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漫说光伏逆变器的结构防护设计


作者:www.tyn100.com 来源:www.tyn100.com 日期:2017/12/12 12:34:36 点击率:

随着新能源产业的快速发展,光伏发电应用越来越广泛,而光伏逆变器作为光伏发电系统的关键组成部分,大多数逆变器都运行在室外环境,要经受非常苛刻甚至恶劣的环境考验。

对于室外运行的光伏逆变器而言,其结构设计必须满足IP65等级标准,只有达到这个标准,我们的逆变器才能安全高效的工作。IP等级是针对电气设备外壳对异物侵入的防护等级,来源是国际电工委员会的标准IEC 60529,这个标准在2004年也被采用为美国国家标准。我们常说的IP65等级,IP是Ingress Protection的缩写,其中6为防尘等级,(6:完全防止粉尘进入);5为防水等级,(5:用水冲淋对该产品无任何伤害)。

为了达到上述设计要求,光伏逆变器的结构设计要求非常严格、慎重,这也是在现场应用中非常容易出问题的地方。那么我们如何设计一款合格的逆变器产品呢?

目前行业里面,比较常见的逆变器上盖和箱体之间防护设计方法主要有2种:一种是采用硅胶防水圈,这种硅胶防水圈,一般采用2mm厚,通过上盖与箱体压合达到防水防尘的效果。这种防护设计,受硅胶防水圈变形量及硬度材质限制,只适合1-2KW小的逆变器箱体,再大一点的箱体,其防护效果就存在较多的隐患。

如下示意图<1>所示:

另一种是采用德国蓝浦(RAMPF)聚氨酯发泡胶来防护的,这种聚氨酯发泡胶采用数控发泡成型,直接与上盖等结构件粘结一体,而且其变形量能达到50%以上,特别适合我们的中大型逆变器的防护设计。 

如下示意图<2>所示:

同时,更为重要的是,在结构设计时,为了保证高强度的防水设计,光伏逆变器机箱的上盖和箱体之间都要设计防水槽,保证即使有水雾通过上盖和箱体之间进入逆变器,也会通过防水槽把水珠导流出外部,而避免进入箱体。

最近几年光伏市场竞争激烈,有些逆变器厂家为了控制成本,从防护设计和材料使用上面做了一些简化和替代。比如,如下示意图<3>所示:

左侧就是一种降低成本的设计,箱体采用一道折弯,从钣金材料,工艺上进行控制成本,相对于右侧的三道折弯箱体明显的要少一道导流槽,从箱体的强度上讲也要低很多,这些设计对逆变器的防水性能带来了很大的使用隐患。

另外,由于逆变器箱体设计达到了IP65的防护等级,而逆变器在工作时其内部温度会升高,这样其内部较高温度与外部不断变化的环境条件而造成的压差会导致水份进入,并损坏敏感电子部件。为了避免这种问题的发生,通常我们会在逆变器箱体上加装防水透气阀,防水透气阀可有效均衡压力并减少密闭设备中的凝露现象,同时阻隔灰尘和液体进入。从而提高逆变器产品的安全性,可靠性和使用寿命。

所以,我们可以看到,一台合格的光伏逆变器结构设计,不论从机箱结构设计方案,还是从使用的材料上都要进行谨慎严格的设计和选择,否则,一味的为了控制成本而降低设计要求,只能对光伏逆变器的长期稳定运行带来极大的隐患。


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