第四部分 熔斷器的選用

熔斷器選用大致可以從兩個方面入手，首先是外形方面，如光伏系統(tǒng)常見的有匯流箱內(nèi)使用的10.3*38mm或14*65mm圓柱形熔斷器。集中式逆變器普遍使用的是刀型觸頭管狀熔斷器(又叫NH型熔斷器，NH是德文—Niederspannungs Hochleitungs 低壓高分斷能力的縮寫，英文縮寫為HRC)。

然后要根據(jù)光伏系統(tǒng)的電氣參數(shù)進行正確選擇，可以按照如下問題考慮，

1. 熔斷器工作在直流(DC)還是交流(AC)的工作環(huán)境?

2. 系統(tǒng)電壓多少?(600V，1000V還是1500V)

3. 額定工作電流多少?

4. 預期的短路電流多大?(分斷能力要求至少達到多少kA)

5. 是否需要降容?

專題：如何正確選擇匯流箱進線側(cè)的gPV級熔斷器？

光伏熔斷器額定電壓等級的確定：

Un≥1.2Uoc(STC)

注：根據(jù)NEC690.7的規(guī)定，若光伏系統(tǒng)需要在零下40攝氏度以下的溫度運行，應將系數(shù)1.2提升為1.25

光伏熔斷器安培等級確定五步走：

STEP1. 判定最大線路電流

對于光伏線路輸出的最大電流Imax根據(jù)NEC 690.8(A)(2)，應該按照并聯(lián)在一起的各個組串的電流的最大值來計算，公式如下(以n串為例)：

Imax=(Isc1+ Isc2+ Isc3+…+ Iscn)*1.25

STEP2. 判定名義上的熔斷器安培等級

NEC690.8(B)(1)(a)規(guī)定考慮過電流保護裝置保險系數(shù)時不能低于125%，換句話說就是過電流保護裝置不能再其名義安培等級下超過80%范圍內(nèi)持續(xù)工作(1/0.8=1.25，125%)。

In= Imax*1.25

In= Imax*1.25= (Isc1+ Isc2+ Isc3+…+ Iscn)*1.25*1.25

≈(Isc1+ Isc2+ Isc3+…+ Iscn)*1.56

STEP3. 如有必要，需要對超出的正常工作范圍的極端環(huán)境進行降容處理

Irated= In/Kf

(Kf為降容系數(shù))

圖4.CH10*38降容系數(shù)表

STEP4. 確定熔斷器的電流等級

Irated 通常情況下不是正好等于熔斷器的標準電流等級，應該按照就大不就小的原則確定屬于標準電流等級的熔斷器。

匯流箱內(nèi)使用的熔斷器電流等級有如下安培數(shù)：

1，2，3，4，5，6，7，8，10，12，15，16，20，25。

STEP5. 驗證熔斷器保護的電纜

最后需要驗證選取的標準電流等級的熔斷器安培數(shù)小于或等于選取的電纜導體的安培等級，若不符合要求處于安全考慮需要將電纜的線徑提升。

總結(jié)：光伏熔斷器安培等級確定五步驟的結(jié)論公式：

I rated=Isc*1.56/Kf

注：

1. 若熔斷器安裝的環(huán)境溫度可能超過40℃，考慮將其安裝到陰涼處，盡量避免陽光直射。這將 減輕熔斷器的受熱程度，對于溫度引起的降容將不用再考慮。

2. 如果溫度無法避免的超過40 ℃，請接著考慮高溫的持續(xù)時間。如果熔斷器暴露在高溫的持續(xù)時間不超過2小時，對于溫度引起的降容也不用再考慮。

3. 如果需要降容，可以按照熔斷器制造廠提供的降容系數(shù)表進行考慮。

4. 在戶外現(xiàn)場的匯流箱工作溫度可達50 ℃，若被陽光直射的話，內(nèi)部溫度會達到或超過55-60 ℃，這時候就需要考慮到降容。經(jīng)過降容考慮的熔斷器的安培等級可能會更高但這個電流等級(在寒冷環(huán)境下的)不要超過電纜的安培等級和組件背面標注的熔斷器安培等級。

第五部分 熔斷器的限流特性

具備限流特性(Current-limiting Fuse)可以說是熔斷器在過電流保護方面能夠脫穎而出的重要因素。這一概念或許讓人感到迷惑，過電流保護裝置動作后，電路斷開，線路中的電流自然達到了零點。但是其實限流特性指的是面對故障電流，過電流保護裝置到底能夠多快才能動作。即短路故障發(fā)生時，線路會在很短的時間內(nèi)達到電流的峰值。如果過電流保護裝置能夠非常快的動作將嚴格限制線路內(nèi)的故障電流使其達不到峰值，，從而有效地保護了系統(tǒng)中的電器元件。而斷路器要做到這一點，價格會非常昂貴。

Non-current limiting current-limiting

圖5.不具限流特性(Noncurrent-limiting)與限流特性(Current-limiting)的過電流保護電器的區(qū)別

感悟

國內(nèi)低壓電氣工程界的前輩任元會先生(《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》作者，參加注冊電氣工程師考試的朋友們一定不會對這本書感到陌生)在2003年撰寫的《低壓熔斷器和斷路器的比較和應用》一文開篇中這樣描述道：“都什么年代了，還使用熔斷器!”“熔斷器已經(jīng)過時了!“這話似乎很有道理，但又是一個實際面對的技術(shù)問題。(《低壓電器》2003 No.5)。正如任老文中指出的那樣，在低壓配電系統(tǒng)保護電器的應用中，只有正確和全面的認識，才能合理地選用保護電器。

當?shù)弥绹牡窃绿綔y車(以太陽能電池板作為電源)和阿帕奇武裝直升機電氣系統(tǒng)采用的過電流保護裝置就是熔斷器后，在吃驚之余，深感對這一低壓電器的正確認識或許才剛剛開始。