Giới thiệu
Khi hộp đấu dây năng lượng mặt trời bị lỗi tại hiện trường, doanh thu sẽ ngừng. Mỗi giờ ngừng hoạt động chuyển trực tiếp thành mất sản lượng và các bên liên quan thất vọng. Đối với các kỹ sư dịch vụ hiện trường và các đội O&M quản lý các công trình lắp đặt quang điện, việc hiểu cách chẩn đoán và giải quyết một cách có hệ thống các lỗi hộp đấu dây là điều cần thiết để duy trì thời gian hoạt động và hiệu suất của hệ thống.
Hộp đấu dây năng lượng mặt trời đóng vai trò là điểm nối điện nơi nhiều mạch chuỗi PV hội tụ trước khi cấp vào biến tần. Thành phần quan trọng này chứa các thiết bị bảo vệ—cầu dao hoặc cầu chì—cùng với thiết bị đầu cuối, thanh cái, và thường chống sét lan truyền. Vì nó xử lý dòng điện DC đáng kể và hoạt động trong điều kiện ngoài trời khắc nghiệt, hộp đấu dây đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi một số chế độ hỏng hóc phổ biến có thể ảnh hưởng đến sự an toàn và hiệu quả của hệ thống.
Hướng dẫn này cung cấp các quy trình khắc phục sự cố đã được kiểm tra tại hiện trường cho sáu lỗi hộp đấu dây năng lượng mặt trời thường gặp nhất, từ việc cầu dao tự động ngắt do nhiễu đến quá nhiệt đầu cực và nước xâm nhập. Mỗi phần trình bày chi tiết các triệu chứng, phép đo chẩn đoán, nguyên nhân gốc rễ và các chiến lược khắc phục đã được chứng minh được phát triển qua nhiều năm kinh nghiệm thực tế. Lưu ý an toàn: Trước khi thực hiện bất kỳ công việc chẩn đoán nào, hãy luôn tuân thủ các quy trình khóa/treo thẻ thích hợp và xác minh không có điện áp bằng thiết bị kiểm tra đã được hiệu chuẩn.
Các Công Cụ Thiết Yếu và Quy Trình An Toàn
Khắc phục sự cố hiệu quả đòi hỏi thiết bị phù hợp và các quy trình an toàn nghiêm ngặt. Kỹ thuật viên hiện trường nên mang theo một bộ công cụ chẩn đoán tiêu chuẩn: Đồng Hồ Vạn Năng Số True RMS (Điện áp DC đến 1500V), Camera Ảnh Nhiệt (độ phân giải tối thiểu 160×120), Tua Vít Lực Hiệu Chuẩn (dải 7-25 in-lbs), Máy Kiểm Tra Điện Trở Cách Điện (500-1000V), và Thiết Bị Khóa/Treo Thẻ.
Trước khi mở bất kỳ hộp đấu dây năng lượng mặt trời nào, hãy thiết lập trạng thái không năng lượng. Xoay bộ ngắt DC sang OFF và áp dụng khóa/treo thẻ theo NFPA 70E. Xác minh điện áp bằng không bằng đồng hồ vạn năng—hãy nhớ rằng các đầu cực phía dãy vẫn có điện ngay cả khi bộ ngắt đã mở. Mang PPE được xếp hạng hồ quang (tối thiểu ATPV 8 cal/cm²), găng tay được xếp hạng điện áp và kính bảo hộ. Không bao giờ làm việc một mình khi chẩn đoán hộp đấu dây.
Lỗi #1: Cầu dao điện Phiền Toái Vấp Ngã
Triệu chứng: Cầu dao mạch chuỗi ở vị trí OFF không có lỗi rõ ràng. Sản lượng giảm tỷ lệ. Có thể ngắt quãng trong giờ cao điểm.
Quy Trình Chẩn Đoán: Ghi lại định mức của cầu dao và đo điện áp hở mạch chuỗi (Voc)—dải 600-1000V điển hình xác nhận tính toàn vẹn của chuỗi. Đo dòng điện chuỗi dưới tải bằng ampe kìm DC. Cầu dao 15A ngắt ở khoảng 12-13A liên tục (định mức 80-87%) dưới nhiệt độ cao. Quét nhiệt cầu dao bằng camera IR—sự khác biệt nhiệt độ vượt quá 15°C so với các cầu dao lân cận cho thấy kết nối kém hoặc suy giảm.
Nguyên Nhân Gốc Rễ: Giảm định mức nhiệt trong vỏ nhiệt độ cao (trên 40°C) làm giảm đáng kể công suất của cầu dao. Sự không phù hợp dòng điện chuỗi do bóng râm hoặc sự suy giảm mô-đun làm quá tải các chuỗi hoạt động tốt hơn. Các kết nối đầu cực lỏng lẻo tạo ra nhiệt, gây ra các chuyến đi nhiệt. Các cầu dao cũ bị trôi hiệu chuẩn.
Cách Khắc Phục: Cải thiện thông gió bằng cách làm sạch các lỗ thông hơi, thêm các cửa chớp hoặc lắp đặt tấm che nắng. Tăng kích thước cầu dao nếu có tình trạng quá tải mãn tính. Siết lại các đầu cực đến 8-12 in-lbs (0,9-1,4 Nm). Thay thế các cầu dao bị hỏng. Hộp đấu dây năng lượng mặt trời VIOX có khoảng cách và thông gió tối ưu để duy trì nhiệt độ hoạt động thích hợp của cầu dao.
Lỗi #2: Cầu Chì Bị Nổ
Triệu chứng: Không có đầu ra từ các chuỗi bị ảnh hưởng. Kiểm tra trực quan cho thấy phần tử cầu chì bị hỏng hoặc kiểm tra tính liên tục xác nhận mạch hở. Nhiều lỗi đồng thời cho thấy lỗi cấp hệ thống.
Quy Trình Chẩn Đoán: Sau khi xác nhận cầu chì bị nổ, hãy xác định nguyên nhân gốc rễ trước khi thay thế. Đo Voc chuỗi (điển hình 600-1000V) và dòng điện ngắn mạch (Isc, điển hình 8-12A). Cầu chì có kích thước phù hợp phải được định mức ở mức 156% của Isc chuỗi theo NEC 690.9—một chuỗi có Isc 9A yêu cầu cầu chì tối thiểu 15A. Đo dòng điện từ mỗi chuỗi; các biến thể vượt quá 10% cho thấy các vấn đề mất cân bằng.
Nguyên Nhân Gốc Rễ: Sự mất cân bằng chuỗi phân phối lại dòng điện cho các chuỗi song song, vượt quá định mức. Đoản mạch từ cáp bị hỏng hoặc lỗi hộp nối làm nổ cầu chì ngay lập tức. Các lỗi chạm đất tạo ra các đường dẫn dòng điện thay thế. Cầu chì có kích thước nhỏ hơn do lỗi đặc tả.
Cách Khắc Phục: Thay thế bằng cầu chì định mức DC chính xác (định mức 1000V hoặc 1500V). Không bao giờ sử dụng cầu chì AC trong mạch DC. Điều tra sự mất cân bằng chuỗi, lỗi chạm đất hoặc hư hỏng cáp trước khi cấp lại điện. Ghi lại các thay thế để theo dõi bảo hành. Hộp đấu dây VIOX sử dụng giá đỡ cầu chì an toàn cho ngón tay với nhãn định mức rõ ràng.
Lỗi #3: Quá Nhiệt Đầu Cực và Vết Cháy
Triệu chứng: Sự đổi màu hoặc nóng chảy của các đầu cực, cách điện bị cháy hoặc mùi cháy điện. Hình ảnh nhiệt cho thấy các điểm nóng cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh 20-50°C. Các trường hợp nghiêm trọng cho thấy hư hỏng do hồ quang hoặc vỏ bị nóng chảy.
Quy Trình Chẩn Đoán: Ngắt điện hoàn toàn trước khi kiểm tra—các đầu cực quá nóng cho thấy nguy cơ hỏa hoạn. Kiểm tra sự đổi màu, các thành phần bị nóng chảy hoặc dấu vết carbon. Đo điện trở đầu cực; các đầu cực được siết chặt đúng cách phải có điện trở dưới 0,5 milliohm. Độ sụt áp phải dưới 200 mV trên các điểm kết nối ở dòng điện đầy tải. Kiểm tra sự đứt gãy hoặc oxy hóa của sợi dây dẫn.
Nguyên Nhân Gốc Rễ: Các đầu cực lỏng lẻo do mô-men xoắn không đúng cách tạo ra các điểm tiếp xúc có điện trở cao, trở nên tồi tệ hơn do chu kỳ nhiệt. Dây dẫn quá khổ trong các đầu cực nhỏ nén không đều. Ăn mòn do hơi ẩm làm tăng điện trở. Các đầu cực có kích thước nhỏ gây ra quá nhiệt mãn tính.
Cách Khắc Phục: Thay thế các đầu cực bị hư hỏng do nhiệt. Kết nối lại bằng các công cụ mô-men xoắn đã hiệu chuẩn (7-15 in-lbs / 0,8-1,7 Nm). Áp dụng hợp chất chống oxy hóa cho các kim loại khác nhau. Lên lịch kiểm tra hình ảnh nhiệt hàng năm. Hộp đấu dây VIOX có các đầu cực định mức 125°C với các thông số kỹ thuật mô-men xoắn rõ ràng được đánh dấu trên nhãn vỏ.
Lỗi #4: Mất Cân Bằng Điện Áp Giữa Các Chuỗi
Triệu chứng: Điện áp chuỗi không bằng nhau mặc dù cấu hình giống hệt nhau. Sự khác biệt điện áp vượt quá 5% giữa các chuỗi song song. Sản lượng điện thấp hơn dự kiến.
Quy Trình Chẩn Đoán: Đo điện áp hở mạch (Voc) của mỗi chuỗi trong vòng 5 phút trong điều kiện chiếu xạ ổn định. Các chuỗi phải khớp trong vòng 2-3%. Điện áp thấp hơn 10%+ cho thấy bóng râm, lỗi mô-đun hoặc lỗi hệ thống dây điện. Điện áp cao hơn cho thấy tình trạng mạch hở. Xác minh cấu hình chuỗi phù hợp với thiết kế—đếm số lượng mô-đun trên mỗi chuỗi.
Nguyên Nhân Gốc Rễ: Bóng râm một phần làm giảm điện áp thông qua việc kích hoạt diode bỏ qua. Sự suy giảm hoặc hỏng hóc mô-đun trong các chuỗi. Lỗi hệ thống dây điện bao gồm các vấn đề về cực tính hoặc kết nối lỏng lẻo. Các diode bỏ qua bị hỏng gây ra sự sụt giảm điện áp.
Cách Khắc Phục: Ghi lại các kiểu bóng râm; giải quyết bằng cách cắt tỉa cây hoặc sửa đổi mảng. Sử dụng thử nghiệm đường cong IV để cô lập các mô-đun bị lỗi. Thay thế bằng các thông số kỹ thuật phù hợp. Xác minh lại tất cả các kết nối. Hộp đấu dây VIOX cung cấp các đầu cực được dán nhãn để đơn giản hóa việc đo điện áp và cô lập lỗi.
Lỗi #5: Chỉ Báo Lỗi Chạm Đất
Triệu chứng: Phát hiện lỗi chạm đất được kích hoạt hoặc báo động biến tần được kích hoạt. Tắt hệ thống hoặc hoạt động an toàn bị xâm phạm. Đèn LED hiển thị màu đỏ hoặc hiển thị trạng thái lỗi.
Quy Trình Chẩn Đoán: Cô lập có hệ thống các mạch để xác định cách điện bị xâm phạm. Đo điện trở cách điện của đầu ra hộp đấu dây bằng megohmmeter (điện áp thử nghiệm 500V hoặc 1000V) giữa bus DC và đất. Các hệ thống khỏe mạnh đo trên 1 megohm; dưới 100 kilohm cần được chú ý ngay lập tức. Cô lập các chuỗi riêng lẻ bằng cách mở các thiết bị bảo vệ và kiểm tra lại để xác định mạch bị lỗi.
Nguyên Nhân Gốc Rễ: Hư hỏng cách điện cáp do động vật gặm nhấm, mài mòn hoặc suy giảm do tia cực tím. Hơi ẩm trong hộp nối tạo ra các đường dẫn dẫn điện. Sự phân lớp mô-đun làm lộ các thành phần được cấp điện. Lỗi lắp đặt làm hỏng cách điện trong quá trình tuốt dây hoặc kẹp cáp.
Cách Khắc Phục: Tiến hành kiểm tra vật lý sau khi cô lập. Kiểm tra megger các phần nhỏ hơn dần để định vị các lỗi. Thay thế dây dẫn bị hỏng—sử dụng các đầu nối được định mức theo NEC 110.14(B). Làm khô thiết bị bị ảnh hưởng bởi hơi ẩm và sửa chữa các miếng đệm. Thay thế các mô-đun bị phân lớp. Ghi lại các sự cố bằng các phép đo và nguyên nhân gốc rễ. Hộp đấu dây VIOX kết hợp phát hiện lỗi chạm đất tích hợp với các chỉ báo trực quan theo NEC 690.41.
Lỗi #6: Ăn Mòn và Nước Xâm Nhập
Triệu chứng: Hơi ẩm, ngưng tụ hoặc nước đọng có thể nhìn thấy bên trong vỏ. Các cặn bột màu trắng (oxit nhôm) hoặc rỉ sét trên các thành phần kim loại. Verdigris màu xanh lá cây trên dây dẫn đồng. Các lỗi không liên tục trở nên tồi tệ hơn trong mưa hoặc độ ẩm cao. Bộ nén miếng đệm hoặc các khoảng trống có thể nhìn thấy trong các miếng đệm vỏ.
Quy Trình Chẩn Đoán:
Kiểm tra trực quan ngay lập tức cho thấy hầu hết các vấn đề về nước xâm nhập. Mở hộp đấu dây trong điều kiện khô ráo và tìm các vết nước, sản phẩm ăn mòn hoặc cặn khoáng cho thấy sự hiện diện của hơi ẩm trong quá khứ. Kiểm tra tính toàn vẹn của tất cả các miếng đệm bằng cách dùng ngón tay vuốt dọc theo miếng đệm trong khi cửa đang mở—miếng đệm phải dẻo, không bị cứng hoặc nứt.
Kiểm tra tất cả các điểm vào cáp. Các miếng đệm ống dẫn và các tuyến cáp là những điểm hỏng hóc phổ biến. Xác minh rằng tất cả các lối vào cáp dốc xuống khi ra khỏi vỏ để ngăn nước thấm dọc theo dây dẫn vào hộp. Kiểm tra các miếng đệm tuyến cáp bị thiếu hoặc lắp đặt không đúng cách.
Sử dụng máy đo độ ẩm hoặc ẩm kế để đo độ ẩm bên trong. Các chỉ số liên tục trên 70% RH cho thấy thiết kế thông gió hoặc niêm phong không đầy đủ cho phép tích tụ hơi ẩm.
Nguyên Nhân Gốc Rễ:
- Miếng Đệm và Miếng Niêm Phong Bị Hỏng: Tiếp xúc với tia cực tím, ozone và chu kỳ nhiệt làm suy giảm miếng đệm đàn hồi trong hơn 5-10 năm. Các miếng đệm cứng mất hiệu quả niêm phong và cho phép nước xâm nhập.
- Lắp Đặt Lối Vào Cáp Không Đúng Cách: Các miếng đệm tuyến cáp bị thiếu, các lỗ khoét quá khổ không được niêm phong đúng cách hoặc các công trình lắp đặt ống dẫn cho phép nước chảy vào vỏ.
- Sự ngưng tụ: Sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm gây ra sự ngưng tụ bên trong trong các vỏ kín, đặc biệt là ở vùng khí hậu ẩm ướt. Thiết kế thông gió kém giữ lại hơi ẩm.
- Thiệt hại vật lý: Hư hỏng do va đập vào vỏ, nứt cửa sổ quan sát hoặc thiếu ốc vít làm ảnh hưởng đến tính toàn vẹn chống chịu thời tiết.
Cách Khắc Phục và Sửa Chữa:
Giải quyết tình trạng nước xâm nhập ngay lập tức—tiếp xúc với hơi ẩm kéo dài sẽ đẩy nhanh quá trình ăn mòn và tạo ra các mối nguy hiểm về lỗi chạm đất. Loại bỏ tất cả hơi ẩm bằng khí nén hoặc vật liệu thấm hút. Thay thế các đầu cực, dây dẫn và thành phần bị ăn mòn cho thấy quá trình oxy hóa hoặc suy giảm cấu trúc.
Thay thế tất cả các miếng đệm cho thấy bộ nén, nứt hoặc cứng. Sử dụng miếng đệm EPDM hoặc silicone chống tia cực tím được định mức cho dịch vụ ngoài trời. Bôi mỡ điện môi lên bề mặt miếng đệm để cải thiện khả năng niêm phong và kéo dài tuổi thọ.
Sửa chữa hoặc niêm phong đúng cách tất cả các đầu cáp vào. Lắp đặt các đầu nối cáp mới với các vòng đệm nén thích hợp. Đối với các đầu ống dẫn, hãy sử dụng ống lót làm kín và đảm bảo ống dẫn dốc ra khỏi vỏ. Cân nhắc lắp đặt một lỗ thoát nước nhỏ ở điểm thấp nhất của vỏ với một lỗ thông hơi để cho phép thoát nước ngưng tụ và cân bằng áp suất.
Đối với các lắp đặt trong môi trường có độ ẩm cao, hãy chỉ định các hộp kết hợp có xếp hạng NEMA 4X hoặc IP66 và cấu trúc bằng thép không gỉ. Hộp kết hợp năng lượng mặt trời VIOX có hệ thống gioăng nhiều tầng với các vòng đệm chống tia cực tím, tấm đầu cáp được niêm phong trước và lớp phủ bột chống ăn mòn để đảm bảo hiệu suất chống chịu thời tiết lâu dài trong môi trường ngoài trời khắc nghiệt.
Các phương pháp hay nhất về bảo trì phòng ngừa
Bảo trì chủ động ngăn ngừa phần lớn các lỗi hộp kết hợp trước khi chúng ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống. Thiết lập lịch kiểm tra có hệ thống giúp giảm thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc (MTBF) và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
Kiểm tra trực quan hàng quý: Thực hiện kiểm tra trực quan bên ngoài ba tháng một lần. Tìm kiếm các hư hỏng vật lý đối với vỏ, dấu hiệu hoạt động của côn trùng hoặc loài gặm nhấm, sự phát triển của thảm thực vật cản trở thông gió và việc đóng cửa đúng cách. Xác minh rằng nhãn vẫn dễ đọc và biển báo an toàn còn nguyên vẹn.
Quét nhiệt hàng năm: Lên lịch kiểm tra hình ảnh nhiệt trong giờ phát điện cao điểm khi dòng điện đạt mức tối đa. Quét tất cả các đầu nối, thanh cái, bộ ngắt mạch và cầu chì. Thiết lập các dấu hiệu nhiệt cơ bản và gắn cờ bất kỳ kết nối nào cho thấy nhiệt độ tăng trên 10°C so với các thành phần lân cận. Giải quyết các điểm nóng ngay lập tức trước khi chúng tiến triển thành lỗi.
Siết lại kết nối hai năm một lần: Hai năm một lần, ngắt điện hệ thống và xác minh mô-men xoắn trên tất cả các kết nối nguồn. Chu kỳ nhiệt gây ra hiện tượng nới lỏng dần ngay cả trong các đầu nối được lắp đặt đúng cách. Sử dụng các công cụ mô-men xoắn đã hiệu chỉnh và ghi lại xác minh mô-men xoắn trong nhật ký bảo trì. Quy trình đơn giản này ngăn chặn 70% các lỗi quá nhiệt đầu cuối.
Kiểm tra gioăng và vòng đệm: Hàng năm kiểm tra tất cả các gioăng, đầu cáp và vòng đệm vỏ. Thay thế bất kỳ gioăng nào có dấu hiệu cứng, biến dạng nén hoặc nứt. Trong môi trường ven biển hoặc có độ ẩm cao, hãy tăng tần suất kiểm tra lên hai lần một năm.
Yêu cầu về tài liệu: Duy trì hồ sơ bảo trì toàn diện bao gồm ngày kiểm tra, kết quả chụp ảnh nhiệt, xác minh mô-men xoắn, thay thế thành phần và mọi sự cố lỗi. Tài liệu này hỗ trợ các yêu cầu bảo hành, theo dõi xu hướng độ tin cậy và chứng minh sự siêng năng vì mục đích bảo hiểm. Sử dụng danh sách kiểm tra tiêu chuẩn để đảm bảo chất lượng kiểm tra nhất quán trên nhiều địa điểm.
Các hộp kết hợp năng lượng mặt trời được bảo trì đúng cách cung cấp dịch vụ đáng tin cậy trong hơn 25 năm. VIOX cung cấp các chương trình đào tạo dịch vụ tại chỗ, tài liệu kỹ thuật và hỗ trợ phụ tùng thay thế để giúp các nhóm O&M duy trì hiệu suất hệ thống cao nhất trong suốt vòng đời của thiết bị.
Kết luận: Hỗ trợ khắc phục sự cố VIOX
Khắc phục sự cố có hệ thống biến các lỗi hộp kết hợp từ các trường hợp khẩn cấp tốn kém thành các sự kiện bảo trì có thể quản lý được. Bằng cách tuân theo các quy trình chẩn đoán được nêu trong hướng dẫn này—từ việc ngắt mạch đến sự xâm nhập của nước—các nhóm hiện trường có thể nhanh chóng cô lập các nguyên nhân gốc rễ, thực hiện các biện pháp khắc phục đã được chứng minh và đưa hệ thống trở lại công suất phát điện đầy đủ.
VIOX Electric thiết kế các hộp kết hợp năng lượng mặt trời chú trọng đến khả năng bảo trì tại chỗ. Các sản phẩm của chúng tôi kết hợp các tính năng giúp đơn giản hóa việc khắc phục sự cố: các đầu nối được dán nhãn rõ ràng, các điểm kiểm tra dễ tiếp cận, quản lý nhiệt tích hợp và cấu trúc chống chịu thời tiết giúp giảm tỷ lệ hỏng hóc. Mọi hộp kết hợp VIOX đều trải qua quá trình kiểm tra nhiệt và kiểm soát chất lượng tại nhà máy để đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy trong điều kiện thực tế.
Để được hỗ trợ kỹ thuật, hỗ trợ chẩn đoán hoặc phụ tùng thay thế, hãy liên hệ với nhóm dịch vụ tại chỗ của VIOX Electric. Chúng tôi cung cấp tư vấn kỹ thuật ứng dụng, đào tạo tại chỗ cho nhân viên O&M và tài liệu kỹ thuật toàn diện để hỗ trợ tài sản năng lượng mặt trời của bạn trong suốt vòng đời hoạt động của chúng. Truy cập viox.com hoặc gọi đường dây nóng kỹ thuật của chúng tôi để được hướng dẫn khắc phục sự cố chuyên nghiệp.
