斷路器經(jīng)常是太陽(yáng)能系統(tǒng)的交流側(cè)電路首選的保護(hù)方案，而在直流側(cè)使用相同的斷路器也可能非常有吸引力。雖然斷路器方案一般來(lái)說(shuō)非常方便，但并不總是最佳方法。設(shè)計(jì)師必須仔細(xì)判斷太陽(yáng)能系統(tǒng)直流側(cè)使用的電路保護(hù)器件是否是根據(jù)相關(guān)光伏標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，并已經(jīng)得到了美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室（Underwriters Laboratories）（UL）或VDE等外部機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試和認(rèn)證，從而確信器件能夠在發(fā)生故障事件時(shí)正常動(dòng)作。對(duì)電路保護(hù)器件來(lái)說(shuō)中斷直流電壓比中斷等效RMS交流電壓困難得多。這里的根本原因是：交流電壓在每個(gè)電壓周期上有兩次到達(dá)零電壓點(diǎn)，這是影響電路保護(hù)器件安全中斷電壓并隔離故障電路的關(guān)鍵因素。

　　鑒于太陽(yáng)能光伏電池板產(chǎn)生的是直流電能，因此對(duì)光伏電池板接收到的給定光能來(lái)說(shuō)電流和電壓是穩(wěn)定的。由于存在高電壓直流電流，典型的電路保護(hù)器件很難在太陽(yáng)能系統(tǒng)中可能發(fā)生的各種工作條件中可靠地中斷電路。在最壞情況下，不是為直流光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)和認(rèn)證的電路保護(hù)器件可能突然發(fā)生故障，并造成設(shè)備損壞、起火甚至可以傷害人身安全。然而最常見(jiàn)的問(wèn)題是，在典型的光伏系統(tǒng)過(guò)流條件下器件的工作速度不夠快。

　　例如在某個(gè)電池串中，短路電流（ISC）可能不比正常電流大許多。典型的太陽(yáng)能電池串在正常工作時(shí)的輸出電流可能是4.2A，它的前向ISC約為4.5A。當(dāng)與小型450VDC 10kW系統(tǒng)中的其它電池串組合在一起時(shí)，要求正常尺寸的10A過(guò)流保護(hù)器件（OCPD）在電池串故障事件發(fā)生時(shí)中斷的短路電流大約是20A。這些高直流電壓、低過(guò)載條件在設(shè)計(jì)高成本效益的OCPD時(shí)是一個(gè)艱巨的挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@些OCPD需要在適當(dāng)?shù)碾妷?、電流和濕度范圍?nèi)中斷電路。

　　基于上述這些理由，最常見(jiàn)的第一道防線(xiàn)是熔絲形式的OCPD（圖3）。天生是無(wú)源器件的熔絲在成本上要低于具有相同性能特征的斷路器。這些光伏系統(tǒng)熔絲和它們的測(cè)試在UL標(biāo)準(zhǔn)2579（用于光伏系統(tǒng)的低壓熔絲）和IEC標(biāo)準(zhǔn)60269-6中有描述。這些熔絲標(biāo)準(zhǔn)是與光伏電池板標(biāo)準(zhǔn)UL 1703和IEC60129以及逆變器標(biāo)準(zhǔn)UL1741和IEC61727配套制定的。

　　圖3：帶熔絲和其它走線(xiàn)器件的典型電池串匯流箱框圖。

　　根據(jù)具體應(yīng)用和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，直流電池串電壓一般在300V至1000V范圍內(nèi)，但在連接電網(wǎng)的系統(tǒng)中也有可能高達(dá)1500VDC。因此必須為匯流箱選擇合適的熔絲、斷開(kāi)器、走線(xiàn)器件等。另外，UL和IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些應(yīng)用中使用的OCPD有特殊的性能要求。

　　當(dāng)OCPD是熔絲時(shí)，它必須能夠保護(hù)在短路電流額定值工作的光伏源電路，并且在電路發(fā)生故障時(shí)也能保護(hù)光伏源電路。NEC文章將故障電流定義為光伏電流ISC的125%加上與正常電流方向相反的任何反向或反饋電流。

　　一般來(lái)說(shuō)，故障期間的反向電流源可能來(lái)自受影響陣列中的其它電池串的后饋電流（IBACKFEED），見(jiàn)圖4?？梢越朴肐sc x （n-1）公式計(jì)算出來(lái)，其中n等于受影響陣列中的電池串?dāng)?shù)量。UL1703和IEC60129定義了光伏電池測(cè)試規(guī)范，確保在等于或小于Istring fuse x 135%的后饋電流持續(xù)2個(gè)小時(shí)的情況下電池板不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的過(guò)熱狀況。UL光伏熔絲標(biāo)準(zhǔn)后來(lái)將光伏熔絲開(kāi)路特性定義為不超過(guò)Istring fuse x 135%的電流持續(xù)1個(gè)小時(shí)。這樣就能在使用帶UL熔絲的UL或IEC電池板時(shí)保證正確協(xié)調(diào)工作。

　　圖4：由于故障造成的反饋電流。