3060目标下，电站的安全备受关注。今年以来，各逆变器厂家陆续发布了带直流保护开关的逆变器，业内不同专家对直流侧开关的保护能力、标准符合性等方面进行了讨论，意见不一，多家媒体进行相关报道：光伏直流侧安全日益重要，隔离开关能否实现安全保护？
争论点主要聚焦在“单路MPPT的接入组串数量超过2串”的系统设计下，不增加熔丝或者断路器等保护器件，仅通过隔离开关是否能够实现安全？如今，市场上已有该类产品在实际电站中应用，实际保护能力怎么样呢，笔者在现场开展了反接、反灌测试，以实地验证系统安全性能。
一、组串反接测试验证
逆变器在实际施工安装、运维过程中经常出现反接、错接、短路等情况，极易造成安全风险，因此设备的系统保护能力极为关键。
选取的设备每路MPPT连接5串光伏组件，现场单串电流近20A，选取设备的一路组串开展了正负极反接测试，反接后，该反接组串与其他4路组串形成回路，其他4路组串电流均向该串倒灌，形成了70A的反灌电流。
组串反接试验线路图
第1次测试触发后，隔离开关发生保护动作，但是在240ms后跳脱，与厂家宣传的15ms的关断能力存在差距。
第2次测试触发后，隔离开关未能跳脱，保护失效，反灌电流一直存在，导致对应组串内的组件温度急剧上升，其中一块组件的二极管温度超过150℃当场炸裂，此类故障起火风险极大。
二、组串反灌测试验证
目前多数电站所处环境比较复杂，由于电站光伏组件铺设面积大，经常出现光照不均、遮挡、组件老化等多种因素，各组件接受光照或发电不一致易导致组串形成电压差，易引发电流反灌，若不能有效保护，将造成系统安全风险。
因此选取逆变器的其中1路组串开展了反灌测试，让其中1串组件与同路MPPT中的其余4路组串保持一定电压差，电压差导致其余4串均有电流反灌进故障组串，反灌电流达到30A。在上述工况下开展了三轮测试。
组串反灌试验线路图
前2次测试触发后，隔离开关发生保护动作，但是在250ms后跳脱，与主流厂家逆变器可以达到15ms的关断能力存在较大差距。
第3次测试故障发生后，隔离开关未能跳脱，保护失效，对应组件与线路温度急升，其中组件一分钟内飙升了49℃（升温至76.8℃）。如不及时断开，持续升温易造成后期组件热斑、损坏、起火等现象，对系统安全及发电量影响极大。
上述实验证明：在组串反接和组串电流反灌两种现场常见的工况下，隔离开关保护失效比例达到30%以上。其中组串反接工况下，隔离开关分断失效，使组件二极管炸裂乃至起火；电流反灌工况下，隔离开关失效导致组件温度急剧上升。
在“1路MPPT接入组串数量超过2串”的系统设计下，隔离开关可作为冗余设计提升系统安全性，但不能作为系统必备的保护器件，如隔离开关替代熔丝或者断路器等保护器件，安全风险极大。
当1路MPPT接入2串组件时，发生组串短路或者反接时，系统中最大的短路电流或倒灌电流均只有1倍组件短路电流，增加隔离开关作为冗余保护，可进一步提升系统安全性，即时隔离开关出现保护失效也不会影响系统安全。
综上所述，隔离开关可作为冗余设计提升系统安全性，但不能作为系统必备的保护器件，更无法取代标准中规定的熔断器和断路器。在1路MPPT接入组串数量超过2路的系统中，必须提供符合标准的gPV型熔断器、断路器这类过流保护装置，不可仅使用隔离开关进行保护，安全问题，不容忽视。
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