光伏直流浪涌保护器综合选型方案
光伏直流浪涌保护器综合选型方案
发布日期：2024-01-23 09:13
光伏直流浪涌保护器是一种用于保护光伏系统直流侧设备免受雷电和其他电源异常引起的过电压和过电流的装置。它的原理是利用金属氧化物压敏电阻（MOV）或其他电压钳位器件，当电路中出现超过其额定值的电压时，将其状态从高阻抗转变为低阻抗，从而将多余的电流引导到接地，从而降低电路中的电压，保护设备的安全。光伏直流浪涌保护器还应具有自保护和故障指示功能，当保护器件发生老化或损坏时，能够及时断开与电路的连接，并通过可视或远程信号通知用户更换。
地凯科技光伏直流浪涌保护器的作用是防止光伏系统中的重要设备，如光伏模块、汇流箱、逆变器、控制器、蓄电池等，因为雷电或其他电源异常而遭受损坏或失效。光伏系统由于其大面积的暴露和长距离的布线，非常容易受到雷电的直接或间接影响，导致电路中产生高达数千伏的瞬态过电压，这远远超过了设备的耐压能力，可能造成设备的烧毁、击穿、碳化等故障，甚至引发火灾。光伏直流浪涌保护器可以有效地吸收和释放这些瞬态过电压，将其降低到设备可以承受的范围内，从而保护设备的正常运行，提高光伏系统的可靠性和安全性。
光伏系统的雷电风险评估
光伏系统的雷电风险评估是光伏直流浪涌保护器选型的基础，它可以确定光伏系统可能受到的雷电威胁的程度和类型，从而为保护器的类型和参数的选择提供依据。光伏系统的雷电风险评估应遵循相关的国家或国际标准，如GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》或IEC 62305-2《雷电防护 第2部分：风险管理》等，根据光伏系统的地理位置、结构特点、设备类型、运行模式等因素，综合考虑以下几种雷电威胁：
直击雷：指雷电直接击中光伏系统的部分或全部，导致雷电流通过光伏系统的电路或结构，造成设备的损坏或火灾的风险。
侧击雷：指雷电击中光伏系统附近的物体，导致雷电流通过地面或其他导体，对光伏系统产生感应或接触的过电压，造成设备的损坏或火灾的风险。
云间雷：指雷电发生在云层之间，导致大范围的电磁场变化，对光伏系统产生感应的过电压，造成设备的损坏或火灾的风险。
光伏系统的雷电风险评估的结果是一个雷电防护等级，它反映了光伏系统需要采取的防雷措施的强度和范围。雷电防护等级分为四级，从I到IV，I级表示最高的防护要求，IV级表示最低的防护要求。雷电防护等级的确定应综合考虑光伏系统的损失、危害、环境等因素，具体的计算方法可以参考相关的标准或规范。
地凯科技光伏直流浪涌保护器的主要参数有：
最大持续工作电压（Ucpv）：指保护器在正常工作状态下能够承受的最大直流电压，一般应高于光伏系统的最大开路电压。
雷电冲击电流（Iimp）：指保护器能够承受的10/350微秒波形的雷电电流，反映了保护器的雷电流放电能力，一般应高于光伏系统的雷电风险评估值。
最大放电电流（Imax）：指保护器能够承受的8/20微秒波形的最大电流，反映了保护器的浪涌电流放电能力，一般应高于光伏系统的最大短路电流。
电压保护水平（Up）：指保护器在放电时在其两端产生的最大电压，反映了保护器的压降特性，一般应低于设备的最小耐压值。
短路电流（Iscpv）：指保护器在发生故障时能够承受的最大直流电流，反映了保护器的短路容量，一般应高于光伏系统的最大短路电流。
地凯科技光伏直流浪涌保护器的安装位置应用方案
光伏直流浪涌保护器的安装位置和方式主要根据光伏系统的结构和电压等级进行选择和设计，一般遵循以下原则：
光伏直流浪涌保护器应按照多级分布式的原则进行配置，即在光伏系统的不同位置安装不同等级的浪涌保护器，以形成一个完整的保护体系。
具体的安装位置和方式如下：
在光伏模块的输出端或汇流箱的输入端，安装一级浪涌保护器，以防止雷电直接击中光伏阵列或感应到的瞬态过电压。一级浪涌保护器应具有较高的雷电冲击电流和最大放电电流能力，一般选用Iimp为12.5kA，Imax为80kA的浪涌保护器。一级浪涌保护器应与光伏模块或汇流箱的金属外壳或支架之间形成良好的电气连接，并与外部防雷系统的接地电极共用一个接地系统，以保证雷电流的快速释放。
在汇流箱的输出端或逆变器的输入端，安装二级浪涌保护器，以防止来自汇流箱或逆变器的反向瞬态过电压。二级浪涌保护器应具有较低的电压保护水平和较高的短路电流能力，一般选用Iimp为7.5kA，Imax为50kA的浪涌保护器。二级浪涌保护器应与汇流箱或逆变器的金属外壳或支架之间形成良好的电气连接，并与一级浪涌保护器的接地系统相隔离，以避免雷电流的回流。
在逆变器的输出端或交流配电柜的输入端，安装交流侧浪涌保护器，以防止来自电网或雷电的交流瞬态过电压。交流侧浪涌保护器应符合交流电源的电压等级和供电方式，一般选用Iimp为12.5kA，Imax为80kA的浪涌保护器。交流侧浪涌保护器应与逆变器或交流配电柜的金属外壳或支架之间形成良好的电气连接，并与交流电源的接地系统相连，以保证交流过电压的有效消除。
光伏直流浪涌保护器的安装方式应符合相关的国家或国际标准，如GB 18802.1-2011《低压电涌保护器 第1部分：性能要求和试验方法》或IEC 61643-11《低压电涌保护器 第11部分：用于交流电源系统的电涌保护器》等，具体包括以下几点：
光伏直流浪涌保护器应安装在与被保护设备之间的最短距离处，以减少保护器和设备之间的电缆阻抗，提高保护效果。
光伏直流浪涌保护器应采用并联连接方式，即保护器的输入端与电源线相连，输出端与设备线相连，保护器的接地端与接地系统相连，保护器的极性应与电源线的极性一致。
光伏直流浪涌保护器应使用专用的保护器线缆，其截面积应根据保护器的最大放电电流和安装距离进行选择，一般不小于10平方毫米，保护器线缆的长度应尽可能短，一般不超过0.5米，保护器线缆应尽可能避免弯曲、扭曲、交叉等，以减少线缆的感抗和耦合。
光伏直流浪涌保护器应使用可靠的接地系统，其接地电阻应根据保护器的最大放电电流和电压保护水平进行选择，一般不大于10欧姆，接地系统应与光伏系统的其他接地系统相隔离，以避免雷电流的回流或分流。
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