金属板屋面光伏直流电弧火灾的防控

岳朋，郑新乐

上海博枫懿枫企业管理有限公司

E-mail: peng.yue@energy-one.cn; xinle.zheng@energy-one.cn

报告摘要

随着分布式光伏装机容量的快速增长，金属板屋面因其结构特点成为光伏安装的主要形式，但直流电弧故障频发，严重威胁建筑安全。直流电弧因无过零点、持续燃烧能力强、温度极高，易烧穿金属板并引发建筑火灾。

通过分析典型故障位置，总结直流电弧主要发生在三类位置：

1. 光伏电缆连接器处，因连接器质量差、插接不良等导致电弧；
2. 光伏直流电缆破损处，电缆护套损伤后在潮湿环境下易形成电弧；
3. 组串式逆变器内部，元器件故障（如电容器爆炸）引发持续电弧。

为应对上述风险，提出三大防控原则：

1. 避免直流电路与屋面接触；
2. 增大正负极间距，减少电弧形成条件；
3. 采用检测保护措施，及时切断故障电路。

在具体措施方面，从设备选型和设计施工两个层面进行革新：

1. 设备方面，强调选用符合系统电压等级、认证齐全的光伏电缆、连接器、汇流箱与逆变器；
2. 施工方面，提出穿管保护连接器、桥架内正负极分开敷设、逆变器进线隔离及设置防火板等优化方法。

重点比较了三种电弧检测防护系统：

1. 组件关断器系统：保护范围广，可实现组件级关断，但成本高、系统复杂；
2. 组串直流电弧检测分断系统：保护范围较广，实现组串关断，具备急停与远程控制功能，造价适中；
3. 逆变器集成电弧检测功能：结构简单、成本低，但保护范围有限，无法覆盖阵列内部故障。

通过综合应用上述技术与施工措施，可有效降低直流电弧的发生概率与危害程度，提升金属板屋面光伏系统的整体消防安全水平。