3060目標下，電站的安全備受關注。今年以來，各逆變器廠家陸續釋出了帶直流保護開關的逆變器，業內不同專家對直流側開關的保護能力、標準符合性等方面進行了討論，意見不一，多家媒體進行相關報道：光伏直流側安全日益重要，隔離開關能否實現安全保護？
爭論點主要聚焦在“
單路MPPT的接入組串數量超過2串
”的系統設計下，不增加熔絲或者斷路器等保護器件，僅透過隔離開關是否能夠實現安全？如今，市場上已有該類產品在實際電站中應用，實際保護能力怎麼樣呢，筆者在現場開展了反接、反灌測試，以實地驗證系統安全效能。
一、組串反接測試驗證
逆變器在實際施工安裝、運維過程中經常出現反接、錯接、短路等情況，極易造成安全風險，因此裝置的系統保護能力極為關鍵。
選取的裝置每路MPPT連線5串光伏元件，現場單串電流近20A，選取裝置的一路組串開展了正負極反接測試，反接後，該反接組串與其他4路組串形成迴路，其他4路組串電流均向該串倒灌，形成了70A的反灌電流。
組串反接試驗線路圖
第1次測試觸發後，隔離開關發生保護動作，但是在240ms後跳脫，與廠家宣傳的15ms的關斷能力存在差距。
第2次測試觸發後，隔離開關未能跳脫，保護失效，反灌電流一直存在，導致對應組串內的元件溫度急劇上升，其中一塊元件的二極體溫度超過150℃當場炸裂，此類故障起火風險極大。
二、組串反灌測試驗證
目前多數電站所處環境比較複雜，由於電站光伏元件鋪設面積大，經常出現光照不均、遮擋、元件老化等多種因素，各元件接受光照或發電不一致易導致組串形成電壓差，易引發電流反灌，若不能有效保護，將造成系統安全風險。
因此選取逆變器的其中1路組串開展了反灌測試，讓其中1串元件與同路MPPT中的其餘4路組串保持一定電壓差，電壓差導致其餘4串均有電流反灌進故障組串，反灌電流達到30A。在上述工況下開展了三輪測試。
組串反灌試驗線路圖
前2次測試觸發後，隔離開關發生保護動作，但是在250ms後跳脫，與主流廠家逆變器可以達到15ms的關斷能力存在較大差距。
第3次測試故障發生後，隔離開關未能跳脫，保護失效，對應元件與線路溫度急升，其中元件一分鐘內飆升了49℃（升溫至76。8℃）。如不及時斷開，持續升溫易造成後期元件熱斑、損壞、起火等現象，對系統安全及發電量影響極大。
上述實驗證明：在組串反接和組串電流反灌兩種現場常見的工況下，隔離開關保護失效比例達到30%以上。其中組串反接工況下，隔離開關分斷失效，使元件二極體炸裂乃至起火；電流反灌工況下，隔離開關失效導致元件溫度急劇上升。
在“1路MPPT接入組串數量超過2串”的系統設計下，隔離開關可作為冗餘設計提升系統安全性，但不能作為系統必備的保護器件，如隔離開關替代熔絲或者斷路器等保護器件，安全風險極大。
當1路MPPT接入2串元件時，發生組串短路或者反接時，系統中最大的短路電流或倒灌電流均只有1倍元件短路電流，增加隔離開關作為冗餘保護，可進一步提升系統安全性，即時隔離開關出現保護失效也不會影響系統安全。
綜上所述，隔離開關可作為冗餘設計提升系統安全性，但不能作為系統必備的保護器件，更無法取代標準中規定的熔斷器和斷路器。在1路MPPT接入組串數量超過2路的系統中，必須提供符合標準的gPV型熔斷器、斷路器這類過流保護裝置，不可僅使用隔離開關進行保護，安全問題，不容忽視。