家庭戶用光伏發(fā)電系統(tǒng) 第2-4部分設(shè)計規(guī)范-電氣安全設(shè)計

ICS

K

備案號：

CPIA

中國光伏行業(yè)協(xié)會標準

家庭戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)第2-4部分：設(shè)計規(guī)范-電

氣安全設(shè)計

ResidentialphotovoltaicpowergenerationsystemPart2-4:Designspecification–

Electricalsafetydesign

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國光伏行業(yè)協(xié)會發(fā)布

CPIAXXXXX—XXXX

前言

本標準按照GB/T1.1-2009《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則起草。

本標準由中國光伏行業(yè)協(xié)會標準化技術(shù)委員會提出并歸口。

本標準主要起草單位：北京鑒衡認證中心、中國電子技術(shù)標準化研究院、XXXXXXXXXXXX

本標準參加起草單位：XXXXXXXXXXXXXXXXXXX

本標準起草人：XXXXXXXXXXXXXXXXX

II

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家庭戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)第2-4部分：設(shè)計規(guī)范-電氣安全設(shè)計

1.范圍

本文件規(guī)定了戶用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的電氣安全設(shè)計的評估內(nèi)容，包含交直流電路的隔離、防電擊保護、

熱防護、絕緣故障保護、過流保護、雷擊和過電壓防護、拉弧故障電路保護、系統(tǒng)快速關(guān)斷保護、關(guān)鍵

電氣設(shè)備和器件的選擇、關(guān)鍵器件的位置和安裝設(shè)計要求、標志和文件的要求等。

本文件范圍包含戶用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的所有電氣部分，即光伏組件、功率轉(zhuǎn)換設(shè)備、電線電纜和并網(wǎng)

箱等部分。

本文件適用于直流側(cè)系統(tǒng)電壓不高于1000VDC，交流側(cè)以220V、380V電壓等級接入用戶側(cè)電網(wǎng)或公

共電網(wǎng)的戶用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。

本文件不包括含蓄電池的戶用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的電氣安全保護要求。采用聚光光伏組件，以及與建筑

結(jié)合光伏組件的系統(tǒng)電氣安全保護要求應(yīng)根據(jù)安裝環(huán)境具體考慮。

2.標準性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本技術(shù)

標準。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本技術(shù)標準。

GB/T10963.1電氣附件-家用及類似場所用過電流保護斷路器第1部分：用于交流的斷路器

GB/T10963.2家用及類似場所用過電流保護斷路器第2部分：用于交流和直流的斷路器

GB/T13539.6低壓熔斷器第6部分：太陽能光伏系統(tǒng)保護用熔斷體的補充要求

GB/T14048.1低壓開關(guān)和控制設(shè)備第1部分：總則

GB/T14048.2低壓開關(guān)和控制設(shè)備第2部分：斷路器

GB/T14048.3低壓開關(guān)和控制設(shè)備第3部分：開關(guān)、隔離器、隔離開關(guān)以及熔斷器組合電器

GB/T16895（所有部分），低壓電氣裝置

GB/T16895.21低壓電氣裝置第4-41部分：安全防護電擊防護

GB/T18380.12電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗第12部分：單根絕緣電線電纜火焰垂直蔓延

試驗1KW預(yù)混合型火焰試驗方法

GB/T18802.1低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器（SPD）第1部分：性能要求和實驗方法

GB/T18802.12低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器（SPD）第12部分選擇和使用導(dǎo)則

GB/T21714.2雷電防護第2部分：風險管理

GB/T21714.3雷電防護第3部分：建筑物的物理損壞和生命危險

GB/T21714.4雷電防護第4部分：建筑物內(nèi)的電氣和電子系統(tǒng)

GB50057-2010建筑物防雷設(shè)計規(guī)范

GB50169-2016電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范

NB/T32004光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范

NB/T33342-2016戶用分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)接口技術(shù)規(guī)范

JB/T10181電纜載流量計算

CNCA/CTS0012-2013并網(wǎng)光伏微型逆變器技術(shù)要求和測試方法

IEC61557-2交流1000V和直流1500V以下低壓配電系統(tǒng)電氣安全防護檢測的試驗、測量或監(jiān)控

設(shè)備第2部分：絕緣電阻

1

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IEC61557-8交流1000V和直流1500V以下低壓配電系統(tǒng)電氣安全防護檢測的試驗、測量或監(jiān)控

設(shè)備第8部分：IT系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測設(shè)備

IEC61730-1光伏組件安全鑒定-第1部分：結(jié)構(gòu)要求

IEC61730-2光伏組件安全鑒定-第2部分：試驗要求

IEC62109-1:2010光伏電力系統(tǒng)用功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的安全-第1部分：一般要求

IEC62852：2014光伏系統(tǒng)中直流用連接器安全要求和試驗

3.術(shù)語和定義

術(shù)語和定義詳見：《家庭戶用光伏系統(tǒng)第2-1部分：一般要求》。

4.系統(tǒng)直流側(cè)電氣結(jié)構(gòu)

方陣基本電氣結(jié)構(gòu)

圖1給出單個光伏組串的光伏方陣基本電氣結(jié)構(gòu)圖。

光伏方陣

光伏方陣過流保

護裝置

光伏

組件+功率

轉(zhuǎn)換

-

設(shè)備

光伏方陣

電纜

光伏方陣

隔離開關(guān)

注2

光伏組串

圖例

非必要器件

系統(tǒng)或子系統(tǒng)的-界限

注1：如果要求安裝，則旁路二極管一般由制造商作為標配部件集成在光伏組件中。

注2：光伏方陣的隔離器/隔離開關(guān)要求參見6.6。

圖1光伏方陣電氣圖-單個光伏組串

多直流輸入端口功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的使用

4.2.1一般規(guī)定

當光伏方陣與具有多直流輸入端口的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備相連時，見圖2和圖3，光伏方陣的不同部分的

2

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過流保護及電纜的選型應(yīng)嚴格依據(jù)功率轉(zhuǎn)換設(shè)備輸入電路反饋的電流限值（例如：由功率轉(zhuǎn)換設(shè)備流入

光伏方陣的電流）進行選擇。

光伏部分#1

光伏

組件

光伏方陣

隔離開關(guān)

多MPPT輸入的PCE

直流輸入1

MPPT1

直流輸入2

MPPT2

直流輸入3

MPPT3

過流保護裝置

圖例

非必要器件

光伏部分#2包圍線

系統(tǒng)或子系統(tǒng)的界限

光伏部分#3

圖2采用多直流輸入MPPT的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的光伏方陣

3

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光伏部分#1

光伏

組件

光伏方陣隔

離開關(guān)

多輸入共母線的PCE

過流保護裝置

圖例

非必要器件

光伏部分#2包圍線

系統(tǒng)或子系統(tǒng)的界限

光伏部分#3

圖3采用內(nèi)部連接到直流公共母線的多直流輸入功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的光伏方陣

4.2.2具有多個獨立最大功率點跟蹤（MPPT）輸入端口的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備

當采用具有多個獨立MPPT輸入端口的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備時，與這些輸入端口相連的光伏方陣的過電

流保護應(yīng)考慮所有可能的反饋電流。

在本文件中，與每個獨立MPPT的輸入端口連接的光伏部分（如圖2）都視為一個獨立光伏方陣。

每個光伏方陣應(yīng)能通過隔離開關(guān)與逆變器隔離。多隔離開關(guān)應(yīng)符合6.6.4的規(guī)定，并按7.5.2要求貼警告

標識。

4.2.3具有多輸入并且在功率轉(zhuǎn)換設(shè)備內(nèi)部連接在一起的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備

當功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的多個輸入電路在其內(nèi)部并聯(lián)到直流公共母線上時，與每一輸入電路相連的光伏部

分（見圖3）在本文件中視為一個子方陣，與之相連的整個光伏部分視為一個完整光伏方陣。每個光伏

方陣或子方陣應(yīng)能通過隔離開關(guān)與逆變器隔離。多隔離開關(guān)應(yīng)符合6.6.4的規(guī)定，并按7.5.2要求貼警告

4

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標識。

4.2.4帶直流控制設(shè)備（DCU）的光伏組串/組件

圖4為直流功率優(yōu)化器在光伏方陣中的配置示例。當直流控制器與光伏組件連接時：

a)應(yīng)用于下游電路的額定電流（IDCU-max）等級應(yīng)視為DCU的最大輸出電流或1.25Isc_MOD兩者間

的最大值；

b)應(yīng)用于下游電路的額定電壓（UDCU-max）等級應(yīng)視為DCU的最大輸出電壓與DCU的串聯(lián)連接數(shù)的

乘積，或光伏方陣最大電壓值（計算不包含DCU的電壓）兩者間的最大值；

c)如果認可的測試實驗室可以提供對于DCU和逆變器或控制單元組合的所有可能的操作和單故

障情況的書面確認：此系統(tǒng)（例如DCU和逆變器或控制單元的組合）將限制總線電壓（總線

電壓是逆變器輸入端的電壓）至UBUS-MAX，則系統(tǒng)應(yīng)額定為逆變器最大額定輸入電壓或UBUS-MAX，以

較大者為準。

注1：光伏方陣隔離開關(guān)要求參見6.6。

注2：按需配備過電流保護裝置(見5.6)。

圖4直流功率優(yōu)化器在光伏方陣中的配置示例

系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)

4.3.1工作環(huán)境溫度

系統(tǒng)中任意設(shè)備的允許正常工作溫度范圍不應(yīng)窄于制造商宣稱的系統(tǒng)可正常的溫度范圍。

光伏組件的額定值是在標準測試條件下（STC）得到，根據(jù)光伏組件的工作特性，光伏系統(tǒng)設(shè)計

應(yīng)考慮以下要點：

a)光伏組件的效率隨溫度升高而降低；

b)光伏系統(tǒng)中的所有設(shè)備都應(yīng)能承受光伏方陣的最高預(yù)期工作溫度；

c)在寒冷條件下，晶體硅電池片電壓會升高（見4.3.2）。

4.3.2光伏方陣最大電壓

光伏方陣最大電壓等于最低預(yù)期工作溫度修正后的VOCARRAY。

最低預(yù)期工作溫度下的電壓修正應(yīng)根據(jù)制造商的說明書進行計算。若制造商未提供說明書，則單晶

5

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和多晶組件的VOCARRAY應(yīng)乘以表1的最低預(yù)期工作溫度下的修正系數(shù)。

當最低預(yù)期環(huán)境溫度低于-40℃，或使用單晶硅、多晶硅以外的技術(shù)，則僅按制造商的說明書進行

電壓修正。

當光伏組串的構(gòu)成使用直流控制設(shè)備時，應(yīng)根據(jù)4.2.4確定光伏方陣最大電壓。

表1單晶硅和多晶硅光伏組件的電壓修正因子

最低預(yù)期工作溫度

修正系數(shù)

℃

24~201.02

19~151.04

14~101.06

9~51.08

4~01.10

-1~-51.12

-6~-101.14

-11~-151.16

-16~-201.18

-21~-251.20

-26~-301.21

-31~-351.23

-36~-401.25

注：在某些地區(qū)，暴露在空氣中的組件表面溫度可能比環(huán)境溫度最多低5℃。

戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)在交付用戶前應(yīng)進行竣工驗收。系統(tǒng)應(yīng)滿足各分項驗收的要求，驗收合格后，

方可向所有權(quán)方移交。如有安裝后不便于驗收的項目，應(yīng)在安裝施工過程中完成驗收，并提供相應(yīng)的工

程驗收報告。各分項的驗收應(yīng)相互銜接，不宜重復(fù)驗收。

使用本文件驗收的戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)已經(jīng)調(diào)試合格，并通過當?shù)毓╇姴块T的并網(wǎng)驗收。

系統(tǒng)整體和關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)與系統(tǒng)設(shè)計文件一致。系統(tǒng)驗收人員具備相應(yīng)能力，并有相關(guān)資質(zhì)。

5.安全要求

一般規(guī)定

戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大系統(tǒng)電壓不得大于1000VDC。

系統(tǒng)對地關(guān)系

光伏方陣對地關(guān)系和接地位置均影響光伏系統(tǒng)的安全性。應(yīng)根據(jù)光伏系統(tǒng)所連接的光伏組件和功率

轉(zhuǎn)換設(shè)備的制造商要求確定系統(tǒng)的最佳接地方案。

只有光伏方陣通過功率轉(zhuǎn)換設(shè)備內(nèi)部或外部隔離變壓器與電網(wǎng)進行基本隔離時，才允許光伏方陣的

一極導(dǎo)體進行功能接地。

在沒有基本隔離的系統(tǒng)中，光伏直流側(cè)一極導(dǎo)體允許通過功率轉(zhuǎn)換設(shè)備內(nèi)部的固定連接經(jīng)由中性導(dǎo)

體進行接地。

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交直流電路的隔離

系統(tǒng)隔離的必要性可取決于光伏方陣的對地關(guān)系，光伏方陣可以按如下分類：

a)非隔離型光伏方陣,例如光伏方陣的直流電路通過非隔離型功率轉(zhuǎn)換設(shè)備連接至參考接地系統(tǒng)；

b)功能接地光伏方陣,例如光伏方陣中的主要直流導(dǎo)體連接至功能接地；

c)非參考接地光伏方陣，例如光伏方陣的主要直流導(dǎo)體既沒有直接接地，也沒有通過功率轉(zhuǎn)換設(shè)

備接地。

注：功能接地系統(tǒng)包括通過保護/隔離裝置連接到系統(tǒng)接地或通過電阻連接到系統(tǒng)接地的光伏方陣。

使用非隔離型功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的系統(tǒng)并且交流電路已參考接地的，不允許在功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的光伏側(cè)使

用功能接地

光伏系統(tǒng)的直流電路與主交流電源輸出電路的隔離可以是逆變器的一部分，也可以由至少提供簡單

隔離的外部變壓器提供。如果在外部提供簡單的隔離，此類組合視為隔離型逆變器。

通過隔離變壓器或隔離型逆變器實現(xiàn)交直流電路隔離的，應(yīng)滿足：

a)如果隔離由變壓器提供，那么必須保證沒有其他設(shè)備和功率轉(zhuǎn)換設(shè)備連接到同一線圈，或

b)當系統(tǒng)只應(yīng)用在封閉的電氣區(qū)域時，允許其他設(shè)備與連接到同一線圈作為功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的輸出，

但應(yīng)滿足：

1)功率轉(zhuǎn)換設(shè)備適用于連接到同一個線圈；或

2)負載通過額外的變壓器提供至少簡單隔離。

當超過一個逆變器連接至變壓器的同一線圈時，應(yīng)通過選擇合適的系統(tǒng)拓撲限制回路電流(如不接

地方陣或高阻抗功能接地方陣)，或逆變器中的特殊設(shè)計或者其他保護措施，例如：帶中斷功能的剩余

電流監(jiān)控。

電擊防護

5.4.1一般規(guī)定

戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流側(cè)應(yīng)至少提供以下防護手段之一：

a)系統(tǒng)直流側(cè)電路帶電部分與地之間采用雙重或加強絕緣（見5.4.2）；

b)采用安全低電壓電路（SELV或PELV）（見5.4.3）。

戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的交流側(cè)應(yīng)提供以下防護手段（見5.4.4）：

a)帶電部分應(yīng)采用基本絕緣作為基本的防護；同時

b)采用保護等電位連接并且在故障的情況下自動切斷電源作為故障情況下的防護。

5.4.2防護措施：加強或雙重絕緣

戶用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的直流側(cè)的防電擊保護應(yīng)滿足GB/T16895.21條款412的要求，并做如下補充：

光伏組件、接線盒、電纜等直流側(cè)設(shè)備（直至逆變器直流端口之前）應(yīng)滿足Ⅱ級或等效絕緣。

5.4.3防護措施：超低電壓

戶用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的直流側(cè)的防電擊保護應(yīng)滿足GB/T16895.21條款414的要求。

——限制SELV或PELV系統(tǒng)的電壓，使其不超過電壓區(qū)段1的上限值，即交流50V或直流120V

（參見GB/T18379）；和

——在SELV或PELV系統(tǒng)與非SELV和PELV回路的所有其他回路之間作保護分隔，在SELV或

PELV系統(tǒng)與其他SELV或PELV系統(tǒng)之間設(shè)置基本絕緣；和

——在特低電壓系統(tǒng)和地之間設(shè)置基本絕緣，這一要求僅限于SELV。

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5.4.4防護措施：自動切斷電源

戶用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的交流側(cè)的防電擊保護應(yīng)滿足GB/T16895.21條款411的要求。

絕緣故障保護

5.5.1探測和故障報警要求

5.5.1.1一般規(guī)定

表2給出了光伏方陣對地絕緣電阻測量、光伏方陣剩余電流監(jiān)控以及檢測到故障時的動作和指示要

求。

表2基于不同功率轉(zhuǎn)換設(shè)備隔離類型和光伏方陣功能接地類型的系統(tǒng)要求

系統(tǒng)類型

非隔離型光伏方陣功能接地光伏方陣非參考接地光伏方陣

（光伏方陣非功能接地，方（光伏方陣功能接地，方陣與（光伏方陣非功能接

陣與電網(wǎng)不隔離）電網(wǎng)隔離）地，方陣與電網(wǎng)隔離）

探測依據(jù)5.5.1.2

關(guān)閉功率轉(zhuǎn)換設(shè)備并且將功

率轉(zhuǎn)換設(shè)備與交流電路或光關(guān)閉功率轉(zhuǎn)換設(shè)備并且將光伏

光伏方伏方陣所有極斷開；方陣所有極從接地1斷開；允許與交流電路連接

陣對地故障動作或或(允許功率轉(zhuǎn)換設(shè)備工

絕緣電將光伏方陣故障部分的所有將光伏方陣故障部分的所有極作)。

阻極從功率轉(zhuǎn)換設(shè)備斷開（當從接地斷開（當可操作時）。

可操作時）。

參考5.5.1.5進行故障指示。

故障指示

如光伏方陣接地絕緣電阻恢復(fù)到高于表3中的限值，允許電路重新連接。

參考5.5.1.3進行剩余電流監(jiān)

測；

探測/保護參考5.5.1.3?；?/p>

參照使用5.5.1.4中的設(shè)備或關(guān)

通過電

聯(lián)設(shè)備。

流監(jiān)測

關(guān)閉功率轉(zhuǎn)換設(shè)備并且將交

的方式將光伏方陣故障部分的所有極

流電路或光伏方陣所有極從不要求。

探測光從功率轉(zhuǎn)換設(shè)備斷開；

功率轉(zhuǎn)換設(shè)備斷開；

伏接地或

故障動作或

故障斷開功能接地連接。

將光伏方陣的故障部分的所

允許與交流電路連接。（允許

有極從功率轉(zhuǎn)換設(shè)備斷開

功率轉(zhuǎn)換設(shè)備工作）。

（當可操作時）。

故障指示按5.5.1.5要求指示故障。按5.5.1.5要求指示故障。

a功能接地要求參見6.7.2。

b使用非隔離型功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的系統(tǒng)并且交流電路已參考接地的，不允許在功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的光伏側(cè)使用

功能接地。

c1接地的斷開可以直接通過操作功能接地路徑上的設(shè)備實現(xiàn)；當功能接地電路在功率轉(zhuǎn)換設(shè)備中時，

也可通過將光伏方陣的所有極或故障極從功率轉(zhuǎn)換設(shè)備斷開間接實現(xiàn)。

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5.5.1.2方陣絕緣電阻探測

系統(tǒng)開始運行前，應(yīng)測量光伏方陣和地之間的絕緣電阻，并應(yīng)至少每24小時測量一次。

可通過IEC61557-2中描述的絕緣測量設(shè)備實現(xiàn)，或通過IEC61557-8中描述的絕緣監(jiān)控設(shè)備實現(xiàn)。

絕緣電阻監(jiān)測或測量功能可以在功率轉(zhuǎn)換設(shè)備內(nèi)提供。

探測的最小閾值應(yīng)滿足表3。

表3對地絕緣故障探測的最小絕緣電阻閾值

方陣總功率R限制值

kWpkΩ

≤2030

＞20且≤3020

絕緣電阻的探測閾值的設(shè)置宜盡量高于表格中給出的最小值，利于較快的探測出潛在故障。

測量電路應(yīng)能探測到光伏方陣和地之間絕緣電阻低于上述限值。在探測過程中，允許斷開光伏方

陣的功能接地連接。

所需的故障處理取決于使用的系統(tǒng)類型并且參考表2進行。

在所有絕緣故障情況下，絕緣電阻探測測量可繼續(xù)，如果光伏方陣的絕緣電阻恢復(fù)到高于上述極限

值，則故障指示可停止，并且系統(tǒng)可恢復(fù)正常工作。

5.5.1.3剩余電流監(jiān)控（RCM）系統(tǒng)的保護

根據(jù)5.5.1.1表2的要求并且5.5.1.4中的接地故障中斷措施未提供時，每當功率轉(zhuǎn)換設(shè)備和參考接地輸

出電路相連時，剩余電流監(jiān)控系統(tǒng)的自動斷開裝置應(yīng)閉合。剩余電流監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能檢測總的剩余電流有

效值（包括：直流和交流分量）。

應(yīng)根據(jù)以下限值提供超限的連續(xù)剩余電流偵測。

當連續(xù)剩余電流超過以下限值時，RCM系統(tǒng)應(yīng)能在0.3s內(nèi)斷開，且應(yīng)根據(jù)5.5.1.5要求指示故障：

a)對于連續(xù)輸出功率≤30kVA的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備，最大電流為300mA；

b)對于連續(xù)輸出功率＞30kVA的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備，最大電流為5A或10mA/kVA（功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的連

續(xù)輸出功率）。

如果光伏方陣通過高阻抗接地，并且單點故障導(dǎo)致的剩余電流低于上述限制要求，或者提供了滿足

5.5.1.4的接地故障中斷器，則不需要進行剩余電流監(jiān)測。

當剩余電流超過限值時，應(yīng)采取以下中斷措施：

a)斷開所有接地電路的輸出；

b)斷開光伏方陣，或者；

c)斷開故障部分光伏方陣的所有極與功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的連接。

當方陣的絕緣電阻值滿足5.5.1.2的限值，RCM系統(tǒng)可以嘗試重新連接。

注：按照逆變器標準要求逆變器應(yīng)提供剩余電流監(jiān)控功能。

5.5.1.4功能接地光伏方陣接地故障中斷措施

根據(jù)5.5.1.1表2要求且未提供5.5.1.3的剩余電流監(jiān)控，則功能接地故障方陣應(yīng)提供接地故障中斷

措施。

如果光伏方陣通過一個足夠高的電阻器功能接地，使得由于單個故障導(dǎo)致的通過方陣功能接地路徑

的最大電流小于下面表4中的限制，那么就不需要接地故障中斷措施。

當直流側(cè)出現(xiàn)接地故障時，器件應(yīng)能自動中斷功能接地導(dǎo)體中的故障電流，且應(yīng)滿足以下3個要求：

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CPIAXXXXX—XXXX

a)額定電壓應(yīng)能滿足光伏方陣最大開路電壓；

b)分斷能力不低于光伏方陣最大短路電流ISCARRAY；

c)額定電流不超過表4限值。

表4自動接地故障中斷裝置的額定電流

STC條件下光伏方陣的額定功率額定電流In

kWA

0到251

〉25到502

額定電流“In”適用于熔斷器和斷路器，在故障電流通常為In的130％至140％時可確保跳閘，當達

到135％時，60分鐘內(nèi)將跳閘；當達到200％時，2分鐘內(nèi)將跳閘。在通過電流傳感器和自動斷開裝置如

繼電器實現(xiàn)接地故障中斷功能時，導(dǎo)致跳閘的設(shè)置值可能與表4中的In相關(guān)值不同，只要故障電流在135%

In時系統(tǒng)能夠在60分鐘內(nèi)跳閘，200%In系統(tǒng)能夠在2分鐘內(nèi)跳閘即可。

5.5.1.5接地故障報警

應(yīng)按5.5.1的要求安裝接地故障報警系統(tǒng)。如果系統(tǒng)故障恢復(fù)，只要故障記錄由故障日志或之前的故

障指示記錄，則故障指示可以自動復(fù)位。如果故障記錄無法獲得,報警系統(tǒng)一經(jīng)觸發(fā)，直至關(guān)閉系統(tǒng)或

修復(fù)接地故障后才能解除報警。

警報方式應(yīng)能確保系統(tǒng)操作人員或業(yè)主獲得故障提示。

應(yīng)向業(yè)主提供操作規(guī)程，并闡明立即調(diào)查和糾正故障的必要性。

逆變器應(yīng)具有本地故障指示，同時也應(yīng)具有遠程指示接地故障的手段。本條款規(guī)定同樣適用于該功

能由其它功率轉(zhuǎn)換設(shè)備實現(xiàn)的系統(tǒng)。

過電流保護

5.6.1一般規(guī)定

應(yīng)根據(jù)5.6.3至5.6.6及光伏組件制造商的要求提供過電流保護。

5.6.2組串過電流保護要求

當超過兩個光伏組串連接到同一路MPPT時，應(yīng)為組串提供過流保護。

直流側(cè)的過電流保護裝置應(yīng)是符合GB/T13539.6標準的gPV熔斷器，或符合GB10963的其他設(shè)備，

確保不超過電纜電流承載能力，組件最大反向電流額定值和其他設(shè)備的最大電流。

注：IEC61730規(guī)定了2小時的組件安全測試用于驗證光伏組件反向電流下的耐熱能力，該值為組件“最大過流保護”

值。

當使用帶過流保護元件的斷路器時，同時應(yīng)按6.7.1的要求提供斷開方式。

5.6.3子方陣過電流保護要求

當超過兩個光伏子方陣連接到同一功率轉(zhuǎn)換設(shè)備時，應(yīng)為光伏子方陣提供過電流保護。

5.6.4過電流保護的選型

5.6.4.1光伏組串過電流保護

若要求提供組串過電流保護，則應(yīng)滿足以下要求之一：

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CPIAXXXXX—XXXX

a)當每一光伏組串都裝有過電流保護裝置時（圖2至圖3），過電流保護裝置的標稱額定電流In

應(yīng)滿足:

1.5×ISC_MOD＜In＜2.4×ISC_MOD…………（1）

且In≤IMOD_MAX_OCPR…………（2）

b)當多個并聯(lián)光伏組串共用一個過電流保護裝置時（見圖4）:

In＞1.5×SG×ISC_MOD…………（3）

且In＜IMOD_MAX_OCPR-((SG-1)×ISC_MOD)…………（4）

式中，

——SG是在同一過流保護裝置下的光伏組串的總數(shù)目；

——In是組過流保護裝置的標稱額定電流。

當使用斷路器作為過電流保護器件時，其隔離方式應(yīng)滿足6.7.1的要求。

每個獨立設(shè)計應(yīng)具體考慮當?shù)丨h(huán)境輻照條件。反復(fù)負載、成組的熔斷器、以及并聯(lián)組串間電流不等

都可能導(dǎo)致該系數(shù)高于1.5倍。應(yīng)注意在高輻射地區(qū)，若選用較低倍數(shù)會引起過流保護裝置的頻繁動作。

注：使用上述公式時，只有當光伏組串中的光伏組件最大過流保護值（IMOD_MAX_OCPR）大于4倍的光伏組件的短路電流

（Isc）時，成組的光伏組串才可以共用一個過電流保護設(shè)備。

注1：一般當IMOD_MAX_OCPR＞4倍的ISC_MOD時，光伏組串才允許共用一個過流保護裝置。

注2：多個光伏組串共用一個過流保護裝置是一種特殊情況，只有當光伏組件的過電流保護額定值遠高于其正常工作電

流時，才允許采用這種設(shè)計。

注3：本圖僅為示例，為了簡化本圖，未給出方陣中可能需要的其他開關(guān)、隔離和/或過電流保護裝置。

圖4光伏組串共用一個過電流保護裝置的光伏方陣的示例圖

5.6.4.2光伏子方陣過流保護

光伏子方陣過電流保護裝置的標稱額定電流值（In）由以下公式確定：

In＞1.25×ISCS-ARRAY……（5）

且In≤2.4×ISCS-ARRAY……（6）

應(yīng)注意在高輻射地區(qū)，若選用較低倍數(shù)會引起過流保護裝置的頻繁動作。

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CPIAXXXXX—XXXX

5.6.4.3光伏方陣過電流保護

對于在故障條件下來自其他電源的電流會反饋入光伏方陣的光伏系統(tǒng)應(yīng)提供光伏方陣過流保護。

光伏方陣過電流保護裝置額定電流（In）應(yīng)滿足：

In＞1.25×ISCARRAY……（7）

且In≤2.4×ISCARRAY……（8）

5.6.5過電流保護位置

條款5.6要求的光伏方陣、光伏子方陣和光伏組串過流保護裝置應(yīng)安裝在：

a)光伏組串過流保護裝置應(yīng)安裝在組串匯流裝置處（如有），組串電纜與子方陣或方陣電纜連接

處（見圖1和圖4）

b)子方陣過流保護裝置應(yīng)安裝在方陣匯流裝置處（如有），子方陣電纜與方陣電纜連接處（見圖

4）

c)方陣過流保護裝置應(yīng)安裝在方陣電纜與應(yīng)用電路或功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的連接處（見圖1至圖3）

過電流保護裝置應(yīng)在易于更換處。

包含功能接地的系統(tǒng)，組串和子方陣電纜的過流保護裝置應(yīng)安裝在所有未接地導(dǎo)體中（如：所有未

與功能接地直接相連的電路）。

對于沒有功能接地的系統(tǒng)（即沒有連接到地的任何光伏方陣直流導(dǎo)），并且只有兩根有源導(dǎo)體（如

果串聯(lián)電纜和子方陣電纜之間存在物理隔離），或沒有子方陣（無子方陣電纜），即在小型系統(tǒng)中，過電

流保護裝置僅需要放置在組串電纜或子方陣電纜的一個未接地的帶電導(dǎo)體中。對于所有受保護的電纜，

該導(dǎo)體的極性應(yīng)相同。

注：由于單獨接地故障檢測和警報的要求，以及方陣電路中所有導(dǎo)體的雙重絕緣要求，所以浮地系統(tǒng)允許使用單極

過電流保護裝置。

雷擊和過電壓防護

5.7.1一般規(guī)定

在建筑物上安裝光伏方陣，幾乎不影響建筑物遭受直擊雷的可能性。因此，在沒有雷電防護系統(tǒng)

（LPS）時也不需再安裝。

當光伏方陣的安裝使建筑物的物理特性或突出結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化時，則建議根據(jù)GB/T21714.2

評估防雷保護系統(tǒng)的必要性，如需安裝，則應(yīng)依據(jù)GB/T21714.3以及GB50057進行安裝。

如果建筑物上已安裝雷電防護系統(tǒng)（LPS），則應(yīng)依據(jù)GB/T21714.3以及GB50057將光伏系統(tǒng)適

當?shù)恼系絃PS。

當建筑物不要求安裝防雷系統(tǒng)或獨立的光伏方陣時，方陣、逆變器及設(shè)施的所有部分仍要求進行過

電壓保護。

對于組件帶金屬邊框的系統(tǒng)，組件邊框和支架可連接到建筑物原有接地系統(tǒng)，或者通過引下線和接

地極接地。當組件邊框作為接閃器時，則應(yīng)滿足GB50169-2016中的要求。

對于組件無邊框的系統(tǒng)，光伏系統(tǒng)支架可連接到建筑物原有接地系統(tǒng)，或者通過引下線和接地極接

地。

5.7.2防雷接地連接

接地干線應(yīng)在不同的兩點及以上與接地網(wǎng)連接或與原有建筑屋頂防雷接地網(wǎng)連接。

接地干線（網(wǎng)）連接、接地干線（網(wǎng)）與屋頂建筑防雷接地網(wǎng)的連接應(yīng)牢固可靠。鋁型材連接需刺

破外層氧化膜；當采用焊接連接時，焊接質(zhì)量符合要求，不應(yīng)出現(xiàn)錯位、平行和扭曲等現(xiàn)象，焊接點應(yīng)

做好防腐防銹處理。

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CPIAXXXXX—XXXX

帶邊框的組件、所有支架、電纜的金屬外皮、金屬保護管線、橋架、電氣設(shè)備外露殼導(dǎo)電部分應(yīng)與

接地干線（網(wǎng)）牢固連接，并對連接處做好防腐防銹處理。

接地電阻應(yīng)不大于4Ω。

接地線不應(yīng)做其他用途。

5.7.3過電壓保護

5.7.3.1一般規(guī)定

安裝于同一光伏組串的正極和負極電纜、主方陣電纜應(yīng)采用集束安裝，以避免系統(tǒng)中產(chǎn)生環(huán)路。所

有相關(guān)的接地/聯(lián)結(jié)導(dǎo)體也應(yīng)集束安裝。

超過50m的光伏直流主電纜宜采用以下任一安裝方式：

a)安裝在接地金屬導(dǎo)管或線槽中；

b)埋在地下（采取適當?shù)臋C械保護）；

c)帶機械防護的電纜以提供屏障；

d)通過電涌保護器（SPD）進行保護。

應(yīng)注意通過適當?shù)脑O(shè)計和安裝通風口將導(dǎo)管或線槽中積累的水或冷凝液排出。

注：為了整體保護直流系統(tǒng)，可在逆變器直流電纜末端和光伏方陣的帶電導(dǎo)體之間及帶電導(dǎo)體和地之間安裝電涌保

護器。電涌保護裝置實際安裝時應(yīng)盡可能靠近被保護設(shè)備。

應(yīng)根據(jù)GB/T21714系列標準以及執(zhí)行的有效保護措施來評估電涌保護器的必要性。GB/T21714.4

提供了在雷電環(huán)境中電氣和電子系統(tǒng)的保護方法。

5.7.3.2電涌保護器(SPDs)

5.7.3.2.1一般規(guī)定

一般并網(wǎng)逆變器中會安裝SPD，但也可根據(jù)需要安裝分散的SPD。這種情況下需要確定兩個SPD的

匹配性。

SPD應(yīng)盡可能靠近被保護的設(shè)備進行安裝。

此處列舉的措施僅作為指導(dǎo)，特別在雷電頻繁地區(qū)更需要進行全面評估。

5.7.3.2.2直流側(cè)電涌保護器

為了保護直流側(cè)，直流側(cè)電涌保護器應(yīng)滿足GB/T18802.31或等同標準的要求，并明確其額定用于

PV系統(tǒng)的直流側(cè)。當直流側(cè)SPD安裝在并網(wǎng)逆變器內(nèi)部時，則應(yīng)滿足NB/T32004中的防雷要求。

5.7.3.2.3交流側(cè)電涌保護器

為了保護交流側(cè)，交流側(cè)電涌保護器應(yīng)根據(jù)GB/T18802.12進行選擇，并滿足GB/T18802.1或同類

標準的要求。

6.關(guān)鍵電氣設(shè)備和器件的選擇

光伏組件

戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)用晶體硅和薄膜光伏組件、雙玻、雙面、與建筑結(jié)合等新型光伏組件應(yīng)滿足

對應(yīng)國標或行業(yè)內(nèi)主流認證標準或技術(shù)規(guī)范的要求。

高于直流50V的系統(tǒng)應(yīng)包含旁路二極管。某些薄膜組件不要求安裝旁路二極管。應(yīng)遵循組件制造

商的說明，以確保在需要時使用旁路二極管。

制造商聲稱的光伏組件的最大系統(tǒng)電壓應(yīng)大于等于4.3.2給出的光伏方陣最大電壓。

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系統(tǒng)電壓超過DVC-A時應(yīng)選用IEC61730-1中規(guī)定的II類組件。

光伏并網(wǎng)逆變器

戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)用逆變器（不含微型逆變器）應(yīng)滿足NB/T32004-2013適用部分的要求，并

滿足GB/T33342-2016條款中并網(wǎng)技術(shù)要求。

戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)用微型逆變器應(yīng)滿足CNCA/CTS0012-2013的要求。

并網(wǎng)逆變器適用的環(huán)境溫度、相對濕度、海拔、防護等級等應(yīng)滿足系統(tǒng)適用的環(huán)境范圍。

直流控制設(shè)備

對于包含有組串級或組件級直流控制設(shè)備的戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，其直流控制設(shè)備應(yīng)至少滿足

IEC62109-1的要求。且輸入滿足：額定電壓應(yīng)大于等于輸入電路的最大開路電壓。

IEC62109-1中定義的ISCPV至少達到1.25倍的輸入電路在STC條件下的短路電流，除非外加的過

流保護裝置可滿足被保護的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的ISCPV要求。

光伏并網(wǎng)箱

戶用光伏并網(wǎng)箱整體應(yīng)滿足GB7251.12-2013的相關(guān)要求，同時應(yīng)滿足GB/T33342-2016條款6并

網(wǎng)接口設(shè)備要求。如當?shù)毓╇姴块T已對光伏并網(wǎng)箱進行要求的，則以供電部門的要求為準。

光伏并網(wǎng)箱中應(yīng)包含以下基本元器件，并滿足條款要求：

a)交流側(cè)防雷器應(yīng)滿足GB/T18802.1或等同標準，防雷等級應(yīng)符合GB50057；

b)交流側(cè)隔離開關(guān)應(yīng)具有明顯斷開點，滿足GB/T14048.3或等同標準；

c)交流側(cè)斷路器應(yīng)具備帶載分斷、過載保護功能，滿足GB10963.1或等同標準；

d)交流側(cè)剩余電流動作保護裝置應(yīng)為高靈敏度、快速動作型。動作電流不超過30mA，且剩余電

流動作保護裝置應(yīng)正確地與電網(wǎng)的接地型式相配合。當用戶側(cè)已安裝剩余電流動作保護裝置并

滿足本條款要求時，則并網(wǎng)箱中剩余電流動作保護器要求可豁免。

并網(wǎng)箱中宜安裝自復(fù)式過欠壓保護器，該設(shè)備的選擇應(yīng)滿足各地電網(wǎng)公司的具體要求。

電纜

6.5.1尺寸

6.5.1.1一般規(guī)定

光伏組串、光伏子方陣及光伏方陣電纜的尺寸應(yīng)根據(jù)：

a)所用的過電流保護額定值；

b)電路最小額定電流（見表5）；

c)電壓降及預(yù)期故障電流來確定；

采用以上因素所確定的最大線徑。

應(yīng)根據(jù)5.6確定過電流保護，且電纜應(yīng)能承受經(jīng)最近過電流保護裝置流入的最壞情況電流（來自遠

處方陣部分）和與之相鄰的并聯(lián)組串產(chǎn)生的最壞情況電流的疊加值。

6.5.1.2載流量

光伏方陣線路的最小電纜尺寸應(yīng)大于表5的電路最小額定電流，電纜自身載流量應(yīng)根據(jù)JB/T10181

系列標準計算，安裝地點和安裝方式造成的電纜的降額因數(shù)應(yīng)符合GB/T16895系列標準。電纜的選擇

和敷設(shè)應(yīng)滿足GB50217的要求。

在確定電纜額定值時應(yīng)考光伏組件的實際短路電流值與標稱值之間的差異。

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表5電路最小額定電流

最小電流

相關(guān)電路保護

電纜橫截面積和/或其他電路額定值選擇的依據(jù)ab

對于方陣只包含單一組串時：

1.25×ISC_MOD

其他情況：

In+1.25×ISC_MOD×（SPO–1)

其中：

無光伏組串過電流保護In:最近的下游過電流保護裝置的額定電流

光伏組串

SPO:最近的過電流保護裝置下并聯(lián)光伏組串總數(shù)。

注：最近的下游過電流保護裝置可能是子方陣的保護，如果沒有，則是

方陣的過電流保護（如有）。

當整個方陣中無過電流保護，則SPO是整個方陣中并聯(lián)組串總數(shù)，且最

近的過電流保護裝置的額定電流（In）為0。

有光伏組串過電流保護光伏組串過電流保護裝置的額定電流In（見5.6）

以下較大值：

1）光伏方陣過電流保護裝置的額定電流In+1.25×所有其他

光伏子方無光伏子方陣過電流保護子方陣短路電流之和；

陣2）1.25×ISCS-ARRAY（相關(guān)方陣）

注：當光伏方陣無電過流保護，則公式1）中In為0。

有光伏子方陣過電流保護光伏子方陣過電流保護裝置的額定電流In（見5.6）

無光伏方陣過電流保護1.25×ISCARRAY

光伏方陣

有光伏方陣過電流保護光伏方陣過電流保護裝置的額定電流In（見5.6）

a靠近或與光伏組件相連的電纜最低工作溫度可等于最大預(yù)期環(huán)境溫度加40℃。

b確定電纜額定值時應(yīng)考慮安裝地點和安裝方式（如封裝、夾具安裝、埋地等）。根據(jù)安裝方式確定額定值時應(yīng)考

慮電纜制造商的建議。

逆變器或其他功率轉(zhuǎn)換裝置在故障情況下可向方陣提供反灌電流，所有電路額定電流的計算均應(yīng)考

慮反灌電流值，并加到由表5算得的電路額定值中。

注：逆變器等功率轉(zhuǎn)換設(shè)備應(yīng)給出反灌電流值。

6.5.2類型

光伏方陣的電纜應(yīng)：

a)符合直流使用要求；

b)額定電壓大于等于4.3.2確定的光伏方陣最大電壓；

c)根據(jù)使用條件確定額定溫度。

光伏組件工作溫度會高于環(huán)境溫度，經(jīng)?？沙?0℃，接觸或靠近光伏組件的線路的電纜絕緣應(yīng)

根據(jù)相應(yīng)情況確定：

a)若暴露于環(huán)境中，應(yīng)耐紫外，或通過適當保護防紫外，或安裝在防紫外導(dǎo)管中；

b)防水；

c)若暴露于鹽霧環(huán)境中，應(yīng)選用具有防腐蝕處理（如鍍錫）的復(fù)絞銅導(dǎo)體，以減少電纜隨時間的

退化；

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d)所有電壓高于DVC-A的系統(tǒng)，選擇電纜時應(yīng)盡可能減少接地故障和短路的風險。對于裸露和放

置于金屬槽或?qū)Ч苤械碾娎|，一般應(yīng)增加或加倍電纜絕緣厚度。也可通過以下方式加強線路的

保護：

1)單芯或多芯電纜的每根導(dǎo)體均有絕緣層和護套；

2)單芯電纜安裝在適當絕緣的導(dǎo)管或槽中；

3)鋼絲鎧裝電纜(通常只有主直流電纜適用)；

電纜應(yīng)滿足GB/T18380.12或等同標準的阻燃要求。

6.5.3安裝方式

電纜應(yīng)被支撐以使其免受風/雪造成的疲勞，并在光伏系統(tǒng)全壽命期內(nèi)保持電纜的性能和安裝要求。

應(yīng)防止電纜接觸尖銳楞緣。所有暴露在陽光下的非金屬套管和導(dǎo)管應(yīng)為耐紫外型。

電纜扎帶不應(yīng)作為主要的支撐方式，除非其壽命大于等于系統(tǒng)壽命或預(yù)定的維護周期。如果將電纜

扎帶作為支撐裝置，則其安裝不能對電纜造成損壞。

注:安裝在光伏方陣下的套管、導(dǎo)管及電纜扎帶仍可能暴露在反射紫外輻射下。金屬電纜扎帶可能有尖銳邊緣，隨

著時間推移和風的影響可能會對電纜造成損壞。

元器件要求

6.6.1一般規(guī)定

所有直流元器件應(yīng)滿足以下要求：

a)滿足直流使用要求；

b)額定電壓大于等于4.3.2給出的光伏方陣最大電壓；

c)額定電流大于等于表5給出的值；

d)IP防護等級適用其所在位置和環(huán)境；

e)溫度等級適用其所在位置和環(huán)境。

設(shè)備應(yīng)滿足最高預(yù)期電流的要求。

在鹽霧條件下使用的所有部件都應(yīng)適用其使用環(huán)境條件。

為了避免串聯(lián)拉弧，宜選擇可保證系統(tǒng)壽命期間接觸壓力的端子和連接設(shè)備。

6.6.2斷路器

光伏方陣中用于過電流保護的斷路器應(yīng)：

a)符合GB/T14048.2或GB10963.2；

b)無極性的（來自光伏方陣的故障電流可與正常工作電流方向相反）；

c)能