(高清版)GBT 18802.32-2021 低壓電涌保護(hù)器 第32部分：用于光伏系統(tǒng)的電涌保護(hù)器 選擇和使用導(dǎo)則

低壓電涌保護(hù)器第32部分：用于光伏系統(tǒng)的電涌保護(hù)器選擇和使用導(dǎo)則(IEC61643-32:2017,Low-voltagesurgeprotectivedevices—Part32:Surgeprotectivedevicesconnectedtophotovoltaicinstallations—Selectionandapplicationprinciples,IDT)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I Ⅲ V 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 2 5 66SPD的安裝和位置 6 66.2不同光伏系統(tǒng)的要求 7 9 附錄B(資料性附錄)光伏電源的特征 24附錄C(資料性附錄)第6章的附加信息：SPD的安裝和位置；第7章的附加信息：等電位連接 7 8 9 圖6光伏系統(tǒng)直流側(cè)過電壓保護(hù)示例 Ⅱ圖B.1光伏電流源的示意圖 圖B.2非線性光伏電流電源的UI特性 圖C.1安裝在被外部LPS(滿足安全間隔距離s)保護(hù)的光伏系統(tǒng)上的SPD示例，光伏系統(tǒng)包括數(shù)據(jù) 27圖C.2帶外部LPS的建筑物示例——滿足安全間隔距離s或使用隔離LPS時，等電位連接導(dǎo)體的 28圖C.3帶外部LPS的建筑物示例——當(dāng)不滿足安全間隔距離s時，等電位連接導(dǎo)體的尺寸……29表1SPD試驗等級和接地導(dǎo)體橫截面積的選擇 6表2光伏陣列和逆變器之間的設(shè)備耐沖擊電壓額定值Uw(不考慮其他影響因素) 值(如果不保持間隔距離) 22Ⅲ——低壓電涌保護(hù)器第22部分：電信和信號網(wǎng)絡(luò)的電涌保護(hù)器選擇和使用導(dǎo)則；——低壓電涌保護(hù)器第31部分：用于光伏系統(tǒng)的電涌保護(hù)器性能要求和試驗方法； 本部分為GB/T18802的第32部分。 —GB/T16895.10—2010低壓電氣裝置第4-44部分：安全防護(hù)電壓騷擾和電磁騷擾防護(hù) -GB/T16895.32—2008建筑物電氣裝置第7-712部分：特殊裝置或場所的要求太陽能光 -GB/T18802.22—2019低壓電涌保護(hù)器第22部分：電信和信號網(wǎng)絡(luò)的電涌保護(hù)器選擇 -GB/T18802.31—2021低壓電涌保護(hù)器第31部分：用于光伏系統(tǒng)的電涌保護(hù)器性能要 -GB/T21714.2—2015雷電防護(hù)第2部分：風(fēng)險管理(IEC62305-2:2010,IDT)GB/T18802.32—2021/IEC616——GB/T21714.4—2015雷電防護(hù)第4部分：建筑物內(nèi)電氣和電子系統(tǒng)(IEC62305-4:2010,-—為與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)系列一致，將標(biāo)準(zhǔn)名稱修改為《低壓電涌保護(hù)器第32部分： 刪除了與我國無關(guān)的附錄D。V準(zhǔn)和IEC61643-12,提出了用于評估安裝在光伏系統(tǒng)(PV)直流側(cè)的電涌保護(hù)器(SPD)附加要求的信本部分考慮了在不同位置和不同類型的光伏系統(tǒng)中使用的SPD,給出了示例并提出了一種簡化且1GB/T17626.5—2019電磁兼容試驗和測量技術(shù)浪涌(沖擊)抗擾度試驗(IEC61000-4-5:IEC60364-4-44:2007/AMD1:2015低壓電氣裝置第4-44部分：安全防護(hù)電壓騷擾和電磁騷擾防護(hù)(Low-voltageelectricalinstallatio設(shè)備(Electricalinstallationsofbuildings—Part5-53:SelectionandIEC60364-5-54低壓電氣裝置第5-54部分：電氣設(shè)備的選擇和安裝接地配置和保護(hù)導(dǎo)體(Low-voltageelectricalinstallations—IEC60364-7-712:2017低壓電氣裝置第7-712部分：特殊裝置或場所的要求太陽能光伏(光2orlocations—Solarphotovoltaic(PV)powersupplysysIEC61643-11:2011低壓電涌保護(hù)器第11部分：連接到低壓電力系統(tǒng)的電涌保護(hù)裝置要求和試驗方法(Low-voltagesurgeprotectivedevices—Part11:Surgeprotectivedevicesconnelow-voltagepowersysIEC61643-12低壓電涌保護(hù)器第12部分：低壓配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)裝置選擇和使用導(dǎo)則(Low-voltagesurgeprotectivedevices—Part12:SurgeprotectpowerdistributionsystIEC61643-21低壓電涌保護(hù)器第21部分：電信和信號網(wǎng)絡(luò)方法(LowvoltagesurgeprotectivedevicemunicationsandsignallingnetworksIEC61643-22低壓電涌保護(hù)器第22部分：電信和信號網(wǎng)絡(luò)的電涌保護(hù)器選擇和使用導(dǎo)則(Low-voltagesurgeprotectivedcationsandsignallingnetworks—SelectiIEC61643-31:2011低壓電涌保護(hù)器第31部分：光伏系統(tǒng)的電涌保護(hù)器性能要求和試驗方法IEC62305-2雷電防護(hù)第2部分：風(fēng)險管理(Protectionagainst4:ElectricalandelectronicsystemswITU-TK.21客戶駐地中安裝的電信設(shè)備對過電壓和過電流的耐受性能(Resistibilityoftele-3光伏串PVstring[GB/T2900.71—2008,定義826-10-02][GB/T21714.1—2015,定義3.42]獨立的外部LPSexternalLPSisolatedf[GB/T21714.3—2015,定義3.3]S[GB/T21714.3—2015,定義3.27][GB/T21714.3—2015,定義3.22]金屬連接排，需要接地的金屬裝置、外部導(dǎo)電部件、電力線路、通信電4GB/T18802.32—2021/IEC61643-[GB/T21714.3—2015,定義3.23]連接導(dǎo)體bondingconductor用于將分離的導(dǎo)電部件與LPS進(jìn)行連接的導(dǎo)體。[GB/T21714.3—2015,3標(biāo)準(zhǔn)試驗條件standardtestconditions;STC用作光伏電池和組件試驗和評級系列標(biāo)準(zhǔn)的參考條件。[IEC60364-7-712:2017,定義712.3.12]標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下光伏組件、光伏串、光伏陣列、光伏逆變器或電源轉(zhuǎn)換設(shè)備的直流側(cè)空載(開路)最大開路電壓open-circuitmaximumvoltage光伏組件、光伏串、光伏陣列、光伏逆變器或電源轉(zhuǎn)換設(shè)備的直流側(cè)的最大空載(開路)電壓。標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下的短路電流short-circuitcurrentunderstandardtestconditions在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下光伏組件，光伏串或光伏陣列的短路電流。[IEC60364-7-712:2017,定義712.3.15]最大短路電流short-circuitmaximumcurrent光伏組件，光伏串或光伏陣列發(fā)生短路時，預(yù)期出現(xiàn)的最大電流?？蛇B續(xù)地施加在SPD保護(hù)模式上的最大直流電壓。[GB/T18802.31—2021,定義3.1.10]5-—安裝在逆變器和光伏陣列之間的部件；信息不易獲得，則可以使用9.1.2和表2中提供的設(shè)備耐沖擊電壓額定值Uw作為參考。6-—雷電直擊(S1)到建筑物的外部LPS或雷擊建筑物和/或光伏系統(tǒng)附近(S2);-—分散到交直流電網(wǎng)中的雷電直擊電流(S3)和雷電感應(yīng)電流(S4);本部分中的電涌保護(hù)要求基于以下假設(shè)：通過合理布線或屏蔽措施(例如使用適當(dāng)?shù)碾娎|管理系根據(jù)IEC61643-12和GB/T21714相關(guān)部分，用于保護(hù)光伏系統(tǒng)的SPD,其選型和安裝取決于眾——該地的地閃密度Ng[1/(km2·年)]或年平均雷暴日Tp(每年的雷暴天數(shù));-—選擇LPS的等級(見附錄A中的簡化方法);SPD試驗等級和接地導(dǎo)體的最小橫截面積的選擇應(yīng)符合表1的規(guī)定。6.2.1)③SPD根據(jù)IEC61643-11:或SPD根據(jù)IEC61643-11:②SPD根據(jù)IEC61643-11:SPD根據(jù)IEC61643-31:2011Ⅱ類試驗要求間隔距離s的情況下SPD的安裝要求(見6.2.2)SPD根據(jù)IEC61643-11:SPD根據(jù)IEC61643-11:SPD根據(jù)IEC61643-31:2011Ⅱ類試驗要求7表1(續(xù))全間隔距離s的情況下SPD的安裝要求(見6.2.3和附錄A)SPD根據(jù)IEC61643-11:SPD根據(jù)IEC61643-11:SPD根據(jù)IEC61643-31:2011I類試驗要求注：接地導(dǎo)體的更詳細(xì)要求見9.2.6。必要時。根據(jù)IEC61643-31,SPD應(yīng)標(biāo)有字母PV標(biāo)志。O①——符合IEC61643-31的Ⅱ類試驗SPD;61643-11:2011的I類或Ⅱ類試驗SPD;④——符合IEC61643-31的Ⅱ類試驗的SPD。一般情況下，應(yīng)如圖1所示在直流側(cè)(位置①和④)安裝兩個SPD,同時在逆變器交流側(cè)安裝兩個注：當(dāng)使用具有屏蔽層的直流電纜時，在與此類電纜連接的設(shè)備接口處可實現(xiàn)感應(yīng)過電壓防護(hù)?！裰髋潆姽竦腟PD與逆變器之間的距離小于10m,PE導(dǎo)線靠近交流導(dǎo)線(見9.1.3),此時，可只在位置③的主配電柜安裝SPD;或●逆變器和主配電柜連接到同一個接地極，SPD連接導(dǎo)線長度均小于或等于0.5m(例如逆變器8GB/T18802.32—2021/IEC616●逆變器和光伏陣列之間的距離小于10m,安裝在位置1的SPD的電壓保護(hù)水平(Up)小于或等于光伏陣列0.8倍耐沖擊電壓額定值Uw(見9.2.4);或●位置①中安裝的SPD的電壓保護(hù)水平(Up)小于或等于光伏陣列0.5倍耐沖擊電壓額定值Uw,同時PE導(dǎo)線靠近直流導(dǎo)線。相比6.2.3,采用減少間隔距離s要求的措施(例如采用多個或網(wǎng)狀引下導(dǎo)體),或使用與裝置隔離外部LPS與被保護(hù)裝置隔離的方法可能僅用于光伏系統(tǒng)附近(部分隔離的LPS)。4A回③②S一般情況下，應(yīng)在直流側(cè)(位置①和④)安裝兩個SPD,在逆變器交流側(cè)安裝兩個SPD(位置③和②),如圖2所示?！裰髋潆姽窈湍孀兤髦械腟PD之間的距離小于10m,可以忽略由于雷電流流過引下線產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓(見IEC62305-4);或以下情況不需要安裝位置④中的SPD:●逆變器和光伏陣列之間的距離小于10m,安裝在位置1的SPD的電壓保護(hù)水平(Up)小于或等9GB/T18802.32—2021/IEC于光伏陣列0.8倍耐沖擊電壓額定值Uw(見9.2.4);或位置①中安裝的SPD的電壓保護(hù)水平(Up)小于或等于光伏陣列0.5倍耐沖擊電壓額定值Uw,同時PE導(dǎo)線靠近直流導(dǎo)線。5電網(wǎng)②A63E合I類試驗要求。位置①②③④需選擇安裝I類試驗SPD。位置①和②的SPD應(yīng)盡可能靠近逆變器安裝，如圖3所電纜長度小于或等于0.5m(例如逆變器位不僅電源線路需要安裝SPD,同時還應(yīng)考慮安裝用于電信和信號網(wǎng)絡(luò)的SPD,如圖C.1所示。7等電位連接光伏系統(tǒng)中的接地裝置和保護(hù)導(dǎo)體應(yīng)符合IEC60364-7-712:2017的規(guī)定，該文件提供了更多GB/T18802.32—2021/IEC61等電位連接帶的最小橫截面積宜符合IEC60364-5-54,IEC61643-12和GB/T21714.3—2015的將導(dǎo)電部件連接到等電位連接帶的連接導(dǎo)體的最小橫截面積應(yīng)為6mm2銅線，或等效載流能力防止部分雷電流流經(jīng)這些結(jié)構(gòu)，如圖C.2所示。所有等電位連接導(dǎo)線的最小橫截面積為6mm2,但圖C.2所示的尺寸除外(主配電柜中I類試驗SPD的接地導(dǎo)線)。結(jié)構(gòu)之間增加直接連接，此連接應(yīng)能夠承受部分雷電流。等電位連接導(dǎo)線的最小橫截面積應(yīng)如圖C.3IEC61643-31,IEC60364-4-44:2017/AMD1:2015中第443章中針對交流側(cè)SPD,IEC60364-7-712:2017中針對直流側(cè)SPD的條款?！狪EC61643-22或IEC62305-4中針對控制和通信系統(tǒng)的保護(hù)。9選擇和安裝用于光伏系統(tǒng)的SPD選擇和安裝用于保護(hù)光伏系統(tǒng)交流側(cè)的SPD應(yīng)遵循IEC60364-5-53:2015第534章，IEC61643-GB/T18802.32—2021/IEC6112和IEC62305-4的規(guī)定。本部分僅考慮了光伏系統(tǒng)交流側(cè)設(shè)備保護(hù)的一些具體細(xì)節(jié)。如果在光伏系統(tǒng)和公共網(wǎng)絡(luò)之間的連接點(通常在主配電柜內(nèi))需安裝I類試驗SPD,則該SPD沖擊放電電流Imp的最小值應(yīng)符合IEC60364-5-53:2015第534章和IEC61643-12的要求。對于GB/T21714相關(guān)部分所規(guī)定的這些系統(tǒng)，可能需要更高的Imp值。IEC61643-12給出了根據(jù)雷電防護(hù)等級(LPL)的風(fēng)險來規(guī)定Imp值的簡化為了選擇具有適當(dāng)電壓保護(hù)水平的SPD,需要確定設(shè)備的耐沖擊電壓額定值Uw及其——對于GB/T17626.5—2019,IEC60364-4-44:2017/AMD1:2015第443章和GB/T16935.1—2008規(guī)定的電力線和相應(yīng)的設(shè)備終端；-對于GB/T17626.5—2019,ITU-TK.20和ITU-T持設(shè)備耐沖擊電壓額定值Uw與Up之間至少20%的安全裕度(見IEC61643-12和IEC62305-4),對于例外情況，見IEC60364-5-53:2015第534章。如果沒有另行規(guī)定，可接受的過電壓此SPD與逆變器之間的接線長度(距離E)不小于10m,建議在該逆變器側(cè)多安裝一組SPD以保護(hù)逆如果圖4和圖5中規(guī)定的總線路長度超過0.5m,則可以采用IEC60364-5-53:2015的534.4.8中GB/T18802.32—2021/IECDL?I?E—AADDDL?I?L?+V?+L?≤50EEL?,L?和L?——連接導(dǎo)線的長度；D——SPD外部脫離器。GB/T18802.32—2021/IEC61643-32:20選擇和安裝用于保護(hù)光伏系統(tǒng)的直流側(cè)SPD應(yīng)遵循IEC60364-7-712:2017的規(guī)定。本部分提供對于Ⅱ類試驗SPD,每種保護(hù)模式的最小標(biāo)稱放電電流I。應(yīng)為5kA,8/20μs,該值越高，SPD壽I類試驗SPD的沖擊放電電流Imp應(yīng)根據(jù)附錄A選擇。如果附錄A中沒有足夠的數(shù)據(jù)，則根據(jù)所有SPD保護(hù)模式(正/負(fù)，正/地和負(fù)/地)的最大持續(xù)工作電壓Ucpy應(yīng)大于或等9.2.4直流側(cè)SPD電壓保護(hù)水平Up的選擇為了確定所需的保護(hù)等級，需要確定設(shè)備的耐沖擊電壓額定值Uw或設(shè)備的抗擾度(見——符合GB/T16935.1—2008和GB/T17626.5—2019的電源終端；為確保有效保護(hù)設(shè)備，電壓保護(hù)水平Up應(yīng)低于被保護(hù)設(shè)備持Up不大于0.8倍設(shè)備耐沖擊電壓額定值Uw,即兩者之間至少宜有20%的安全裕度(見IEC61643-對于由單極SPD組成的SPD電路(如圖7和圖8中所示的A,B,C……X,Y,Z),或者對于多極SPD,VV(最低要求)GB/T18802.32—2021/IEC61表2(續(xù))VVA類?組件和其他具有雙重“IEC61730-2:2004的基本絕緣(表8)。根據(jù)IEC61730-2:2016,允許線性插值，并且為了清楚起見已應(yīng)用于該基于IEC60664-2-1:2011附錄D的推薦值。雙重/加強(qiáng)不得超過本表第2列至第4列所規(guī)定的基本絕緣的耐沖擊電壓額定有關(guān)A類和B類的更多信息，請參閱IEC617——將傳感器連接到控制設(shè)備的信號電纜和從入口進(jìn)入光伏系統(tǒng)直至控制設(shè)備的數(shù)據(jù)電纜(如果9.2.5直流側(cè)SPD的安裝組SPD來充分保護(hù)光伏組件和逆變器(見圖6)。如果圖6中規(guī)定的接線總長度超過0.5m,則可采納IEC60364-5-53:2015的534.4.8中給出的光伏陣列士匯流箱減小回路面積士士L?L?A9.2.7多極SPD的內(nèi)部連接方案或直流側(cè)具有單保護(hù)模式的SPD組合圖7和圖8給出了將SPD連接到光伏系統(tǒng)的示例。過電壓保護(hù)可采用圖7和圖8中具有單一保護(hù)模式(A,B,C.....X,Y,Z)的SPD的組合，也可采GB/T18802.32—2021/IEC616C,X,Y和Z)也稱為SPD的電流支路。這種電流支路可以不同于多極SPD的單一保護(hù)模式(例如在Y士YXYZ斷路器)動作。對于外部過電流保護(hù)裝置或集成在SPD中SPD短路電流額定值Iscpy應(yīng)大于或等于SPD安裝點處的光伏陣列產(chǎn)生的最大短路電流IscMAx。更多信息參見附錄B。GB/T18802.32—2021/IEC61——與SPD串聯(lián)安裝的外部脫離器，并與SPD的過載作用相協(xié)調(diào)，達(dá)到開路失效模式(OCFM)——用于將SPD短路的內(nèi)部裝置(SC裝置),其能夠在任何時間耐受Iscpy以達(dá)到安全短路失效模-—開路失效模式(OCFM)或宜根據(jù)SPD制造商提供的信息來考慮保護(hù)器件特征(例如脫離裝置、SC裝置等)對直流系統(tǒng)的當(dāng)替換具有短路失效模式(SCFM)的插拔式SPD時，由于直流電弧可能對人員和財產(chǎn)造成危害，GB/T18802.32—2021/IEC616本身)和防護(hù)感應(yīng)過電壓(保護(hù)供電網(wǎng)絡(luò)),這是基于IEC62305-2的總體風(fēng)險分析。對于每種特定情況，風(fēng)險分析將裝置的風(fēng)險等級分為I到IN(即雷電保護(hù)水平LPL)。在需要時設(shè)計和安裝LPS(這是對于配備LPS的建筑物，需要使用I級試驗的SPD來保護(hù)建筑物入口處的網(wǎng)絡(luò)(安裝點)。實際屋頂安裝光伏陣列的建筑物雷電流分布的特征。為了能夠?qū)⒋四芰颗cIEC61643-31中規(guī)定的SPD參通過SPD流入直流系統(tǒng)的部分雷電流取決于：——屋頂平面與逆變器或位于地平面等電位連接帶之間的距由于引下線的配置，并且SPD與這些引下線有效地并聯(lián)連接，因此流過SPD的電流可基于標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)間隔距離無法保持，并且光伏組件的金屬結(jié)構(gòu)連圖A.1的示例是基于具有兩個外部引下線和電壓限制型SPD的建筑結(jié)構(gòu)的試驗和仿真。該布置3LI?N地面基礎(chǔ)屋頂高度房屋結(jié)構(gòu)離I?..I?——通過直流SPD(1,2)的每個節(jié)點(或分支)的電流；4I或未知Ⅱ——使用根據(jù)表A.1中規(guī)定的Iimp=I10/350的I電壓開關(guān)型SPD的I類試驗值I或未知Ⅱ9A.2中規(guī)定的8/20和10/350的電流值。GB/T18802.32—2021/IEC61接地系統(tǒng)的特點(見圖A.2),網(wǎng)格尺寸為20m×20m。由此得出表A.3該光伏系統(tǒng)通常通過高壓(Cr=0.2)三相架空的(C;=1)非屏蔽(CLp=1,PLp=1)電力線連接到通過SPD流入直流系統(tǒng)的部分雷電流取決于：——較高的接地電阻導(dǎo)致較高的部分雷電流通過SPD流入直流 量與IEC61643-31中規(guī)定的SPD參數(shù)進(jìn)行比較，需要通過計算等效脈沖能量將實際值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)10/電壓限制性SPD電壓開關(guān)型SPD5GB/T18802.32—2021/IEC616圖B.1是光伏電流源的示意圖，圖B.2是非線性光伏電流源的UI特性曲線。12U①——顯示不同輻照水平下的非線性光伏特性；②——顯示使用3種不同的線性電源模擬光伏特性，作為一種不使用光伏光源或光伏電源模擬器的替代試驗方法?；蚨叩慕M合可能有不同的表現(xiàn)，這取決于試驗時所使用電源的UI特性。它們可能在正常運(yùn)行下產(chǎn)生續(xù)流。壽命終止條件下的失效