光伏熔丝知多少2015-05-2809:57:28浏览：4343次来自摘要：当前，光伏电站普遍存在熔丝故障多、维护工作量大等问题。本文就光伏熔丝的失效机理、应用场景、保护原理与实践等通过理论分析与现场考察相结合，分析了直流熔丝应用于光伏电站的失效率、安全可靠性风险等，供广大从业者参考借鉴。关键词：光伏，熔断器，热疲劳，反灌电流，直流拉弧，运维1前言笔者作为光伏从业人员，在走访电站期间，经常会看到运维人员奔波在子阵间去更换熔丝，也经常会看到烧毁的熔丝盒及接线端子。那么光伏中为什么要使用熔丝？在使用中存在哪些问题？有没有更好的解决方法？带着这些疑问，笔者经过大量的信息搜集，现场调研，掌握了光伏熔丝的一手资料，供业界同行参考。2熔丝概述熔丝，也称为保险丝、熔断器，它是一种串联在电路中，保障电路安全运行的元件，广泛用于配电系统和控制系统，主要进行过电流保护。熔丝的结构如下图所示，其工作原理都是利用金属的热熔特性。2.1熔丝的发展历史熔丝的使用历史超过了100多年，最早的记载出现在1864年，当时熔丝被用来保护海底电缆。光伏熔丝是随着光伏产业的发展而出现，其国标GB/T13539.6在2013年发布，是一个相对比较新鲜的事物。其标准及产品设计还处于不断优化的过程中，并不成熟，实际应用中质量难免出现问题。光伏熔丝的设计难点在于体积小（10x38mm），直流高压灭弧难。前两年，国内很多企业都认为在这么小的体积上做到1000Vdc是不可能完成的事情，这也从侧面反映了光伏熔丝的设计和制造难度。2.2熔丝在光伏中的应用光伏中为什么要使用熔丝，熔丝在光伏中起到什么作用？在光伏电站用，不采用断路器，采用熔丝，最主要的原因是降成本。直流断路器贵，价格是熔丝的5倍。因此集中式电站、部分组串式解决方案和目前刚推出的集散式方案，都不约而同的采用了大量熔丝。以典型的集中式电站为例，在当前的集中式电站中，并联的组串数量高达100串，当有一串发生短路故障，所有组串的电流均会反灌故障组串，反灌电流可能超过800A，远远超出了线缆和组件的安全要求，易引发火灾事故，所以必须使用熔丝来切断故障电流，保护线缆和组件。相比集中式、集散式方案，当前部分厂家的组串式电站方案是没有使用熔丝的，他们是如何进行保护的呢？该组串式方案最多2串组件并联，即使有一串发生短路故障，反灌电流最大也不会超过10A，所以是安全的，无需熔丝进行保护。3熔丝在光伏应用中存在的问题笔者走访了大量电站，发现熔丝在每个电站都存在一些问题，本文主要从熔丝的安全风险和熔丝失效造成的损失等方面进行分析。3.1熔丝增加了直流节点，埋下安全隐患集中式1MW需要使用熔丝400个，每个熔丝与熔丝盒夹片之间有2个接触点，每个熔丝盒与接线有2个接触点。所以每个熔丝将有4个接触点，集中式因使用了熔丝就有1600个直流节点。熔丝盒对线缆可靠安装要求高，现场实际不容易做到，经常出现接触不良的现象，引起烧毁或者直流拉弧，是汇流箱着火的主要原因。3.2熔丝在低倍过载时，熔断慢，发热高，存在着火风险熔丝的保护原理是利用金属的热熔特性，这一特性决定了熔丝的熔断时间与过电流的大小呈反时限的关系，电流越大，其熔断时间越短，电流越小，其熔断时间越长。电池板的电流受天气影响，大小不可控制，当熔丝处在小电流过载时，其熔断时间将变得很长，在这种“将断未断”的情况下，熔丝将处于一个非常高温的热平衡状态。这么高的温度将破坏线缆和熔丝盒的绝缘，最终引发着火事故。另外，部分熔丝在熔断时会出现喷弧现象，电弧温度非常高，会使相邻的塑料元件、线缆绝缘等着火。3.3熔丝并不能有效地保护组件熔丝的工作原理是利用金属的热熔特性，那么15A的熔丝肯定要在大于15A的电流下才能够熔断，那么到底是多大的电流呢？笔者查阅相关标准，得到了如下答案：15A的熔丝，标准要求在16.95A下（1.13倍），1小时不能熔断，在21.75A下（1.45倍），1小时内熔断。组件有一个参数是“最大保险丝额定电流15A”，那么组件的这个参数是怎么来的，代表什么意思？笔者查阅相关标准，得到了如下答案：最大保险丝额定电流15A的组件，标准要求在20.25A（1.35倍）下，2小时不能...
