影响光伏电站安全的重要因素——电弧故障

近年来，随着光伏发电的普及，越来越多的屋顶安装了光伏发电。然而，无论是在国内还是国外，光伏电站起火的事件时有发生。其中，电站80%的火灾都是由直流侧故障引起，而直流高压引发的电弧火花是光伏火灾的“元凶”。为什么电弧故障对电站的安全影响很大，我们可以从以下几个方面来理解。

1.极易引起电站火灾

当出现直流电弧时，触发部分会长时间保持稳定燃烧而不熄灭。直流电弧产生的高温很容易超过3000℃，可烧毁电站设备，引起火灾。

2.很有可能发生

在实际电站中，太阳能电池组件串联成阵列排列，整串线路电压累加，一般可达到600V~1000V的高压。在长期运行中，接头未拧紧造成接触不良、接触件质量问题、运行时间长造成绝缘件老化等问题，都会直接引起直流电弧现象，击穿空气，还有火。不难看出，随着电站运行时间的增加，直流拉弧的概率也会增加。在不考虑其他触点和绝缘件的情况下，在一个10MW的分布式电站中，光触点有8万多个，它们始终存在直流拉弧的可能。

三、检测方法

光伏系统产生的电弧可分为正常电弧和异常电弧。

断路器正常关断引起的电弧为正常电弧；而由于导线老化、接触不良等故障引起的电弧属于异常电弧，这就意味着电弧检测必须正确区分好电弧和坏电弧；由于存在如此复杂的因素，往往给电弧故障检测带来更大的挑战，同时也对检测方法和算法提出了更高的要求。电弧故障检测是在电弧产生的初期，通过传感器检测电弧的物理、电气参数变化，并对其进行分析，判断是否有电弧存在。

四、相关措施

在美国、欧洲、日本、澳大利亚等发达国家，针对光伏系统中的直流高压问题，都出台了强制措施。光伏电站必须安装电弧监测装置。

中国建材检验认证集团有限公司新发布实施的CTS 13001-2018《家用并网光伏系统测试与评价》 家用并网光伏系统安装在屋顶，当直流电压大于120V，应采用电弧故障检测、报警和处理系统。

五、相关节目

FR-DCBS-AFC4C电弧安全保护箱的主要功能是实时检测光伏组串是否存在电弧故障。如果检测到电弧故障，会立即通过本地指示灯和电子邮件发送报警信号，并驱动交流继电器断开逆变器。电网与电网之间的交流回路使逆变器停止工作，保证直流回路处于无电流状态，可有效防止电弧引起火灾等安全隐患。另外，用户可以通过手机APP软件远程监控电弧箱的电弧报警、继电器的通断、电流电平等状态。