电压电流传感器在光伏系统中的应用-之漏电流及电气安全解决方案

爆炸生活家 2025-08-13 阅读:7586

前言：

目前的漏电流检测，是检测电力传输电缆的漏电流，即：把两根电力传输电缆同时穿入磁环内。如果无漏电流发生，则漏电传感器输出为零。

但这种方法无法检测发电源-太阳能板的金属部分的漏电。本文提出一种解决该问题的思路，是可以解决太阳能金属漏电现象

如前所述，GFDI的目标不是为了保护人身安全，仅仅是为了保证设备运行的安全、耐用、可靠。这里就有一个安全的问题，如何去保护人的生命安全。或者说，在保证人身安全的前提下去兼顾保证设备的安全。

目前通常的做法为检测漏电流：当有人体误接触到电力传输线缆的金属部分而导致的意外的触电后，电流会经过人体流到大地，此电流是一个漏电流。此漏电流被传感器检测到之后，程序自动控制去立即断开设备/或者报警输出；但这有遗漏之处，即：无法检测到因太阳能板的金属外框漏电所导致的安全事故；

无论是组串式还是集中式，均是多块太阳能板串、并联在一起，最终组合成一个高压1500V/2000V的系统。每个最小单元太阳能板的金属外壳，是通过金属固定夹具，固定在一起，如下图：

高压的PV电源就是这种最小单元的太阳能板，以类似肩并肩的方式固定安装。那么只要一处发生有漏电，整个外框就将全部带电。

前文章提到过，为了设备运行的可靠和耐用，只能是电力传输电缆的负极接地。所以，对金属外壳没有做到检测并保护。

我们现在提出一种新的方法，在上述的GFDI的基础上，再增加一个电压检测装置，实时的检测太阳能板的金属外壳对地的电压，这样就能同时满足GFDI/GFCI，其原理如下：[方框示意图]

在高压PV电源的金属外壳与地之间，接入一个检测用的电压传感器，实时的监测其电压，一旦PV绝缘层被破坏而导致的金属外壳带电会被检测到。程序控制只要高于36V的安全电压，输出声光告警，并把告警信息通过PSTN/WIFI等手段传输到远端后台，这样就组成了一套完整的应用系统。

1、器件可以考虑VN2A P00电压传感器，甚至是VN1V -1M-P01。VN2A的外观如下

2、VN2A P00的简介及应用电路图

VN2A P00的额定测量电压范围是10V-1500V，最大测量电压到1800V，器件的绝缘耐压值为4.2kv，能可靠的应用于1500V的PV电源。