在光【guāng】伏系统中,直【zhí】流电缆【lǎn】暴露在室外,有可能发生【shēng】短路和接【jiē】地故障,这时候【hòu】就需要保护。熔【róng】断【duàn】器作为一种过电流保护器件,串【chuàn】联在电【diàn】路【lù】中【zhōng】,可在系统出现短路故障【zhàng】时【shí】及时切断故障回路,保障系统安【ān】全【quán】,逆变器和汇流箱一【yī】般采用光伏熔丝,但是【shì】熔丝也是不可靠的,如果【guǒ】设计得不好,容易发生误判。

熔丝常【cháng】见【jiàn】失效模式分为过电流熔断,老化熔【róng】断,过【guò】温熔断。过【guò】电【diàn】流【liú】熔【róng】断【duàn】是在过载,短路【lù】等超出额定的情况【kuàng】下【xià】发生的保护性【xìng】熔断;老化熔【róng】断是指在长期的工作中,同于自【zì】身老【lǎo】化,截流能力下降,在没【méi】有过流的【de】情况下发生的故障性熔断;熔丝【sī】的电流和温度有很【hěn】大关系,熔丝【sī】如【rú】果【guǒ】在高温下工作,截流能力下降,发【fā】生故障【zhàng】性熔断【duàn】可能性比较大。

常用的光伏熔丝是15A,光伏组件是一个非【fēi】线【xiàn】性电源,里面有内阻,一般在5欧左右,组件发生短【duǎn】路【lù】,电流【liú】也【yě】不会太大【dà】,以天合单晶组件的【de】规格书为例,300W,开【kāi】路电压是39.9V,短路电流是9.55A,算出来组件内阻约【yuē】4.2欧。


一【yī】个【gè】MPPT配置1到【dào】2路组串,即【jí】使某一路组【zǔ】件【jiàn】发生短路,总电流也不会【huì】超过15%,因【yīn】此不需要配置熔断器【qì】 ,一个【gè】MPPT如果配【pèi】置N路(N≥3)组串 ,某一路组件【jiàn】发生短路,这一【yī】路组串就会出现(N-1)*短路电流,这时候就需要配置熔【róng】断器。经过理论分析和多年【nián】的实践【jiàn】,证明这个方法是正【zhèng】确的,原理如下【xià】:


如【rú】上图所示,一个MPPT接两路【lù】组件,分别为S1和S2,当S2某【mǒu】个【gè】地方发生对地【dì】短路,由图【tú】可以看到【dào】,S2的负极电【diàn】流不经【jīng】过熔断器流向【xiàng】接【jiē】地【dì】点,S1的负极【jí】电流经过公共汇集点和S2的熔断器流向接地【dì】点,熔断器的总电【diàn】流不【bú】超过【guò】额定电流的15%,达不到熔断的条件【jiàn】,也不会【huì】有火灾隐患,因【yīn】此不需要熔断器。


当【dāng】一个MPPT如【rú】果配置【zhì】N路(N≥3)组【zǔ】串时【shí】,短【duǎn】路电【diàn】路就会【huì】增加【jiā】,如上图所示,一【yī】个MPPT接【jiē】三路组件,分别为S1、S2和S3,当【dāng】S3某个地方发生对【duì】地短路,由图可以看到【dào】,S3的【de】负极电流不经过【guò】熔断器流向接地【dì】点,S1和S2的负极电流经过公共汇集点,和【hé】S3的熔断器流向接【jiē】地点,熔断器的【de】总电流为短路电流【liú】的2倍,达到熔断的【de】条件【jiàn】,会有火灾隐患,因【yīn】此【cǐ】多路组【zǔ】串需要【yào】配置【zhì】熔【róng】断器来保护。