光伏系统中的保护装置

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了解熔断器、隔离开关、断路器、SPD、漏电保护和接地的作用，并区分直流侧与交流侧的保护要求。

直流侧与交流侧的风险不同

从组件到逆变器流动的是直流电（DC），组串电压可能达到数百伏。从逆变器到配电箱则是交流电（AC）。两侧都需要适用的保护装置；直流侧必须使用具有对应直流额定值的设备。外观相似并不表示交流断路器可以直接替代直流断路器，关键在于能否安全分断电流。

交流电流会周期性过零，而直流电流不会 交流（AC） 电流每秒过零100～120次， 有利于电弧熄灭 直流（DC） 没有周期性的电流过零点， 电弧可能持续，必须使用直流设备
将普通交流断路器装在直流侧，可能无法安全切断故障电流。

各保护装置的作用与位置

交互演示

各保护装置装在哪里？

选择装置以了解其作用。SPD在导体与接地之间分支连接。

直流侧（DC）交流侧（AC）接地
  1. 逆变器输出

SPD采用分支连接：接在导体与接地之间，而不是串入主要能量通路。SPD支路、安装支架与金属外壳都应连接至合适的接地系统。

组串熔断器

DC

防护其他并联组串流入的反向电流。三串及以上并联时尤其应根据组件允许值检查是否需要配置。

安装位置： 汇流箱内，需要保护的各组串

直流隔离开关

DC

维护时将组件与逆变器隔离。有些逆变器已内置此装置；应确认其开断能力和操作步骤。

安装位置： 汇流箱与逆变器之间

直流SPD

DC

将附近雷击等引起的浪涌电流泄放至接地侧，保护逆变器。

安装位置： 汇流箱内，分支连接至接地

交流断路器

AC

保护逆变器与配电箱之间的线路免受过载和短路影响，也用于切断该回路。

安装位置： 逆变器交流输出侧

交流SPD

AC

防护从公共电网等路径侵入的浪涌。

安装位置： 配电箱内，逆变器回路附近

剩余电流保护装置（RCD）

AC

检测流向大地的泄漏电流并切断电路，可用于电击防护。类型、动作电流等参数须与接地方式和逆变器要求相符。

安装位置： 配电箱中的适当回路

接地

接地

将支架、外壳和SPD正确连接至接地排与接地极，降低电位差，为故障电流和浪涌提供相应通路。

安装位置： 与建筑的接地和等电位连接系统协调

正确接地

  • 组件支架、逆变器外壳和SPD应连接至适当的接地系统
  • 组件接地应与建筑的接地方式协调，不能只接一根孤立接地棒便认为已完成设计
  • SPD连接线应短且避免多余环路，过长或盘绕的线缆会增加浪涌阻抗

SPD如何工作

  1. 1
    正常运行

    SPD接在导体与接地之间，正常情况下几乎不导通。

  2. 2
    浪涌到来

    附近雷击或电网开关操作使电压升高，SPD短时导通并泄放浪涌电流。

  3. 3
    老化

    反复承受浪涌会使装置老化。很多型号设有变色窗口提示更换。

I级可能有直击雷电流流入的位置等，需按防雷设计选用
II级常用于配电箱和汇流箱等位置
UcSPD的最大持续运行电压，应适合低温组串Voc等条件

常见安装错误

应当做到

  • 使用符合直流用途及组串电压的装置
  • 遵守有极性直流断路器的接线标识
  • 为SPD提供低阻抗接地连接路径
  • 标识光伏发电与双电源供电风险

应当避免

  • 在直流侧使用不适用的交流断路器或开关
  • 接地不当却认为SPD能有效泄放浪涌
  • 将不同品牌、未经兼容性确认的光伏连接器互插

标准、检查与责任

  1. 1
    外观检查

    汇流箱或配电箱出现变色、过热痕迹、焦味时，应确保安全并联系专业人员。

  2. 2
    连接点检查

    松动接头会发热。专业人员应安全隔离电源后，按厂家规定的扭矩和步骤检查。

  3. 3
    SPD指示窗

    出现更换指示时，按厂家说明更换模块。

  4. 4
    RCD测试

    按照使用说明操作测试按钮，确认装置动作。

  5. 5
    逆变器记录

    查看应用或显示屏中的故障历史，调查反复出现的异常。

在系统图中识别保护装置

下图把直流保护集中在汇流箱中，逆变器后方有交流断路器、SPD和剩余电流保护装置，SPD再分支连接至接地。阅读时应区分主要能量路径、保护分支和接地连接。位置示意并不包含所有选型信息，额定电流、分断能力和接地方式仍需单独核对。

使用Editor Solar绘制系统图

下方是已载入本文示例的Editor Solar编辑器。您可以移动设备、修改标签、连接部件，并导出为PNG、SVG或PDF。所有操作都在浏览器中进行，无需付费。

逆变器前后分别配置直流与交流保护，SPD分支连接至接地系统。

动手试试： 标注每个装置的名称与额定参数。保持SPD分支连接，不要将其串入主要能量通路。

现成模板： 查看全部系统图模板

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