直流系統(tǒng)接地故障的介紹

　　為什么直流接地故障很危險(xiǎn)？

　　直流接地故障在大型光伏系統(tǒng)中特別危險(xiǎn)，因?yàn)樗鼈兒苋菀妆粰z測到。接地故障保護(hù)(GFP)設(shè)備不會感應(yīng)接地故障中泄漏的小(<1安培)電流，因此它被稱為“盲點(diǎn)”。

　　如果GFP會觸發(fā)電路的第二次大電流故障，初始直流接地故障將變成大電流的平行路徑。這正是2009年某地區(qū)383千瓦光伏陣列火災(zāi)中發(fā)生的情況，該火災(zāi)導(dǎo)致了一場重大火災(zāi)——12AWG導(dǎo)體上的初始2.5安培接地故障成為第二個(gè)311安培接地故障的路徑，其中膨脹節(jié)在500MCM(7.7AWG)大輸出電纜上分開。當(dāng)GFP清除第二個(gè)接地故障時(shí)，高電流通過第一個(gè)未檢測到的接地故障返回，迅速熔化導(dǎo)體上的絕緣并引發(fā)火災(zāi)。

　　如何檢測、診斷和緩解直流接地故障？

　　如前所述，直流接地故障的檢測很困難，尤其是在大型光伏系統(tǒng)中。這是因?yàn)橹绷鹘拥毓收贤ǔＰ∮贕FP設(shè)備的最小靈敏度。檢測直流接地故障的技術(shù)包括絕緣電阻監(jiān)測和剩余電流檢測器(RCD)。建議使用絕緣電阻監(jiān)測器進(jìn)行接地測試每天早上測量對地電阻。這必須在陣列處于開路狀態(tài)時(shí)執(zhí)行。該測試揭示了兩種可能性-絕緣電阻高于最小值并且系統(tǒng)可以啟動，或者絕緣電阻低于最小值，這表明絕緣已損壞并可能發(fā)生接地故障。此外，可以將RCD放置在陣列導(dǎo)體上以測量指示接地故障的異常電流。

　　診斷技術(shù)

　　即使逆變器中的接地故障檢測斷路器(GFDI)成功地使電路跳閘，也很難定位接地故障源。首先，技術(shù)人員應(yīng)通過連續(xù)性測試檢查GFDI是否被吹斷。通過將萬用表的引線放在保險(xiǎn)絲的金屬端并將表盤轉(zhuǎn)到電阻來執(zhí)行連續(xù)性測試。如果電阻過高，則保險(xiǎn)絲熔斷，必須更換。接下來，技術(shù)人員應(yīng)使用絕緣測試儀對導(dǎo)體進(jìn)行絕緣電阻測試。在此測試中，將電壓施加到導(dǎo)體上，在導(dǎo)線上產(chǎn)生電流，測量該電流（并與絕緣狀況良好的基線進(jìn)行比較）以確定絕緣電阻的狀態(tài)。

　　在實(shí)踐中，確定接地故障的來源可能具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)榻拥貙?dǎo)體和EGC或電路中任何點(diǎn)的金屬部件之間都可能發(fā)生接地故障。要確定接地故障的來源：

　　移除正負(fù)極導(dǎo)體，確保逆變器與陣列隔離；關(guān)閉DC斷開器以在導(dǎo)體上施加帶電電壓；測量正負(fù)導(dǎo)體之間的電壓，確定陣列的開路電壓；和測量正極接地和負(fù)極接地。

　　如果沒有接地故障，則任一導(dǎo)體的接地電壓應(yīng)為0伏。如果任一導(dǎo)體都存在接地電壓，請檢查每個(gè)連接點(diǎn)（直流斷開、匯流箱）一直回到陣列。一旦發(fā)現(xiàn)故障，更換電線，并保留測試和更換記錄。