一種縱、橫雙向式匯流排及光伏匯流箱的制作方法
【技術領域】
[0001]本技術涉及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用的電器元件，尤其是涉及到太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中一種匯流排及光伏匯流箱。
【背景技術】
[0002]目前，能源緊缺問題日益嚴重，清潔能源是當今低碳環(huán)保生活必然的發(fā)展方向，太陽能作為未來主要的能源，隨著太陽能發(fā)電市場規(guī)模的壯大，大型光伏發(fā)電站應運而生。
[0003]在組串式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，一般由光伏陣列、逆變器、交流匯流箱、箱變組成。為了減少逆變器與箱變之間的連線，簡化系統(tǒng)結構，提高發(fā)電系統(tǒng)的可靠性和可維護性，可以將一定數(shù)量、規(guī)格相同的光伏電池方陣的輸出電纜串聯(lián)起來，組成若干個光伏陣列，然后再將光伏逆變器連接于光伏陣列輸出線，光伏逆變器與光伏匯流箱連接，在光伏匯流箱內匯流后，輸出到箱變，形成光伏發(fā)電系統(tǒng)。
[0004]在目前的組串式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，交流光伏匯流箱起到承上啟下的作用，是連接逆變器和箱變的紐帶，是將小電流電能匯流成大電流電能的設備。交流光伏匯流箱的運行狀況直接影響著整個光伏發(fā)電系統(tǒng)，所以光伏匯流箱極其重要。交流光伏匯流箱主要包含:箱體、安裝板、分支電器元件、防雷器、總匯流電器元件。首先逆變器輸出電纜連接到分支電器元件的進線端，分支電器元件一般采用交流斷路器，安裝于安裝板上，一般6路或8路兩種匯流方式，將6組或8組逆變器匯流成一組。交流匯流箱提供防雷器，完成對防雷的保護。經(jīng)過匯流后，通過總匯流電器元件進行輸出。
[0005]在現(xiàn)有方案中，一般采用支路電器元件放置于總匯流電器元件的一側，上下兩層布置，采用軟線連接于匯流排，然而必須先通過安裝板下側繞行，連接到轉接端子上，再供客戶接線；
[0006]上述技術方案主要問題和缺點如下:
[0007]1、支路采用軟線連接，且必須通過安裝板下側繞行，工藝復雜，成本高；
[0008]2、斷路器無法直接供客戶接線，必須使用軟線轉接到端子上；
[0009]3、支路斷路器布置在總斷路器一側，電流匯流排截面積大，箱體體積大，造價高；
[0010]4、接線節(jié)點多，每增加一個接線節(jié)點，增加一個危險源，可靠性降低；同時為螺釘連接，增加了接觸電阻，提高了系統(tǒng)功耗。
[0011]專利201220592506.2《太陽能光伏匯流箱用母線結構》，公開了一種太陽能光伏匯流箱用匯流排，該結構包括一母排本體，在母排本體的一側分布一組斷路器連接插齒，這些插齒的作用是用于與其他電器元件直接連接，在母排的一端有一圓孔，用于連接總匯流電器元件。
[0012]該方案的缺點:只在一個方向連接電器元件，寬度太寬，寬度與長度比例在空間上未優(yōu)化，不適合于在有寬度要求的場合使用；除此之外，此母排結構為等截面式結構，由于匯流排本身的功能決定了在母排的不同部分上流過的電流是不相等的，可這種等截面結構與所通過電流不匹配，存在嚴重的金屬材料浪費的問題，增加了生產(chǎn)成本。
[0013]專利2011320830615.8《光伏智能匯流箱匯流銅排》公開了一種用于匯集熔斷器或斷路器的光伏智能匯流箱匯流銅排，所述匯流排本體表面一側沿長度方向設有若干圓孔，匯流銅排表面另一側沿長度方向設置若干矩形插齒，這些插齒用來與斷路器進行電氣連接。
[0014]上述專利的缺點:只在一個方向連接電器元件；寬度太寬，寬度與長度比例在空間上未優(yōu)化，不適合于在有寬度要求的場合使用；除此之外，此匯流銅排為等截面式結構，由于匯流排本身的功能決定了在母排的不同部分上流過的電流是不相等的，可這種等截面結構與所通過電流不匹配，存在嚴重的金屬材料浪費的問題，增加了生產(chǎn)成本。再者上述匯流銅排所含圓孔，再進行與其他電器元件連接時，需用螺釘連接，此種連接具有不穩(wěn)定性，增加了內阻，加大了系統(tǒng)損耗。
[0015]專利201111073388.4《梳狀母排連接系統(tǒng)，梳狀母排及實現(xiàn)方法》公開了一種梳狀母排，此母排由相互連接的匯流排本體和梳齒構成，所述梳齒可插入外部斷路器的進線端口，母排梳齒與所述進線端口的壓線端頭接觸連接；其中，與梳齒對應的母排另一側與外部進電導線接觸。
[0016]上述專利的缺點:只在一個方向連接電器元件；寬度太寬，寬度與長度比例在空間上未優(yōu)化，不適合于在有寬度要求的場合使用；除此之外，此匯流母排為等截面式結構，由于匯流排本身的功能決定了在母排的不同部分上流過的電流是不相等的，可這種等截面結構與所通過電流不匹配，存在嚴重的金屬材料浪費的問題，增加了生產(chǎn)成本。
[0017]專利201310673903.1《一種應用于光伏匯流箱內的匯流梳》公開了一種包含匯流輸出電纜(I)、匯流梳和多個匯流端子，匯流梳有梳體(2)和多個梳齒(6)構成，多個梳齒平行排列在梳體的一側，整個匯流梳為銅板上沖成的梳子形狀；匯流輸出電纜固定連接在匯流梳的梳體上，匯流梳的多個梳齒分別連接多個匯流端子。
[0018]上述專利方案的缺點:只在一個方向連接電器元件；寬度太寬，寬度與長度比例在空間上未優(yōu)化，不適合于在有寬度要求的場合使用；除此之外，此母排結構為等截面式結構，由于在母排的不同部分上流過的電流是不相等的，這種等截面結構與所通過電流不匹配，存在嚴重的金屬材料浪費的問題，增加了生產(chǎn)成本；同時該方案的匯流輸入存在問題，造成主回路的電阻大，功耗高，提高了運行成本。
[0019]專利201220172837.0《匯流母排及電源裝置》公開了一種母排橫截面積的大小沿著所述匯流排的長度方向呈由小到大的變化。所述電源裝置包括第一匯流母排、第二匯流母排、總匯流排、多個導電體及并聯(lián)電源模塊，所述第一匯流母排及第二匯流母排連接至所述總匯流排，并通過所述多個導電體連接至所述并聯(lián)電源模塊，所述第一匯流母排及第二匯流母排的橫截面積的大小沿著所述第一匯流母排及第二匯流母排的長度方向呈由小到大的變化，并在連接至所述總匯流排的一端處具有最大橫截面積。
[0020]上述專利方案的缺點:只在一個方向連接電器元件；寬度太寬，寬度與長度比例在空間上未優(yōu)化，不適合于在有寬度要求的場合使用；除此之外，此匯流母排盡管根據(jù)匯流母排上電流的不同而在不同的部分采用不同的橫截面積，在一定程度上有效減少了金屬材料用量，節(jié)約了成本?？墒牵捎谑且欢藚R流，所有支路電流最終還都要經(jīng)過一側匯集到總匯流排，并沒徹底解決電流量與橫截面積完全匹配的問題，同時該方案的匯流輸入存在節(jié)點，造成主回路的電阻大，功耗高，提高了運行成本。
[0021]專利201420539536.6《一種多功能光伏交流匯流箱》公開了一種屬于太陽能光伏發(fā)電輔助設備技術領域的光伏交流匯流箱。該匯流箱包括殼體、線路板、支路塑殼斷路器、熔斷器、避雷器、接線柱、接地塑殼斷路器、匯流排，所述的線路板通過接線柱安裝在殼體內，所述的支路塑殼斷路器有多個，多個支路塑殼斷路器設置在線路板上且呈陣列排布，各支路塑殼斷路器通過匯流排匯流后由匯流排接入熔斷器的一端，熔斷器的另一端連接出線端，所述接地塑殼斷路器的一端連接避雷器、另一端由連接排連接至匯流排。此方案能適應匯流交流電流的工作環(huán)境。
[0022]上述專利方案的缺點:1.分支電器元件全部為橫向設置，上下電器元件出線的導線造成重疊，導線布置困難，下方再有防雷裝置，使導線出線更加困難，考慮到電器安裝規(guī)程和電器標準的要求，此圖示為左右各三臺分支電器元件，現(xiàn)光伏匯流箱大多采用8回路電器元件，電器元件與箱體的空間距離要留足四臺電器元件導線布局空間，還得考慮下端電器的安全距離，才能滿足安全標準。這樣會導致導線安裝困難，箱體體積龐大等問題。
2.匯流排接線存在交替穿插問題。防護難度大，安全系數(shù)低。3.避雷器和接地塑殼斷路器布局不合理，使得整體結構不夠整潔。
【實用新型內容】
[0023]本實用新型的目的在于設計一種交流光伏匯流箱所用的縱、橫雙向式匯流排以及由此而延伸出的小型、簡潔化的匯流箱。能有效解決了以往技術中支路采用軟線連接，且必須通過安裝板下側繞行，工藝復雜，成本高的問題，并且提高箱體內部連接防護性，防止在操作和維護過程中帶來的安全隱患。
[0024]為了實現(xiàn)本實用新型的目的，提出以下技術方案:
[0025]一種縱、橫雙向式匯流排，所述匯流排包含主干10、前分支12、后分支11和總匯流排9，所述主干10上連接前分支12、后分支11和總匯流排9 ;所述總匯流排9垂直于主干10，所述前分支12與主干10水平，所述后分支11垂直于主干10。
[0026]所述前分支12設置于主干10的兩端，所述總匯流排9設置于主干的中間部位。
[0027]所述主干10呈中間截面積最大，往左和往右方向截面積隨承載電流逐漸減小。
[0028]所述連接在主干10上的前分支12和后分支11，其與電器元件的連接部分，為頭寬身窄的變截面形狀，其截面積與通過電流匹配。
[0029]所述匯流排是成整體式，其成型方式可有兩種；一種是以整塊銅板沖壓成零件雛形，再折彎成型；
[0030]所述匯流排另一種成型方式為匯流排的主體部分(10)單獨成形，后分支(11)、前分支(12)及連接端子部分獨立制作，通過焊接方式合成縱、橫雙向式匯流排。
[0031]本實用新型還提出一種使用所述的縱、橫雙向式匯流排的光伏匯流箱，所述匯流排可橫向和縱向連接電器元件，所述總匯流排9縱向連接總匯流電器元件6 ;所述前分支12連接分支電器元件1、3 ;所述后分支11垂直于主干10連接分支電器元件7。
[0032]在所述主干10的兩端的前分支12上各連接一臺分支電器元件。
[0033]在所述前分支1