【干货】光伏系统为什么起火?

光伏发电是当今世界的尖端科技,可为人类解决能源危机、环境污染和可持续发展等三大世界难题。虽然短期光伏遇到政策性困扰,但随着组件等材料价格下降,光伏发电对政策补贴的依赖性也越来越低,从长远上看,光伏还是大有可为,将会越来越普及。光伏系统不同于家电产品,当光伏系统发生重大故障后,需要有专业的装置在保证人身安全的情况下尽量减小损失。根据统计,60%以上的光伏电站火灾是因为直流电弧,今天我们就来学习一下什么是直流电弧,如何检测,如何防患。

什么是直流电弧,起因和破坏力如何?
直流电弧是一种气体放电现象,可以理解为绝缘情况下产生的高强度瞬时电流。根据文献报道:当用电开关断开电流或接触不良时,如果电路电压不低于20 伏,电流不小于80~100mA,电器的触头间便会产生直流电弧。
跟交流电弧不一样的是,直流电弧没有过零点,意味着如果发生了直流电弧,触发部位会维持相当长一段时间稳定燃烧而不熄灭。
在光伏电站中,电缆接头没有拧紧,会导致接触不良;接插件或者直接开关的可靠性;绝缘层长时间老化,由于外力导致绝缘层破损等问题,都会造成直流电弧。随着电站运行时间增加,出现直流电弧的概率也会增加。
直流电弧产生的高温轻易超过3000℃,能够直接导致起火。综合国内外的案例和数据,直流电弧俨然已经成为引发电站火灾的头号杀手。

直流电弧的发生概率有多大?
不考虑其他接触件以及绝缘部位,在一个10MW的分布式电站中,光接触点便超过了80,000个,它们时刻存在发生直流电弧的可能性。即便在25年的电站运行时间中只有1/1000的接触点发生直流电弧,这个电站也会发生80次直流电弧事件,引起火灾的概率非常之高。

若不采取及时有效地防护措施,会产生3000℃以上的高温现象,引发火灾,某些物质熔化甚至蒸发产生大量的有毒气体,进而危及人身生命安全和国家的经济遭受重大损失。因此2011年美国电工法NEC690.8规定光伏系统中直流电压大于80V必须配备检测故障电弧的检测装置和断路器,而UL也制定相应标准UL1699B用以检测评估光伏直流电弧的有效方法。

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