Montage und Crimpen von PV-Steckverbindern
Die meisten Ausfälle von PV-Steckverbindern sind keine Fertigungsfehler. Es sind Verbindungen, die auf dem Dach mit dem falschen Gesenk hergestellt wurden, mit einem Leiter, der nicht ganz eingeschoben war, ohne Dichtring, oder mit zwei zusammengesteckten Marken. Alle vier überstehen die Sichtprüfung und fallen Jahre später aus. Diese Seite beschreibt die Reihenfolge, die eine dauerhafte Verbindung ergibt, und wie die eben hergestellte geprüft wird.
Warum die Montage über das Ergebnis entscheidet
Ein Steckverbinder, der eine Typprüfung bestanden hat, und ein korrekt montierter Steckverbinder sind zwei verschiedene Aussagen. In der Lücke dazwischen liegen die Feldausfälle.
Die Typprüfung arbeitet mit einer Referenzverbindung
Die Zertifizierung prüft einen Steckverbinder, der unter kontrollierten Bedingungen mit einem festgelegten Gesenk und Kabel konfektioniert wurde. Die Verbindung auf dem Dach entsteht mit dem Werkzeug, das im Fahrzeug liegt, von dem Monteur, der gerade dort arbeitet, bei jedem Wetter. Der Steckverbinder ist dasselbe Produkt; die Verbindung nicht.
Der Ausfall kommt langsam, dann plötzlich
Eine schlechte Crimpung fällt nicht bei der Inbetriebnahme aus. Der Übergangswiderstand ist etwas höher, die Verbindung wird etwas wärmer, der Kontakt oxidiert etwas schneller, der Widerstand steigt weiter. Diese Schleife läuft über Jahre, bis die Verbindung eine Temperatur erreicht, die das Gehäuse schädigt.
Die DC-Seite lässt sich nicht abschalten
Jede Montageentscheidung fällt an einem Kreis, der unter Spannung steht, solange die Sonne scheint. Das begrenzt, wann gearbeitet wird, welche Werkzeuge zum Einsatz kommen und wie viel Nacharbeit realistisch ist — genau deshalb zählt es mehr als bei einer AC-Anlage, die Verbindung gleich beim ersten Mal richtig zu machen.
Prüfen ist billig, Nacharbeit nicht
Ein Abzugstest dauert Sekunden und findet die zwei häufigsten Fehler. Denselben Fehler später zu finden bedeutet Gerüst, Abschaltung und einen String, der in der Zwischenzeit heiß gelaufen ist. Die Wirtschaftlichkeit der Montagequalität entscheidet sich in der ersten Stunde.
Die Reihenfolge der Konfektionierung
Acht Schritte, in dieser Reihenfolge. Am häufigsten übersprungen werden der Abzugstest in Schritt fünf und die Verriegelungsprüfung in Schritt sieben.
- Auf die vorgegebene Länge abisolieren Mit einem für PV-Kabel eingestellten Abisolierwerkzeug Mantel und Isolierung auf die im Datenblatt des Steckverbinders genannte Länge abisolieren. Angeschnittene Einzeldrähte sind ein Fehler und kein Schönheitsproblem: Sie verringern den wirksamen Querschnitt und werden zur Stelle, an der der Leiter unter thermischer Bewegung bricht.
- Gesenk auf den Kabelquerschnitt abstimmen Das Gesenk einsetzen, das der Hersteller für diesen Kontakt und diesen Querschnitt vorgibt. Ein 4-mm²-Gesenk an 6 mm² Kabel ergibt eine Verbindung, die die Sichtprüfung besteht und den Abzugstest nicht, weil die Verdichtung für das Metallvolumen in der Hülse nicht passt.
- Den Leiter ganz bis zum Anschlag einführen Den abisolierten Leiter bis zum Anschlag in den Kontakt schieben und über das Sichtfenster oder die Lage der Crimpung bestätigen, dass die volle Tiefe erreicht ist. Ein teilweise eingeführter Leiter wird auf die Isolierung statt auf Metall gepresst.
- Einmal crimpen, an der richtigen Stelle Das Werkzeug schließen, bis die Ratsche auslöst. Die Ratsche ist die Garantie für die volle Verdichtung, und eine Teilcrimpung lässt sich nicht durch erneutes Crimpen an derselben Stelle reparieren — das Metall ist bereits verformt.
- Mit einer Abzugskraft prüfen Die von der Steckverbindernorm für diesen Querschnitt vorgegebene Zugkraft aufbringen und bestätigen, dass der Leiter nicht herausgezogen wird. Das ist die einzige Prüfung, die ein falsches Gesenk oder eine Teilzuführung verlässlich erkennt, und sie dauert Sekunden.
- Gehäuse und Dichtung montieren Den Kontakt ins Gehäuse einrasten, durch leichtes Ziehen bestätigen, dass die Halteklammer greift, und prüfen, dass der Dichtring vorhanden, unbeschädigt und richtig sitzt. Die IP-Schutzart gilt für das gesteckte Paar nur, wenn beide Hälften eine intakte Dichtung haben.
- Vollständig stecken und Verriegelung bestätigen Die beiden Hälften zusammenschieben, bis die Kupplung hörbar einrastet, und die Verriegelung durch Ziehen bestätigen. Ein gesteckter, aber nicht verriegelter Steckverbinder löst sich unter Temperaturzyklen oder Kabelbewegung und hinterlässt einen spannungsführenden, offenen Kontakt.
- Dokumentieren und den String prüfen String, Position und Ergebnis dokumentieren, dann Durchgang und Polarität bestätigen und den Isolationswiderstand messen. Die Thermografie unter Last nach der Inbetriebnahme findet die Verbindungen, die bereits warm werden.
Die fünf Fehler, auf die es ankommt
Diese fünf erklären die große Mehrheit der steckverbinderbedingten Feldfehler. Keiner davon ist bei der Inbetriebnahme sichtbar.
| Fehler | Wie er aussieht | Was er verursacht |
|---|---|---|
| Falsches Crimpgesenk | Die Verbindung sieht normal aus; die Crimpung ist etwas lang oder etwas flach. | Zu geringe Verdichtung, höherer Übergangswiderstand, eine Verbindung, die warm läuft und fortschreitend oxidiert. |
| Leiter nicht vollständig eingeführt | Die Crimpung sitzt näher am Ende der Hülse als sie sollte. | Die Hülse greift Isolierung statt Kupfer, der Übergangswiderstand ist hoch und die mechanische Haltekraft sehr gering. |
| Fehlender oder beschädigter Dichtring | Nach dem Schließen des Steckverbinders nichts Sichtbares. | Wassereintritt, dann elektrochemische Korrosion am Kontakt, dann steigender Widerstand und Wärme — der klassische Ausfall an Küsten und in der Landwirtschaft. |
| Markenübergreifendes Stecken | Zwei Steckverbinder, die gleich aussehen und zusammen einrasten. | Die Kombination liegt außerhalb jedes Zertifikats. Kontaktgeometrie und Verriegelungstoleranzen sind nicht gleich, die Verbindung kann zu wenig eingesteckt sein oder nicht verriegeln. |
| Biegung am Steckverbinder | Das Kabel verlässt den Steckverbinder unter Zug und im Winkel. | Mantelrisse an der Zugentlastung, Wasserweg ins Gehäuse und schließlich Ermüdung des Leiters. |
Der vierte Punkt ist eine Produktentscheidung und keine Ausführungsfrage. Ob eine bestimmte Markenkombination gesteckt werden darf, wird bewertet im Cross-Mating-Ratgeber, und die Prüfungen, die ein Monteur vor Ort durchführen kann, stehen im Leitfaden für Installateure.
Kabelweg und Zugentlastung
Das Kabel ist die Hälfte der Verbindung. Wie es geführt wird, entscheidet, ob der Steckverbinder mechanische Last sieht, für die er nie ausgelegt wurde.
Biegeradius einhalten
Kabelnorm und Datenblatt nennen einen Mindestbiegeradius, üblicherweise als Vielfaches des Außendurchmessers. Die engere Vorgabe liegt meist am Steckverbinder: Das Kabel darf direkt hinter der Zugentlastung nicht gebogen werden. Stützen Sie das Kabel so ab, dass die Biegung dort stattfindet, wo sie hingehört, und nicht an der schwächsten Stelle.
Die Last vom Steckverbinder nehmen
Das Kabel ist so zu befestigen, dass Gewicht und Windbewegung von der Unterkonstruktion getragen werden und nicht vom gesteckten Paar. Ein Steckverbinder, der eine Kabelspanne hält, wird an der Dichtung langsam auseinandergezogen.
Steckverbinder nicht ungesteckt in der Sonne lassen
Ein offener Steckverbinder sammelt Staub und Feuchte im Dichtbereich, und die Kontakte liegen UV-offen. Wo ein Steckverbinder ungesteckt bleibt, die Schutzkappe des Herstellers aufsetzen. Die IP-Schutzart gilt für das gesteckte Paar und nicht für eine einzelne, auf dem Dach offen gelassene Hälfte.
Den Kabelweg aus stehendem Wasser halten
Kabel, das in einer volllaufenden Wanne liegt oder auf einer Dachfläche, auf der Wasser steht, bleibt am Mantel nass, und jede beschädigte Stelle liegt dauerhaft im Wasser. Den Weg so legen, dass Wasser ablaufen kann; nicht durch die Ansammlung hindurch.
Erdung und Potenzialausgleich
Das ist eine Systemanforderung und keine Steckverbinderanforderung, und sie bleibt regelmäßig unvollständig, weil die Anlage auch ohne sie einwandfrei läuft.
| Anforderung | Was sie abdeckt |
|---|---|
| Potenzialausgleich der Modulrahmen | Modulrahmen müssen untereinander und mit der Unterkonstruktion verbunden werden, damit ein Fehler benachbarte Metallteile nicht auf unterschiedliche Potenziale bringt. Die Anleitung des Modulherstellers nennt das zulässige Verfahren und die zu verwendenden Teile. |
| Potenzialausgleich von Unterkonstruktion und Schienen | Montageschienen und die tragende Konstruktion werden verbunden, damit die gesamte Anlage ein Potenzialausgleichssystem bildet und nicht eine Sammlung isolierter Metallteile. |
| Schutzleiter | Ein eigener Leiter führt Fehlerstrom nach der geltenden Errichtungsnorm zur Systemerde zurück. Er wird nach der Norm bemessen und nicht nach dem Fehlerstrom eines einzelnen Strings. |
| Erdung von Generator und Wechselrichter | Das Erdungssystem des Generators und das des Wechselrichters werden verbunden, damit DC- und AC-Seite nach der geltenden Errichtungsnorm eine gemeinsame Bezugsgröße haben. |
| Geltende Dokumente | In den USA NEC 690.41 bis 690.47. International IEC 62548-1 und IEC 60364-7-712. In jedem Fall gilt der Elektrocode der jeweiligen Jurisdiktion vor dieser Zusammenfassung. |
Die genannten Errichtungsnormen stehen neben den Produktnormen in der Normenreferenz für PV-Steckverbinder und -Kabel. Produktnormen qualifizieren die Hardware; Errichtungsnormen regeln die Montage, und beide gelten für eine fertige Anlage.
Die fertige Verbindung prüfen
Fünf Prüfungen, nach steigendem Aufwand. Die ersten drei dauern Sekunden und finden die meisten Fehler.
1. Abzugskraft an der Crimpung
Die vorgegebene Zugkraft aufbringen und bestätigen, dass der Leiter nicht herausgezogen wird und die Crimpung sich nicht längt. Diese eine Prüfung findet ein falsches Gesenk und eine Teilzuführung — die zwei häufigsten Ursachen einer Verbindung mit hohem Widerstand.
2. Sichtprüfung von Einstecktiefe und Dichtung
Über das Sichtfenster bestätigen, dass der Leiter die volle Tiefe erreicht hat, und vor dem Schließen des Gehäuses prüfen, dass der Dichtring vorhanden, unbeschädigt und richtig sitzt. Nach dem Schließen ist beides nicht mehr sichtbar.
3. Prüfung der Kupplungsverriegelung
Nach dem Stecken das Paar von Hand auseinanderziehen, um zu bestätigen, dass die Verriegelung greift. Ein gesteckter, aber unverriegelter Steckverbinder sieht identisch aus und trennt sich im Betrieb.
4. Durchgang, Polarität und Isolationswiderstand
Durchgang des Strings und richtige Polarität bestätigen, dann den Isolationswiderstand gegen Erde messen. Eine Vierdraht-Widerstandsmessung über die Verbindung findet, wo praktikabel, eine Verbindung, die bereits höheren Widerstand hat als ihre Nachbarn.
5. Thermografie unter Last
Die letzte Prüfung findet die Verbindungen, die die ersten vier bestanden haben. Unter Last läuft eine Verbindung mit hohem Widerstand wärmer als ihre Nachbarn und zeigt sich als Hotspot in der Wärmebildkamera. Das ist die einzige Untersuchung, die den Fehlermechanismus erkennt, bevor er zum Defekt wird, und sie lohnt sich erneut, nachdem die Anlage einen vollen Sommer hinter sich hat.
Weiterführende Beiträge
Jeder davon führt einen Teil der Reihenfolge weiter.
Häufige Fragen zur Montage von PV-Steckverbindern
Produktbezogene Fragen beantwortet unsere Produkt-FAQ.
Steckverbinder und Kabel aufeinander abstimmen
Nennen Sie uns Kabelquerschnitt und Anwendung; wir bestätigen Kontakt, Gesenkreferenz und Anzugsdrehmoment dazu, damit die Verbindung vor Ort der geprüften entspricht.
Was Sie erhalten können:
- Kontakt-Teilenummer für Ihren Kabelquerschnitt
- Empfohlenes Crimpgesenk und Werkzeugreferenz
- Einstecktiefe, Abisolierlänge und Anzugsdrehmoment
- Abnahmewert der Abzugskraft für diesen Querschnitt
- Teilenummer der Schutzkappe für ungesteckt bleibende Steckverbinder
- Option werksseitig konfektionierter Kabelbaum für dieselbe Verbindung
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