CN103474969A - 一种光伏组件的接地故障检测保护电路 - Google Patents

一种光伏组件的接地故障检测保护电路 Download PDF

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杨文杰
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JIANGSU ZOF NEW ENERGY CO Ltd
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Abstract

本发明提供了一种光伏组件的接地故障检测保护电路，包括：一连接端子、接地端子以及串联在连接端子和接地端子之间的开关器件和过流保护装置，连接端子与光伏组件的正极或负极相连，接地端子接地。本发明的电路能够进行接地故障检测和保护。

Description

一种光伏组件的接地故障检测保护电路
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种光伏组件的接地故障检测保护电路。 
背景技术
光伏组件固有的电势诱导衰减（Potential Induced Degradation，PID）特性以及TCO（Transparent Conducting Oxides，透明导电氧化层）腐蚀现象将导致光伏发电效率下降，有的衰减甚至会超过50%。为了抑制PID及TCO腐蚀效应,可以采用光伏组件接地的方法，但若出现非接地端的接地故障则容易因短路导致严重的火灾事故。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏组件的接地故障检测保护电路，能够进行接地故障检测和保护，同时还可以抑制PID效应和TCO腐蚀。 
本发明的实施例提供了一种光伏组件的接地故障检测保护电路，包括：一连接端子、接地端子以及串联在连接端子和接地端子之间的开关器件和过流保护装置，连接端子与光伏组件的正极或负极相连，接地端子接地。 
优选的，接地端子和连接端子之间还串联有滤波器。 
优选的，开关器件具有一控制端，用于控制开关器件的断开和闭合。 
优选的，过流保护装置具有故障信号输出电路，用于在过流保护装置切断光伏组件的接地故障检测保护电路的通路时，输出故障信号。 
优选的，过流保护装置包括熔断器或断路器。 
优选的，开关器件为继电器或接触器。 
与现有技术相比，本发明的有益效果是： 
本发明的电路具有接地故障检测保护功能，且连接方法简单可靠。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的光伏组件的接地故障检测保护电路的应用场景示意图； 
图2为本发明实施例一中的接地故障检测保护电路的一种具体结构示意图；
图3为本发明实施例一中的接地故障检测保护电路的另一种具体结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的光伏组件的接地故障检测保护电路的应用场景示意图；
图5为本发明实施例二中的接地故障检测保护电路的一种具体结构示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。 
实施例一 
图1示出了本发明实施例一提供的光伏组件的接地故障检测保护电路的应用场景示意图，图2示出了图1中的接地故障检测保护电路10的一种具体结构示意图。
请同时参见图1和图2，本实施例中的接地故障检测保护电路1连接在光伏组件（PV）8的负极（-）和接地端之间。该接地故障检测保护电路10包括一接地端子7和连接端子1，在连接端子1和接地端子7之间串联有开关器件2和过流保护装置3，开关器件2和过流保护装置3的连接顺序可以随意设置，只要满足开关器件2和过流保护装置3串联即可，图2中特别地以开关器件2串联在连接端子1和过流保护装置3之间、过流保护装置3串联在开关器件2和接地端子7之间的具体结构为例进行说明。 
在实际中，上述开关器件2可以有很多种，例如继电器、接触器等不同类型的开关器件。开关器件2可以另外具有一控制端5，用于控制开关器件2的接通或者断开。 
当光伏组件8的正极（+）与大地发生短路，利用图1中的电路，短路电流将流经光伏组件8的正极（+）、大地、接地故障检测保护电路10，再到光伏组件8的负极（-），形成环路。短路电流会使如图2中的接地故障检测保护电路10的过流保护装置3切断该接地故障检测保护10的通路，进而切断短路电流的路径，从而达到接地故障保护的目的。另外，过流保护装置3还可以具有故障信号输出电路6，用于在过流保护装置3切断接地故障检测保护电路10的通路时，输出故障信号，进而实现接地故障的检测。 
在本实施例中，过流保护装置3可以为熔断器（例如保险丝）或断路器，过流保护装置3的故障信号输出电路6可以为断路检测电路或辅助触点电路。促使过流保护装置3切断通路的最小电流值可以根据安全规定进行选择。 
此外，采用图1中电路形式，光伏组件8的负极（-）与大地的电压差变为0，这样就消除了光伏组件8的负极（-）与大地之间由于负压而产生的PID效应，也可以避免某些太阳能电池的TCO腐蚀现象。 
在某些应用场景中，需要对电流波形进行高频滤波，图3示出了接地故障检测保护与PID抑制电路的另一种具体实施例的示意图，如图3所示，该接地故障检测保护电路20与图2中的接地故障检测保护电路10的区别仅在于：在连接端子1和接地端子7之间还串联滤波器4。通过该滤波器4可以将流过接地故障检测保护电路20的电流波形进行高频滤波。 
实施例二 
图4示出了本发明实施例二提供的光伏组件的接地故障检测保护电路的应用场景示意图，与图1中示出的电路不同在于，图4中的接地故障检测保护电路10连接在光伏组件8的正极（+）和接地端之间。图5示出了该接地故障检测保护电路的一种具体结构示意图，如图5所示，该接地故障检测保护电路10包括一接地端子7和连接端子1，在连接端子1和接地端子7之间串联有开关器件2和过流保护装置3，开关器件2和过流保护装置3的连接顺序可以随意设置，只要满足开关器件2和过流保护装置3串联即可，图5中特别地以开关器件2串联在连接端子1和过流保护装置3之间、过流保护装置3串联在开关器件2和接地端子7之间的具体结构为例进行说明。
当光伏组件8的负极（-）与大地发生短路，利用图4中的电路，短路电流将流经光伏组件8的正极（+）、接地故障检测保护电路10、大地，再到光伏组件8的负极（-），形成环路。短路电流会使如图5中的接地故障检测保护电路10的过流保护装置3切断该接地故障检测保护电路10的通路，进而切断短路电流的路径，从而达到接地故障保护的目的。另外，过流保护装置3还可以具有故障信号输出电路6，用于在过流保护装置3切断接地故障检测保护电路10的通路时，输出故障信号，进而实现接地故障的检测。 
此外，采用图4中电路形式，光伏组件8的正极（+）与大地的电压差变为0，这样就消除了某些像背接触式光伏组件的正极（+）与大地之间由于正压而产生的PID极化效应。 
在某些应用场景中，需要对电流进行高频滤波，此时可以在连接端子1和接地端子7之间再串联滤波器，以便对流过接地故障检测保护电路的电流波形进行高频滤波。 
需要说明的是，上述连接端子与光伏组件的正极（+）还是负极（-）相接，可以根据供应商推荐的光伏组件适于正极（+）接地还是负极（-）接地进行。 
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。 

Claims (6)

1.一种光伏组件的接地故障检测保护电路，其特征在于，包括：一连接端子、接地端子以及串联在所述连接端子和所述接地端子之间的开关器件和过流保护装置，所述连接端子与所述光伏组件的正极或负极相连，所述接地端子接地。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述接地端子和连接端子之间还串联有滤波器。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关器件具有一控制端，用于控制所述开关器件的断开和闭合。
4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述过流保护装置具有故障信号输出电路，用于在所述过流保护装置切断所述光伏组件的接地故障检测保护电路的通路时，输出故障信号。
5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述过流保护装置包括熔断器或断路器。
6.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关器件为继电器或接触器。
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