碳中和大势下，光伏产业快速发展，随着大功率组件广泛应用、光伏系统设计复杂化、应用场景多样化等趋势，电站安全问题日益突出。其中直流侧配电保护一直是行业痛点光伏系统中常用的三种配电保护器件——熔断器、断路器、隔离开关，名字听起来十分类似，似乎都有隔离、短路的作用，因此，经常被行业混淆、误解。

由于三者具有相似性经常被混用，实际上是不同类型的器件。无论是从作用原理、标准要求，还是从应用场景、保护效果，都存在很大差异！

配电保护系统需充分理解系统应用场景保护需求，根据器件特性合理部署，每一种器件发挥适当的功能，让电站更加安全可靠。本文对三种元器件进行详细的介绍。

一、作用原理不同

1）熔断器

一种过电流保护器件，由熔体、熔管等构成，当电流超过一定数值时，达到规定的时间，由熔体自身产生的热量熔断熔体，断开电路，从而起到保护的作用。

2）断路器

能接通、承载以及分断电流的一种机械开关电器。由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器等构成，发生故障时可切断故障电路进行保护。短路时，大电流产生的磁场克服反力弹簧，脱扣器拉动操作机构，开关瞬时跳闸；过载时，电流变大发热量加剧，双金属片变形到一定程度推动机构动作，使开关跳闸。电流越大，动作时间越短。

断路器灭弧能力强，可分断大短路电流，并可多次保护，整体保护特性不受时间、环境影响变化。

3）隔离开关

主要起到隔离作用，使被检修电气设备与电源有明显断开点，保证检修工作安全。以往组串逆变器直流侧均具有人工操作的手动隔离开关。随着光伏电站更加智能化，手动关断方式升级为电动关断。

电动隔离开关：通过逆变器电流互感器检测组串电流+DSP信号控制的方式实现电动分断，将手动升级为电动。据了解，1倍电流下可实现100-300次接通分断，4倍电流下仅可实现5次接通分断。但是手动隔离开关升级为电动隔离开关只是关断方式的升级，并不能当作保护器件来用。

开关本体的发热电流最大50A，在额定电流为40A以内使用，可发挥其快速分断的能力；需注意的是，在多汇一场合下（如5路组串接入1路MPPT），电流倒灌超过50A，开关内部热量不易散发，易出现内部动触头支架变形卡死等问题。

综上三种器件原理可见：

熔断器和断路器：属于保护器件，不依赖外部电路，通过物理作用实现可靠的机械式保护；

隔离开关：属于隔离器件，电动隔离能否可靠断开依赖于检测、控制等外部回路，当系统掉电或控制回路出现故障时，隔离开关性能受限，存在断不开的风险。

二、遵循的标准要求不同

断路器现行国家标准为GB/T14048.2-2020（采用IEC 60947-2:2019国际标准），隔离开关现行国家标准为GB/T 14048.3-2017（采用IEC 60947-3:2015国际标准）。两者所从属的标准对热保护、磁保护、额定短路电流的接通或分断倍数等有较大差异。具体如下表所示。

三、应用场景不同

在不同的应用场景下，光伏系统对不同设计方案的保护器件有明确要求。对于光伏直流侧保护要求，GBT及IEC等相关标准均做出了明确规定：

1）单路MPPT接入3串及以上组件，需配置过流保护器件。

注：Ns代表组串并联数量，ISC-MOD代表光伏组件短路电流，IMOD-MAX-OCPR代表光伏组件最大过电流保护额定值。

2）过流保护器件需是符合标准的专用熔断器或断路器。

电动隔离开关并不具备保护能力，其功能作用与断路器、熔断器完全不同，这也是相关标准未将隔离开关纳入保护器件的根本原因。

四、保护效果不同

单独使用电动隔离开关，未部署熔断器、断路器等保护器件，有何风险？从逆变器安全设计方案来看，不同类型的设计方案，过流后果不同。现场测试发现，隔离开关无法有效保护引起组件损坏。

1）1路MPPT接入2串组件：发生故障后，系统中最大的短路电流或倒灌电流均只有1倍组件短路电流，隔离开关无法断开也不影响系统安全。

2）1路MPPT接入3串及以上组件：以1路MPPT接入5路为例，发生故障后，1个回路发生短路其余4串电流将会流向短路点，故障回路将承受4倍短路电流。若隔离开关无法断开，相关部件将因持续过流而损坏直至发生火灾。

在此基础上，回顾下近期业内人士关注的实测实验：

组串反接实测：

选取其中一路开展正负极反接测试，该组串与其他4路形成回路，4路组串电流倒灌形成70A电流。故障发生后，隔离开关未能跳脱，对应组件温度急剧上升，组件二极管温度超过150℃当场炸裂。

组串反灌实测：

选取1路开展反灌测试，其余4串电流反灌进故障组串，反灌电流达到30。故障发生后，隔离开关未能跳脱，对应组件与线路温度急剧上升，一分钟内飙升了49℃（升温至76.8℃）。

五、总结

从前文分析可以看出：电子隔离开关无法等同断路器！

电动隔离开关与断路器原理作用、遵从标准均有不同，无法相互取代。隔离开关可作为冗余器件与断路器等保护器件组合，提升系统保护能力，但不能替代熔断器或断路器作为保护器件单独使用。

安全保护器件选择与部署，须谨慎。