昱能微讲堂丨同为主动安全的AFCI与组件级关断，区别原来那么大！

发布时间：2022-08-10 10:53
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【概要描述】分布式光伏迅速发展的同时，光伏安全问题也受到了越来越多的关注。据统计，在光伏电站的火灾中，80%以上是因为直流侧的故障引起的。对此，市场上出现了AFCI、组件级关断等各类解决方案。那么，同为主动安全的它们，究竟有什么不同？我们在设备选型的过程中，该如何选择合适的设备呢？

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昱能微讲堂丨同为主动安全的AFCI与组件级关断，区别原来那么大！

【概要描述】分布式光伏迅速发展的同时，光伏安全问题也受到了越来越多的关注。据统计，在光伏电站的火灾中，80%以上是因为直流侧的故障引起的。对此，市场上出现了AFCI、组件级关断等各类解决方案。那么，同为主动安全的它们，究竟有什么不同？我们在设备选型的过程中，该如何选择合适的设备呢？

分类：技术专题
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发布时间：2022-08-10 10:53
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分布式光伏迅速发展的同时，光伏安全问题也受到了越来越多的关注。据统计，在光伏电站的火灾中，80%以上是因为直流侧的故障引起的。对此，市场上出现了AFCI、组件级关断等各类解决方案。

那么，同为主动安全的它们，究竟有什么不同？我们在设备选型的过程中，该如何选择合适的设备呢？

光伏电站中的痛点：直流高压

在了解AFCI与组件级关断的区别之前，我们首先需要了解光伏电站中存在的直流高压问题。在传统的组串式光伏系统中，太阳能组件以串联方式排成阵列，整串线路电压累计叠加，一般可以达到600V~1000V。

当系统长年累月运行，电线绝缘层腐蚀后易裸露，非常容易产生直流高压电弧，电弧击穿空气，产生明火，引发火灾，由直流高压引起的电弧是光伏火灾的“元凶”。只要阳光照射，即使断开直流回路，直流高压也会持续存在，消防队员便无法灭火。

直流电弧是如何产生的？

光伏系统中，直流电弧常源于高压拉弧，依据发生的方位可分为3类：

串联电弧

串联电弧往往发生在一根导线上，直流电路中的任何连接故障都有可能产生直流电弧故障，包括模块内的焊接接头、线缆连接老化、连接器故障等。

并联电弧

并联电弧发生在同一个直流电路中，当极性相反的两个导体靠得很近，而两根电线之间的绝缘失效时，就可能产生并联电弧。

接地电弧

该种电弧主要由于接地故障产生。

以上三类电弧都有可能因为系统安装不规范导致接头松动、连接质量差导致接头松动以及线缆随时间腐蚀等原因产生电弧故障，造成安全隐患。串联电弧可以通过断开直流回路的方式熄灭，而并联电弧则通常难以被检测，也无法通过断开直流回路的方式熄灭，是光伏系统中不容忽视的安全隐患。

对于故障电弧的发生，目前业内最普遍的解决方案是AFCI。

什么是AFCI？

AFCI(Arc-Fault Circuit-Interrupter)即电弧故障分断器。它是通过识别电路中的电弧故障特征信号，在电弧故障发展成为火灾或电路出现短路之前断开电源电路的一种保护装置。目前，很多组串式逆变器厂家都推出了带有AFCI功能的逆变器产品。

内置电弧检测（AFCI）的逆变器通过检测电弧噪声，来识别直流电弧故障，断开直流电路，消除电弧。值得注意的是，AFCI通常可以检测、熄灭的是串联电弧，并联电弧无法通过AFCI功能消除。另外，当AFCI触发，逆变器关机，电路断开的是直流末端与交流端的连接，整个组件阵列以及直流线缆仍然是高压带电状态。

AFCI功能在实际应用中也遇到了诸如电弧噪音微弱，难侦测；外界干扰信号多，易误报，造成系统发电量损失；无法定位故障电弧，找不到故障根源所在等诸多问题。

由此可见，AFCI在实际应用中还有不少的难点尚存。那么除此之外，还有什么方法能够有效应对直流高压电弧？组件级关断！

什么是组件级关断？

组件级关断顾名思义就是断开光伏系统中每块组件之间的连接，从而消除光伏系统阵列中存在的直流高压。针对光伏电站中存在的直流电弧，在组件级关断领域主要有以下2种解决方案：

组件级关断器