摘 要：针对光伏熔丝的失效机理、应用场景、保护原理与实践等方面，通过理论分析与现场考察相结合，分析直流熔丝应用于光伏电站的失效率、安全可靠性风险等，供广大从业者参考借鉴。

0 引言

笔者作为光伏从业人员，在走访电站期间，经常会看到运维人员奔波在子阵间去更换熔丝，也经常会看到烧毁的熔丝盒及接线端子。那么光伏中为什么要使用熔丝?在使用中存在哪些问题?有没有更好的解决方法?带着这些疑问，笔者经过大量的信息搜集，现场调研，掌握了光伏熔丝的一手资料，供业界同行参考。


1 熔丝概述

熔丝，也称为保险丝、熔断器，它是一种串联在电路中，保障电路安全运行的元件，广泛用于配电系统和控制系统，主要进行过电流保护。熔丝的结构如图2所示，其工作原理都是利用金属的热熔特性。

1.1 熔丝的发展历史

熔丝的使用历史超过了100多年，最早的记载出现在1864年，当时熔丝被用来保护海底电缆。光伏熔丝是随着光伏产业的发展而出现，其国标GB/T13539.6《低压熔断器 第6部分：太阳能光伏系统保护用熔断体的补充要求》在2013年发布，是一个相对比较新鲜的事物。其标准及产品设计还处于不断优化的过程中，并不成熟，实际应用中质量难免出现问题。

光伏熔丝的设计难点在于体积小(10 mm×38 mm)，直流高压灭弧难。前两年，国内很多企业都认为在这么小的体积上做到1000 Vdc是不可能完成的事情，这也从侧面反映了光伏熔丝的设计和制造难度。

1.2 熔丝在光伏中的应用

在光伏电站用，不采用断路器，采用熔丝，最主要的原因是降低成本。直流断路器昂贵，价格是熔丝的5倍。因此集中式电站、部分组串式解决方案和目前刚推出的集散式方案，都不约而同地采用了大量熔丝。

以典型的集中式电站为例，在当前的集中式电站中，并联的组串数量高达100串，当有一串发生短路故障，所有组串的电流均会反灌故障组串，反灌电流可能超过800 A，远远超出了线缆和组件的安全要求，易引发火灾事故，所以必须使用熔丝来切断故障电流，保护线缆和组件。