GB∕T 18802.32-2021 低压电涌保护器 第32部分：用于光伏系统的电涌保护器 选择和使用导则.pdf

ICS 29.240.10 K 30 中华人民共和国国家标准GB/T 18802.32-2021 /IEC 61643-32: 20 17 低压电涌保护器第32部分:用于光伏系统的电涌保护器选择和使用导则Low-voltage surge protective devices-Part 32: Surge protective devices connected to photovoltaic installations-Selection and application principles CIEC 61643-32: 2017 ,Low-voltage surge protective devices-Part 32: Surge protective devices connected to the d.c. side of photovoltaic installations-Selection and application principles, IDT) 2021-03-09发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会2021-10-01实施发布GB/T 18802.32-2021 /IEC 61643-32: 20 17 目次前言皿引言.v 1 范围2 规范性引用文件-3 术语和定义4 被保护的系统和设备-5 光伏系统中的过电压.6 SPD的安装和位置6.1 概述66.2 不同光伏系统的要求7 等电位连接8 在光伏系统中安装电涌保护器CSPD)的要求109 选择和安装用于光伏系统的SPD109.1 交流侧SPD的选择10 9.2 直流侧SPD的选择u m 维护附录AC规范性附录)根据简化方法确定被雷电防护系统保护的不同建筑内SPD的Iimp或In的值18 附录BC资料性附录)光伏电源的特征24附录cC资料性附录)第6章的附加信息:SPD的安装和位置;第7章的附加信息:等电位连接. . 26 参考文献30图1无外部LPS情况的SPD安装示意图图2光伏系统与外部LPS满足安全间隔距离心)情况的SPD安装示意图8图3光伏系统与外部LPS不满足安全间隔距离心)情况的SPD安装示意图图4安装起点与光伏逆变器之间的距离很近时CE10m)在交流侧安装SPD示意图12图5安装起点与光伏逆变器之间的距离较远时CE二月om)在交流侧安装SPD示意图12图6光伏系统直流侧过电压保护示例15图7光伏直流侧不接地的SPD连接示例m图8光伏直流侧可靠接地的SPD连接示例m图A.1确定具有两个外部引下线的建筑内SPD放电电流值的示例四图A.2扩展的光伏系统结构示例，具有多个接地和网状接地系统的光伏发电厂22G/T 18802.32-2021/IEC 61643-32: 20 17 图B.l光伏电流源的示意图24图B.2非线性光伏电流电源的UI特性24图C.l安装在被外部LPS(满足安全间隔距离保护的光伏系统上的SPD示例，光伏系统包括数据采集和控制系统27图C.2带外部LPS的建筑物示例一一满足安全间隔距离5或使用隔离LPS时，等电位连接导体的尺寸n图C.3带外部LPS的建筑物示例一一当不满足安全间隔距离5时，等电位连接导体的尺寸29 表1SPD试验等级和接地导体横截面积的选择6表2光伏阵列和逆变器之间的设备耐冲击电压额定值Uw(不考虑其他影响因素)13表A.l安装在带有外部LPS的建筑物屋顶上的光伏系统直流侧的电压限制型SPD的1imp (110/350 )和1 n CI 8/20 )的值(如果间隔距离不满足)20 表A.2安装在带有外部LPS的建筑物屋顶上的光伏系统的直流侧的电压开关型SPD的1imp CI川50) 值(如果不保持间隔距离)20表A.3具有中央逆变器，多个接地和网状接地系统的光伏发电厂直流侧使用的SPD的1imp (110/350 )和1 n CI 8/20 )值nH GB/ T 18802.32-2021 /IEC 61643-32: 20 17 目。吕GB/ T 18802由以下部分组成:低压电涌保护器CSPD)第11部分:低压电源系统的电涌保护器性能要求和试验方法;一一低压电涌保护器CSPD)第12部分:低压配电系统的电涌保护器选择和使用导则;低压电涌保护器第21部分:电信和信号网络的电涌保护器CSPD)性能要求和试验方法;一一低压电涌保护器第22部分:电信和信号网络的电涌保护器选择和使用导则;低压电涌保护器第31部分:用于光伏系统的电涌保护器性能要求和试验方法;一一低压电涌保护器第32部分:用于光伏系统的电涌保护器选择和使用导则;低压电涌保护器元件第311部分:气体放电管CGDT)的性能要求和测试回路;一一低压电涌保护器元件第312部分:气体放电管CGDT)的选择和使用导则;低压电涌保护器元件第321部分:雪崩击穿二极管CABD)规范;一一低压电涌保护器元件第331部分:金属氧化物压敏电阻CMOV)规范;低压电涌保护器元件第341部分:电涌抑制晶闸管CTSS)规范;一一低压电涌保护器元件第351部分:电信和信号网络的电涌隔离变压器CSIT)的性能要求和试验方法。本部分为GB/T18802的第32部分。本部分按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本部分使用翻译法等同采用IEC61643-32: 2017 2011 1I类试验要求a6 mm2 建筑物外部LPS满足安全SPD根据IEC61643-11: SPD根据IEC61643-11: SPD根据IEC61643-31: 2011 间隔距离5的情况下SPD2011 1类试验要求2011 1I类试验要求aE类试验要求的安装要求(见6.2.2)16 mm2 6 mm2 6 mm2 6 GB/T 18802.32-2021 /IEC 61643-32: 20 17 表1C续)SPD试验等级和相应的接地导体横截面积建筑物外部LPS不满足安SPD根据IEC61643-11: SPD根据IEC61643-11 SPD根据IEC61643-31: 2011 全间隔距离5的情况下2011 1类试验要求2011 1类试验要求aI类试验要求SPD的安装要求(见6.2.316 mm2 16 mm2 16 mm2 和附录A)注:接地导体的更详细要求见9.2.6。a必要时。根据IEC61643-31 ，SPD应标有字母PV标志。6.2 不同光伏系统的要求6.2.1 无外部LPS的光伏系统主配电柜光伏逆变器光伏阵列电网主接地极建筑物接地系统-说明: 符合IEC61643-31的E类试验SPD;一一符合IEC61643-11: 2011的E类试验SPD; 符合IEC61643-11: 2011的I类或H类试验SPD; 符合IEC61643-31的H类试验的SPD。图1无外部LPS情况的SPD安装示意图一般情况下，应如图1所示在直流侧(位置和)安装两个SPD，同时在逆变器交流侧安装两个SPDC位置和)。注:当使用具有屏蔽层的直流电缆时，在与此类电缆连接的设备接口处可实现感应过电压防护。以下情况不需要安装位置中的SPD: 主配电柜的SPD与逆变器之间的距离小于10m，PE导线靠近交流导线(见9.1.3)，此时，可只在位置的主配电柜安装SPD;或 逆变器和主配电柜连接到同一个接地极，SPD连接导线长度均小于或等于0.5mC例如逆变器7 G/T 18802.32-2021/IEC 61643-32: 20 17 位于主配电柜内)。以下情况不需要安装位置中的SPD: 逆变器和光伏阵列之间的距离小于10m，安装在位置1的SPD的电压保护水平(Up)小于或等于光伏阵列0.8倍耐冲击电压额定值Uw(见9.2.4);或 位置中安装的SPD的电压保护水平(Up)小于或等于光伏阵列0.5倍耐冲击电压额定值Uw，同时PE导线靠近直流导线。6.2.2 外部LPS满足安全间隔距离(s)要求的光伏系统(包含多重接地的光伏系统，例如光伏电站)与不满足安全间隔距离s的情况相比，这是更优的解决方案。相比6.2.3，采用减少间隔距离5要求的措施(例如采用多个或网状引下导体)，或使用与装置隔离的外部LPS(光伏系统是该装置的一部分)，则是更优的方法。外部LPS与被保护装置隔离的方法可能仅用于光伏系统附近(部分隔离的LPS)。LPS 主配电柜光伏逆变器光伏阵列 电网 主接地极建筑物接地系统-说明: 符合IEC61643-31的H类试验SPD;二一符合IEC61643-11: 2011的E类试验SPD; 符合IEC61643-11: 2011的I类试验SPD; 符合IEC61643-31的H类试验的SPD;二一LPS的接闪系统; LPS的引下线。图2光伏系统与外部LPS满足安全间隔距离(s)情况的SPD安装示意图一般情况下，应在直流侧(位置和)安装两个SPD，在逆变器交流侧安装两个SPD(位置和() ，如图2所示。8 以下情况不需要安装位置中的SPD: 主配电柜和逆变器中的SPD之间的距离小于10m，可以忽略由于雷电流流过引下线产生的感应过电压(见IEC62305-4);或逆变器与主配电柜连接到同一个接地极，电缆长度均小于或等于0.5m(例如逆变器位于主配电柜内)。以下情况不需要安装位置中的SPD: 逆变器和光伏阵列之间的距离小于10m，安装在位置1的SPD的电压保护水平(Up)小于或等GB/T 18802.32-2021 /IEC 61643-32: 20 17 于光伏阵列0.8倍耐冲击电压额定值Uw(见9.2.4);或位置中安装的SPD的电压保护水平(Up)小于或等于光伏阵列0.5倍耐冲击电压额定值Uw同时PE导线靠近直流导线。6.2.3 外接LPS不满足安全间隔距离(s)要求的光伏系统(包含多重接地的光伏系统，例如光伏电站)LPS 主配电柜光伏逆变器电网光伏阵列。主接地极建筑物接地系统-说明:一一符合IEC61643-31的I类试验SPD:二一符合IEC61643-11: 2011的I类试验SPD: 符合IEC61643-11: 2011的I类试验SPD:一一符合IEC61643-31的I类试验的SPD:二一LPS的接闪系统; LPS的引下线;E一一等电位连接(不满足安全间隔距离等效于非隔离LPS)。图3光伏系统与外部LPS不满足安全间隔距离(s)情况的SPD安装示意图当安装SPD后，光伏系统其他部分可能与SPD连接到相同的等电位连接带，此时可要求该SPD符合I类试验要求。在这种配置中，交直流导体可视为等电位连接带的并联导体。图A.1、表A.1和表A.2提供了有关SPD选型的更多信息。位置需选择安装I类试验SPD。位置和的SPD应尽可能靠近逆变器安装，如图3所示。位置的SPD应尽可能安装在靠近光伏阵列的位置。一般情况下，安装位置和的SPD是必要的，除非逆变器和主配电柜连接到同一个接地极，连接电缆长度小于或等于0.5m(例如逆变器位于主配电柜内)，此时可以不安装位置的SPD。6.2.4 包括电信和信号线路的光伏系统不仅电源线路需要安装SPD，同时还应考虑安装用于电信和信号网络的SPD，如图C.1所示。7 等电位连接光伏系统中的接地装置和保护导体应符合IEC60364-7-712: 2017的规定，该文件提供了更多9 G/ T 18802.32-2021/IEC 61643-32: 20 17 信息。等电位连接带的最小横截面积宜符合IEC60364-5-54, IEC 61643-12和GB/T21714.3-2015的要求。如果等电位连接带用作引下线导体，其最小横截面积应为50m旷的铜线，或等效载流能力导体。如果等电位连接带预期需传导部分雷电流，则其最小横截面积应为16mm2铜线，或等效载流能力导体。如果等电位连接带预期仅传导感应雷电流，则其最小横截面积应为6mm2铜线，或等效载流能力导体。将导电部件连接到等电位连接带的连接导体的最小横截面积应为6mm2铜线，或等效载流能力导体。在没有连接到LPS的光伏系统的情况下，连接至不同连接带的连接导体和连接到接地系统导体的最小横截面积应为6mm2铜线，或等效载流能力导体。注:导体的最小横截面要求在一些国家有所不同，G/T21714.3-2015中解释了这些差异。一个预期将流过部分雷电流的LPS部件宜符合IEC62561(all parts)。当光伏系统受到LPS保护时，应保持LPS与光伏系统的金属结构之间具备最小安全间隔距离，以防止部分雷电流流经这些结构，如图C.2所示。所有等电位连接导线的最小横截面积为6mm2，但图C.2所示的尺寸除外(主配电柜中I类试验SPD的接地导线)。如光伏组件受LPS保护，但二者之间不能保持安全间隔距离时，应在外部LPS与光伏阵列的金属结构之间增加直接连接，此连接应能够承受部分雷电流。等电位连接导线的最小横截面积应如图C.3所示，并符合IEC60364-5-54、IEC61643-12和GB/T21714.3-2015的要求。所有等电位连接导线的最小横截面积应为16mm2，但用于逆变器接地的等电位连接带除外，如图C.3所示。8 在光伏系统中安装电涌保护器CSPD)的要求除非风险评估另有说明，应在光伏系统的直流侧和交流侧安装SPD。对于大型光伏系统的风险评估，通常采用IEC62305-2。对于较小型光伏系统的风险评估，可依据IEC 61643-31, IEC 60364-4-44: 2017/ AMD1 : 2015中第443章中针对交流侧SPD，IEC60364-7-712 : 2017中针对直流侧SPD的条款。当安装SPD保护光伏系统时，还应保护作为光伏系统一部分的电信和信号线路的安全。SPD应符合:一一用于低压交流电源系统的电涌保护器:IEC 61643-11; 用于电信和信号网络的电涌保护器:IEC 61643-21; 一一用于光伏系统的电涌保护器:IEC 61643-31。此外，SPD的选型和安装应符合以下标准的规定:一-IEC60364-5-53: 2015第534章，IEC61643-12和IEC62305-4中针对交流电源系统的保护;IEC 61643-22或IEC62305-4中针对控制和通信系统的保护。9 选择和安装用于光伏系统的SPD9.1 交流侧SPD的选择9.1.1 概述选择和安装用于保护光伏系统交流侧的SPD应遵循IEC60364-5-53: 2015第534章，IEC61643-10 GB/T 18802.32-2021 /IEC 61643-32: 20 17 12和IEC62305-4的规定。本部分仅考虑了光伏系统交流侧设备保护的一些具体细节。注:交流导线和地之间的电压取决于逆变器技术，并不总是标准正弦交流电压。在交流侧选 择SPD直考虑电压波形失真，例如预期有明显的尖峰。9.1.2 根据标称放电电流In和冲击放电电流I川选择SPD对于E类试验SPD，每种保护模式的最小标称放电电流In应为5kAC8/20s)。该值越大，SPD寿命越长。如果在光伏系统和公共网络之间的连接点(通常在主配电柜内)需安装I类试验SPD，则该SPD冲击放电电流1imp的最小值应符合IEC60364-5-53: 2015第534章和IEC61643-12的要求。对于GB/T21714相关部分所规定的这些系统，可 能需要更高的Iimp值。IEC61643-12给出了根据雷电防护等级CLPL)的风险来规定Iimp值的简化方法。9.1.3 根据电压保护水平Up选择SPD为了选择具有适当电压保护水平的SPD，需要确定设备的耐冲击电压额定值Uw及其GB/ T 17626.5-2019所规定的EMC抗扰度，如:对于GB/T17626.5-2019, IEC 60364-4-44: 2017/ AMD1: 2015第443章和GB/T16935.1 2008规定的电力线和相应的设备终端;一一对于GB/T17626.5-2019, ITU-T K.20和ITU-TK.21规定的信号线路和相应的设备终端。为确保有效保护设备，电压保护水平Up应低于被保护设备的耐冲击电压额定值Uw。通常，宜保持设备耐冲击电压额定值Uw与Up之间至少20%的安全裕度(见IEC61643-12和IEC62305-4) ，对于例外情况，见IEC60364-5-53: 2015第534章。如果没有另行规定，可接受的过电压类别为E类。对于230/400 V交流系统，预计威胁设备的最大冲击电压为2.5kV。通常需要具有多极协调配合SPD的保护方案。SPD的制造商可对实现协调配合提供必要信息。9.1.4 交流侧SPD的安装SPD宜尽可能靠近电气装置的起点安装，例如:在光伏系统到公共电力网络的连接点(图4)。如果此SPD与逆变器之间的接线长度(距离E)不小于10m，建议在该逆变器侧多安装一组SPD以保护逆变器(图5)。此外，PE线路应靠近交流线路。注:对于6.2.3中描述的情况中逆变器侧要安装第二组SPD。如果图4和图5中规定的总线路长度超过0.5m，则 可以采用IEC60364-5-53: 2015的534.4.8中给出的要求。11 G/T 18802.32-2021/IEC 61643-32: 20 17 10 m RC,1h 向。rh 几+，2+r3三50cm-说明:E 安装起点与逆变器之间的距离;L1，L2和L一一连接导线的长度;D -SPD外部脱离器。图4安装起点与光伏逆变器之间的距离很近时CE10 m 图6光伏系统直流侧过电压保护示例9.2.6 直流侧SPD连接导体的横截面积SPD的连接宜符合以下规则:I类试验SPD的接地导体的最小横截面积应为16mm2铜线，或等效载流能力导体。具有短路失效模式SCFM的I类试验SPD的接地导体，如果带电导体横截面积大于16mm2，则其最小横截面积应等于相应带电导体的横截面积。E类试验SPD的接地导体的最小横截面积应为6mm2铜线，或等效载流能力导体。具有短路失效模式SCFM的E类试验SPD的接地导体，如果带电导体横截面积大于6mm2，则其最小横截面积应等于相应带电导体的横截面积。SPD的额定短路电流值1sCPV应与光伏系统在安装点的预期短路电流相协调，并且连接导体的横截面积应根据该电流确定，同时考虑到最大后备过流保护装置的最大断开时间。短路失效模式SCFM和开路失效模式OCFM的SPD的连接导线横截面积应符合SPD脱离器(如有)的特性，并根据IEC61643-31对SPD失效模式特性进行试验。将SPD和过电流保护装置(如有)连接到带电导线的导体应能承受预期的短路电流，其横截面积应不小于:对于安装在直流侧的E类试验SPD，采用2.5mm2铜线或等效载流能力导体;一一对于安装在直流侧的I类试验SPD，采用6mm2铜线或等效载流能力导体。9.2.7 多极SPD的内部连接方案或直流侧具有单保护模式的SPD组合图7和图8给出了将SPD连接到光伏系统的示例。过电压保护可采用图7和图8中具有单一保护模式CA，B，C. X, Y，Z)的SPD的组合，也可采用多极SPDoSPD中使用的保护元件可以是电压限制型，电压开关型或两者的组合。SPD模块CA，B，15 G/T 18802.32-2021/IEC 61643-32: 20 17 C，X，Y和Z)也称为SPD的电流支路。这种电流支路可以不同于多极SPD的单一保护模式(例如在Y连接和A连接中)0 X, Y和Z可以是具有单一保护模式的三个相同的SPD。注:如果制造商未宣称每种保护模式的电压保护水平，则需要叠加单个模块SPD的电压保护水平以获得总电压保护水平。土士+ 工一工一工U接.咀图7光伏直流侧不接地的SPD连接示例土T, I B I l T 、.、-、-l或L连接注:如果B与可靠接地之间的距离小于1m，则可不安装B元件。图8光伏直流侧可靠接地的SPD连接示例9.2.8 直流侧SPD的1sCPV选择如果SPD在其寿命结束时变为低阻抗状态，则故障电流将取决于光伏串的数量、SPD的安装点和辐照水平。由于光伏组件的非线性特性，光伏组件的短路电流略高于最大功率点CMPP)的电流。这使得光伏系统内的短路检测变得困难，因为所产生的故障电流可能不会使过电流保护装置(例如熔断器或断路器)动作。对于外部过电流保护装置或集成在SPD中的过电流保护装置也是如此。SPD短路电流额定值1sCPV应大于或等于SPD安装点处的光伏阵列产生的最大短路电流1SC MAX。更多信息参见附录B。光伏系统中的SPD可能因以下原因损坏:由于承受大量未超过其标称值的雷击导致热崩溃，引起其内部组件的缓慢劣化;由于承受超出其标称值的电应力而突然失效，从而导致其阻抗突然降低。因此，SPD应配备专用保护装置，适用于在任何辐照条件(高或低)和任何光伏阵列提供的电流水16 GB/T 18802.32-2021 /IEC 61643-32: 20 17 平下工作。可确保SPD安全断开或安全短路的设备有:一一内置脱离器，其作用是将SPD脱离直流电源，达到开路失效模式COCFM); 与SPD串联安装的外部脱离器，并与SPD的过载作用相协调，达到开路失效模式COCFM)(例如熔断器或类似的其他过流保护元件); 一一上述的组合;一一用于将SPD短路的内部装置CSC装置)，其能够在任何时间耐受1sCPV以达到安全短路失效模式CSCFM)。注1:并非所有光伏系统和逆变器技术都能够承受直流侧短路，永久性对地短路可能会在某些系统中造成安全风险，其他安装标准可能要求使用外部脱离器。更多信息见IEC60364-7-712: 2017。注2:当电池连接到直流电路时，需满足附加要求，因为电池提供的短路电流可能远高于光伏阵列可提供的电流。脱离装置或短路装置的特性应由SPD制造商提供。SPD的失效模式包括:开路失效模式COCFM)或短路失效模式CSCFM)。宜根据SPD制造商提供的信息来考虑保护器件特征(例如脱离装置、SC装置等)对直流系统的影响。当替换具有短路失效模式CSCFM)的插拔式SPD时，由于直流电弧可能对人员和财产造成危害，制造商应宣称适当的后备保护装置。后备保护装置应具有高达1SC MAX的隔离能力和分断能力。9.2.9 SPD的协调配合SPD的协调配合在安装中是必不可少的，有关详细信息见IEC61643-12。应遵循制造商关于如何在SPD之间实现合理协调配合的说明。10 维护SPD的安装方式应确保其方便检查。17 G/T 18802.32-2021/IEC 61643-32: 20 17 附录A(规范性附录)根据简化方法确定被雷电防护系统保护的不同建筑内SPD的I;mp或In的值A.1 概述IEC 62305C所有部分)提出了建筑物防雷的整体解决方案，其目的是防护雷电直击破坏(保护结构本身)和防护感应过电压(保护供电网络)，这是基于IEC62305-2的总体风险分析。对于每种特定情况，风险分析将装置的风险等级分为I到凹(即雷电保护水平LPL)。在需要时设计和安装LPSC这是对建筑物本身的保护)，根据雷电保护水平的要求来保护建筑。对于配备LPS的建筑物，需要使用I级试验的SPD来保护建筑物人口处的网络(安装点儿实际上，大部分由LPS传导的雷电流将通过装置的整体接地系统侵入建筑物内的电路中。IEC 61643-12给出了一种简化和通用的方法，用于保护光伏系统的交流侧。1imp取决于雷电保护水平。本附录提供了一种简化的通用方法，用于确定不同光伏系统直流侧的1imp值。为了计算预期的电流分配，可以使用数值暂态分析软件。测量和仿真表明，通过直流侧SPD注入直流电缆的雷电流，其10/350s波形持续时间的衰减是屋顶安装光伏阵列的建筑物雷电流分布的特征。为了能够将此能量与IEC61643-31中规定的SPD参数进行比较，需要通过计算等效脉冲能量将实际值转换为标准10/350s波形的冲击放电电流。通过SPD流入直流系统的部分雷电流取决于:一一LPS类型;一一土壤电阻率;接闪系统的外部引下线数量;屋顶平面与逆变器或位于地平面等电位连接带之间的距离(电线长度); 一-SPD的阻抗(取决于SPD的技术特征，电压限制型或电压开关型)。由于引下线的配置，并且SPD与这些引下线有效地并联连接，因此流过SPD的电流可基于标准10/350s波形进行修正。应使用计算得到的峰值对应的8 /20s冲击电流和计算得到的能量对应的标准10/350s冲击电流来测试SPD。本附录总结了不同光伏系统的计算结果。表A.1、表A.2和表A.3为选择SPD、选择每种保护模式的试验值和多极SPD的1To时提供了指导。受到雷电流影响的光伏电缆应远离其他电气装置。A.2 根据6.2.3在屋顶上安装有光伏系统的建筑物当间隔距离无法保持，并且光伏组件的金属结构连接到接闪器系统CLPS)时，本条款给出了确定有外部LPS的光伏系统直流侧放电电流峰值的指南。图A.1的示例是基于具有两个外部引下线和电压限制型SPD的建筑结构的试验和仿真。该布置使得表A.1中的1imp c1 0 / 3 5 0s)和1nC8/20s)具有不同的值。18 说明:ZA 1. ZA 2 ZIZ2 ZPE PE / PAS 11 12 l a o T VA 14. 17 GB/T 18802.32-2021 /IEC 61643-32: 20 17 每边一个外部引下线LPL 1 板蛐课也缸片习酣安太接闪器1 屋顶高度ZAl rr 距|正ZA1离房屋结构t弘斗.LTotal11 A L _ _ _ J 地面基础4 111 ,1 2 ,3 N 接地系统t l r n c 、f、ti 外部引下线的阻抗;二一直流电源导线的阻抗;等电位连接导体的阻抗;等电位连接条;通过直流SPDCl，2)的每个节点(或分支)的电流;通过直流SPD的总电流(3); 一一通过交流SPD的每个节点的电流(4. 7)。图A.1确定具有两个外部引下线的建筑内SPD放电电流值的示例19 GB/T 18802.32-2021/IEC 61643-32: 20 17 LPL 表A.1安装在带有外部LPS的建筑物屋顶上的光伏系统直流侧的电压限制型SPD的1imp ( 1 10/350 )和1n (I8/20)的值(如果间隔距离不满足)外部引下线数量 4 二三4LPL对应的最大电流根据I类试验选择电压限制 型SPD时的18/2o(8 /20 f-ls)和11O/35000 / 350 f-ls)值00/ 350) kA I SPDl = I SPD2 I SPD3 = I SPD2 + I SPDl = I TO lal I SPDl = I SPD2 I SPD3 = I SPD2 + I SPD1 = I TOlal I 8/20/ I 10/衍。I 8/ 20/ I 10/350 I 8/20/ I 1 0/350 I 8/20/ I 1 0/350 I或未知200 kA 17/10 34/20 10/ 5 20/10 H 150 kA 12.5/7.5 25/ 15 7.5/ 3.75 15/7.5 田或N100 kA 8.5/ 5 17/ 10 5/ 2.5 10/ 5 电压限制 型SPD也可以是电压限制型元件和电压开关型元件串联连接的组合型SPD。对于此应用，如果使用电压限制 型SPD，有两种选择:一一使用根据表A.1中规定的Ii口tn叫I试验S臼PD趴; 使用Iirr山1m叫1针对外部引下线少于4根的皿/I凹v类雷电防护水平有两种试验类别的SPD供选择:一-1类试验SPD的Iimp至少5kA/保护模式;11类试验SPD的In至少为8.5kA/保护模式;或者只选择I类试验SPD的Iimp至少8.5kA/保护模式。取决于不同SPD技术所带来阻抗和其他特性，电压开关型SPD的分流效果与电压限制性SPD不同。当根据I类试验选择电压开关型SPD时，1imp = 110/350值见表A.2。LPL 表A.2安装在带有外部LPS的建筑物屋顶上的光伏系统的直流侧的电压开关型SPD的1imp (110/350)值(如果不保持间隔距离)外部引下线数量 4 二三4 LPL对应的最大电流电压开关型SPD的I类试验值00/ 350) I SPD1 = I SPD2 I SPD3 = I SPD2 + I SPD1 = I 1otal I SPD1 = I SPD2 I SPD3 = I SPD2 + I SPD1 = I 1Olal I10/350 I 1 0/350 I10/350 I 1 0/350 I或未 知200 kA 25 50 12.5 25 H 150 kA 18.5 37.5 9 18 皿或凹100 kA 12.5 25 6.25 12.5 电压开关型SPD也可以是电压开关型元件和电压限制型元件并联连接的组合型SPD。如果LPS与光伏组件框架或结构框架不满足间隔距离要求，二者之间进行金属连接，则建议使用屏蔽电缆作为直流电缆。在这种情况下，屏蔽层应能承载等于1Total的部分雷电流。屏蔽层两端应接地。当每个太阳能电池板(光伏阵列)都安装SPD时，考虑到不同SPD之间的分流，可减小表A.1和表A.2中规定的8 /20和10/350的电流值。20 GB/T 18802.32-2021 /IEC 61643-32: 20 17 A.3 光伏发电厂本条介绍如何确定带有外部LPS的光伏系统直流侧的峰值放电电流。以下示例是针对包括有大型光伏系统的结构的一种简化方法。这种光伏电厂具有多个接地和网状接地系统的特点(见图A.2)，网格尺寸为20mX20m。由此得出表A.3中的Ijmp值。通常，地面安装的光伏系统是位于偏远地区CCE= 1)的被隔离的结构CCD=1)。该光伏系统通常通过高压CCT=0.2)兰相架空的CCj= 1)非屏蔽CC LD = 1 , P LD = 1)电力线连接到电网，当没有更详细的信息可以假设其长度等于5km。注:风险管理条款的详细信息参见IEC62305-2。低压电力线路通过主配电柜连接到内部线路，内部线路的终点是逆变器。PE导体通常与带电导体在同一电缆中。连接到控制和监视设备的信号线可以进入光伏系统。通过SPD流入直流系统的部分雷电流取决于:LPS的种类;对于安装在地面的光伏发电厂来说，LPLm足够;一一土壤电阻率;较高的接地电阻导致较高的部分雷电流通过SPD流入直流系统;接地系统的网格尺寸;一一更大的网格尺寸导致更大的部分雷电流通过SPD流入直流系统;一-SPD的阻抗(取决于SPD的技术特征，电压限制型或电压开关型)。逆变器系统类型(集中式或分布式，多个串式逆变器)。在集中式逆变器系统中，部分雷电流在直流电缆中流动。在分布式逆变器系统中，部分雷电流在交流电缆中流动。试验和仿真显示，通过直流侧SPD注人直流电缆的部分雷电流的10/350电流波形的持续时间缩短。这是光伏发电厂中雷电流分布的特征，其特点在于多个接地和网状接地系统。为了能够将此能量与IEC61643-31中规定的SPD参数进行比较，需要通过计算等效脉冲能量将实际值转换为标准10/350冲击放电电流。21 GB/T 18802.32-2021/IEC 61643-32: 20 17 操作间-接地系统网格尺寸20mX 20 m DC线口发电机接线盒C:J PV阵列图A.2扩展的光伏系统结构示例，具有多个接地和网状接地系统的光伏发电厂表A.3具有中央逆变器，多个接地和网状接地系统的光伏发电厂直流侧使用的SPD的1imp (110/350)和1n (I8/20)值连接到直流侧SPDI ;mp 00/350s)， I n (8/20 f-ls) LPL kA LPL对应的最大电流电压限制性SPD电压开关型SPD00/ 350) I 10/350 18/2o I 10/350 每种模式I Total 每种模式I Total 每种模式皿或N100 kA 5 10 15 30 10 电压限制性SPD也可以是电压限制性元件和电压开关型元件串联连接构成的组合型SPD。电压开关型SPD也可以是电压开关型元件和电压限制型元件并联连接构成的组合型SPD。对于此应用，有三个选项:I Total 20 一一使用根据I类试验的电压限制型SPD，1 imp等于表A.3中针对电压限制型SPD的11川。;使用E类试验的电压限制型SPD，1 n等于表A.3中针对电压限制型SPD的18/20。22 GB/T 18802.32-2021 /IEC 61643-32: 20 17 使用仅根据I类试验的电压限制型SPD，1 imp等于表A.3中针对电压限制型SPD的18/20。一一使用根据表I类试验的电压开关型SPD，1 imp等于表A.3中针对电压开关型SPD的110/350。例如，可以选择:电压限制型SPD: 根据I类试验，每种模式Iimp至少5kA，并按照E类试验，每种模式In至少15kA; 或根据I类试验，每种模式Iimp至少15kA。或者，如果使用电压开关型SPD: 根据I类试验，每种模式1imp至少10kA。注:表A.3可能不包括对逆变器设施外壳(操作室)的雷电直击。如果要考虑这种情况，则需要开展特定的仿真。还建议光伏阵列和中央逆变站之间的直流电缆使用屏蔽电缆，以减小雷电流对直流系统的感应作用。在这种情况下，针对每个汇流箱，电缆屏蔽层必须能够承载1Total的部分雷电流。电缆屏蔽层应两端接地。在使用多个串式逆变器的大型光伏发电厂中，表A.3给出的值适用于串式逆变器交流侧和中央变压器低压侧的I类试验SPD。在串式逆变器的直流侧，假定在直流侧只设置一组SPD时，IT类试验SPD通常是足够的。23 G/T 18802.32-2021/IEC 61643-32: 20 17 附录(资料性附录)光伏电源的特征B 光伏电源的特性图B.l是光伏电流源的示意图，图B.2是非线性光伏电流源的UI特性曲线。R B.1 RL lph 光伏电流源的示意图，-;大一点图B.1高辐照1 000 W/时，25.C, AM: 1. 5倍参考值STC=标准试验条件. . lmpp -i-iV-d /11 . 、，-飞.飞飞、 低辐照.甸、. 、. . . U 说明:一一显示不同辐照水平下的非线性光伏特性; 显示使用3种不同的线性电源模拟光伏特性，作为一种不使用光伏光源或光伏电源模拟器的替代试验方法。 U oc = -0.35 % /oC T min =二15oC C: (T min - 25) =二40oC C:K u = 1. 14C:Uoc MAX =1.14 UOCSTC 根据光伏组件的技术，Uoc可能差异较大。对于非晶硅组件，在运行一开始的几周内电气特性会高于规定值。组件制造商需指出这种现象，并且需要在UOCMAX的计算中考虑。如果没有现场预期最低温度的信息或没有关于光伏组件温度系数的信息，UOCMAX应选择等于1.21音的UOCSTC。B.3 1 SC MAX的计算光伏组件、光伏串或光伏阵列的最大短路电流通过以下公式计算:1 SC MAX = K i 1 SC STC Ki的最小值为1.25。在某些条件下，考虑环境情况(例如增大反射或辐照强度)，宜增加瓦。25 G/T 18802.32-2021/IEC 61643-32: 20 17 附录C(资料性附录)第6章的附加信息:SPD的安装和位置;第7章的附加信息:等电位连接C.1 包括通信和信号线路的光伏系统注:图C.l至图C.3为概念性示例，可能未考虑本部分中给出的所有细节和要求。为了实现有效的过电压保护，宜将等电位连接导线、直流电力线路以及信号和通信线路尽可能相互靠近地布线，避免形成任何不必要的环路。26 GB/T 18802.32-2021 /IEC 61643-32: 20 17 说明:二一保持间隔距离(隔离LPS); SPD 电涌保护器;ACU二一采集和控制单元;符合IEC61643-31的E类试验SPD;2 符合IEC61643-11的H类试验SPD;3 一一符合IEC61643-11的I类试验SPD;4 符合IEC61643-31的E类试验SPD;5 符合IEC61643-21的D1类信号线SPD;6 二一LPS的接闪系统;7 -LPS的引下线系统;8 一一接地系统;9 二一符合IEC61643-21的C类信号线SPD。图C.1安装在被外部LPSC满