11月23日消息,随着太阳能电池板产生的电压增加,电线损坏导致高功率放电而引起爆炸或闪电的风险也在增加。为了降低或消除这种风险,桑迪亚国家实验室的研究人员与Guardian Sensors Inc.的工程师合作,开发出了电气在线连接器,可以在光伏电弧故障引发电气火灾之前自动预测和预防。


该团队开发的在线连接器长度约为一英寸,直径为一角硬币。它包含一个金属弹簧,上面覆盖着一种自熄式聚合物材料,这种材料是桑迪亚在过去五年中开发和测试的。它可以取代目前的连接器,并连接一系列太阳能电池板,这些太阳能电池板可以在野外或屋顶上一起工作。


桑迪亚国家实验室开发新“保险丝”,有助于防止太阳能电池板着火


如果发生火花,直列式连接器内的聚合物熔化,弹簧在其内部伸展,扩大火花间隙并阻止火焰,如图所示。


所有的连接器都容易受到腐蚀、损坏或安装不当的影响,这可能会导致不可靠的问题--特别是如果电线有微小的缝隙或断裂。在承载高电流和高电压的传统连接器中,这些缺陷会产生火花,并发生火灾。连接器没有任何保护措施。


新的在线式连接器被设计为在185°F以上的温度下激活。这时,自熄性聚合物会熔化,填充电线的缝隙或断裂处,弹簧会膨胀。这就扩大了电线导体之间的火花间隙,它们不再产生导致热量和火灾的能量。反应速度和聚合物的耐火性可以在起火前阻止火灾--不到两秒钟。


桑迪亚国家实验室开发新“保险丝”,有助于防止太阳能电池板着火


该图显示了桑迪亚国家实验室在发生电弧故障时进行的在线连接器测试的结果。在线连接器熄灭火花后不到一秒,电压突然下降。


Sandia能够为Guardian Sensors提供在实验室进行测试的专利特殊电弧故障发生器。它是由研究人员开发的,试图确定电弧故障有多危险;它还可以测试不同材料在高压连接器和电线中的可靠性。它被用来测试新型在线连接器的原型。


未来,该装置可用于其他类型的电源和存储设备,如电池。

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