得益于“雙碳目標”+“整縣推進”等政策牽引，我國分布式光伏迎來高速增長期?，F(xiàn)階段的光伏市場，特別是隨著“整縣推進”政策的執(zhí)行，分布式光伏電站在政府、學校、醫(yī)院、加油站、工廠等屋頂上得到廣泛應用，不斷走進千家萬戶的屋頂，分布式光伏正不斷成熟化、穩(wěn)定化和標準化，未來整個分布式行業(yè)將更注重光伏電站自身的質(zhì)量與安全。

直流拉弧：光伏安全隱患的“罪魁禍首”

直流拉弧實質(zhì)是一種氣體放電現(xiàn)象，是指帶電體周圍介質(zhì)從絕緣狀態(tài)變?yōu)閷顟B(tài)，使電能通過的現(xiàn)象。當連接的兩個觸點帶電分離時，只要電路中電壓大于10-20V，電流大于80-100mA，動、靜觸頭間就可能會出現(xiàn)電弧。此時觸頭雖已分開，但是電流通過觸頭間的電弧繼續(xù)流通。直流電流因為沒有電流過零點，因此電弧產(chǎn)生后很難消弧，當兩個觸頭分開到足夠的距離，電弧才能自動消失。

直流拉弧的危害：光伏系統(tǒng)發(fā)生直流拉弧時，會導致導體觸點溫度急劇升高，產(chǎn)生3000-7000℃的高溫，并伴隨著高溫碳化周圍器件，輕者熔斷保險、線纜，重者燒毀組件和設備，引起火災。

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，光伏電站中的火災事故80%以上是由直流側(cè)故障引起。同時，光伏電站的事故救援是非常困難的。在火災發(fā)生時，消防栓等常規(guī)滅火手段根本無法應用，化學干粉滅火劑可以使用卻能力有限，火情變大就顯得杯水車薪。如果光伏電站還帶有儲能裝置，還有爆炸的危險。即使關(guān)停逆變器但組串到逆變器電纜仍然帶有直流電，消防人員攜帶的“帶電操作桿”并不能檢測出直流電。鑒于直流拉弧的危害性，UL和NEC的安規(guī)對80V以上的直流系統(tǒng)，都有拉弧檢測功能的強制要求。國家能源局也正在征求制定光伏系統(tǒng)直流拉弧檢測相關(guān)標準（實現(xiàn)電弧智能檢測和快速切斷功能）。

直流拉弧的產(chǎn)生原因：

1連接器接觸不良；

2絕緣材料破損；

3焊帶焊點虛焊；

4接線不良（虛接或者壓接不良）；

5其它連接或者固定不良；

從以上可以看出，基本都與材料質(zhì)量和現(xiàn)場施工有關(guān)，電路中的兩個連接點之間不充分接觸均可能導致在長期運行期間發(fā)生直流拉弧。其中，保證連接器的施工質(zhì)量控制尤為關(guān)鍵。

直流拉弧與組件的輸出電流無關(guān)

對于不同輸出電流的光伏組件，發(fā)生直流拉弧時候是否會有差異？我們可通過實驗來模擬驗證：將連接器接入電路，逐漸分離正極和負極，連接器正負極金屬件間發(fā)生直流拉弧，直至燒毀。

模擬實驗可知，逐漸分離電路中連接器的正極和負極，大電流電路和小電流電路都會發(fā)生電弧現(xiàn)象，且電弧強度無明顯差異。因此，在材料工藝和施工狀況相同情況下，大電流組件和小電流組件發(fā)生直流拉弧概率無明顯差異。

直流拉弧的預防

在分布式光伏系統(tǒng)設計和施工時，建議應從以下幾個方面進行直流拉弧預防和控制：

建議從正規(guī)渠道選擇質(zhì)量可靠的光伏組件產(chǎn)品及光伏線纜、連接器等零部件；

建議從正規(guī)渠道選擇帶有電弧檢測功能的逆變器產(chǎn)品，在運行期間開啟檢測功能；

采用同一品牌的光伏連接器進行系統(tǒng)互聯(lián)，安裝時注意一定要把連接器對插到位；

嚴格控制項目地光伏連接器壓接和裝配質(zhì)量，有條件的情況下建議直接采購工廠組裝好的轉(zhuǎn)接線、延長線；

在光伏系統(tǒng)施工和維護時，還應做好連接器和線纜的防塵、防水以及防止動物咬傷保護等工作。

210低電壓、高功率組件降低直流拉弧發(fā)生概率的分析

如上圖所示：AB兩個連接點之間的電壓：

AB之間正常連接，AB間電壓與串電流及接觸電阻相關(guān)，U=I*R；

AB之間斷開，如逆變器輸入端開關(guān)斷開，AB間電壓為0；如逆變器輸入端開關(guān)導通，AB間電壓為組串電壓。

因此，對于串行電弧來講：

從單個光伏組串角度來看，目前光伏系統(tǒng)電壓大多是按照1500V或1000V~1100V設計，不論使用何種光伏組件產(chǎn)品，上述A、B兩個連接點電壓均為0或者系統(tǒng)電壓。即不同類型光伏組件串聯(lián)的組串中，發(fā)生直流拉弧概率相同。

從整個光伏系統(tǒng)角度來看，在相同的安裝面積或者系統(tǒng)裝機容量下，相比低功率組件而言，采用210低電壓、高功率組件可以大幅減少光伏組件塊數(shù)。因組件數(shù)量減少，會直接導致組件間互聯(lián)點數(shù)量減少（常見的光伏組件通過1對連接器與其他組件互聯(lián)），可以降低光伏系統(tǒng)發(fā)生直流拉弧和火災事故的概率。

而對于組件內(nèi)或組串間并行電弧，通常是由于電路中絕緣材料破損所導致，整個系統(tǒng)內(nèi)較少的組件數(shù)量、較短的線纜長度則更有利于避免并行電弧的發(fā)生。從上述系統(tǒng)價值數(shù)據(jù)分析看，210低電壓、高功率組件光伏系統(tǒng)的并行電弧發(fā)生概率更低。

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