
36.具体地，请结合参见图4至图6，图4为本实用新型实施例1的一种可快速关断的光伏系统的结构示意图；图5为图4中b处的结构放大图；图6为图4中c处的结构放大图。以光伏组件200及光伏组件300的连接为例，光伏组件200中设有左接线盒201、中间接线盒202和右接线盒203，左接线盒201、中间接线盒202和右接线盒203分别通过汇流条与光伏组件子串连接；左接线盒201通过光伏连接线缆还连接有组件负极连接器204，右接线盒203通过光伏连接线缆还连接有组件正极连接器205。光伏组件300中设有左接线盒301、中间接线盒302和右接线盒303，左接线盒301、中间接线盒302和右接线盒303分别通过汇流条与光伏组件子串连接；左接线盒301通过光伏连接线缆还连接有组件负极连接器304，右接线盒303通过光伏连接线缆还连接有组件正极连接器305。组件间快速关断接线盒连接于光伏组件200与光伏组件300之间，串接输入光伏连接器20与光伏组件200中的组件正极连接器205插接相连，串接输出光伏连接器30与光伏组件300中的组件负极连接器304插接相连；外接直流电源输入连接器50与左侧下一个相邻的组件间快速关断接线盒中的外接直流电源输出连接器60插接相连，外接直流电源输出连接器60与右侧下一个相邻的组件间快速关断接线盒中的外接直流电源输入连接器50插接相连，外接供电线缆70的终端连接有外部电源400。通过控制外部电源400来控制快速关断接线盒10的工作。外接电源供电方式，能够不受光伏组件输出电压对快速关断接线盒10的影响，提高快速关断接线盒10的工作稳定性和可靠性。不依赖于光伏组件本身提供的电力来实现组件的快速关断，可在组件输出的全范围下工作，不损失低电压下的组件输出功率，在保证光伏系统的工作安全性的同时，不损失光伏发电收益。本实施例中的左接线盒301、中间接线盒302和右接线盒303是从光伏组件背面底侧的视角（仰视视角），按照分体式接线盒在组件背面的排布位置顺序来定义其为左接线盒或右接线盒。
37.在一实施例中，外部电源400提供15vdc电源，可满足快速关断接线盒10的工作需求，保证快速关断接线盒10的可靠性和稳定性。
38.本实用新型的组件间快速关断接线盒应用于光伏系统时，快速关断接线盒通过串接输入光伏连接器、串接输出光伏连接器分别与两侧相邻的光伏组件连接，通过外接直流电源输入连接器、外接直流电源输出连接器及外接供电线缆与外部电源连接，利用外部电源为快速关断接线盒供电，通过控制外部电源来控制快速关断接线盒的开关，快速关断接线盒的工作状态不受光伏组件输出电压的影响，可在光伏组件输出全电压范围内工作，可靠性和稳定性好；另外，能够节省连接器和线缆的用量，降低施工成本，提高施工效率。在保
证光伏系统的工作安全性同时，不损失光伏发电收益。
39.本实用新型已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本实用新型的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本实用新型的范围。相反地，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本实用新型的专利保护范围。