太陽能光伏系統(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、停機和火災(zāi)風(fēng)險的主要原因，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，容易識別。其他故障則難以預(yù)測，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制，并掌握有效的檢測方法。

接地故障何時發(fā)生？

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

硬接地與間歇性接地故障：基礎(chǔ)知識

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。此類故障在所有工作條件下均持續(xù)存在。

常見原因

因管理不當導(dǎo)致線纜遭擠壓

因過電流或電弧導(dǎo)致絕緣層熔化失效

外力造成的磨損、機架摩擦、熱脹冷縮

接地或端接不當

如何檢測

測量直流正極/負極與地之間的電壓

使用萬用表、鉗表或GFL-1500接地故障定位儀的分析功能

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

預(yù)期對地電壓為非零值和/或低絕緣電阻(< 1 MΩ)

為何危險

硬接地故障通常會觸發(fā)逆變器故障保護，導(dǎo)致其停機。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性或有條件的連接。這類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)

模塊或機架因溫度變化而膨脹/收縮

太陽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

由于這類故障并非持續(xù)存在，因此在例行維護或干燥天氣下可能難以檢測。

為何間歇性故障存在風(fēng)險

間歇性故障之所以危險，是因為：

常能逃過標準接地故障保護裝置的檢測

會隨著時間推移演變成硬接地故障

會導(dǎo)致逆變器反復(fù)跳閘，造成停機

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，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誤

系統(tǒng)僅在雨天或清晨時段跳閘

在干燥氣候條件下或中午時段未檢測到任何故障

故障發(fā)生在一天中的特定時刻，當追蹤陣列移動到特定位置時

絕緣電阻測試顯示臨界值

如何測試每種故障類型

硬接地故障測試

隔離并切斷電路電源

執(zhí)行對地電壓測試

使用絕緣電阻測試儀

預(yù)期故障讀數(shù)保持穩(wěn)定

間歇性接地故障測試

在降雨、露水或溫度變化期間或之后進行測量

使用鉗表確認電路中無電流后，方可斷開電路

注意陣列移動過程中可能出現(xiàn)的突發(fā)性對地電壓尖峰

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

為何要關(guān)注接地故障類型

理解故障類型影響著從診斷到預(yù)防的方方面面：

各類型故障的維修策略

對于硬接地故障

拆下?lián)p壞的導(dǎo)體，并更換新線纜。

必要時安裝可在現(xiàn)場安裝的連接器

更換燒毀的模塊或接線盒

重新測試絕緣和對地電壓

對于間歇性故障

復(fù)現(xiàn)觸發(fā)故障的條件(潮濕的模塊、移動)

測試并更換可疑連接器或接線盒

檢查導(dǎo)體彎曲處、機架邊緣及太陽能跟蹤器對齊情況

采用抗紫外線的線纜管理硬件及改進的線纜管理方案，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)與檢測方法需要采取不同的策略。通過理解兩者的區(qū)別，技術(shù)人員能夠更準確地診斷和排除、預(yù)防以及修復(fù)太陽能光伏系統(tǒng)故障。