Объяснение разъемов MC4 + Видеоинструкция/Иллюстрированное руководство

Солнечные разъемы — это специализированные электрические разъемы, используемые для соединения солнечных панелей друг с другом, а также с другими солнечными компонентами, такими как контроллеры заряда и т. д. инверторы. 

Их развитие можно проследить до ранних достижений в области солнечной технологии в 1970-х и 1980-х годах. Среди различных типов, солнечные разъемы MC4 получили широкое признание и используются в солнечных системах всех размеров по всей отрасли.

Эта статья подготовлена ​​для новичков в области разъемов MC4, охватывая их различные части, механизм блокировки и предлагаемые преимущества. Мы также предоставим изображения и видео, чтобы проиллюстрировать, как использовать эти разъемы с помощью соответствующих инструментов или комплектов.

Что такое солнечные разъемы MC4?

Изобретение солнечных разъемов MC4 представляет собой знаменательную веху в развитии солнечных технологий.

Предыстория изобретения

До изобретения современных солнечных разъемов соединение солнечных панелей и других компонентов представляло собой более ручной и трудоемкий процесс, который мог осуществляться с помощью завинчивания, пайки или сращивания.

Возьмем, к примеру, сращивание: это ручное соединение проводов путем их скручивания вместе, а затем изоляции их с помощью изоляционной ленты или термоусадочной трубки. 

В некоторых случаях в ранних солнечных проектах использовались специальные солнечные разъемы, разработанные специально для отдельных установок.

В дополнение к трудоемкость, все эти ранние методы имеют более высокий риск электрических неисправностей из-за плохих соединений, особенно под нагрузкой. Соединения также были более уязвимы к факторам окружающей среды, таким как влажность, перепады температур и наружное излучение.

Когда и кто изобрел

Соединитель MC4 для солнечных батарей был культовым современным соединителем, разработанным в конце 1990-х и начале 2000-х годов швейцарской компанией Multi-Contact, которая сейчас является частью Stäubli Electrical Connectors. Он был разработан на основе более ранней модели, соединителя MC3, предлагая множество улучшенные функции для подключения солнечных панелей.

Различные части разъемов MC4

Как преемники разъемов MC3, разъемы MC4 также используют «вилка и розетка' конструкция, которая содержит мужское и женское тело. Такая конструкция обеспечивает легкую сборку и установку на месте.

Ниже приведена подробная разбивка различных частей разъемов MC4. Вы также можете обратиться к схеме в следующем содержании.

• Внешний корпус: Корпус разъема типа «папа» или «мама» изготовлен из прочного, устойчивого к ультрафиолетовому излучению и огнестойкого пластика (обычно РРО or PA), защищающий внутренние компоненты от воздействия окружающей среды.
• Металлический обжимной контакт: Мужской контакт, используемый в мужском разъеме, имеет форму штыря, а женский контакт — форму гнезда. Контакты обычно из луженой меди для превосходной проводимости и коррозионной стойкости.
• Уплотнительное кольцо: кольцо, как правило, изготовленное из резины или силикона, располагается вокруг основания защитного устройства для контактов внутри корпуса штекера, что обеспечивает водонепроницаемость и пыленепроницаемость.
• Компрессионный рукав: Эта часть помогает создать прочную механическую связь между кабелем и корпусом. Она используется вместе со следующими частями для захвата кабеля.
• Сброс напряжения: Рельеф предназначен для удержания муфты на месте внутри корпуса разъема и обеспечения того, чтобы муфта оставалась сжатой вокруг кабеля, обеспечивая герметичность соединения и помогая справляться с механическими нагрузками на кабель.
• Навинчивающаяся заглушка: Это резьбовая крышка, которая навинчивается на конец корпуса. Она используется для фиксации кабеля путем сжатия компенсатора натяжения и рукава вокруг него, предотвращая при этом перемещение кабеля, которое может со временем ослабить соединения. 

Блокирующий механизм

В отличие от традиционных методов ручного подключения, разъемы MC4 оснащены инновационным механизмом фиксации, который надежно соединяет два кабеля.

Во-первых, корпус оснащен невозвратным зажимом внутри, который используется для фиксации обжатого металлического контакта на месте внутри корпуса после вставки. Такая конструкция может избегайте случайного отсоединения контакта и кабеля от индивидуального корпуса для обеспечения стабильной электропроводности с течением времени.

С другой стороны, солнечные разъемы MC4 оснащены фиксирующими язычками, которые встроены в корпус. Мужской разъем имеет выступающий язычок, а женский — углубление, предназначенное для установки язычка. После полного заталкивания фиксирующий язычок защелкивается на месте, создавая надежная фиксация соединителей «папа» и «мама» вместе и предотвратить случайное отключение двух устройств. 

В конечном итоге два кабеля можно надежно соединить.

Солнечные разъемы MC4 и MC3

Хотя их предшественники, разъемы MC3, в настоящее время выводятся из эксплуатации, быстрое сравнение между ними поможет вам лучше понять разъемы MC4.

Большинство деталей обеих моделей разъемов схожи, но разъемы MC4 включают несколько улучшенных конструкций, которые позволяют более надежный механизм блокировки.

В частности, разъемы MC3 используют традиционный механизм защелкивания или поворотного замка, который менее надежен. В отличие от этого, разъемы MC4 используют усовершенствованный механизм защелкивания с устойчивой самоблокирующейся системой. Для повышения стабильности и безопасности разъемы MC4 требуют специального инструмента для отсоединения.

Разъемы MC3 имеют более низкую устойчивость к погодным условиям и более подвержены коррозии с течением лет. Напротив, разъемы MC4, изготовленные из высококачественных материалов и дополнительных аксессуаров, хорошо работают в различных жестких условиях. 

С точки зрения электрических свойств, при диаметре штырьков 4 мм по сравнению с 3 мм для штырьков MC3, разъемы MC4 могут обрабатывать более высокие значения тока и напряжения что позволит им реализовать более широкий спектр проектов в области солнечной энергетики.

• Разъемы MC3 имеют номинальную токовую нагрузку до 30 А при использовании с кабелями 10 AWG, тогда как разъемы MC4 могут выдерживать до 95А с кабелями большего диаметра.
• Изделия MC3 имеют номинальное напряжение 1,000 В (IEC) или 600 В (UL), тогда как более новые версии MC4 могут поддерживать до 1,500 В (IEC/UL), что позволяет использовать более длинные строки серий.

Краткий обзор: другие типы солнечных разъемов

Помимо разъемов MC3 и MC4, существует несколько других типов солнечных разъемов, используемых в определенных регионах или нишевых приложениях. 

Эти альтернативы солнечным соединителям включают в себя Соединители Tyco SOLARLOK производства TE Connectivity, разъемы Amphenol производства Amphenol Industrial Solar Technologies, Разъемы Radox от HUBER+SUHNER, разъемы XT60 от Amass и т. д. Они обеспечивают приоритетным направлением производительности, долговечности и совместимости. 

Несмотря на наличие этих альтернатив, разъемы MC4 доминируют на рынке с долей, превышающей 50% в мире, будучи установленными в более 800 ГВт солнечной мощности во всем мире.

Какие преимущества обеспечивают разъемы MC4?

Подводя итог, можно сказать, что модемные разъемы MC4 обладают многочисленными преимуществами с точки зрения надежности, долговечности, безопасности и эффективности, что способствует их широкому распространению.

• Более стабильное и безопасное соединение: Усовершенствованный механизм блокировки вместе с предохранительными зажимами сводит к минимуму риск ослабления соединений во время работы системы, что может привести к коротким замыканиям или потере энергии.
• Повышенная надежность и долговечность: Использование высококачественных материалов в сочетании со сложным дизайном делает разъемы MC4 более водонепроницаемыми (рейтинг IP67 или IP68) и пыленепроницаемыми и могут выдерживать широкий диапазон температур. Эти особенности обеспечивают долгосрочную работу в суровых условиях на открытом воздухе.
• Повышенная безопасность и долговечность: В дополнение к надежному механизму блокировки и превосходной устойчивости к погодным условиям и теплу, огнестойкость материалов значительно снижает риск возникновения пожара при нештатных ситуациях, тем самым обеспечивая безопасность устройств, активов и пользователей. Между тем, повышенная безопасность также способствует увеличению срока службы разъемов.
• Высокие электрические характеристики: Благодаря превосходным материалам и конструкции эти разъемы имеют низкое контактное сопротивление, что снижает потери мощности и максимизирует эффективность передачи энергии. Их высокие номинальные значения тока и напряжения делают их совместимыми с широким спектром конфигураций и систем солнечной энергии, включая жилые, коммерческие и промышленные приложения.
• Простая установка и обслуживание: Соединители MC4 разработаны для быстрой сборки с минимальными инструментами. Многие наборы инструментов могут облегчить процесс установки. Техническое обслуживание также простое, поскольку поврежденные детали можно легко заменить.
• Стандартизация и совместимость: Все преимущества, указанные выше наконец, внести вклад в стандартизацию отрасли, что помогает снизить затраты, ускорить развертывание солнечных электростанций и упростить обслуживание проектов.

Как собрать и установить разъем MC4?

Теперь перейдем к практическому разделу. Ниже приведено подробное пошаговое руководство по сборке и установке солнечного разъема MC4.

Необходимые инструменты и материалы

• Комплект соединителей MC4
• Солнечный кабель (например, 10 AWG или 4-6 мм²)
• Кусачки
• Инструмент для зачистки проводов
• Инструмент для обжима MC4
• Гаечный ключ MC4

Объяснение шагов

Шаг №1: Подготовка

На этом этапе отрежьте два солнечных кабеля нужной длины и с помощью стриппера снимите около 10-15 мм (0.4-0.6 дюйма) изоляции с конца каждого кабеля. Во время этого процесса будьте осторожны, чтобы не повредить или не надрезать жилы проводника.

Шаг №2: Обжим металлических контактов

Вставьте зачищенный конец одного кабеля в штыревой металлический контакт (или вы можете сначала обжать гнездовой контакт) до тех пор, пока он не достигнет основания контакта. Убедитесь, что снаружи контакта не видно оголенного проводника.

Затем поместите мужской контакт в обжимной инструмент MC4, который соответствует его размеру, и крепко сожмите обжимной инструмент, чтобы закрепить контакт на кабеле. Рекомендуется провести тест на вытягивание, осторожно потянув за кабель, чтобы убедиться, что он надежно закреплен.

Затем приступайте к обжиму для женской части. Когда все будет завершено, два кабеля с обжатыми металлическими контактами готовы к последующей сборке.

Шаг №3: Соберите соединитель

Вставьте обжатый металлический контакт в соответствующий корпус разъема: вставьте штыревой контакт в корпус штыревого разъема, а гнездовой контакт в корпус гнездового разъема. Пожалуйста, нажимайте до тех пор, пока вы слышите или чувствуете отчетливый нажмите на, что указывает на срабатывание запирающего механизма.

Убедитесь, что вставленный контакт прошел через компрессионную гильзу и компенсатор натяжения, которые находятся на конце каждого субконнектора, что поможет обеспечить водонепроницаемость и управление механическими напряжениями.

Наконец, наденьте и закрутите заглушку на конец каждого корпуса разъема. Используйте гаечный ключ MC4, чтобы обеспечить герметичность.

Шаг №4: Осмотр и тестирование соединений

Убедитесь, что все различные части правильно установлены и выровнены. Убедитесь, что нет видимых зазоров, незакрепленных частей или оголенных проводов.

Шаг №5: Подключите разъемы

После сборки обоих разъемов — мужского и женского — выровняйте их должным образом, а затем прижмите их друг к другу до щелчка, образуя надежное соединение MC4.

Шаг №6: Окончательная затяжка и техническое обслуживание

При необходимости используйте гаечный ключ MC4 для затягивания разъемов. Однако избегайте чрезмерного затягивания торцевых крышек, так как это может повредить уплотнения или корпуса.

Не забывайте регулярно проверять все соединения на предмет износа, коррозии или повреждений. Также рекомендуется очищать разъемы по мере необходимости, используя сухую ткань для удаления грязи и мусора.

Использование разъемов MC4 для надежной работы

«Единственный способ внедрять инновации с необходимой скоростью — это стандартизация». (Генри Форд) «Стандартизация повышает качество, производительность и, что еще более удивительно, моральный дух». (Listen Technologies)

Стандартизация солнечных разъемов обеспечивает более быстрое распространение солнечной энергии по всему миру, делая солнечную энергетику гораздо более доступной даже для менее образованных пользователей.

Благодаря целому ряду преимуществ разъемы MC4 повышают привлекательность солнечных технологий.