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摘 要：針對光伏熔絲的失效機(jī)理、應(yīng)用場景、保護(hù)原理與實(shí)踐等方面，通過理論分析與現(xiàn)場考察相結(jié)合，分析直流熔絲應(yīng)用于光伏電站的失效率、安全可靠性風(fēng)險(xiǎn)等，供廣大從業(yè)者參考借鑒。

0 引言

筆者作為光伏從業(yè)人員，在走訪電站期間，經(jīng)常會看到運(yùn)維人員奔波在子陣間去更換熔絲，也經(jīng)常會看到燒毀的熔絲盒及接線端子。那么光伏中為什么要使用熔絲?在使用中存在哪些問題?有沒有更好的解決方法?帶著這些疑問，筆者經(jīng)過大量的信息搜集，現(xiàn)場調(diào)研，掌握了光伏熔絲的一手資料，供業(yè)界同行參考。


1 熔絲概述

熔絲，也稱為保險(xiǎn)絲、熔斷器，它是一種串聯(lián)在電路中，保障電路安全運(yùn)行的元件，廣泛用于配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，主要進(jìn)行過電流保護(hù)。熔絲的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其工作原理都是利用金屬的熱熔特性。

1.1 熔絲的發(fā)展歷史

熔絲的使用歷史超過了100多年，最早的記載出現(xiàn)在1864年，當(dāng)時熔絲被用來保護(hù)海底電纜。光伏熔絲是隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)，其國標(biāo)GB/T13539.6《低壓熔斷器 第6部分：太陽能光伏系統(tǒng)保護(hù)用熔斷體的補(bǔ)充要求》在2013年發(fā)布，是一個相對比較新鮮的事物。其標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品設(shè)計(jì)還處于不斷優(yōu)化的過程中，并不成熟，實(shí)際應(yīng)用中質(zhì)量難免出現(xiàn)問題。

光伏熔絲的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于體積小(10 mm×38 mm)，直流高壓滅弧難。前兩年，國內(nèi)很多企業(yè)都認(rèn)為在這么小的體積上做到1000 Vdc是不可能完成的事情，這也從側(cè)面反映了光伏熔絲的設(shè)計(jì)和制造難度。

1.2 熔絲在光伏中的應(yīng)用

在光伏電站用，不采用斷路器，采用熔絲，最主要的原因是降低成本。直流斷路器昂貴，價格是熔絲的5倍。因此集中式電站、部分組串式解決方案和目前剛推出的集散式方案，都不約而同地采用了大量熔絲。

以典型的集中式電站為例，在當(dāng)前的集中式電站中，并聯(lián)的組串?dāng)?shù)量高達(dá)100串，當(dāng)有一串發(fā)生短路故障，所有組串的電流均會反灌故障組串，反灌電流可能超過800 A，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了線纜和組件的安全要求，易引發(fā)火災(zāi)事故，所以必須使用熔絲來切斷故障電流，保護(hù)線纜和組件。