光伏发电系统浪涌保护器如何选型?

发布时间:2025,12,12

光伏发电作为风能之外另一重要的可再生能源形式,因其安装灵活、运行稳定、寿命长等优势,在全球范围内得到广泛应用。然而,光伏系统内部集成了大量精密的电气与电子设备(如光伏组件、汇流箱、逆变器、配电柜、储能电池及控制系统),且通常部署于户外或屋顶等雷电高风险区域,易遭受雷击及电涌冲击,造成设备损坏甚至火灾事故。

因此,为保障系统安全可靠运行,科学合理地选型浪涌保护器(SPD)至关重要。以下从标准依据、系统特点、关键参数及技术要求等方面,系统阐述安守电器在光伏发电系统中浪涌保护器的选型原则。

Comment choisir les parafoudres (SPD) pour les systèmes photovoltaïques (PV).jpg

核心标准

浪涌保护器的选型必须严格依据与国内相关防雷及电涌防护标准,主要包括:

  • IEC 62305《雷电防护》系列标准:定义雷电防护分区(LPZ)及防护措施;

  • IEC 61643-11 / EN 50539-11:专门针对光伏系统用SPD的技术要求与测试方法;

  • IEC 61312《雷电电磁脉冲的防护》:指导电磁兼容性与感应过电压防护;

  • GB 50057《建筑物防雷设计规范》:中国国家标准,适用于建筑附属光伏系统;

  • UL、TUV、CE、CQC 等认证要求:产品安全性和可靠性。

光伏系统对SPD的要求

与传统交流配电系统不同,光伏系统具有以下特点,对浪涌保护器提出更高要求:

1. 直流侧高开路电压

光伏组串在无负载状态下开路电压可达1000V~1500V DC,SPD必须具备足够高的持续工作电压(Uc),通常需 ≥1.2倍系统开路电压。

2. 直流电弧难以熄灭

直流电流无过零点,一旦SPD内部脱扣或失效,易产生持续电弧,引发燃烧。因此,SPD需采用密封结构、无外泄电弧设计,并具备可靠的热脱扣与灭弧机制。

3. 谐波与TOV耐受能力

逆变器开关动作及非线性负载会产生高频谐波,导致暂时过电压(TOV)长期存在(可达1800V以上)。SPD需具备高TOV耐受能力,避免因持续过压而老化或击穿。

4. 雷电防护分区(LPZ)

根据IEC 62305,光伏系统应划分为多个防护区:

  • LPZ 0B:组件与支架暴露区域 → 安装I级(Type I)SPD;

  • LPZ 1:汇流箱、逆变器输入端 → 安装II级(Type II)SPD;

  • LPZ 2/3:控制信号线、通信接口 → 配置III级(Type III)或信号SPD。

安守电器光伏专用SPD选型要点

安守电器针对光伏系统的工况,推出全系列高性能浪涌保护解决方案,其选型核心关注以下技术指标:

✅ 1. 通流量(In / Imax)

  • 直流侧建议选用 In ≥ 20kA(8/20μs)的II级SPD;

  • 若位于直击雷高风险区,前端需配置 Iimp ≥ 12.5kA(10/350μs)的I级SPD。

✅ 2. 电压保护水平(Up)

  • Up值越低,残压越小,对后端设备保护越佳;

  • 交流侧Up ≤ 1.5kV,直流侧Up ≤ 2.0kV为宜。

✅ 3. 高TOV耐受能力

  • 安守SPD支持 1800V TOV持续耐受,有效应对逆变器启停、电网波动等引起的过压。

✅ 4. 无电弧、不起火设计

  • 采用密封型结构 + MG串联灭弧技术,脱扣时无外泄电弧,杜绝起火风险;

  • 外壳使用PA66高阻燃材料(UL94 V-0),耐高温、防潮、抗震。

✅ 5. 能量自动协调技术

  • 安守SPD采用链式放电技术,实现多级SPD间的能量自动配合;

  • 无需预留退耦距离,二级SPD可紧贴一级安装,节省空间,简化布线。

✅ 6. 交流侧结构

  • 针对谐波问题,安守提供3+1不接零线结构 + 静态动作电压2000V隔离模块,有效防止因零线缺失或谐波过压导致的SPD误动作或烧毁。

典型应用方案

系统位置SPD类型安守推荐型号关键参数
光伏组串输出端Type II DCAS-PV1500-40Uc=1500V, In=40kA, Up≤2.0kV
逆变器直流输入Type II DCAS-PV1000-20Uc=1200V, In=20kA
交流配电柜Type II ACAS-AC40-3P+NUc=385V, In=40kA, Up≤1.2kV
通信/监控信号线Type IIIAS-SIG-RJ45/RS485数据速率兼容,低插入损耗

光伏发电系统的浪涌保护器选型绝非简单套用通用SPD,而需综合考虑直流高压、电弧风险、谐波干扰、TOV耐受及多级协调等多重因素。安守电器凭借20年防雷技术积累,提供高可靠性、高安全性、长寿命(设计寿命20年)的光伏专用SPD产品,满足IEC、EN、GB等标准要求,为光伏电站构筑坚实的道防线。