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近年來，隨著分布式光伏裝機量的迅速增加，其安全性受到廣泛關(guān)注。據(jù)報道，光伏電站事故多為火災(zāi)，其中80%的火災(zāi)事故是由直流高壓產(chǎn)生的直流電弧引起。同時，因為分布式光伏一般建設(shè)在人口和工廠密集地區(qū)，一旦發(fā)生問題將會帶來不可估量的生命財產(chǎn)損失。

因此，當(dāng)電站發(fā)生緊急情況時，為了能消除直流高壓，保障消防員的人身安全，及時維護系統(tǒng)安全，多個國家明確要求光伏電站需安裝組件級快速關(guān)斷裝置。我國住建部也在《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》強調(diào)“建筑太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)具備即時斷電并進入無危險狀態(tài)的能力”。


為什么組件級快速關(guān)斷裝置如此重要？它的工作原理是什么？如何保障人身安全？禾邁實驗室，幫您讀懂光伏。今天，我們就來一起了解快速關(guān)斷器的應(yīng)用場景及解決方案。

在傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)中

直流高壓存在重大安全威脅

上文提到：“80%的火災(zāi)事故是由直流高壓產(chǎn)生的直流電弧引起。”那什么是直流高壓，為何會產(chǎn)生直流電??？

在傳統(tǒng)光伏電站中，多個組件串聯(lián)在一起，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部電壓倍增，可高達 1500 V，即直流高壓。在光伏電站的長時間運行過程中，系統(tǒng)內(nèi)不可避免會發(fā)生器件失效、絕緣老化、電氣連接松動等問題，可能出現(xiàn)接觸不良、絕緣材料破損、絕緣阻抗下降等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致直流高壓引發(fā)的直流電弧故障頻繁發(fā)生，增加系統(tǒng)火災(zāi)、觸電風(fēng)險。


一旦光伏系統(tǒng)著火，直流電弧會導(dǎo)致系統(tǒng)持續(xù)燃燒，很難熄滅；另一方面，燃燒的系統(tǒng)中仍然存在幾百乃至上千伏直流高壓。此時，如果消防員貿(mào)然施救，則會產(chǎn)生慘痛的后果。為此，急救人員通常需等待電站完全燒毀才能開展工作，而這往往導(dǎo)致消防救火工作嚴(yán)重延誤。

在這種情況下，如果光伏電站內(nèi)裝有快速關(guān)斷裝置，消防員即可斷開開關(guān)，迅速降低電力系統(tǒng)危險程度，將電壓降至安全水平。

快速關(guān)斷器

保障人員安全，及時維護電站安全

當(dāng)光伏系統(tǒng)遇到上述問題，快速關(guān)斷器就能“大顯身手”。

當(dāng)光伏電站發(fā)生火災(zāi)等緊急情況后，運維人員或消防員只需關(guān)斷裝置，即可在短時間內(nèi)快速斷開每一塊光伏組件之間的連接，從而消除光伏系統(tǒng)陣列中存在的直流高壓，保障消防員的人身安全，使得光伏電站能得到及時維護，最大程度降低財產(chǎn)損失。

以禾邁組件級快速關(guān)斷器HRSD為例，當(dāng)系統(tǒng)在正常狀態(tài)下，HRSD不斷收到“允許運行”信號, 光伏系統(tǒng)保持正常發(fā)電運行；在緊急情況下，維護人員或消防員只需切斷HRSD的電源或啟動急停開關(guān)，HRSD 即可在30秒內(nèi)迅速斷開每一塊組件之間的連接，切斷直流側(cè)高壓，在系統(tǒng)30厘米范圍內(nèi)將電壓降到80v，30厘米外降低到30v。

此時，消防人員可在安全情況下滅火施救，及時維護光伏電站，最大程度降低財產(chǎn)損失。

微型逆變器光伏系統(tǒng)

天生安全，低壓穩(wěn)定

除了外裝快速關(guān)斷裝置外，有類光伏系統(tǒng)“天生安全”，沒有直流高壓隱患，即微型逆變器系統(tǒng)。在這類系統(tǒng)中，微型逆變器以并聯(lián)方式接入光伏系統(tǒng)，使得系統(tǒng)內(nèi)直流側(cè)穩(wěn)定在40V左右低壓，從根本上杜絕了火災(zāi)隱患和觸電風(fēng)險。

微型逆變器系統(tǒng)直流側(cè)穩(wěn)定在40V低壓，偶爾出現(xiàn)的直流電弧極小且在安全范圍內(nèi)，不存在電弧火災(zāi)等安全隱患；而傳統(tǒng)逆變器系統(tǒng)中一直存在直流高壓，因此直流電弧保持強烈狀態(tài)，且持續(xù)產(chǎn)生，存在較大的觸電、火災(zāi)等安全隱患。

另一方面，如果微型逆變器系統(tǒng)因為外部因素發(fā)生緊急情況，關(guān)閉之后，殘留電壓不會引發(fā)危險，急救人員也不會面臨觸電風(fēng)險。

總結(jié)

判斷您的光伏系統(tǒng)是否需要安裝快速關(guān)斷裝置，我們有如下建議：①您已經(jīng)安裝傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)，則可以在系統(tǒng)中加裝快速關(guān)斷器，性價比更高，也更為便捷；②如果您還在挑選合適的光伏系統(tǒng)，則可直接選擇“天生安全”的微型逆變器系統(tǒng)，保證系統(tǒng)高效安全運作。

原標(biāo)題：您的光伏系統(tǒng)在什么情況下需要安裝快速關(guān)斷器？