光伏直流电弧检测装置模组-光伏直流电弧故障探测保护器应用方案

本号小编按：国家能源局也于11月26日发布《关于加强分布式光伏发电安全工作的通知（征求意见稿）》，明确提出分布式光伏要安装电弧故障断路器，“反孤岛装置”，并具有安全关断保护功能，能实现电弧智能检测和快速切断功能和反孤岛效应。也就是说，征求意见定稿之后，为了确保分布式光伏发电的安全，光伏发电企业要强制安装电弧故障保护器AFDD。此要求为光伏的有序安全高质量发展具有重要的指导意义。放眼全眼新能源分布式光伏的发展在欧美也经历了同样的发展立法阶段。本文就直流电弧产生的原因，伤害，防止等相关技术及应用作一简要介绍。

一、直流电弧产生的种类

1串联电弧 – 当 PV 产生电流时连接断开时，会发生串联电弧。直流电路中的任何间歇性连接都有可能产生直流电弧故障。这些连接可以包括模块内的焊接接头，压缩型电线连接，连接到PV模块的引线上使用的连接器，直流隔离器中的连接，逆变器中的连接，逆变器中的任何直流电路或串式电路中的任何直流电缆。
2并联电弧 – 当绝缘系统发生击穿并且电流在正极和负极之间流动时，就会发生并联电弧。同一直流电路中两个极性相反的导体通常彼此靠近运行。由于动物咀嚼它们，紫外线击穿，脆化，开裂，水分进入和机械损坏，两根电线之间的绝缘可能会变得无效。平行电弧故障可以沿着导体继续向沿途燃烧材料的阵列方向发展。
3接地电弧 – 此故障只需要一个绝缘系统接地。这可以是太阳能模块框架，太阳能电池阵列架，屋顶或任何其他接地表面。

通常，故障可以作为一种类型的故障（例如串联故障）开始，但会发展成不同类型的故障（例如并联故障）。

二、直流电弧与交流电弧的区别

在交流系统中，电弧不是一个问题，因为当电压交替时，交流电弧往往会自熄，对于标准50HZ电网中每秒通过0伏特一百次。为了使电弧具有自维持性，启动电弧的条件必须连续存在。直流电保持在连续电压，一旦建立电弧，只要直流电压存在，它就会继续存在。正是由于直流电弧不过零点，交流电弧过零点。交流电弧在电压过零时容易熄灭，直流电弧没有电压过零现象比交流电弧更难熄灭。而光伏电站均为直流系统所以才导致以下为什么光伏组件级快速关断这么重要的话题。

三、是什么会导致的直流电弧故障？

导体连续性的击穿：

1. 由于安装不良而导致的接头松动
2. 由于连接质量差而导致的接头松动
3. 接头随时间推移的腐蚀

绝缘系统故障：

1. 由于紫外线照射导致绝缘层随时间推移而退化
2. 由于温度变化（热 - 冷）引起的绝缘开裂
3. 绝缘层因老化而退化
4. 啮齿动物、昆虫、鸟类对绝缘的破坏
5. 安装过程中绝缘损坏
6. 未来建筑工程对绝缘的破坏
7. 水进入电缆、导管。
8. 因安装不良而进入直流隔离器
9. 由于密封件随时间推移而退化而进入直流隔离器
10. 进水到逆变器
11. 进水到太阳能模块或接线盒

四、直流电弧故障检测功能模组

为了解决光伏直流电弧产生的危害，市场纷纷推出光伏直流电弧故障探测器、电弧故障保护器AFDD、光伏直流电弧检测装置，光伏电弧故障断路器，光伏电弧故障保护器等等，其实都是基于SLRG3300直流电弧故障检测模组为基本技术核心衍生的产品形态。如：AFDD：故障电弧检测器。AFCI：故障电弧断路器。PV-RSS：光伏快速关断系统。SLGR3300直流电弧检(监)测器模组可内置于直流断路器，汇流箱，逆变器等厂家的产品之中形成具备直流电弧检测及保护功能的相应设备。并可结合光伏组件级快速关断装置联动完成光伏电站的安全保护方案。满足国家能源局也于11月26日发布《关于加强分布式光伏发电安全工作的通知（征求意见稿）》中的相应要求。