光伏电站逆变器绝缘阻抗低处理方法

光伏电站逆变器绝缘阻抗低处理方法

荣家栋 张 祥

中国电建集团贵州工程有限公司  550000

【摘 要】光伏逆变器是将光伏板发出的直流电转换成交流电的电气设备，是光伏电站的核心电气设备之一，其安全性与可靠性关系到整个光伏电站的发电量。本文通过对引起逆变器绝缘阻抗低的原因进行分析，然后找到行之有效的处理方法，使逆变器恢复正常运行，以减少电站发电量损失。

【关键词】逆变器 绝缘阻抗低 处理方法

1引言

光伏逆变器绝缘阻抗低，是光伏系统经常发生的一种故障，一般情况下，当逆变器检测到绝缘阻抗低时会给出告警信号，但是并不会停机。长时间在告警状态下运行会影响逆变器安全，甚至由小问题演变成大事故，最终导致逆变器停机，电站发电量受损。因此，需要技术人员快速、精确地诊断、处理故障，使设备恢复正常运行。

2逆变器绝缘阻抗低故障告警原理

光伏绝缘阻抗检测，是逆变器一项强制性标准和要求，当逆变器检测到光伏阵列绝缘阻抗小于规定值，逆变器必须显示“绝缘阻抗低”告警，以通知运维人员检修。逆变器检测绝缘阻抗的原理是：逆变器通过检测PV+对地电压、泄漏电流和PV-对地电压、泄漏电流，分别计算出PV+和PV–对地的阻抗，若任意一侧阻抗低于阈值（例如，阳光电源集中式逆变器阈值设定为 33kΩ或 37kΩ）逆变器就会显示“绝缘阻抗低”告警。

3引起绝缘阻抗低的原因

3.1光伏组件问题

可能由光伏电站投运前未更换之前安装过程中玻璃破损及背板划伤的组件、投运后飞沙走石导致玻璃破损及背板划伤、组件边框接地异常、组件本身存在质量问题等造成。

太阳能电池板对地有一个泄露电容，这个泄露电容直接决定了对地漏电流的大小，逆变器据这个漏电流判断对地阻抗。如果边框接地良好，可以大大减小这种情况的发生。如果组件生产、安装质量不好，则出现绝缘阻抗低这种情况在所难免。

3.2电缆问题

包括光伏专用电缆和直流电缆，可能由电缆本身质量差绝缘不合格、老鼠等小动物啃咬破坏绝缘层、安装时光伏专用电缆卡在组件边框和支架之间，受到挤压、敷设时光伏专用电缆和直流电缆刮伤、埋地时未按规范要求铺砂盖砖损坏绝缘层、部分支路电缆套管进水、后期运行维护不合理等造成。

3.3 MC4接头问题

可能由MC4接头本身质量问题、MC4接头施工质量不合格、MC4接头老化、MC4接头浸水等造成。

3.4 某一设备部件出现漏电

雨雪天气逆变器绝缘阻抗低故障频发，待晴天干燥又恢复正常，说明有设备部件出现漏电现象。

3.5 其他原因

逆变器本身绝缘层损坏或对地短路以及其他交流侧原因也会引起“绝缘阻抗低”。

4、绝缘阻抗低的危害

若绝缘阻抗过低，将可能导致直接接触保护和间接接触保护的失效。此外，由此引起的对地故障电流升高和短路等将可能引发电气火灾，损坏设备，造成光伏电站停电造成发电损失，严重时甚至威胁运维人员安全。

5、绝缘阻抗低处理方法步骤

对“绝缘阻抗低”的处理方法，一般有以下步骤：

5.1  外观检查

观察光伏板破损情况、光伏专用电缆接线盒、直流电缆、交流电缆、逆变器有无放电痕迹，重点观察墙角和没有穿管露天敷设的线缆有无破损情况。如果是光伏系统多台逆变器都出现“绝缘阻抗低”情况，可能由系统没有良好的接地或接地受到外力破坏引起。

对检查发现的破损光伏板和接线盒直接更换；电缆被老鼠咬坏或其他外力破坏的进行更换或者剪断用铜压管压接再用热缩管收缩绝缘处理；接地异常的增加接地极或其他方式处理至接地阻值合格；逆变器本身故障问题联系厂家处理。

5.2依靠逆变器本身逐串排查

（1）若光伏电站采用组串式逆变器，则在全部断开逆变器直流支路开关后，用万用表依次测量光伏专用电缆正极对地电压和负极对地电压，正常情况下正负极对地电压的绝对值应该平衡，且大约为组串开路电压的一半。若检测到某一组串光伏专用电缆正负极对地电压绝对值偏差大于300V，则基本上可以判定该支路的直流侧对地绝缘阻抗低。找到问题支路后，将其断开，其他正常支路合上，观察逆变器运行状态。若逆变器运行正常，进一步佐证问题支路绝缘阻抗低。若逆变器依旧“绝缘阻值低”告警，则重复上述步骤找出其他问题支路。

（2）若光伏电站采用集中式逆变器。同理，先全部断开逆变器直流支路断路器，然后分别测量直流汇流箱正负极母排对地电压，若某一直流汇流箱正负极母排对地电压绝对值偏差大于300V，说明该直流汇流箱的光伏专用电缆进线或者直流电缆出线故障。先断开该汇流箱出线断路器，若电压偏差还存在，说明故障点在汇流箱进线侧（光伏专用电缆），按照检查组串式逆变器的方法检查直流汇流箱，找到故障支路后将其断开，然后合上其他断路器，观察逆变器运行状态。若电压偏差不存在，说明故障点在汇流箱出线侧直流电缆。合上汇流箱出线侧断路器，用万用表依次测量直流电缆正极对地电压和负极对地电压，用上述方法找到问题支路。

5.3使用摇表或其他专业设备检查

经过5.2初步确定了故障的光伏专用电缆和直流电缆以后，用摇表（1000V 即可）复查正对地、负对地以及正负极之间绝缘电阻，故障光伏专用电缆或直流电缆绝缘阻抗偏低，只需要观察摇表度数即可。摇绝缘时直流电缆两端的断路器一定要断开，不能使其连接设备；组串电缆也要断开汇流箱端和组串端的 MC4 插头。一般复查基本上可以进一步确认故障点，但特殊情况下组串电缆绝缘正常则本组串光伏组件可能有问题。找到问题组件后更换即可。

对于采用集中式逆变器的光伏电站，可能存在进汇流箱的光伏专用电缆或者出汇流箱的直流电缆同时故障，这种情况下，需要综合判断，同时更换光伏专用电缆和直流电缆。

更换直流电缆和光伏专用电缆之后，送电之前再次对已更换的电缆摇绝缘，确保万无一失。

5.4 交流侧问题处理

集中式逆变器到箱变之间的交流电缆故障亦会引起逆变器告警显示“绝缘阻抗低”。

某西北地区大型地面集中式光伏电站接入箱变（三绕组，两个低压绕组一个高压绕组）的两台集中式逆变器一直告警显示“绝缘阻抗低”。两台逆变器同时运行时，就会告警显示“绝缘阻抗低”，断开其中一台让另一台单独运行时，警报就会消失，逆变器正常运行。

用上述方法检测直流侧，包括组件、组件接地、光伏专用电缆、MC4插头、直流电缆、汇流箱等皆正常。后在检查逆变器到箱变之间的低压交流电缆时，最终发现了问题。正常情况下一台逆变器交流侧A、B、C三相接入箱变低压侧绕组1对应的A、B、C三相，另一台逆变器交流侧A、B、C三相接入箱变低压侧绕组21对应的A、B、C三相。现场使用逆变器A、B、C三相每一相都是三根YJV22-0.6/1-1*185并联接入箱变低压侧对应相绕组。由于工人接线操作失误，将一台逆变器A相的一根YJV22-0.6/1-1*185和另一台逆变器A相的两根YJV22-0.6/1-1*185并联接入箱变低压侧绕组1的A相；然后这台逆变器的A相的另外两根YJV22-0.6/1-1*185和另一台逆变器A相的另一根YJV22-0.6/1-1*185并联接入箱变低压侧绕组2的A相。相当于把两台逆变器的交流侧A相、箱变低压侧绕组A相三者并联到一起了。最后，将两台逆变器的YJV22-0.6/1-1*185电缆重新按对相接入箱变低压侧绕组后运行逆变器，“绝缘阻抗低”故障消失。

6结束语

本文对光伏电站常见的“绝缘阻抗低”故障的形成原理、原因进行分析，并找到行之有效的处理方法步骤，使光伏电站“绝缘阻抗低”故障消失，对项目的施工建设以及后期的运维具有较高的指导参考价值。

参考文献：

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[5]吴兆吉,汪海宁,孙琳琳,耿爱玲.改进的光伏阵列直流绝缘检测方法[J].太阳能,2016(10):56-61.

作者简介

荣家栋 大学本科学历 工程师职称 中国电建集团贵州工程有限公司 技术主管

张 祥 大学本科学历 工程师职称 中国电建集团贵州工程有限公司 技术主管