我們會發(fā)現(xiàn)在光伏組件的標(biāo)簽上都會標(biāo)注有“series fuse”或“Maximum Series Fuse“一項，即與組件串聯(lián)的熔斷器的最大電流等級。

圖2 組件背后技術(shù)參數(shù)標(biāo)簽上標(biāo)明的串聯(lián)熔斷器的最大電流等級

根據(jù)表3可知，由于光伏電池板制造工藝的不同，導(dǎo)致短路電流的差異性很大。所以在選擇過電流保護裝置時，由于熔斷器的電流等級具備以下額定電流等級：

1，2，3，4，5，6，7，8，10，12，15，16，20，25，30，35，40，45，50，60，70，80，90，100，110，125，150，

175，200，225，250，300，350，400，450，500，600A一共37個電流等級(注：實際可以有更多的額定電流等級，20A及以下常用于直流匯流箱內(nèi))非常符合光伏電池組件的電流特性[ 請參考“深入淺出理解光伏直流系統(tǒng)(一)”]，既保證了能夠順利通過自身線路產(chǎn)生的短路電流，又能夠非常快速有效地切除其他并聯(lián)電池串的反向電流。并且熔斷器結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠性高，價格合理，所以成為了歐美地區(qū)光伏直流系統(tǒng)占據(jù)壓倒性優(yōu)勢的過電流保護裝置。各個國家和地區(qū)的組件制造商都會在標(biāo)簽上都會標(biāo)注有“series fuse”或“Maximum Series Fuse“一項。

第三部分 熔斷器在整個光伏系統(tǒng)的使用位置和種類

在歐美國家熔斷器在整個光伏系統(tǒng)的使用位置一般有如下幾個位置，我們以ABB公司(收購Power One后，世界排名第二)在北美市場的逆變器為例：

1. 直流匯流箱進線側(cè)：保護光伏電池組串(gPV級熔斷器，IEC標(biāo)準(zhǔn)為60269-6)

2. 集中式逆變器直流進線側(cè)DC fuses for DC input connections：保護直流側(cè)進線連接(gPV級熔斷器)

3. 集中式逆變器內(nèi)部模塊保護Inver DC fuse：保護逆變器模塊(aR級熔斷器，IEC標(biāo)準(zhǔn)為60269-4)

4. 集中式逆變器內(nèi)充電接觸器的熔斷器保護Charging circuit fuses：預(yù)充電回路接觸器保護(gPV級熔斷器)

5. 接地故障報警檢測GFPD，Ground Fault Protection Device：用于接地故障報警(gPV級熔斷器)

6. 集中式逆變器交流側(cè)AC fuses：保護逆變器模塊和交流側(cè)主線路電器(aR級熔斷器)

其中aR和gPV級熔斷器是熔斷器的種類。共計6個位置，熔斷器的使用可以說是承擔(dān)了匯流箱和逆變器幾乎全部直流側(cè)的過電流保護和大部分交流側(cè)的過電流保護，在樣本中ABB公司僅在100kW逆變器機型上使用了直流斷路器(型號為S804PV-S80)，在低壓電器的選型上頗耐人尋味。在表4中作者列舉了常見的熔斷器種類，從使用位置來看，可以得知熔斷器在集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中是電力電子線路保護的主力軍。從歐美地區(qū)大面積和長時間的使用情況來看，只要能夠正確選用熔斷器，不但能長期穩(wěn)定保護整個電氣系統(tǒng)內(nèi)的元器件，更能有效保護集中式逆變器本身。若想了解更多的信息可以參考上一篇拙作中作者統(tǒng)計的歐美各國世界排名靠前的集中式逆變器廠家(ABB， Schneider Electric，Eaton，KACO等)的低壓電器選型情況。

表4. 常見熔斷器的使用類別

第一個小寫字母指示了熔斷器的分?jǐn)喾秶?/p>

※“g”代表全范圍分?jǐn)嗄芰θ蹟囿w，意指該熔斷體能夠分?jǐn)鄰淖钚∪刍娏髦敝疗浞謹(jǐn)嗄芰Φ乃羞^電流。全范圍分?jǐn)嗄芰θ蹟囿w能用作為單獨的保護器件。

※ “a”代表部分范圍分?jǐn)嗄芰θ蹟囿w，意指該熔斷體只能夠分?jǐn)嗥漕~定電流的某個倍數(shù)的高電流。部分范圍分?jǐn)嗄芰θ蹟囿w設(shè)計成只能用于短路保護，因此可用于與其它提供過流保護的器件的組合。它們也常用作其它有較低分?jǐn)嗄芰Φ拈_關(guān)器件(如接觸器或斷路器)的后備保護。

第二個及以后的大寫字母指示了特性，即標(biāo)明使用類別，定義了應(yīng)用范圍。

專題：gPV級熔斷器概念的提出

gPV既可以認(rèn)為是用于光伏直流系統(tǒng)的普適性熔斷器(general purpose fuse for photovoltaic applications)，也代表了其是全范圍分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嗥鳌?/p>

這一類的熔斷器的概念是隨著IEC 60269-6標(biāo)準(zhǔn)的提出而誕生的，在此之前歐洲地區(qū)曾采用gR作為直流側(cè)的保護用熔斷器，gPV級熔斷器的概念提出后，gR熔斷器在光伏直流側(cè)的位置被取代。美國UL2579標(biāo)準(zhǔn)(Fuses for Photovoltaic Systems)最初在2007年12月份提出。這些標(biāo)準(zhǔn)的提出是基于熔斷器的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)UL248之上，結(jié)合光伏系統(tǒng)的特點(在2011年就提出了光伏熔斷器電壓可以用于高達DC1500V的光伏系統(tǒng))，規(guī)定了更多符合光伏線路保護特點的試驗要求。

總結(jié)下來，光伏系統(tǒng)保護用熔斷體(gPV級熔斷器)用于直流電路應(yīng)滿足如下要求：

(1)額定分?jǐn)嗄芰χ辽贋?0kA。

(2)約定不熔斷電流Inf為1.13In，約定熔斷電流If為1.45In(UL標(biāo)準(zhǔn)If為1.35In)。

(3)額定電流驗證以3000個電流循環(huán)進行。

(4)增加可接受的熱感應(yīng)漂移水平驗證和在50℃條件下的功能驗證，且熔斷體的約定電流和分?jǐn)嗄芰υ囼炘诳山邮艿臒岣袘?yīng)漂移水平驗證后進行。

其中電流循環(huán)測試就是針對光伏現(xiàn)場的實際工程環(huán)境下不斷變化的溫度和電流負(fù)荷，保障了gPV級熔斷器長期穩(wěn)定地運行。而且標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的只是最低的要求，從實際使用上來看，歐美地區(qū)的熔斷器在現(xiàn)場表現(xiàn)非常穩(wěn)定與可靠。

另外，gPV級熔斷器在預(yù)報整個光伏直流系統(tǒng)的接地故障中貢獻非常大，2013年美國的圣地亞國家實驗室就選取了共8家熔斷器制造商的gPV熔斷器，如：Cooper-Bussman PV-10A10F、Mersen HPM6M 600V、LittelFuse KLKD、Socomec 1000V 10*38gR、ABB E9F gPV10*38mm、Hill Technical 10*38mm、SIBA URZ-DMI 10*38mm和Df Electric 600VDC 10*38mm作為研究對象，深入地研究了接地故障報警(GFPD)的敏感度問題。

那么gPV級熔斷器在時間電流曲線上和別的熔斷器有什么區(qū)別呢?圖3表明了gPV級熔斷器相應(yīng)速度非常快，在進入1.45In(UL標(biāo)準(zhǔn)If為1.35In)的熔斷電流范圍內(nèi)就開始熔斷，保證在直流環(huán)境下，系統(tǒng)短路故障電流較低的情況下也能夠迅速有效地分?jǐn)喽搪冯娏鳌?/p>