本發(fā)明涉及光伏電站安全保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種用于光伏電站的磁吹滅弧mc4連接器

背景技術(shù)：

隨著光伏電站的快速發(fā)展，電站的安全性越開越受到人們的關(guān)注，mc4接線器是光伏電站中電力線連接的關(guān)鍵裝置，必須要可靠的連接和承受正常情況下的電流。

目前光伏電站出現(xiàn)很多燒毀的情況，造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失和人身損害，而這些火災(zāi)的誘因很多都是由于mc4接線器產(chǎn)生電弧而引起的。

傳統(tǒng)的mc4接線單元有兩個(gè)金屬連接件1和金屬連接件2，由于施工工人安裝不當(dāng)，或者金屬表面遭到常年的氧化腐蝕，連接件間的接觸面就會(huì)形成間隙，造成接觸不良，此時(shí)如果電路電壓不低于10—20伏,電流不小于80～100ma，連接件的接觸面就會(huì)產(chǎn)生電弧。具體的電弧形成是由于連接件的間隙很小，電場(chǎng)強(qiáng)度e很高(e＝u/d)，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超過3*10^6v/m時(shí)，陰極表面的電子就會(huì)被電場(chǎng)力拉出來而形成連接件間隙的自由電子，在電場(chǎng)力的作用下向陽極作加速運(yùn)動(dòng)途中不斷與間隙空氣中電子原子相碰撞，只要電子的運(yùn)動(dòng)速度v足夠高，電子的動(dòng)能a＝mv^2足夠大，就可能從空氣中打出電子，形成自由電子和正離子，新形成的自由電子也向陽極作加速運(yùn)動(dòng)，同樣會(huì)碰撞發(fā)生游離，碰撞游離連續(xù)進(jìn)行的結(jié)果是連接件間隙充滿了電子和正離子，具有很大的電導(dǎo)；在兩端的壓差下，間隙介質(zhì)被擊穿而產(chǎn)生電弧。電弧是高溫高導(dǎo)電率的游離氣體，它不僅對(duì)金屬連接件有很大的破壞作用，而且在連續(xù)的電弧高溫下，會(huì)導(dǎo)致mc4外殼的溫度到燃點(diǎn)導(dǎo)致mc4接線單元起火，進(jìn)而可能引發(fā)大規(guī)?；馂?zāi)，但是現(xiàn)有的專利技術(shù)尚未提出有效的mc4連接器滅弧的方法。

現(xiàn)有技術(shù)能實(shí)現(xiàn)保護(hù)mc4接線器的方法是通過在mc4接線器里加裝保險(xiǎn)絲和led。

但是上述加裝保險(xiǎn)絲裝置存在如下問題：電弧引發(fā)的高溫導(dǎo)致器件著火，該裝置并不能有效的避免。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于光伏電站的磁吹滅弧mc4連接器，以解決連接件因電弧而造成的破壞。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種用于光伏電站的磁吹滅弧mc4連接器，包括連接件單元和強(qiáng)磁場(chǎng)單元；

其中，所述連接件單元，包括第一金屬連接件和第二金屬連接件，所述第一金屬連接件一端與電力線連接，所述第二金屬連接件一端與電力線連接，所述第一金屬連接件的另一端和第二金屬連接件的另一端對(duì)插式連接；

所述強(qiáng)磁場(chǎng)單元，包括第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元和第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元，所述第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元設(shè)置于連接件單元連接處的上側(cè)，所述第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元對(duì)稱設(shè)置于連接件單元連接處的下側(cè)。

優(yōu)選的，所述第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元位于連接件單元連接處上方，第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元的n極指向第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元；所述第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元位于連接件單元連接處下方，第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元的s極指向第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元；所述第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元與第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元相互平行設(shè)置，強(qiáng)磁場(chǎng)單元之間形成一個(gè)從第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元指向第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元的磁場(chǎng)，方向垂直于電流方向和強(qiáng)磁場(chǎng)面。

一種用于光伏電站的磁吹滅弧mc4連接器的磁吹滅弧方法，在原傳統(tǒng)的mc4連接器上添加強(qiáng)磁場(chǎng)單元，電弧中帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)會(huì)受到一個(gè)足夠強(qiáng)的洛倫茲力，其方向垂直與磁場(chǎng)方向和電子流動(dòng)方向，當(dāng)連接件之間接觸不良產(chǎn)生電弧i后，洛倫茲力的作用會(huì)使得電弧中帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而拉斷電弧，縮短電弧熄滅的時(shí)間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明增加了一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)單元，能有效拉斷mc4連接單元產(chǎn)生的電弧，起到了滅弧的作用，進(jìn)而減輕了mc4連接單元金屬連接件的損耗，同時(shí)避免電弧引起mc4連接單元高溫起火。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于光伏電站的磁吹滅弧mc4連接器的磁吹滅弧原理圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于光伏電站的磁吹滅弧mc4連接的外磁場(chǎng)磁吹滅弧原理圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于光伏電站的磁吹滅弧mc4連接器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于光伏電站的磁吹滅弧mc4連接器的利用弧形磁鐵作為磁場(chǎng)單元的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于光伏電站的磁吹滅弧mc4連接器的利用電磁作為磁場(chǎng)單元的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

本實(shí)施例提供的一種用于光伏電站的磁吹滅弧mc4連接器，側(cè)面圖(詳見附圖1)，包括：連接件單元、強(qiáng)磁場(chǎng)單元；

所述連接件單元10分為第一金屬連接件1和第二金屬連接件2，第一金屬連接件1一端與電力線連接，第二金屬連接件2一端與電力線連接，第一金屬連接件1和第二金屬連接件2的另外一端進(jìn)行對(duì)插式連接。當(dāng)?shù)谝唤饘龠B接件1與第二金屬連接件2間的接觸面形成間隙，造成接觸不良，此時(shí)如果電路電壓不低于10—20伏,電流不小于80～100ma，連接件的接觸面就會(huì)產(chǎn)生電弧i。

所述強(qiáng)磁場(chǎng)單元11分為第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元3和第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元4，其中第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元3位于連接件連接處上方，第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元3的n極指向第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元4。第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元4位于連接件連接處下方，第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元4的s極指向第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元3，第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元3和第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元4相互平行。強(qiáng)磁場(chǎng)單元之間形成一個(gè)從第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元3指向第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元4的磁場(chǎng)b(方向垂直于電流方向和強(qiáng)磁場(chǎng)面)。

本發(fā)明的技術(shù)方案提供如下另一個(gè)視角的側(cè)視圖(詳見附圖2)來說明，圖中包括連接件單元和一個(gè)向外的強(qiáng)磁場(chǎng)；

所述向外的磁場(chǎng)是由側(cè)面圖1中強(qiáng)磁場(chǎng)單元產(chǎn)生的(方向垂直于電流方向和強(qiáng)磁場(chǎng)面)。

結(jié)合上述兩幅圖，一種用于光伏電站的磁吹滅弧mc4連接器的磁吹滅弧方法，在原傳統(tǒng)的mc4連接器上添加強(qiáng)磁場(chǎng)單元，電弧中帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)會(huì)受到一個(gè)足夠強(qiáng)的洛倫茲力，其方向垂直與磁場(chǎng)方向和電子流動(dòng)方向，當(dāng)連接件之間接觸不良產(chǎn)生電弧i后，洛倫茲力的作用會(huì)使得電弧中帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而拉斷電弧，縮短電弧熄滅的時(shí)間。

按照預(yù)設(shè)規(guī)則電弧i受洛倫茲力的影響被拉斷，縮短了熄滅的時(shí)間，進(jìn)而減少了mc4接線單元元件因?yàn)殡娀《茐?，甚至高溫著火，大大降低了光伏電站安全事故的發(fā)生。

本發(fā)明在傳統(tǒng)的mc4接線單元上增加了兩個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)單元，分別位于連接件連接處的兩邊，第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元3與強(qiáng)磁場(chǎng)單元4須相互平行，此時(shí)第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元3與強(qiáng)磁場(chǎng)單元4之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)b，根據(jù)電動(dòng)力學(xué)原理，帶點(diǎn)粒子運(yùn)動(dòng)于磁場(chǎng)會(huì)受到一個(gè)作用力(稱之為洛倫茲力)，洛倫茲力方程為:

f＝q(e+v*b)

q是帶電粒子的電荷量，e是電場(chǎng)強(qiáng)度，v是帶電粒子的速度，b是磁感應(yīng)強(qiáng)度,由此可以看出q、v不變的情況下，電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)，f洛倫茲力也就越大。電弧發(fā)生時(shí)連接件間隙本身就會(huì)形成一個(gè)較大的電壓差u，根據(jù)公式：

u＝e·d

d是間隙距離，極小的間隙距離加上較大的電壓差，導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度e很大，再加上本技術(shù)發(fā)明采用的強(qiáng)磁場(chǎng)單元，電弧中帶電粒子會(huì)受到一個(gè)足夠強(qiáng)的洛倫茲力f(方向垂直與磁場(chǎng)方向和電子流動(dòng)方向)，使得電弧中帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而拉斷電弧，縮短電弧熄滅的時(shí)間，進(jìn)而減少了mc4接線單元元件因?yàn)殡娀《茐?，甚至高溫著火，大大降低了光伏電站安全事故的發(fā)生。

實(shí)施例一

本實(shí)施例請(qǐng)參閱附圖3，包括：mc4連接器公端1(這里指第一連接件)、mc4連接器母端2(這里指第二連接件)、永磁鐵3(這里指第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元)、永磁鐵4(這里指第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元)具體的，上述mc4連接器公端的a側(cè)與電力線連接；上述mc4連接器母端的b側(cè)與電力線連接；mc4連接器公端另一側(cè)內(nèi)金屬連接件與mc4連接器母端另一側(cè)內(nèi)金屬連接件以對(duì)插方式連接；上述對(duì)插的間隙會(huì)產(chǎn)生電弧6；上述永磁鐵3固定于mc4連接器公端內(nèi)金屬連接件與mc4連接器母端內(nèi)金屬連接件對(duì)插處c側(cè)，永磁鐵3極性s極遠(yuǎn)離mc4連接器單元，永磁鐵3極性n極貼近mc4連接器單元；上述永磁鐵4固定于mc4連接器公端內(nèi)金屬連接件與mc4連接器母端內(nèi)金屬連接件對(duì)插處d側(cè)，永磁鐵4極性s極貼近mc4連接器單元，永磁鐵3極性n極遠(yuǎn)離mc4連接器單元；上述永磁鐵3與永磁鐵4相互平行，永磁鐵3與永磁鐵4之間產(chǎn)生一個(gè)從c側(cè)指向d側(cè)的磁場(chǎng)b，按照預(yù)設(shè)規(guī)則該磁場(chǎng)b會(huì)把電弧拉向垂直于平面向外的方向直至拉斷。

所述預(yù)設(shè)規(guī)則為：

電弧i中帶電粒子會(huì)受到一個(gè)足夠強(qiáng)的洛倫茲力f(方向垂直與磁場(chǎng)方向和電子流動(dòng)方向)，使得電弧i中帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而拉斷電??；

可見，本發(fā)明提供的mc4連接單元磁吹滅弧方法，相比于現(xiàn)有的技術(shù)，增加了兩個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)單元，在電弧高發(fā)的mc4連接單元上有效的滅弧，避免元件損壞或者起火，大大提高了光伏電站整體的安全性。

實(shí)施例二

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種弧形的強(qiáng)磁場(chǎng)優(yōu)化方案，其結(jié)構(gòu)圖見附圖4，包括弧形永磁鐵3(這里指第一強(qiáng)磁場(chǎng)單元)、弧形永磁鐵4(這里指第二強(qiáng)磁場(chǎng)單元)、mc4外殼7、金屬連接件10。

具體的上述mc4外殼上有專門放置弧形永磁鐵1和弧形永磁鐵2的槽，這兩個(gè)槽用于放置和固定技術(shù)方案所需的弧形永磁鐵；上述金屬連接件位于mc4外殼中間；電弧一般發(fā)生在金屬連接件對(duì)插的間隙處；上述弧形永磁鐵1的n極貼近mc4外殼，弧形永磁鐵1從n極發(fā)射出一個(gè)指向弧形永磁鐵2的強(qiáng)磁場(chǎng)；上述弧形永磁鐵2的s極貼近mc4外殼，它正好吸收弧形永磁鐵1n極所發(fā)射出來的強(qiáng)磁場(chǎng)；上述弧形永磁鐵1與弧形永磁鐵2之間形成一個(gè)穩(wěn)定的強(qiáng)磁場(chǎng)其與電弧方向相互垂直；按照預(yù)設(shè)規(guī)則該強(qiáng)磁場(chǎng)會(huì)把電弧向外拉(方向同時(shí)垂直于強(qiáng)磁場(chǎng)和電流流動(dòng)方向)直至拉斷。

所述預(yù)設(shè)規(guī)則為：

強(qiáng)磁場(chǎng)越近c(diǎn)，d兩側(cè)，磁場(chǎng)強(qiáng)度也就越大，電弧在被強(qiáng)磁場(chǎng)往c側(cè)或者d側(cè)拉時(shí)，越靠近c(diǎn)，d兩側(cè)所受洛倫茲力就越大，電弧更容易被拉斷

可見，本發(fā)明提供的mc4連接單元磁吹滅弧方法，相比于現(xiàn)有的技術(shù)，增加了兩個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)單元，在電弧高發(fā)的mc4連接單元上有效的滅弧，避免元件損壞或者起火，大大提高了光伏電站整體的安全性。

實(shí)施例三

本實(shí)施例提供一種利用電磁來代替強(qiáng)磁場(chǎng)單元的滅弧裝置，其結(jié)構(gòu)圖見附圖5，包括mc4連接器公端1(這里指第一連接件)、mc4連接器母端2(這里指第二連接件)、電磁裝置11、電磁電力線12。

具體的，上述mc4連接器公端的a側(cè)與電力線連接；上述mc4連接器母端的b側(cè)與電力線連接；mc4連接器公端另一側(cè)內(nèi)金屬連接件與mc4連接器另一端左側(cè)內(nèi)金屬連接件以對(duì)插方式連接；兩個(gè)電磁裝置分別位于mc4連接器對(duì)插處相對(duì)cd兩側(cè)。上述兩個(gè)電磁裝置的電力線分別與mc4連接器公端母端相連接取電，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則電磁裝置同樣可以起到滅弧作用。

所述預(yù)設(shè)規(guī)則為：

當(dāng)mc4連接器連接正常時(shí)，公端與母端就不會(huì)出現(xiàn)壓差，電磁裝置不工作。

當(dāng)mc4連接器連接接觸不良產(chǎn)生電弧時(shí)，公端與母端之間就會(huì)產(chǎn)生壓差，此時(shí)分別連接公母兩端的電磁裝置就會(huì)工作產(chǎn)生磁場(chǎng)b，磁場(chǎng)b的磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)隨著mc4連接器電流增大而增大，磁場(chǎng)強(qiáng)度越大電弧i中帶電粒子所受到的洛倫茲力f(方向垂直與磁場(chǎng)方向和電子流動(dòng)方向)越大，隨之電弧i中帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而電弧被拉斷。

可見，本發(fā)明提供的mc4連接單元磁吹滅弧方法，相比于現(xiàn)有的技術(shù)，增加了兩個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)單元，在電弧高發(fā)的mc4連接單元上有效的滅弧，避免元件損壞或者起火，大大提高了光伏電站整體的安全性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。