太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中的接地故障可分為持續(xù)性故障或間歇性故障。這篇小文介紹了上述兩種故障的不同之處。

接地故障是光伏(PV)系統(tǒng)中安全隱患、停機(jī)和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的主要原因，但并非所有接地故障的表現(xiàn)都相同。有些故障是持續(xù)的，已經(jīng)發(fā)生的，容易識(shí)別。其他故障則難以預(yù)測(cè)，僅在特定條件下出現(xiàn)。

為確保光伏陣列的安全性與性能，必須明確區(qū)分硬接地故障與間歇性接地故障，了解其各自的形成機(jī)制，并掌握有效的檢測(cè)方法。

接地故障何時(shí)發(fā)生？

接地故障發(fā)生于載流導(dǎo)體(直流正極或負(fù)極；交流L1、L2或L3)接觸接地金屬表面(例如模塊框架、導(dǎo)管或機(jī)架)時(shí)。這會(huì)形成一條電流流向大地的意外路徑，從而繞過(guò)逆變器或其他保護(hù)設(shè)備。

硬接地與間歇性接地故障：基礎(chǔ)知識(shí)

什么是硬接地故障？

硬接地故障是指光伏系統(tǒng)導(dǎo)體與接地金屬表面之間形成的持續(xù)性低電阻連接。此類(lèi)故障在所有工作條件下均持續(xù)存在。

常見(jiàn)原因

因管理不當(dāng)導(dǎo)致線纜遭擠壓

因過(guò)電流或電弧導(dǎo)致絕緣層熔化失效

外力造成的磨損、機(jī)架摩擦、熱脹冷縮

接地或端接不當(dāng)

如何檢測(cè)

測(cè)量直流正極/負(fù)極與地之間的電壓

使用萬(wàn)用表、鉗表或GFL-1500接地故障定位儀的分析功能

使用絕緣電阻測(cè)試儀(例如：Fluke 1587 FC、1537、SMFT-1000)

預(yù)期對(duì)地電壓為非零值和/或低絕緣電阻(< 1 MΩ)

為何危險(xiǎn)

硬接地故障通常會(huì)觸發(fā)逆變器故障保護(hù)，導(dǎo)致其停機(jī)。若在相反極性處發(fā)生二次故障，可能形成并行電流路徑，從而引發(fā)火災(zāi)或電弧事故。

什么是間歇性接地故障？

間歇性接地故障是指導(dǎo)體與地之間形成的暫時(shí)性或有條件的連接。這類(lèi)故障可能僅在以下情況下出現(xiàn)：

系統(tǒng)處于潮濕狀態(tài)(雨水、冷凝水、濕氣)

模塊或機(jī)架因溫度變化而膨脹/收縮

太陽(yáng)能追蹤器將陣列移至故障易發(fā)位置

線纜在風(fēng)雪影響下出現(xiàn)下垂或摩擦

由于這類(lèi)故障并非持續(xù)存在，因此在例行維護(hù)或干燥天氣下可能難以檢測(cè)。

為何間歇性故障存在風(fēng)險(xiǎn)

間歇性故障之所以危險(xiǎn)，是因?yàn)椋?/p>

常能逃過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接地故障保護(hù)裝置的檢測(cè)

會(huì)隨著時(shí)間推移演變成硬接地故障

會(huì)導(dǎo)致逆變器反復(fù)跳閘，造成停機(jī)

可能產(chǎn)生電弧，從而引發(fā)火災(zāi)

若被忽視，出現(xiàn)二次故障時(shí)，它們可能成為大電流故障環(huán)路的一部分

間歇性接地故障的跡象

可能發(fā)生間歇性故障的情況如下：

逆變器顯示間歇性接地故障錯(cuò)誤

系統(tǒng)僅在雨天或清晨時(shí)段跳閘

在干燥氣候條件下或中午時(shí)段未檢測(cè)到任何故障

故障發(fā)生在一天中的特定時(shí)刻，當(dāng)追蹤陣列移動(dòng)到特定位置時(shí)

絕緣電阻測(cè)試顯示臨界值

如何測(cè)試每種故障類(lèi)型

硬接地故障測(cè)試

隔離并切斷電路電源

執(zhí)行對(duì)地電壓測(cè)試

使用絕緣電阻測(cè)試儀

預(yù)期故障讀數(shù)保持穩(wěn)定

間歇性接地故障測(cè)試

在降雨、露水或溫度變化期間或之后進(jìn)行測(cè)量

使用鉗表確認(rèn)電路中無(wú)電流后，方可斷開(kāi)電路

注意陣列移動(dòng)過(guò)程中可能出現(xiàn)的突發(fā)性對(duì)地電壓尖峰

尋找那些可能被視為合格，但低于相同環(huán)境條件下其他類(lèi)似電路電阻值的絕緣電阻值

為何要關(guān)注接地故障類(lèi)型

理解故障類(lèi)型影響著從診斷到預(yù)防的方方面面：

各類(lèi)型故障的維修策略

對(duì)于硬接地故障

拆下?lián)p壞的導(dǎo)體，并更換新線纜。

必要時(shí)安裝可在現(xiàn)場(chǎng)安裝的連接器

更換燒毀的模塊或接線盒

重新測(cè)試絕緣和對(duì)地電壓

對(duì)于間歇性故障

復(fù)現(xiàn)觸發(fā)故障的條件(潮濕的模塊、移動(dòng))

測(cè)試并更換可疑連接器或接線盒

檢查導(dǎo)體彎曲處、機(jī)架邊緣及太陽(yáng)能跟蹤器對(duì)齊情況

采用抗紫外線的線纜管理硬件及改進(jìn)的線纜管理方案，以防止再次發(fā)生故障

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總結(jié)

硬接地故障與間歇性接地故障的發(fā)生原因和方式可能相同——線纜絕緣層損壞、導(dǎo)體受擠壓——但其行為表現(xiàn)與檢測(cè)方法需要采取不同的策略。通過(guò)理解兩者的區(qū)別，技術(shù)人員能夠更準(zhǔn)確地診斷和排除、預(yù)防以及修復(fù)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)故障。