2.3 熔丝并不能有效地保护组件

熔丝的工作原理是利用金属的热熔特性，那么15 A的熔丝要在大于15 A的电流下才能熔断，那么到底是多大的电流呢?笔者查阅相关标准，得到如下答案：15 A的熔丝，标准要求在16.95 A下(1.13倍)，1 h不能熔断，在21.75 A下(1.45倍)，1 h内熔断。标准IEC 60269-6 对熔丝的要求见表1。


最大保险丝额定电流15A是组件性能的一个参数，由标准IEC 61730-2 对组件的要求可知，最大保险丝额定电流15 A的组件，标准要求在20.25 A(1.35倍)下，2 h不能燃烧。值得一提的是，标准只是要求组件不起火，却不能保证组件不损坏，实际上组件一直在承受反向电流而发生热斑效应，性能会下降，输出功率会降低。

同时，熔丝的标准要求是1.45倍的电流熔断，而组件的标准要求是1.35倍的电流，那么在1.35～1.45倍之间出现一个保护空挡。在这个保护空挡内，熔丝不能有效地保护组件，可能出现组件着火的严重事故。

从上述光伏熔丝熔体结构上可看出，熔丝狭径非常细，对制造工艺要求很高，普通厂家很难控制好熔丝的质量。若生产的熔丝偏大，不能在规定的电流和时间内及时熔断，更会加剧组件的损坏，带来着火风险。

2.4 熔丝在电站的失效率统计

笔者利用走访电站的机会，与业主多次交流熔丝失效的问题收集了一些熔丝失效数据，经过汇总整理，结果见表2。


备注：以上数据仅为熔丝失效数据，不包括因使用熔丝导致的端子、熔丝座烧毁等案例，熔丝方案的实际故障率应更高。

根据熔丝失效率统计的数据，经过拟合分析，熔丝的失效率符合随工作年数逐年上升的趋势，5年后失效率超过15%。


笔者认为光伏熔丝频繁失效的原因为：熔丝老化致使通流能力下降是主要原因。在光伏应用中，昼夜温差大，每天一次的高低温循环会显著加速熔丝的热疲劳效应，降低熔丝的通流能力，缩短熔丝寿命。