1.光伏電弧的分類

光伏電弧的位置可能因故障類型和故障發(fā)生時(shí)的條件而異，主要分為串聯(lián)電弧故障和并聯(lián)電弧故障。當(dāng)組件方陣主要導(dǎo)體之間發(fā)生并聯(lián)電弧將會(huì)造成重大火災(zāi)事故。通過(guò)切斷光伏系統(tǒng)直流母線或相應(yīng)組串可以熄滅串聯(lián)故障電弧，然而卻無(wú)法熄滅并聯(lián)故障電弧，甚至可能導(dǎo)致更大的電流通過(guò)電弧通路，使電弧燃燒更加劇烈。

（1）光伏串行電?。?/p>

光伏串行電弧是由于串聯(lián)電路中的一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池板或組件發(fā)生故障引發(fā)的，通常由組件間電纜插頭接觸不良、組串電纜與匯流箱或者逆變器的連接不牢靠等原因造成。故障位置通常發(fā)生在光伏組件或電路中的焊接點(diǎn)、壓縮型電線連接、引線、直流隔離器或逆變器等處。

（2）光伏并行電?。?/p>

光伏并行電弧是由于并聯(lián)電路中的一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池板或組件發(fā)生故障引發(fā)的， 并聯(lián)電弧主要由線路破損引起的正負(fù)極性導(dǎo)體短接，或者組串電纜之間短接引起的。當(dāng)組串電纜被機(jī)械擠壓或磨損時(shí)，在正負(fù)極之間，或者不同組串之間就會(huì)產(chǎn)生電弧放電。

還有一種情況也會(huì)導(dǎo)致并聯(lián)電弧，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)串聯(lián)電弧沒(méi)有及時(shí)處理時(shí)，串聯(lián)電弧的熱量燒壞電纜絕緣層，也會(huì)產(chǎn)生并聯(lián)電弧。

2.光伏拉弧檢測(cè)

（1）直流拉弧檢測(cè)基本原理

直流拉弧檢測(cè)的基本原理是利用直流拉弧故障產(chǎn)生的特征信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和判斷。一般來(lái)說(shuō)，直流拉弧故障會(huì)產(chǎn)生較高頻率的電壓和電流變化，這些變化可以通過(guò)信號(hào)采集裝置進(jìn)行采集和分析。

●信號(hào)采集裝置：負(fù)責(zé)采集直流設(shè)備上的電壓和電流信號(hào)，并將其傳輸給后續(xù)的處理單元。

●信號(hào)處理單元：對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、數(shù)字化等處理，提取出直流拉弧故障的特征信號(hào)。

●特征提取算法：根據(jù)直流拉弧故障的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的特征提取算法，用于判斷是否發(fā)生拉弧故障。

●判斷單元：根據(jù)特征提取算法的結(jié)果，判斷當(dāng)前是否發(fā)生直流拉弧故障，并進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)措施。

（2）直流拉弧檢測(cè)方法

①電流比值法

通過(guò)對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行采樣和比較，判斷是否存在拉弧故障，即通過(guò)檢測(cè)直流線路首末兩端電流值，并進(jìn)行比較當(dāng)電流比值超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，即可判定為直流拉弧故障。

根據(jù)基爾霍夫定律，在正常運(yùn)行狀態(tài)下，流入線路的電流I2與流出線路的電流I1應(yīng)相等，若在線路中段發(fā)生短路拉弧，部分電流I3從短路拉弧點(diǎn)流出，此時(shí)I1≠I2。因此可以根據(jù)I1與I2差值判斷線路是否發(fā)生短路，避免拉弧發(fā)生。

②頻率分析法：

對(duì)采集到的電壓和電流信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，提取出故障頻率的成分，從而判斷是否發(fā)生拉弧故障。電弧故障發(fā)生時(shí)，常伴隨有某一特定的高頻信號(hào)，在正常工作情 況下該高頻信號(hào)并不出現(xiàn)，一旦該信號(hào)出現(xiàn)，則表明存在電弧故障?；陬l率特性的方法檢測(cè)光伏系統(tǒng)的電弧故障，有效區(qū)分了正常工作狀態(tài)及電弧故障狀態(tài)，較為精確，但是容易受到逆變器或其他裝置噪聲的干擾。

③波形分析法：

對(duì)采集到的電壓和電流波形進(jìn)行分析，觀察是否存在拉弧故障特征，如高頻振蕩、脈沖等。在電弧故障發(fā)生時(shí)，電弧兩端的電流會(huì)瞬間下降，而兩端的電壓會(huì)瞬間提高。該方法的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)方法較為簡(jiǎn)單，但由于光伏系統(tǒng)受光照和溫度的影響較大，故輸出電流和電壓的幅值不穩(wěn)定，因此很難區(qū)分是由環(huán)境原因造成的電壓電流變化還是由電弧故障引起的變化。

④特征提取法：

通過(guò)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理和特征提取，提取出拉弧故障的特征參數(shù)，如能量、幅值、頻率等，從而判斷是否存在拉弧故障。

3.光伏拉弧預(yù)防措施

（1）設(shè)計(jì)防護(hù)系統(tǒng)

光伏發(fā)電直流側(cè)拉弧會(huì)影響到光伏系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就考慮到防止電弧產(chǎn)生的需求。

√ 光伏系統(tǒng)的關(guān)鍵位置安裝專門電弧檢測(cè)儀，例如電池板之間的串聯(lián)/并聯(lián)連接處。電弧檢測(cè)儀能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電流和電壓的變化，并根據(jù)預(yù)設(shè)的觸發(fā)條件發(fā)出警報(bào)，提醒操作人員可能存在的電弧問(wèn)題；

√ 在關(guān)鍵位置安裝絕緣材料或隔離設(shè)備，以減少電弧的可能性；

√ 安裝過(guò)載保護(hù)器、短路保護(hù)器和接地保護(hù)器，以及其他必要的電氣保護(hù)裝置，以減少電弧產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。

√ 使用高質(zhì)量的組件和材料：選擇高質(zhì)量、經(jīng)過(guò)認(rèn)證的光伏組件、電纜和連接器，以減少因材料質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的電弧風(fēng)險(xiǎn)，并使用固定設(shè)備來(lái)固定電纜和連接器，以防止它們受到外部力量的影響而移動(dòng)或損壞。

√ 安裝溫度監(jiān)測(cè)裝置，及時(shí)發(fā)現(xiàn)因過(guò)熱而可能引發(fā)的電弧問(wèn)題，并采取適當(dāng)?shù)拇胧┯枰蕴幚怼?/p>

（2）定期檢查維護(hù)

● 定期對(duì)光伏系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保組件、連接器和電纜的狀態(tài)良好，防止因老化、磨損或其他原因?qū)е码娀‘a(chǎn)生。

● 在系統(tǒng)周圍保持清潔，并定期清除植被、雜物和其他易燃物，以降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

● 安裝防火墻或使用阻燃材料，以防止火災(zāi)蔓延到光伏系統(tǒng)。

（3）加強(qiáng)人員培訓(xùn)

對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，包括如何安全地操作和維護(hù)光伏系統(tǒng)，以及如何應(yīng)對(duì)緊急情況和電弧事故。

光伏拉弧可能導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作效率降低，甚至設(shè)備損壞，影響系統(tǒng)性能和安全性。大秦?cái)?shù)能以技術(shù)驅(qū)動(dòng)破解產(chǎn)品同質(zhì)化，打造差異化優(yōu)勢(shì)，為客戶提供高收益、高容量、高安全的工商業(yè)儲(chǔ)能解決方案。在工商業(yè)儲(chǔ)能產(chǎn)品設(shè)計(jì)中以“四位一體”安全設(shè)計(jì)為理念，保障儲(chǔ)能產(chǎn)品安全運(yùn)行，有效提升用戶對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和安全狀態(tài)的感知能力。

通過(guò)可靠的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，高質(zhì)量的選料，專業(yè)的人員培訓(xùn)，大秦?cái)?shù)能始終致力于為客戶提供安全高效的光儲(chǔ)解決方案。