一种具有温度检测功能的光伏板智能接线盒的制作方法

1.本实用新型涉及物联网传感技术领域，具体涉及一种具有温度检测功能的光伏板智能接线盒。


背景技术：

2.我国大部分光伏发电站均采用串联的方式将10～20张光伏板连接到一起，作为一组输入源，将电压升高通过逆变器、汇流、升压等技术，最终实现光伏发电。在光伏站日常运行中，由于受到环境的作用，包括雷击、高低温、湿热交变、紫外线辐射等，光伏板接线盒内部的接线端容易出现金属疲劳，进而出现过流能力不足，接线端会出现发烫的情况，持续一定时间后，接线端将被烧毁，导致光伏板出线短路或断路，不能正常输出。在一组光伏板输入源中，如果有一张或多张光伏板出现故障不能正常输出，将导致整组输入源失效，从而影响光伏发电系统运行。运维人员在故障排查的故障中，由于光伏板是串联的，只能按照顺序拆开每张光伏板的接线盒，测量是否有电流通过，才能确认故障点进行维修，非常耗时耗力，严重影响光伏站的工作效率。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能为运维人员快速定位故障点、无需顺拆开每张光伏板的接线盒测量、有效提高光伏站的维修效率的具有温度检测功能的光伏板智能接线盒。
4.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：该具有温度检测功能的光伏板智能接线盒，包括光伏板接线盒，所述光伏板接线盒内设置有金属接线端子，所述光伏板接线盒通过安装座固定在光伏板的背面，所述光伏板接线盒内设置有电源模块、控制模块、转换电路、ntc热敏电阻模块、警示模块、复位开关，所述控制模块、转换电路、ntc热敏电阻模块、警示模块、复位开关分别与电源模块电连接，所述转换电路、警示模块、复位开关分别与控制模块信号连接，所述ntc热敏电阻模块与转换电路信号相连；
5.所述ntc热敏电阻模块固定设置在光伏板接线盒内的金属接线端子上，所述ntc热敏电阻模块用于采集金属接线端子的温度；
6.所述转换电路用于将ntc热敏电阻模块的阻值转换成电压值；
7.所述控制模块用于采集转换电路转换出的电压值，所述控制模块根据ntc温度系数和转换电路参数反向计算得到温度值并与预设的温度阈值做对比；
8.所述警示模块用于提示金属接线端子的异常情况；
9.所述复位开关用于主动关闭警示模块。
10.进一步的是，所述安装座包括左侧板、右侧板、底板、顶板、后侧板，所述左侧板、底板、顶板分别设置在后侧板的左侧边缘、上侧边缘处、下侧边缘处，所述右侧板通过铰接结构固定在后侧板的右侧边缘处，所述右侧板的下端与底板的右端之间设置有用于限制右侧板转动的限位结构，所述左侧板、右侧板、底板、顶板、后侧板共同组成一个前端敞口的矩形
壳体，所述矩形壳体固定设置在光伏板的背面，所述壳体固定设置在光伏板的背面，所述底板与顶板之间设置有用于固定光伏板接线盒的夹紧装置，所述光伏板接线盒通过夹紧装置可拆卸的固定在矩形壳体内，所述底板的上设置有上下贯穿的用于光伏板接线盒的外接线穿过的第一矩形通孔。
11.进一步的是，所述夹紧装置包括l形夹板，所述l形夹板包括横板和竖板，所述竖板的下端固定设置在横板的前端且二者互相垂直，所述竖板与后侧板之间的距离与光伏板接线盒的厚度相适配，所述横板上设置有上下贯穿的用于光伏板接线盒的外接线穿过的第二矩形通孔，所述第二矩形通孔与第一矩形通孔上下对应，所述竖板的前侧表面的左右两侧的上端分别设置有第一导向块和第二导向块，所述第一导向块上设置有上下贯穿的第一导向孔，所述第一导向孔内设置有第一导向滑杆，所述第一导向滑杆的上端固定在顶板的下表面，所述第一导向滑杆的下端固定在底板的上表面，所述第一导向滑杆上套设有第一拉伸弹簧且位于第一导向块与顶板之间，所述第一拉伸弹簧的上端固定设置在顶板的下表面，所述第一拉伸弹簧的下端固定设置在第一导向块的上表面；所述第二导向块上设置有上下贯穿的第二导向孔，所述第二导向孔内设置有第二导向滑杆，所述第二导向滑杆的上端固定在顶板的下表面，所述第二导向滑杆的下端固定在底板的上表面，所述第二导向滑杆上套设有第二拉伸弹簧且位于第二导向块与顶板之间，所述第二拉伸弹簧的上端固定设置在顶板的下表面，所述第二拉伸弹簧的下端固定设置在第一导向块的上表面，所述光伏板接线盒夹设在横板与顶板之间，所述光伏板智能接线的前侧表面与竖板的后侧表面相接触。
12.进一步的是，所述限位结构包括右侧板的前端下端设置的第一插孔，所述底板的前端面的右端设置有第二插孔，当右侧板与后侧板互相垂直时，所述第一插孔与第二插孔上下相对应，还包括u形插杆，所述u形插杆包括与第一插孔相适配的第一插杆、与第二插孔相适配的第二插杆、连接块，所述第一插杆前端固定设置在连接块的后端面的上端，所述第二插杆的前端固定设置在连接块的后端面的下端，当连接块与底板的前端面相接触时，所述第一插杆位于第一插孔内，第二插杆位于第二插孔内。
13.进一步的是，所述矩形壳体内设置有散热组件，所述散热组件包括半导体制冷片、多个散热风扇，所述半导体制冷片嵌设在后侧板的内表面的中心位置，所述多个散热风扇分别均布在左侧板内表面和右侧板内表面，所述半导体制冷片、多个散热风扇分别与电源模块电连接，所述半导体制冷片、多个散热风扇分别与控制模块信号连接。
14.进一步的是，所述顶板的前后宽度大于底板的前后宽度，所述顶板的前端倾斜设置有挡雨板，所述挡雨板与顶板之间的夹角大于15度且小于45度。
15.进一步的是，所述电源模块包括蓄电模块和充放电控制模块，所述充放电控制模块的输入端与光伏板的太阳能电池电连接，所述充放电控制模块的输出端与蓄电模块电连接，所述充放电控制模块用于控制蓄电模块的充电和放电，所述控制模块、转换电路、ntc热敏电阻模块、警示模块、复位开关分别与蓄电模块电连接；所述控制模块、转换电路、ntc热敏电阻模块、警示模块、复位开关、半导体制冷片、多个散热风扇分别与充放电控制模块的输出端电连接。
16.进一步的是，所述控制模块采用stm8s003f3p6型号的单片机；所述ntc热敏电阻模块采用型号为ntcg203nh103jtds的贴片式ntc负温度系数热敏电阻。
17.进一步的是，所述警示模块采用led指示灯；所述蓄电模块采用可充电的纽扣电池。
18.进一步的是，所述充放电控制模块采用型号为cn3130的充放电控制器。
19.本实用新型的有益效果：该具有温度检测功能的光伏板智能接线盒，通过ntc热敏电阻模块实时监测采集金属接线端子上的温度，通过转换电路将ntc热敏电阻模块的阻值转换成电压值，控制模块采集转换电路转换出的电压值并根据ntc温度系数和转换电路参数反向计算得到温度值并与预设的温度阈值做对比，当温度值比预设阈值低时，说明处于正常状态，此时警示模块处于关闭状态，当温度值陡然升高或短时间内持续升高并超出预设阈值时，说明金属接线端子处于异常状态，发热持续时间过久便会接线端将被烧毁，导致光伏板出线短路或断路，不能正常输出，此时控制模块便会控制开启警示模块且一直处于开启警示状态，一直开启的目的是为了运维人员能够及时发现，避免中途关闭不被运维人员发现造成排查不及时的情况，通过警示模块来提示该光伏板接线盒存在异常，由于警示模块的提示，便会使得运维人员快速定位故障点，只需针对该故障点接线盒进行拆解测量或者维修，无需顺拆开每张光伏板的接线盒进行测量排查，这样便大大降低了运维人员的劳动强度，从而有效的提高光伏站的维修效率，待故障点问题解决后，运维人员通过复位开关手动关闭警示模块即可，采用手动关闭警示模块的目的是为了确保该故障点完全被处理好了。
附图说明
20.图1是本实用新型所述的光伏板智能接线盒的内部结构的框图；
21.图2是本实用新型所述的光伏板接线盒、安装座、挡雨板组合的结构示意图；
22.图3是本实用新型所述的光伏板接线盒与安装座组合结构的结构示意图；
23.图4是本实用新型所述的安装座的内部结构的结构示意图；
24.图5是本实用新型所述的夹紧装置的结构示意图
25.图6是本实用新型所述的安装座的结构示意图；
26.图7是图6中a的局部放大图；
27.图8是本实用新型所述的u形插杆的结构示意图；
28.图中标记说明：光伏板接线盒1、左侧板2、右侧板3、底板4、顶板5、后侧板6、l形夹板7、横板701、竖板702、第一矩形通孔8、第二矩形通孔9、第一导向块10、第二导向块11、第一导向滑杆12、第二导向滑杆13、第一拉伸弹簧14、第二拉伸弹簧15、第一插孔 16、第二插孔17、u形插杆18、第一插杆1801、第二插杆1802、连接块1803、半导体制冷片19、散热风扇20、挡雨板21。
具体实施方式
29.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。
30.如图1-8所示，该具有温度检测功能的光伏板智能接线盒，包括光伏板接线盒1，所述光伏板接线盒1内设置有金属接线端子，其特征在于：所述光伏板接线盒1通过安装座固定在光伏板的背面，所述光伏板接线盒1内设置有电源模块、控制模块、转换电路、ntc热敏电阻模块、警示模块、复位开关，所述控制模块、转换电路、ntc热敏电阻模块、警示模块、复
位开关分别与电源模块电连接，所述转换电路、警示模块、复位开关分别与控制模块信号连接，所述ntc热敏电阻模块与转换电路信号相连；
31.所述ntc热敏电阻模块固定设置在光伏板接线盒1内的金属接线端子上，所述ntc热敏电阻模块用于采集金属接线端子的温度；
32.所述转换电路用于将ntc热敏电阻模块的阻值转换成电压值，所述转换电路采用a/d数模转换器；
33.所述控制模块用于采集转换电路转换出的电压值，所述控制模块根据ntc温度系数和转换电路参数反向计算得到温度值并与预设的温度阈值做对比；
34.所述警示模块用于提示金属接线端子的异常情况；
35.所述复位开关用于主动关闭警示模块。该具有温度检测功能的光伏板智能接线盒，通过 ntc热敏电阻模块实时监测采集金属接线端子上的温度，通过转换电路将ntc热敏电阻模块的阻值转换成电压值，控制模块采集转换电路转换出的电压值并根据ntc温度系数和转换电路参数反向计算得到温度值并与预设的温度阈值做对比，当温度值比预设阈值低时，说明处于正常状态，此时警示模块处于关闭状态，当温度值陡然升高或短时间内持续升高并超出预设阈值时，说明金属接线端子处于异常状态，发热持续时间过久金属接线端将被烧毁，导致光伏板出线短路或断路，不能正常输出，此时控制模块便会控制开启警示模块且一直处于开启警示状态，一直开启的目的是为了运维人员能够及时发现，避免中途关闭不被运维人员发现造成排查不及时的情况，通过警示模块来提示该光伏板接线盒1存在异常，由于警示模块的提示，便会使得运维人员快速定位故障点，只需针对该故障点接线盒进行拆解测量或者维修，无需顺拆开每张光伏板的接线盒进行测量排查，这样便大大降低了运维人员的劳动强度，从而有效的提高光伏站的维修效率，待故障点问题解决后，运维人员通过复位开关手动关闭警示模块即可，采用手动关闭警示模块的目的是为了确保该故障点完全被处理好了。
36.在上述实施例中，为了方便快速的固定和更换以及保护光伏板接线盒1，所述安装座优选为以下结构，所述安装座包括左侧板2、右侧板3、底板4、顶板5、后侧板6，所述左侧板2、底板4、顶板5分别设置在后侧板6的左侧边缘、上侧边缘处、下侧边缘处，所述右侧板3的后端通过铰接结构固定在后侧板6的右侧边缘处，所述右侧板3的下端与底板4的右端之间设置有用于限制右侧板3转动的限位结构，所述左侧板2、右侧板3、底板4、顶板5、后侧板6共同组成一个前端敞口的矩形壳体，所述壳体固定设置在光伏板的背面，所述底板 4与顶板5之间设置有用于固定光伏板接线盒1的夹紧装置，所述光伏板接线盒1通过夹紧装置可拆卸的固定在矩形壳体内，所述底板4的上设置有上下贯穿的用于光伏板接线盒1的外接线穿过的第一矩形通孔8。在安装时或更换时，先打开限位结构，通过铰接结构将右侧板3转动至与后侧板6平行，然后将光伏板接线盒1从矩形壳体的右侧移入至壳体中部，然后通过夹紧装置便可将光伏板接线盒1进行夹紧固定在矩形壳体内了，然后在将右侧板3绕铰接结构转动至与左侧板2平行，在通过限位结构将右侧板3固定即可，由于光伏板接线盒 1是被固定在矩形壳体内的，这样矩形壳体便对光伏板接线盒1形成了一定的保护，延长其使用寿命，另外底板4的上设置有第一矩形通孔8，在接线时，只需要将外接线从下往上穿过第一矩形通孔8后与光伏板接线盒1的接线端相连即可，这样便可使得外将接线在矩形壳体内的平顺不折弯。
37.在一些实施例中，为了方便快速的固定或更换光伏板接线盒1，所述夹紧装置优选为以下结构，所述夹紧装置包括l形夹板7，所述l形夹板7包括横板701和竖板702，所述竖板 702的下端固定设置在横板701的前端且二者互相垂直，所述竖板702与后侧板6之间的距离与光伏板接线盒1的厚度相适配，所述横板701上设置有上下贯穿的用于光伏板接线盒1 的外接线穿过的第二矩形通孔9，所述第二矩形通孔9与第一矩形通孔8上下对应，所述竖板702的前侧表面的左右两侧的上端分别设置有第一导向块10和第二导向块11，所述第一导向块10上设置有上下贯穿的第一导向孔，所述第一导向孔内设置有第一导向滑杆12，所述第一导向滑杆12的上端固定在顶板5的下表面，所述第一导向滑杆12的下端固定在底板 4的上表面，所述第一导向滑杆12上套设有第一拉伸弹簧14且位于第一导向块10与顶板5 之间，所述第一拉伸弹簧14的上端固定设置在顶板5的下表面，所述第一拉伸弹簧14的下端固定设置在第一导向块10的上表面；所述第二导向块11上设置有上下贯穿的第二导向孔，所述第二导向孔内设置有第二导向滑杆13，所述第二导向滑杆13的上端固定在顶板5的下表面，所述第二导向滑杆13的下端固定在底板4的上表面，所述第二导向滑杆13上套设有第二拉伸弹簧15且位于第二导向块11与顶板5之间，所述第二拉伸弹簧15的上端固定设置在顶板5的下表面，所述第二拉伸弹簧15的下端固定设置在第一导向块10的上表面，所述光伏板接线盒1夹设在横板701与顶板5之间，所述光伏板接线盒1的前侧表面与竖板702 的后侧表面相接触。在固定光伏板接线盒1时，只需要将l形夹板7向下拉动，使得横板701 与顶板5之间的距离大于光伏板接线盒1高度即可，此时第一拉伸弹簧14、第二拉伸弹簧15 均被拉长，然后将光伏板接线盒1移入到横板701的上方且使得横板701位于光伏板接线盒 1的底部的在中部，然后缓慢的放手，由于第一拉伸弹簧14、第二拉伸弹簧15会恢复形变，便会带动l形夹板7向上移动，使得横板701与光伏板接线盒1的底部接触并带动光伏板接线盒1向上移动与顶板5接触，此时的第一拉伸弹簧14、第二拉伸弹簧15依然处于拉伸状态，这样就可以保持对l形夹板7一直存在向上的拉力，这样通过l形夹板7便可将光伏板接线盒1固定在矩形壳体内了，拆卸时，只需要将对l形夹板7向下拉使得光伏板接线盒1 与顶板5分离，然后从矩形壳体的右侧移出即可。
38.在一些实施例中，所述限位结构优选为以下结构，所述限位结构包括右侧板3的前端下端设置的第一插孔16，所述底板4的前端面的右端设置有第二插孔17，当右侧板3与后侧板 6互相垂直时，所述第一插孔16与第二插孔17上下相对应，还包括u形插杆18，所述u形插杆18包括与第一插孔16相适配的第一插杆1801、与第二插孔17相适配的第二插杆1802、连接块1803，所述第一插杆1801前端固定设置在连接块1803的后端面的上端，所述第二插杆1802的前端固定设置在连接块1803的后端面的下端，当连接块1803与底板4的前端面相接触时，所述第一插杆1801位于第一插孔16内，第二插杆1802位于第二插孔17内。通过 u形插杆18与第一插孔16、第二插孔17的配合使用，便可实现右侧板3的固定和转动。
39.在一些实施例中，由于天气和环境的温度因素，也可能使得光伏板接线盒1内的温度升高，进而使得金属接线端子的温度升高后存在一些发烫等异常情况，为此，所述矩形壳体内设置有散热组件，所述散热组件包括半导体制冷片19、多个散热风扇20，所述半导体制冷片 19嵌设在后侧板6的内表面的中心位置，所述多个散热风扇20分别均布在左侧板2内表面和右侧板3内表面，一般情况下选择四个散热风扇20，左侧板2上两个，右侧板3上两个，所述半导体制冷片19、多个散热风扇20分别与电源模块电连接，所述半导体制冷片19、多个
散热风扇20分别与控制模块信号连接。通过给控制器设定第二温度预设值，例如40到60 度之间的一个值或者一个范围，具体的根据实际情况做调整，第二温度预设值的温度低于开启警示模块的预设温度阈值，当控制模块采集计算出的温度值达到第二温度预设值时，控制启动半导体制冷片19，同时开启多个散热风扇20对光伏板接线盒1进行物理降温，进而使得光伏板接线盒1内的温度降低，从而使得金属接线端子的温度降低，避免因天气和环境的温度因素发烫带来的不良后果，使其使用寿命更加长，同时使得整个光伏站运行更加的稳定，也进一步减少了运维人员的劳动强度。
40.在一些实施例中，为了避免雨水等进入矩形壳体，腐蚀损坏光伏板接线盒1缩减其使用寿命，所述顶板5的前后宽度大于底板4的前后宽度，所述顶板5的前端倾斜设置有挡雨板 21，所述挡雨板21与顶板5之间的夹角大于15度且小于45度。通过顶板5的加宽以及前端倾斜设置的挡雨板21，这样便可有效的避免雨雪等进入矩形壳体内，由于是有角度的倾斜设置，也使得顶板和挡雨板的雨水快速下落下去，避免积水，有效减少了对光伏板接线盒1的腐蚀损坏，使其时使用寿命得以进一步延长。
41.在一些实施例中，为了确保控制模块、转换电路24小时正常工作，所述电源模块包括蓄电模块和充放电控制模块，所述充放电控制模块的输入端与光伏板的太阳能电池电连接，所述充放电控制模块的输出端与蓄电模块电连接，所述充放电控制模块用于控制蓄电模块的充电和放电，所述控制模块、转换电路、ntc热敏电阻模块、警示模块、复位开关分别与蓄电模块电连接，这样在夜间的时候，通过蓄电模块给控制模块、转换电路、ntc热敏电阻模块、警示模块、复位开关进行供电，便可保证夜间的正常工作；所述控制模块、转换电路、ntc 热敏电阻模块、警示模块、复位开关、半导体制冷片19、多个散热风扇20分别与充放电控制模块的输出端电连接，在白天，通过光伏板给蓄电池充电，同时通过充放电控制模块直接供电给控制模块、转换电路、ntc热敏电阻模块、警示模块、复位开关、半导体制冷片19、多个散热风扇20使其工作，由于夜间温度相对较低，不需要开启半导体制冷片19、多个散热风扇20，为此不采用蓄电模块对半导体制冷片19、多个散热风扇20供电，这样能够使得蓄电模块的电足够维持控制模块、转换电路、ntc热敏电阻模块、警示模块、复位开关的夜间需求。
42.在一些实施例中，作为优选的，所述控制模块采用stm8s003f3p6型号的单片机；所述 ntc热敏电阻模块采用型号为ntcg203nh103jtds的贴片式负温度系数热敏电阻。
43.在一些实施例中，作为优选的，所述警示模块采用led指示灯，当温度值陡然升高或短时间内持续升高并超出预设阈值时。控制模块控制led指示灯处于长亮方便巡检人员发现；所述蓄电模块采用可充电的纽扣电池。
44.在一些实施例中，作为优选的，所述充放电控制模块采用型号为cn3130的充放电控制器。
45.在一些实施例中，作为优选的，所述a/d数模转换器采用高精度的ad7799型号的数模转换器。
46.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
47.在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。