【解决方案】更安全、更准确！光伏发电(PV)系统的绝缘电阻测量

前言

即使轻微的绝缘故障也可能会导致功率损耗、设备过热，甚至引发火灾。为了确保工业生产过程中所使用的电气装置、部件和设备不会随着时间推移而失去绝缘性能，并防止触电和短路情况的发生，精准的绝缘测量不可或缺。光伏发电(PV)系统亦是如此，它们需要在完成安装后定期地进行绝缘测量。

IEC62446-1标准描述的2种PV系统绝缘电阻的测量方法

将光伏组串的正负极短接，然后测量短接点与接地之间的绝缘电阻。

在不进行短接的情况下，分别测量正极与接地之间以及负极与接地之间的绝缘电阻。

■短路的测量方法

由于太阳能电池属于光电二极管，是恒流源，所以其正负极是可以短接的。一旦电极短接，使用绝缘电阻表可准确测量绝缘电阻。但另一方面，短路可能会引发电弧、触电或灼伤等风险。

为防止这种情况发生，可以通过大容量的继电器对端子进行短路操作；如果是在光伏组件不发电的夜间进行测量，也可以使用小容量的继电器。当然，还有其他一些风险需要考虑，比如夜间测量时能见度不佳的问题。

■非短路的测量方法

由于这种方法不会使太阳能电池的正负极短路，因此也无需使用继电器，测量起来会简便很多。然而，在使用常规绝缘测试仪时，可能会存在测量值不准确的情况。这是因为所测量的对象包含带有电势的光伏组件，而常规绝缘测试仪通常是用于测量无电势的对象。根据电路的状态，发电中的光伏组件可能会对测量产生影响，从而得出与实际值不相符的结果。

误差产生的原因？

图1展示了一个在光伏组件负极发生接地故障时，测量正极与接地之间绝缘电阻的示例。为测量正极与接地之间的绝缘电阻，需将绝缘测试仪的测量端连接到正极和大地。在这种情况下，负极存在接地故障，这意味着光伏组件产生的电流会形成一个闭合回路，该回路会经由接地故障电阻和绝缘测试仪流动，从而导致测量出现误差。常规的绝缘测试仪输出的是负测试电压，在此情形下，测得的电流与光伏组件产生的电流方向相同。

因此，测试仪通过叠加光伏组件产生的电流检测到了更高的电阻，进而所显示的绝缘电阻值会低于实际的绝缘电阻值。

图2展示了一个正极存在接地故障时，进行负极与接地间测量的示例。在这种情况下，测得的电流与光伏组件产生的电流方向变为相反。结果就是，检测到更低的电流，所显示的绝缘电阻值会高于实际值，甚至可能会显示为 “无穷大”。

当绝缘测试仪连接后形成闭合回路，且产生的电流能够通过该回路流动时，就会出现上述这些现象。图3展示了绝缘测试仪准确测量“无误差”的一种情况示例。在这两个示例中，不存在给光伏组件供电的闭合回路，因此即便存在接地故障，光伏组件产生的电流也不会流向测试仪，不会对测量产生影响。当然，如果没有接地故障，准确测量也是能够实现的。

更安全、更准确的测量

为了更安全地测量光伏组件的绝缘电阻，建议采用非短路的方法进行测量。此外，选择正确的绝缘电阻表也很重要，首先其本身的测量精度要高，其次，即使在光伏组件电流流经闭合回路时也能保持测量的精确度。

除了具备常规的绝缘电阻测量模式外，HIOKI日置绝缘电阻表IR4053-10 还专门设有用于测量光伏绝缘电阻的模式。它旨在消除光伏组件所产生电流带来的影响，因此，即便太阳能组串中存在接地故障，也能够测量到准确数值。除此之外，IR4053-10 还具备多项实用功能，有助于对PV系统进行全面的检测。

具备PV专属测量模式，测量时间仅需4秒。

配备开路电压测量功能以及极性判定功能，这两项功能对于PV系统安装过程中的极性测试起到至关重要的作用。

借助比较器功能，设置标准值后，标准值以上判定为PASS(合格)，标准值以下判定为FAIL(不合格)。FAIL(不合格)判定时，会以“哔?”的连续音和显示画面亮红灯来进行通知。因此，合格与否的结果一目了然。

需要注意的是，在IEC62446-1标准中，首先测量的是负极与接地之间的情况。然而，使用 IR4053-10进行绝缘测量时，由于其输出的是负测试电压，所以首先测量的是正极与接地之间的情况。

结语

确保PV系统的安全性固然重要，但确保测量人员的安全也同样关键。因此，我们应该选用配备PV专属测量模式的绝缘测试仪，而日置绝缘电阻表IR4053-10正是可以满足以上需求的仪器。想要了解更多关于IR4053-10绝缘电阻表的资讯，请联系日图科技！