故障電弧在分布式光伏電站的應用-光伏板故障電弧治理

江蘇安科瑞電器制造有限公司 范宏博

前言

近年來，光伏電站火災事故頻繁發生，這不僅導致了電站財產的損失和發電收益的降低，更嚴重的是，它還可能對建筑物造成損壞，甚至危及人身安全。如果不及時控制，火災還可能蔓延到周邊環境，引發一系列的次生災害。

電弧的產生是光伏電站中一種常見的故障現象。在光伏電站中，由于各種原因，如接點脫落、器件老化、絕緣破裂、接地不良等，都可能導致電弧的產生。這些電弧不僅可能對電站設備造成損壞，還可能對操作人員的安全構成威脅。因此，對于光伏電站的運營和維護，及時發現并解決這些潛在問題至關重要。

什么是電弧？

串聯電弧

串聯電弧，也被稱為拉弧，通常是由組件間電纜插頭接觸不良或組串電纜與匯流箱或逆變器的連接不牢靠所引起的。

并聯電弧

并聯電弧主要是由線路破損導致的正負極性導體短接，或者是組串電纜之間發生短接而引起的。當組串電纜受到機械擠壓或磨損時，正負極之間或不同組串之間可能會出現電弧放電，這就是并聯電弧故障。另一種情況是，如果系統中的串聯電弧沒有得到及時處理，串聯電弧的熱量可能會燒毀電纜的絕緣層，進而引發并聯電弧。當組件方陣的主導體之間發生并聯電弧時，由于電弧能夠獲得足夠的能量，使其更加難以熄滅，這可能會導致重大火災事故。目前，逆變器中集成的電弧保護功能無法檢測并聯電弧和接地電弧，但并聯電弧的破壞力往往是串聯電弧的10倍，因此其安全隱患更大。通過斷開光伏系統的直流母線或相應的組串，可以熄滅串聯故障電弧，但對于并聯故障電弧來說，這樣做甚至可能導致更大的電流通過電弧通路，使電弧燃燒更加劇烈。

接地電弧

部件的老化破損或機械損傷可能導致對地放電的情況發生。如果組件被平鋪在彩鋼瓦屋頂上，可能會出現接地電弧或漏電的情況。這種故障往往不易被及時發現，尤其是在雨天，這種情況更為常見。目前，解決的方法是讓逆變器停機，等到接地處干燥后再重新開機運行。然而，這種方法并不能有效地排除隱患，而且還會增加人身觸電的風險。

AAFD故障電弧探測器可對光伏電站末端故障電弧進行有效監測

AAFD系列故障電弧探測器能夠精準檢測接入線路中的故障電弧（包括故障并聯電弧和故障串聯電弧）。當探測到可能引發火災的電弧時，它會在現場發出聲光警報，并將警報信息發送給上端監控設備，從而預防火災的發生。

AAFD系列故障電弧探測器特別適用于10KW及以下的電氣線路，無論是工業還是民用建筑。其保護線路的長度限制在100米以內。這款產品嚴格遵循國家標準GB 14287.4-2014，并廣泛應用于各種場所，包括但不限于光伏電站末端、養老院、學校、商業建筑、賓館、工廠、庫房、圖書館、辦公室、家庭住宅以及娛樂場所等。

安科瑞一站式保護方案

解決方案：

系統組網圖如下：

故障電弧可以對接AcrelEMS企業微電網能效管理平臺，具備強大的數據接收、處理、存儲、訪問能力，平臺融合了電力監控、電能統計、電氣安全等功能，互聯互通，高效互動。

結束語

隨著中國光伏電站建設的迅猛發展，這一綠色能源形式已深度融入人們的日常生活和生產中，保障其“安全性”成為全行業關注的焦點。在國企電力集團進軍光伏產業后，電站運行安全更是被提升到了至關重要的地位。為有效應對這一挑戰，整個行業需要集思廣益，提出創新性的解決方案，并不斷完善相關標準和法規，確保在后續電站建設中真正落實這些安全要求。