直流電壓突波保護器

直流突波保護器（DC SPD）能限制瞬態過電壓，並將突波電流安全導向接地。在正常狀態下，其保持高阻抗特性；當突波發生時，則切換至低阻抗狀態，將過剩電流導離，並於事件結束後自動重置，以提供持續的直流突波防護。.

A：直流電突波保護器的使用壽命取決於其遭遇突波的次數與強度。建議定期檢查是否有磨損跡象或壽命終止指標。主動更換突波保護器（SPD）可確保持續的直流電突波防護，並防止設備損壞。.

A：是的，直流浪湧保護器（DC SPD）適用於廣泛的應用場景，從住宅太陽能系統到工業直流供電網皆可使用。選擇合適的類型與額定值，能確保針對各類環境提供有效的直流浪湧防護。.

電壓突波保護裝置（SPD）能抵禦電壓突波與尖峰電流，包括由雷擊直接或間接引發的突波現象。.

在雷擊頻繁的地區，未受保護的太陽能發電系統將遭受反覆且嚴重的損壞。這將導致龐大的維修與更換成本、系統停機時間以及收益損失。.

正確安裝的電湧保護裝置（SPD）將能最大限度地降低雷擊事件的潛在影響。.

光伏系統中的敏感電氣設備，如交流/直流逆變器、監測裝置及光伏陣列，必須透過電湧保護裝置（SPD）加以防護。.

浪湧保護裝置（SPD）旨在防止高能量電壓尖峰傳導至敏感設備，從而避免潛在損壞。.

若設計得當，SPD 在直流系統中如何運作？

透過在受影響的直流或交流導體之間進行受控能量釋放，可防止過量電壓（超出設備額定值）積聚。.

若浪湧保護器（SPD）存在接地連接，則SPD亦會監測接地與其他導體之間的電壓差。.

必要時，系統會釋放能量以防止電壓差異過大，例如在突波事件中。為確保此機制正常運作，接地路徑必須具備低電阻特性。.

SPD 無法抵禦持續數秒或數分鐘的長期過電壓。必須透過正確的系統配置來預防此類情況。.

1. 確保您的系統與SPD具備良好且低阻抗的接地連接。.

2. 將突波保護裝置與您欲保護的電力轉換設備輸入端相匹配，確保「U」_c”浪湧保護裝置的技術規格書中所標示的電壓值，應等於或略高於（建議為0至10伏特）受保護導體的最大連續電壓，或所連接電力設備的最高額定電壓。.

如果社民黨的「U_c”當浪湧保護器（SPD）的額定值遠高於所連接電力設備的最大額定電壓時，便無法再有效防護電壓突波。SPD將透過啟動遠高於最大連續工作電壓「U」的機制來保護裝置或設備。_c”且在低於「U」的電壓下不會干擾_c”.

3. LSP建議至少保護充電控制器或逆變器/充電器的光伏輸入端，若使用公共電網，則需同時保護交流輸入端。.

4. 若安裝於光伏導線上，請確保浪湧保護裝置適用於直流電壓；若安裝於交流輸入端，請確保浪湧保護裝置適用於交流電壓。.

浪湧保護裝置有助於減少因電壓浪湧造成的停機時間。在光伏電站中，浪湧保護裝置必須滿足特定要求，以確保系統持續運行並穩定發電。.

在設計光伏電站時，必須考慮安裝電湧保護裝置（SPD）。電湧與電網干擾可能導致設備停機，進而降低電站的整體效能。.

因此，在設計電氣裝置時，應將任何影響能源產生與分配的條件納入考量。.

太陽能板安裝於室外，用以將太陽能轉化為電力。此戶外位置使其直接暴露於雨水、強風及塵埃等惡劣環境中。在各種天氣條件中，雷擊需特別關注，因其可能嚴重影響光伏電站的安全性與效能。.

它們起源於積雨雲，並終止於地面。當雷擊觸及地面時，會釋放能量並影響地面的電場。對於太陽能光伏電站而言，這帶來兩項風險：

• 足以物理性摧毀屋頂太陽能設備的直接衝擊
• 經由磁耦合傳遞至電纜的瞬態過電壓，可能導致印刷電路板（PCB）等敏感元件損壞。.

就直接衝擊而言，「外部防雷保護」（ELP）可依據IEC 62305標準提供所需防護。該標準闡述了如何評估所在位置是否需要此類保護，以及應採用何種優先方案（如網狀籠、空氣導體等）。.

概念很簡單：確保閃電會擊中安裝在廠房最高點的金屬棒，並透過銅製引下線將能量直接導向地面。.

然而，面對瞬態過電壓時，則必須採用浪湧保護器（SPD）。這些裝置需並聯安裝於電路保護板中，藉此將能量導向接地，並將過電壓限制在終端設備可承受的範圍內。.

一旦在光伏電站安裝電能保護裝置（ELP），則必須同時安裝浪湧保護裝置（SPD）。若光伏電站未配備電能保護裝置，強烈建議安裝浪湧保護裝置以限制電網擾動（瞬態過電壓）。.

為確保能量能優先導向地面以最大限度限制過電壓，金屬氧化物壓敏電阻（MOV）是最關鍵的元件。.

此元件具有如此高的適宜性，在正常條件下（無過電壓）其電阻值足以阻止額定電流通過。.

當電壓超過特定過壓閾值時，電阻值將急遽下降，形成通往地面的導通路徑；待能量耗散後，電路便會恢復至正常狀態。.

此過程可限制傳遞至所有下游連接設備的過電壓水平。.

目前市面上的浪湧保護器（SPD）具備不同阻抗等級，主要分為三種類型：第一類、第二類及第一類+第二類。第一類SPD能抵禦直接雷擊引發的高能量浪湧，而第二類則能限制來自多種來源的過電壓。為實現全面防護，上述兩種特性可整合為「第一類+第二類」產品。.

在光伏電站中，挑戰在於選擇適當的浪湧保護裝置，既要承受純能量10/350微秒波形電流（其強度幾乎是8/20微秒波形第2類浪湧的10倍），同時還需兼顧空間配置需求。.

在逆變器或接線盒空間中，節省空間始終是首要考量。為最大化可用空間，LSP的浪湧保護器（SPD）運用外殼深度優勢，採用更強韌的元件並增加裝置深度。.

透過全新的FLP-PV與SLP-PV系列產品，太陽能系統中的交流與直流電路保護板皆能獲得防護，有效抵禦因雷擊或電網干擾所導致的過電壓現象。.

太陽能電池板與所有電子設備一樣，容易受到電壓突波的影響，這可能損壞元件並增加停機時間。浪湧保護裝置有助於維持系統運作並保障收益。.

突波保護器能將「熱」電源線中的多餘電流導向接地線，藉此防止電子設備受損。.

在大多數常見的突波保護器中，此功能是透過金屬氧化物壓敏電阻（MOV）實現的——這是一種金屬氧化物元件，透過兩個半導體與電源線及接地線相連。.

太陽能陣列同樣屬於電子設備，因此同樣面臨因電壓突波導致損壞的潛在風險。由於其表面積龐大且常設置於屋頂或露天場地等暴露位置，太陽能板尤其容易遭受雷擊。.

若太陽能板遭雷擊直接命中，雷電可能燒穿設備甚至引發爆炸，導致整個系統徹底毀損。.

然而，雷擊及其他過電壓的影響未必總是如此顯著。這些事件的次生效應不僅會影響模組與逆變器等主要元件，更可能波及監測系統、追蹤器控制裝置及氣象站。.

單一太陽能板的損壞僅會導致單一串聯組件的發電能力喪失，而中央變流器的故障則將使發電廠大範圍區域的發電功能完全中斷。.

由於所有電氣設備皆易受電湧影響，因此為所有太陽能陣列組件皆配備了防浪湧保護裝置（SPD）。工業級版本的此類裝置亦採用金屬氧化物壓敏電阻（MOV）結合其他精密設備，將浪湧過壓導向接地系統。因此，防浪湧保護裝置通常需在穩定接地系統建置完成後方可安裝。.

請構思您裝置的電氣單線圖，並從公用事業服務端至陣列設備依序配置串聯式浪湧保護器（SPD）。於主入口處設置堅固防護裝置以抵禦大型浪湧瞬變，並沿關鍵路徑至設備終端點配置較小型單元。.

應在太陽能陣列的交流與直流配電系統中全面安裝浪湧保護裝置（SPD），以保護關鍵電路。SPD應安裝於系統逆變器的直流輸入端與交流輸出端，並在正負直流線路上均以接地為基準進行佈置。交流保護應部署於每條通往接地的電源導體上。匯流圈電路同樣需要保護，所有控制電路乃至追蹤與監測系統亦應納入防護範圍，以防止干擾及數據遺失。.

針對商用及公用事業規模系統，LSP建議採用10公尺準則。若直流電纜長度低於10公尺，應於逆變器、匯流箱或更靠近太陽能模組等便利位置安裝直流太陽能突波保護裝置。若直流電纜長度超過10公尺，則應在電纜的逆變器端與模組端兩端均安裝突波保護裝置。.

配備微型逆變器的住宅太陽能系統採用極短的直流電纜，但交流電纜較長。安裝於匯流箱的浪湧保護器（SPD）可保護住宅免受陣列浪湧衝擊。主配電盤上的浪湧保護器除能抵禦公用電網及內部設備的浪湧外，同樣能為住宅提供陣列浪湧防護。.

無論系統規模大小，均應由持照電工依據製造商建議及安裝與電氣規範安裝浪湧保護器，以確保最大程度的安全性與效能。.

可採取額外措施（例如加裝避雷氣端）來進一步保護太陽能陣列免受雷擊影響。浪湧保護裝置無法防止直接雷擊造成的物理損壞。.

電氣裝置中可能因多種原因發生過電壓現象。其成因可能包括：

• 因雷擊或任何施工作業所導致的配電網絡。.
• 雷擊（發生於附近區域、建築物及光伏裝置上，或落於避雷針上）。.
• 因雷擊所致的電場變化。.

與所有戶外結構物相同，光伏裝置同樣面臨雷擊風險，且風險程度因地區而異。應設置防雷系統與裝置以防範此類風險。.

首要實施的防護措施是設置一種介質（導體），以確保光伏裝置所有導電部件之間形成等電位連接。.

目標在於將所有接地的導體與金屬部件相互連接，從而使安裝系統中的所有點位均處於等電位狀態。.

L 是下列之和：

• 逆變器與接線盒之間的距離總和，需考慮到位於同一導管內的電纜長度僅計入一次，以及
• 接線盒與構成串列的各光伏模組連接點之間的距離總和，其中需計入同一管道內電纜長度僅計入一次。.

Ng 為弧形閃電密度（閃電次數/平方公里/年）。.

直流側的防雷器數量與位置取決於太陽能板與逆變器間的電纜長度。若電纜長度少於10公尺，防雷器應安裝於逆變器附近；若長度超過10公尺，則需增設第二組防雷器，並將其置於太陽能板附近的配電箱內，首組防雷器則安裝於逆變器區域。.

為確保效能，連接至L+/L-網路的SPD連接線纜，以及SPD接地端子排與接地匯流排之間的連接線纜，必須盡可能縮短——長度應低於2.5公尺（d1+d2<50公分）。.

安全可靠的太陽能發電

根據「發電機」部分與「轉換器」部分之間的距離，可能需要安裝兩個或更多避雷器，以確保兩部分各自獲得保護。.

當光伏系統設置於工業場址時，企業營運與設備同樣面臨風險。逆變器雖價格高昂，但在工業應用中，停機造成的損失成本更是其故障所引發的更高代價。.

當閃電擊中太陽能光伏系統時，會在系統線路迴路中產生感應瞬態電流與電壓。.

這些瞬態電流與電壓將出現在設備端子上，可能導致太陽能光伏電氣與電子元件（如光伏板、逆變器、控制與通訊設備，以及建築安裝中的裝置）發生絕緣與介電失效。.

陣列箱、逆變器以及最大功率點追蹤器（MPPT）裝置具有最高的故障點。.

為防止高能量通過電子設備並對光伏系統造成高壓損壞，電壓突波必須具備通往地面的路徑。.

為此，所有導電表面應直接接地，且所有進出系統的線路（例如乙太網路纜線與交流電源線）皆須透過浪湧保護裝置（SPD）與接地系統連接。.

每組陣列箱內的串聯組、匯流箱以及直流斷路器均需配備突波保護裝置。.

高度、尖銳的形狀以及孤立狀態是決定雷擊地點的主要特徵。金屬會吸引雷電的說法純屬迷思。.

然而，必須注意的是，無論光伏電站位於何處，或附近物體的形狀如何，由於光伏系統本質上容易遭受直接和間接雷擊，浪湧保護裝置（SPD）對每個光伏系統都至關重要。.

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• 閃電輪閃光密度；;
• 系統的操作溫度；;
• 系統電壓；;
• 系統的短路電流額定值；;
• 需防護的波形等級（間接或直接雷擊）；;
• 名義放電電流。.

對於受外部避雷系統（LPS）保護的安裝，其接地電位差（SPD）要求取決於所選避雷系統的等級，以及避雷系統與光伏裝置之間的分離距離是否為隔離式或非隔離式。.

IEC 62305-3 詳述了外部低壓保護系統（LPS）的分離距離要求。.

要發揮保護作用，SPD的電壓保護等級（U）_p應比系統終端設備的介電強度低 20 %。.

使用電壓保護裝置時，其短路耐受電流必須大於該裝置所連接之太陽能陣列串路的短路電流，此為重要考量。.

直流輸出端所提供的SPD，其直流最大連續變動電壓（DC MCOV）必須等於或大於該太陽能板的最大光伏系統電壓。.

當雷擊發生於點A（參見圖1）時，太陽能光伏板與逆變器皆可能受損。若雷擊發生於點B，則僅逆變器會受損。.

然而，逆變器通常是光伏系統中最昂貴的組件，因此在交流與直流線路上正確選用並安裝適當的浪湧保護器至關重要。雷擊點離逆變器越近，逆變器遭受的損壞就越嚴重。.

光伏電源的電流與電壓特性與傳統直流電源截然不同：其具有非線性特性，並會導致點燃的電弧長期持續存在。.

因此，光伏電流源不僅需要更大的光伏開關和光伏保險絲，還需配備專為此特殊特性設計、且能承受光伏電流的避雷器斷路器。.

安裝於直流側的浪湧保護器（SPD）必須始終專為直流應用設計。若將浪湧保護器錯誤安裝於交流或直流側，在故障條件下將構成危險。.

當在直流側使用SPD時，由於電位差的存在，也必須在交流側使用SPD。.

浪湧保護對交流側與直流側同樣重要。請確保浪湧保護裝置（SPD）是專為交流側設計的。.

為獲得最佳保護效果，浪湧保護器應針對系統進行專門選型。正確的選型將確保提供最優保護效能與最長使用壽命。.

在交流側，若多個逆變器共享同一電網連接點，則可將其連接至同一組浪湧保護裝置。.

浪湧保護裝置應始終安裝於其需保護設備的上游端。根據NFPA 780 12.4.2.1條款規定，應在太陽能板直流輸出端（正極接地與負極接地）、多組太陽能板的匯流箱及匯流箱接線盒處，以及逆變器交流輸出端設置浪湧保護裝置。.

浪湧保護裝置的正確安裝取決於三個數值，分別是：

• 最大連續工作電壓：SPD 將啟動的電壓值。.
• 電壓保護等級：設備的過電壓類別必須高於浪湧保護裝置的電壓保護等級。.
• 標稱放電電流：指浪擊保護器在承受重複性浪湧衝擊後，所能承受的波形峰值（針對第2類浪擊保護器，採用8/20微秒波形）。.

電纜

光伏系統中的電纜常需延伸至長距離，方能抵達電網接入點。然而，長距離佈線從不被推薦，光伏系統亦不例外。.

這是因為雷擊放電所產生的場效應與傳導性電氣干擾，其影響程度會隨電纜長度與導體迴路增加而增強。當瞬態過電壓發生時，連接電纜中的任何感應電壓降都可能削弱浪湧保護裝置（SPD）的防護效果。若將電纜佈線盡可能縮短，此類情況發生的機率便會降低。.

浪湧電壓是導致電纜故障的重要因素，每次作用於電纜的衝擊都會加劇電纜絕緣強度的劣化。.

若突波注入獨立式光伏系統（遠離電網的系統），任何由太陽能供電的設備運作（如醫療設備或供水系統）都可能中斷。.

直流側需安裝的浪湧保護器位置與數量，取決於太陽能板與逆變器之間的電纜長度（參見表格）。.

若長度少於10公尺，則僅需安裝一個浪湧保護器（SPD），且該SPD應安裝於逆變器附近區域。若電纜長度超過10公尺，則需在逆變器附近安裝一個SPD，並在靠近太陽能板的配電箱內安裝第二個SPD。.

佈線時應避免形成大型導體迴路。交流線、直流線及數據線必須與等電位接地導體沿全線共同佈設，以確保在多串路徑佈線或將逆變器連接至電網時，不會因佈線方式形成導體迴路。.

註：

連接SPD與負載的電纜長度應盡可能縮短，且不得超過10公尺。若電纜長度超過10公尺，則需增設第二組SPD。距離越長，雷擊波的反射幅度就越大。.

如何將SPD與逆變器結合使用

太陽能發電場由極其敏感的設備組成，需要全面的防護措施。由於太陽能發電場產生直流電（DC），逆變器（用於將直流電轉換為交流電）是其電力生產過程中不可或缺的關鍵元件。.

不幸的是，逆變器不僅極易遭受雷擊，其價格更是高昂。根據NFPA 780 12.4.2.3規範，若系統逆變器與最近的匯流箱或匯流箱盒距離超過30公尺，則須在逆變器的直流輸入端加裝額外的防雷裝置。.

若存在串列保護裝置（例如保險絲、直流斷路器或串列二極體），請將SPD安裝於保險絲與逆變器之間。

結論

在未配備適當突波保護的情況下操作光伏設備，不僅是高風險的行為——更是魯莽之舉。.

太陽能系統要成為更綠色世界的未來，就必須受到保護。.

閃電的發生勢不可擋，因此防護至關重要。.

光伏系統易受雷擊（包括直接與間接雷擊）的影響，因此必須配備可靠且安裝得當的浪湧保護裝置。.