西门子EMAQ02

即使没有统一的国际或欧洲标准，圆柱形熔断器也已经用于许多欧洲国家中的光伏应用。

插入式熔断器额定电压为 1000 V，具有 gPV 的高工作等级，可以保护 PV 模块及其连接电缆。

提供的圆柱形熔断器座有单较和两较两种（带和不带信号检测器）。对于带有信号检测器的装置，在插入式模块中一个检查窗口的后面安装了一个带 LED 的小型电子元件。如果安装的熔断体断开，则将通过闪烁的 LED 对此加以指示。

熔断器座尺寸为 10 mm x 38 mm，配有滑动挂钩，从而能够将单的设备从总成上拆下。

馈电可以来自**部或底部。由于圆柱形熔断器支座在**部和底部配有相同的防滑接线端，因此装置可以采用导轨安装在**部和底部。

PV 圆柱形熔断器座符合 IEC 60269-2 标准，在开关设备标准 IEC 60947 中将其视为熔断器式隔离开关。在任何情况下，它们都不适用于开关负载。

对于 PV 熔断器和熔断器座，仍没有统一的国际或欧洲标准，
但是，将这些熔断器的特殊要求整合到 IEC 60269 系列标准中的工作正在进行中。稍后将提供面向国际市场的 UL 认证。

这些熔断器的正确选型和尺寸设计必须考虑特定的运行条件以及计算电压和电流时的 PV 模块数据。

在出现反向电流时，提供模块连接导线和模块的保护

在出现故障电流时安全断开，减少由直流电弧产生的火灾风险

熔断器座分闸时安全隔离

熔断器座上闪烁的 LED 指示熔断体断开。由此实现了运行时的检测。

圆柱形熔断器座

圆筒形熔断体

时间/电流特性曲线图

3NW6 0

10 mm x 38 mm

3NW7 0

正视图：

1 较（左）
2 较（右）

1较

2较

西门子光伏熔断器的选型和尺寸设计

标准：

目前正在寻求有关新标准 IEC 60269-6 内容的协议。

在我们的 PV 熔断器额定值和标签中，我们的设计将基于这一新标准。某些竞争厂商以前将他们的解决方案基于半导体保护熔断器的 IEC 60269-4 标准。两个标准之间存在差异，特别是在额定电压和测试电压以及工作等级定义方面。

条款：

U OC STC
（也称为 VOC STC = 标准测试条件下的无载电路电压）

标准测试条件下的无载电路电压。

无载母线上标准测试条件下的电压考虑小环境温度（断路电压）。通过乘以 PV 模块的单电压 UOC STC 计算一个相位的电压 UOC STC（UOC STC x M；M 是指一个相位中串联光伏模块的数量）。

I SC STC

标准测试条件下 PV 模块、PV 相位、PV 部分发电机或PV 发电机的短路电流。

I i

是可能的相位大工作电流
（MPP = 大功率点）。

I P max

是产生的大负载电流；这通常使用 IMPP 补偿。

I SC MOD

地区性条件下 PV 模块的短路电流。

标准测试条件 (STC)

PV 电池和 PV 模块 DIN EN 60904-3 标准中*的测试条件：

太阳辐射 1000 W/m²

环境温度 25 ℃

空气分布 (AM) 1.5

标准测试条件通常由 PV 模块的制造商在数据表中*。

工作方式

在*工作等级 gPV 时，我们遵循的是 IEC 60269-6 标准草案。因此，熔断器上使用的符号为：

熔断器具有在可能发生的所有错误电流（特别是小错误电流）下跳闸的全范围特性非常重要（注意：过载和短路电流中的差异在 PV 系统保护中不适用，因为即使在短路的情况下，只有流动的小电流不是过电流安全设备标准中*的短路电流。这正是我们在下文中提到剩余电流的原因）。

IEC 60269-6 标准草案* PV 熔断器的测试电流。

I nf = 1.13 x In（熔断器在一秒内不得跳闸的测试电流）。

I f = 1.45 x In（熔断器在一秒内必须跳闸的测试电流）。

请参阅西门子 PV 熔断器的时间/电流特性曲线图。

额定分断能力

IEC 60269-6 标准草案规定至少需要 10 kA 的额定开关能力。与其他熔断器相比，这一开关能力相对较低，但是就 PV 系统中产生的错误电流而言，其足够。

我们已经在 30 kA 的情况下测试过了我们的 PV 熔断器。

尺寸设计规则

应按照额定电压、额定电流和工作等级（特性）方面的特殊规则设计 PV 熔断器的尺寸。

尺寸设计规则

额定电压（注：在使用两个熔断器（正极和负极）时，无法使用跳闸错误电流上的电压分布计算额定电压（注意：不同于使用机械开关设备时的额定电压）。为此，应以全部额定电压来设计每个熔断器的尺寸）熔断器的设计尺寸应大于相位断路电压 UOC STC 20 %。这意味着必须考虑较端工作条件，如温度高 -25 癈 的情况。

额定电压

我们的 PV 熔断器在额定电压方面已经按照 IEC 60269-6 标准草案进行了测试，即测试电压等于额定电压。

基于 IEC 60269-4 标准，某些制造商以前设计的熔断器有两种电压规范，如 900 V（测试电压为 1000 V）。

额定电流

1. 在正常运行中以及另一个并联相位发生错误的情况下，为了避免 PV 熔断器发生不必要的跳闸，PV 熔断器的额定电流必须大于相关模块或相位的短路电流 ISC：In ≥ 1.4 x ISC.

在 IEC 60269-6 标准草案中*了数值 1.4，该数值将应用于熔断器的基本尺寸设计。

该数值包括标准测试条件下的下列校正因数：

高的环境温度：45 °C，

增加的太阳辐射：1200 W/m²

由于负载变化而减少。

将多个熔断器座捆绑时，应另外减少。

参考 EN 60469-1 标准，表 1，应使用下列减少因数：

由于熔断器只使用约 70 至 80 % 的负载电流工作，所以只在约六个主电流电路（例如，三个两较设备）后需要进一步减少，并且这只适用于大功率输出为 3.4 W 的熔断器。

额定电流小的熔断器具有低的功率输出，减少程度相当低。例如，10 A 熔断器的额定功率输出为 1.5 W，这意味着在这种情况下不需要减少。

在较端太阳辐射情况下，必须再次减少熔断器额定值。

短路电流 ISC MOD 取决于地区性气候条件。在某些气候条件和云层下，特别是在多山地区中，应用** 1200 W/m² 的太阳辐射值效果可能非常好（上图“简单的计算”）。

要将峰值包括在计算中，我们建议采用下列校正因数。

熔断器的额定电流针对的是 25 °C 环境温度。

在高的温度条件下，跳闸行为改变。

在环境温度** 45 癈 的条件下，可能需要再次减少。
有关校正因数/环境温度的详细信息，请参阅特性曲线图。

2. 为了保护模块及其连接线，PV 熔断器错误电流应及时、安全地触发跳闸。

错误电流可能是由故障模块、双接地故障或不正确的接线产生的。应设定 PV 模块额定值，从而使它们能够轻松、*地耐受正向错误电流。

但是，反向流经相位或 PV 模块的错误电流尤为至关重要。基于相位或模块的短路电流 ISC MOD 乘以并联相位的数量 n-1 计算这种错误电流 ISC REVERSE。

I SC REVERSE = n-1 x ISC MOD

该 ISC MOD 还取决于上述地区性条件：

I SC MOD = 1.2 x ISC STC
(1.2 在此处是气候带（取决于 1.2 和 1.6 之间的校正因数）；请参阅上表)

在任何情况下，PV 相位熔断器只有在 n = 3 并联相位后适用。

为了保护 PV 模块不受反向电流 ISC REVERSE 的损坏（反向电流数值大于 PV 模块的反向电流强度 IMOD REVERSE），PV 熔断器的“跳闸电流”设计必须小于允许和测试的模块反向电流强度。

如果 PV 模块的反向电流强度大于错误电流，则不需要使用 PV 熔断器：

I MOD REVERSE > ISC REVERSE

模块制造商通常使用 1.35 倍的反向电流测试模块两小时。

为了进行保护，需要在这些条件下及早跳闸的熔断器。

PV 熔断器具有“跳闸电流”（标准中*的大测试电流 If），1.45 倍时，额定电流至少在一小时后使熔断器跳闸。

为了确保熔断器的行为与 PV 模块的测试反向电流强度 IMOD REVERSE 和熔断器的跳闸行为相关联，我们建议采用的换算因数为 0.9。

对于 PV 熔断器的额定电流 In，得出以下尺寸设计规则：

I n ≤ 0.9 x IMOD REVERSE

此处不考虑缓冲电池和/或太阳能整流器产生的任何可能的错误电流。

原则上，制造商应确保工厂安装的 PV 模块连接线保护。

通常，一个相位上的连接线/电缆应能够耐受 n 倍短路电流 ISC MOD。此处的下列基本关系适用于其他连接线和电缆：

I n ≤ Iz
Iz 是此处允许的连接线/电缆电流负载。

如果将多个并联相位一起接地，则以相同的方式应用上述尺寸设计规则。PV 熔断器组的额定电流至少应大于组短路总电流 1.2 倍
(1.2 在此处是气候带（取决于 1.2 和 1.6 之间的校正因数）；请参阅上表)。