如何为光伏太阳能系统选择合适的浪涌保护器（IEC 61643 指南）
对太阳能光伏系统的长期投资可提供数十年的清洁可靠电力。其中一个最常被忽视但却最具破坏性的威胁是……是的 太阳能光伏系统面临的最大威胁之一是雷击或电网扰动造成的浪涌损坏。浪涌事件可能导致高昂的维修费用、计划外停机，在某些情况下，如果关键设备的防护措施不当，还会导致保修失效。
浪涌保护装置（SPD） 浪涌保护器（SPD）将成为保护光伏（PV）系统免受浪涌损害的第一道防线。正确选择并安装合适的浪涌保护器后，包括太阳能电池板、逆变器和蓄电池在内的光伏系统将免受损害，并符合所有适用的标准，包括： IEC 61643-11以下是您需要了解的有关 SPD 的所有信息摘要，包括如何降低风险、提高投资回报率以及确保光伏 (PV) 系统的可靠运行。
浪涌保护器：光伏系统保护的必备工具
光伏系统在太阳能侧承受直流高压，在并网侧承受交流高压。因此，光伏系统极易受到电涌的影响。影响光伏系统的主要电涌类型包括：
- 直接或间接雷击： 即使闪电没有接触或靠近光伏阵列，产生的电场也会导致光伏阵列上出现电压瞬态浪涌，进而导致高压瞬态电流沿着直流电缆直接传导至逆变器。
- 电网切换与负荷瞬变： 此外，由于公用电网的电力浪涌或大型电器设备的开启或关闭，光伏系统也容易受到高强度电能的影响，这可能会损坏直流设备和连接到逆变器的公用电网。
浪涌保护装置（SPD）通过将瞬态电能导向大地来提供保护，从而防止危险的瞬态电能到达您的设备并造成损坏。
IEC 61643-11：光伏浪涌保护装置（SPD）国际标准
为任何光伏系统选择浪涌保护器 (SPD) 时，确保其符合 IEC 61643-11 标准至关重要。IEC 61643-11 标准规定了安装在低压配电系统中的浪涌保护器 (SPD) 的性能和安全要求。在确定哪种类型的浪涌保护器 (SPD) 最适合您的系统时，请务必查看以下各项参数：
- 电压保护等级（上）： 浪涌保护器 (SPD) 允许通过并联至连接设备的最大电压。为保护逆变器等敏感设备，Up 值应尽可能低（理想值为 2.5 kV 或更低）。
- 标称放电电流（in）： 浪涌保护器 (SPD) 在多次浪涌冲击下允许通过的最大放电电流。额定电流越高，SPD 的抗冲击能力越强。
- 最大连续工作电压（Uc）： SPD 的最大连续工作电压应能承受系统本身的最大开路电压（例如 Voc）。
- SPD类型： 根据被保护的电气系统的类型和所需的保护程度，SPD 分为 1 型、2 型或 3 型。
选择经过 IEC 61643-11 测试和认证的 SPD，可确保 SPD 已在实际条件下对其性能进行测试，这对于商业和工业太阳能光伏系统来说极其重要。
第一步：评估光伏系统的交流和直流浪涌风险
光伏系统存在两个脆弱区域，每个区域都需要相应的解决方案。
直流侧 （从太阳能电池阵列到逆变器）：光伏阵列暴露在各种自然环境中，尤其容易受到直接和间接雷击的影响。直流浪涌保护器 (SPD) 的最大开路电压 (Voc) 必须与阵列的 Voc 相匹配，并且能够承受高能量放电和户外环境。
交流侧 （从逆变器到电网）：由于电网电压波动和雷击，逆变器与电网之间的系统部分也可能受到浪涌的影响。需要与上游设备协调，例如： 微型断路器断路器 (MCB) 至关重要，同时交流浪涌保护装置 (SPD) 也必须与电网的标称电压相匹配。
步骤二：选择合适的SPD类型
为了在电气装置的不同位置提供最佳的浪涌保护，目前主要有三种类型的浪涌保护器：
SPDs： 对于大多数并网光伏系统，交流侧和直流侧至少应安装一个 2 型浪涌保护器 (SPD)。在高风险或中等风险地区，应考虑在光伏系统安装的进线口加装一个 1 型浪涌保护器 (SPD)。
步骤 3：需要考虑的技术规格
在评估应该为您的太阳能光伏系统选择哪种浪涌保护器（SPD）时，您需要密切关注以下规格：
1. 对于 直流系统的浪涌保护
- 最大连续工作电压 (Uc)：Uc 必须等于或超过给定系统的最高直流开路电压 (Voc)；因此，如果您有一个 1,000 V 直流系统，则需要一个额定电压至少为 1,200 V 直流的 SPD。
- 极性：SPD 必须极化以匹配设备/系统（即，正负极必须对齐）。
- 响应时间： 对于直流浪涌，选择响应时间小于 25 ns 的 SPD。
2. 用于交流电浪涌保护
- 额定电压 (Un)：与您的电网电压相匹配——例如，230/400V 交流电。
- 短路耐受额定值 (Iscw)：确保其与可用故障电流 (AFC) 相符。
- 与 MCB 协调：确保 SPD 与上游 MCB 之间的兼容性。
3. 环境因素
- 防护等级：户外安装需达到 IP65 或更高。
- 温度等级：工作温度范围为-40°C至+85°C。
- 坚固耐用的外壳：可抵抗紫外线和天气损害。
第四步：避免常见的SPD选择错误
作为光伏系统所有者/运营商，您可以投入少量资金购买合适的浪涌保护器 (SPD)，以确保系统的长期成功。以下是选择光伏系统浪涌保护器时可能犯的五个常见错误：
- 使用错误的额定电压：务必确认 SPD 的额定电压与系统的 Voc 相匹配。
- 未明确与 MCB 的协调：确认 SPD 和 MCB 已一起进行测试，以避免不必要的风险。
- 未在系统直流侧安装浪涌保护器：光伏阵列非常容易受到浪涌的影响；直流浪涌保护器应该是您安装的首要任务。
- 使用未经认证的设备：避免使用未经测试且不符合 IEC 61643 标准的设备。
- 未安装接地系统：确保浪涌保护器连接到低阻抗接地系统。
购买太阳能光伏系统用SPD之前的最终检查清单
在为您的太阳能光伏系统购买浪涌保护器 (SPD) 之前，请务必确认其符合以下标准：
- SPD 必须符合 IEC 61643-11 标准。
- SPD（浪涌保护器）必须与光伏系统的直流侧和交流侧具有相同的系统电压额定值。
- SPD 必须具有与您的系统使用保护方式相对应的适当类型等级（1 型、2 型或 3 型）。
- SPD 必须与上游 MCB 正确协调，以确保提供最大的安全性和可靠性。
- 该SPD适用于户外恶劣环境，最低防护等级为IP65。
- SPD 具有低电压保护等级（Up），足以保护逆变器等敏感设备。
- SPD 已通过信誉良好的第三方实验室（例如 TÜV 或 UL）认证。
结论
使用合适的浪涌保护器 (SPD) 保护您的太阳能光伏系统不仅仅是合规问题，更是一项明智的投资，能够为您提供可靠的长期解决方案。遵循本指南并了解 SPD 选择的各个组成部分，您将确保您的光伏系统免受浪涌冲击，降低设备故障风险，并提高光伏装置的发电量。
如果您想保护您的投资或获取有关最适合您光伏装置的SPD（浪涌保护器）的专业建议，请 联系我们的团队。 合适的SPD（浪涌保护器）将确保您的光伏系统在未来多年内为您提供可靠、清洁的能源。