浅谈表带触指技术及其在光伏连接器中的应用

光伏产业发展至今，技术的革新层出不穷。对于光伏连接器来说，仅仅经历了两代的转变，或许“稳”才是其发展之道。“稳”意味着可靠性和安全性，这与连接器厂商的电连接技术水平和经验息息相关。作为一种导电介质，表带触指是经过特殊成型的弹性连接元件，能够显著改善电连接和能量传输质量，使连接器具备持续低的接触电阻。

在光伏连接器未出现之前，光伏电站的连接主要通过“splice”(螺丝端子或接合连接件)方式来实现。随着行业的发展，业内对快速、安全和易操作的连接方案需求愈发强烈。

1996年，一种新型的插入式连接器(plug-in connector)应运而生，这就是史陶比尔MC3光伏连接器。 MC3是真正意义上的光伏连接产品，它跟“splice”是完全不同的两种连接方式，它的意义在于重新定义了光伏组件的连接。2002年，史陶比尔MC4面市，再次重新定义了光伏连接器，它真正实现了“即插即用”(plug and play)。随着光伏电站系统的要求越来越高，不管是从标准层面还是安全层面，MC4出现并取代MC3成为一种必然。

从电连接形式来看，“splice”是采用硬连接，而史陶比尔MC3和MC4连接器则使用了表带触指连接技术。史陶比尔表带触指技术，在电连接器领域已经应用超50年，广泛应用于光伏、输配电、自动化和电动交通等20余个行业。

电连接是指通过机械力将两个带电导体连接起来的可分连接。然而，该机械力作用产生的接触覆盖面(表面接触区域)并不等于用于负载电流的有效接触面。有效接触面积明显小于表面接触面积，电流通道集中在单个接触点，从而导致电阻增大。也即，看似面与面的连接，其实是点与点的连接。

MULTILAM技术，也称为表带触指技术，即在两个接触面之间建立平行接触点。每一个接触页片形成独立的弹性负载载流桥，这样就能大大减少整个接触电阻。根据给定的每一个接触页片的接触力、几何结构、弹性特征以及表面材质的硬度和属性，可以准确地计算出接触电阻。

相较于输配电等行业的各类型表带触指应用，光伏连接器所使用的表带触指则较为单一。前文所述光伏连接器的“稳”，一是指二十多年来光伏连接器的结构和外形变化不大，另一方面则是光伏连接器在长期使用中应体现出的稳定性，这一点与表带触指密切相关。

表带触指根据不同的应用环境会在材料、镀层、类型、尺寸、正压力、安装槽设计等等方面有着严格的规定。本文着重从尺寸配合及表带触指整体工艺等角度进行分析。出于市场考虑，很多厂家在宣传时提到“MC4兼容”的概念。其实这是一种误导，无论是史陶比尔还是第三方认证机构都明确表明禁止互插，有些国家还从法律法规上对光伏电站中所用连接器进行了规定。

连接器互插无法保证核心元器件—表带触指的长期有效接触。对于这类连接，安装槽的尺寸公差及表带触指与金属件的配合尺寸公差都是经过史陶比尔反复试验及计算总结出来的。虽然其它连接器厂商声称可与MC4互插，但是由于金属件、MULTILAM及安装槽的不确定性会造成该部分电阻的增加。此外，还需要强调的是光伏连接器在使用中的长期有效性，尽管有些连接器在与MC4互插后初始电阻增加不明显，但这并不意味着几个月甚至几年之后电阻的稳定性。为了验证以上理论，史陶比尔针对不同连接器互插进行了TC200+DH1000以及短时间大电流测试。

该实验采用的是某“类MC4”连接器。需特别指出的是，“类MC4”连接器使用的是形似表带触指的导电介质。测试项目虽采用IEC62852标准但试验条件更加严苛，例如TC200(通额定电流)之后又进行了TC400(通额定电流)的测试，而DH1000后又进行了DH2000的测试。每项测试后都有相关的测试项目对产品整体进行验证，但由于导电介质与光伏连接器的接触电阻息息相关，因此本文将只讨论该连接器实验后接触电阻的变化。