在碳中和的大背景下，光伏產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，但在光伏電站數(shù)量急速增加的同時(shí)，由于產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、安裝不規(guī)范、后期運(yùn)維不到位等原因而涌現(xiàn)了大量的光伏安全問題。
其中光伏電站直流側(cè)的高壓問題尤其需要被重視。在一般光伏電站中，太陽能組件整串線路電壓累計(jì)，一般可以達(dá)到600V~1000V的高壓，若連接器接頭等部位出現(xiàn)故障，即可能會(huì)造成直流拉弧、擊穿空氣，引發(fā)火災(zāi)。系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)后，組件之間無法關(guān)斷，仍然會(huì)有上千伏的高電壓，如果消防員貿(mào)然施救，可能會(huì)產(chǎn)生“電擊危險(xiǎn)”，對消防員的生命造成威脅。
因此，解決光伏電站中的直流高壓問題，成為了整個(gè)行業(yè)都必須重視的事情。重視“直流高壓”，提高行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將成為倡導(dǎo)光伏“新安全”的重要推手。
下面，我們將為大家盤點(diǎn)一下最新有關(guān)光伏系統(tǒng)直流安全的相關(guān)規(guī)定，從標(biāo)準(zhǔn)看光伏系統(tǒng)安全的重要性!
國外對于光伏直流安全相關(guān)規(guī)定
NEC2020
美國國家電氣規(guī)范
美國國家電氣規(guī)范(National Electrical Code，簡稱NEC)由美國國家消防協(xié)會(huì)(National Fire Protection Association)所制定，是世界上最通用及權(quán)威的電氣規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)之一。
規(guī)范每三年更新一次，在全美范圍內(nèi)有效，但不同的州可執(zhí)行不同版本的規(guī)范。在最新版的NEC2020文件中要求：以距離到光伏矩陣305mm為界限，界限范圍外，在觸發(fā)設(shè)備啟動(dòng)后30S內(nèi)，電壓降低到30V以下，界線范圍內(nèi)，要求具有“光伏危險(xiǎn)控制系統(tǒng)”，或在觸發(fā)設(shè)備啟動(dòng)后30S內(nèi)，將電壓降低到80V以下，也就是要求實(shí)現(xiàn)“組件級關(guān)斷”。
組件級關(guān)斷示意圖
Canadian Electrical Code 2021
加拿大電氣安裝法規(guī)
根據(jù)加拿大電氣安裝法規(guī) Canadian Electrical Code 2021版要求：光伏系統(tǒng)直流側(cè)電壓大于80V時(shí)需安裝電弧故障中斷設(shè)備或者其它等同設(shè)備。
另外，法規(guī)中還規(guī)定了：當(dāng)光伏系統(tǒng)安裝在建筑內(nèi)或者建筑上，應(yīng)安裝快速關(guān)斷裝置。在光伏組件1米外，快速關(guān)斷裝置觸發(fā)后，要求30S內(nèi)將電壓降低至30V以下。
VDE-AR-E 2100-712
歐盟國家相關(guān)安規(guī)-德國標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)德國標(biāo)準(zhǔn) VDE-AR-E 2100-712要求：在光伏系統(tǒng)中如果逆變器關(guān)閉或者電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，需要使直流電壓小于120V。其中，提到了可以使用關(guān)斷裝置使直流側(cè)電壓降至120V以下。
另外，標(biāo)準(zhǔn)要求在光伏系統(tǒng)的連接點(diǎn)處，如匯流箱等處，安置“光伏系統(tǒng)指示牌”，以明確告知此建筑裝有光伏系統(tǒng)。如果發(fā)生火災(zāi)，消防隊(duì)員可以第一時(shí)間知曉情況，而采取相應(yīng)的施救措施。
CEI 82-25
歐盟國家相關(guān)安規(guī)--意大利標(biāo)準(zhǔn)
意大利標(biāo)準(zhǔn) CEI 82-25標(biāo)準(zhǔn)明確指出：“從安全的角度來看，必須考慮到在有陽光的情況下無法安全關(guān)閉光伏系統(tǒng)的情況。這不僅是光伏發(fā)電系統(tǒng)的建造和維護(hù)階段的一個(gè)注意事項(xiàng)，而且在緊急干預(yù)的情況下也是如此。”
AS/NZS 5033
澳洲標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)AS/NZS 5033:2014標(biāo)準(zhǔn)中提到：對非交流組件或小型微型逆變器安裝的系統(tǒng)而言，組件和逆變器之間需要安裝斷開裝置;對交流組件或小型微型逆變器安裝的系統(tǒng)則不需要安裝直流側(cè)斷開裝置。
根據(jù)最新AS/NZS 5033:2021標(biāo)準(zhǔn)的4.3.3章節(jié)提到：當(dāng)直流電壓大于120Vd.c時(shí)，組件和逆變器之間需要安裝斷開裝置。
IEC TR 63226
國際電工委員會(huì)IEC 技術(shù)報(bào)告
根據(jù)IEC TR 63226 的章節(jié)6.4，在光伏系統(tǒng)起火時(shí)，支持消防員滅火的可選方式有：
(1) 在系統(tǒng)關(guān)閉后限制電壓到組件級電壓;
(2) 正常運(yùn)行或系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)采用微型逆變器;
國內(nèi)對于光伏直流安全相關(guān)規(guī)定
盡管國內(nèi)對于快速關(guān)斷還沒有出臺強(qiáng)制性的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，但各級也逐步出臺了相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)，助推光伏電站安全有序發(fā)展。
加強(qiáng)分布式光伏發(fā)電安全工作
征求意見稿
2021年11月26日，國家能源局發(fā)布了關(guān)于公開征求對《關(guān)于加強(qiáng)分布式光伏發(fā)電安全工作的通知(征求意見稿)》意見的公告。其中，在“項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理”相關(guān)章節(jié)中明確要求：安裝電弧故障斷路器或采用具有相應(yīng)功能的組件，實(shí)現(xiàn)電弧智能檢測和快速切斷功能;光伏組件應(yīng)具有安全關(guān)斷保護(hù)功能，保證逆變器關(guān)機(jī)，交流斷電后，系統(tǒng)子陣外直流電壓低于安全電壓。
公告對于分布式光伏安全性的提高給出了大方向的指引，而“電弧智能檢測”、“快速切斷功能”以及“直流電壓低于安全電壓”等要求實(shí)際上是對光伏電站中存在的“直流高壓”等問題提出了具體性的解決引導(dǎo)措施。
建筑物電氣裝置的電壓區(qū)段
根據(jù)GBT 18379-2001 《建筑物電氣裝置的電壓區(qū)段》中定義的I區(qū)段電壓等級的限值為120VDC，所以120VDC及以下被認(rèn)為是人體在正常和故障兩種狀態(tài)下使用各種電器設(shè)備，并處于各種環(huán)境狀態(tài)下可觸及導(dǎo)電零部件的電壓限值，而120VDC以上是不安全的。
光電建筑技術(shù)應(yīng)用規(guī)程
根據(jù)中國建筑裝飾協(xié)會(huì)發(fā)布的《光伏建筑技術(shù)應(yīng)用章程》：高壓直流電弧是產(chǎn)生光伏系統(tǒng)火災(zāi)的主要原因，在發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少使用直流線路。光電建筑直流側(cè)系統(tǒng)電壓設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)直流電壓高低分成不同安全等級：當(dāng)直流側(cè)電壓大于600V時(shí)，不應(yīng)用于有人員活動(dòng)的光電建筑發(fā)電系統(tǒng);直流側(cè)電壓大于120V且小于或等于600V時(shí)，應(yīng)懸掛直流高壓警示標(biāo)志，直流線纜應(yīng)有金屬套管或線槽保護(hù)，最小單塊光電建筑構(gòu)件應(yīng)具有獨(dú)立快速關(guān)斷功能，并應(yīng)接入樓宇自控系統(tǒng);直流側(cè)電壓小于或等于120V時(shí)，應(yīng)具有最小單塊建筑構(gòu)件獨(dú)立關(guān)斷功能，并應(yīng)接入樓宇自控系統(tǒng)。
家庭屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng)
根據(jù)浙江制造團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)«家庭屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng)»中規(guī)定：直流側(cè)的系統(tǒng)電壓超過80V 的家庭屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng)宜具備直流電弧檢測和保護(hù)功能，同時(shí)宜具備快速關(guān)斷的功能;家庭屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的方陣直流電壓等級不應(yīng)超過1000V，且不宜超過600V。當(dāng)光伏方陣的最大系統(tǒng)電壓超過600V且不大于1000V時(shí)，應(yīng)限制人員進(jìn)入。
家庭屋頂光伏電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范
浙江省市場監(jiān)督管理局發(fā)布的«家庭屋頂光伏電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范»：光伏電源并網(wǎng)電氣設(shè)備應(yīng)符合GB 50054等國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并滿足日常運(yùn)行、維護(hù)和檢修的要求。根據(jù)GB/T3805和GB/T 18379相關(guān)規(guī)定，光伏電源應(yīng)具備技術(shù)措施，在施工、維護(hù)和檢修等情況下能夠控制人體可能接觸的直流部分電壓在120V安全限值范圍內(nèi)。
建筑光伏系統(tǒng)防火技術(shù)規(guī)范
根據(jù)安徽省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《建筑光伏系統(tǒng)防火技術(shù)規(guī)范》：建筑光伏系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置快速關(guān)斷裝置，且在快速關(guān)閉裝置開始工作的10s內(nèi)，受控導(dǎo)線的電壓應(yīng)被限制不超過60V或回路電流應(yīng)被限值不超過1mA。
戶用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)檢測及評價(jià)
根據(jù)中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)發(fā)布的《戶用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)檢測及評價(jià)》：安裝在屋頂上的戶用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，當(dāng)直流電壓大于120V時(shí)，單塊光伏組件或組串宜采用快速關(guān)斷的方式控制危險(xiǎn)直流電壓，宜采用電弧故障檢測、報(bào)警及處理系統(tǒng)。
細(xì)數(shù)下來，其實(shí)國內(nèi)外關(guān)于光伏直流安規(guī)的規(guī)定已經(jīng)有不少，歐美等發(fā)達(dá)國家對光伏安全關(guān)斷及電壓有明確標(biāo)準(zhǔn)并強(qiáng)制執(zhí)行，而國內(nèi)的光伏安規(guī)則多采用建議等方式。相信在光伏新一輪發(fā)展下，光伏安全將被提到一個(gè)新的高度。在碳中和大背景下的光伏新安全，將會(huì)有一個(gè)更高的標(biāo)準(zhǔn)，讓光伏電站的選型、建設(shè)更安全更規(guī)范，為光伏系統(tǒng)保駕護(hù)航。
原標(biāo)題：光伏直流安全風(fēng)險(xiǎn)不容忽視 世界最新安規(guī)大盤點(diǎn)！
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