光伏电站的直流侧,指的是组件、组串、汇流箱以及直流电缆这一段。这一段在预防性试验的体系里长期处于一个尴尬位置。DL/T 596-2021 管的是交流电力设备,组串与汇流箱不在它的覆盖范围里。拿着交流侧那一套周期与判据去套直流侧,依据链从起手处便断了。别硬套。
断在哪一处,值得说清楚。头一处是电源性质,交流侧停电之后便是死的,光伏组串白天是电流源,即便把逆变器直流侧开关拉开,组串两端仍然挂着开路电压。试验人员面对的不是一段无源导体,而是一个持续往外供能的回路。第二处是灭弧条件,直流电流没有过零点,拉开连接时电弧不容易自熄,短接操作的方式因此被写进了标准条款。第三处是测量对象,交流侧测的是一段电缆或者一台设备,直流侧测的是数十条组串并联起来的整体,读数天然被规模拉低。
三处差别指向同一个结论:直流侧需要自己的判据,而这套判据过去很长一段时间散落在国际文件里。判据要自找。国内直到 GB/T 46986.1-2025 发布,才有了成文的、可直接引用的版本。
这份文件现行,2025 年 12 月 31 日发布、2026 年 4 月 1 日实施,归口单位是全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会。它等同采用 IEC 62446-1:2016 及其 2018 年修正案的合并版本,文件类型由 IEC 的技术规范调整为我国的标准。省级平台与全国性平台两处登记的发布与实施日期一致,采用关系标注为等同。
适用范围要一字不差地记住:本文件适用于并网光伏系统,不包括使用储能(如蓄电池)的光伏系统或混合系统,不适用于聚光光伏系统。这三条限定的实际影响比看上去大。带储能的光伏电站,直流侧还要叠加储能支路,储能侧另有自己的一套要求。聚光光伏的组件结构与常规晶体硅组件不同,绝缘路径也不一样。这两种场合引用本文件的判据,属于越界。
本文件在采用时做了几处编辑性改动,其中一处与仪器直接相关:用等同采用国际标准的 GB/T 18216 代替了 IEC 61557。这一条的含义是,现场使用的绝缘电阻测试设备,其性能要求在国内有对应的成文依据,不需要绕到国际文件上去。
试验在本文件里分成三组:1 类试验、2 类试验,另有附加试验。组串绝缘电阻试验属于 1 类,湿绝缘电阻试验属于附加试验。这个分组本身便是一条信息,前者是每台系统都要走的程序,后者是有怀疑时才动用的手段。
组件这一层还得单独交代。光伏组件出厂前的安全鉴定由另一组文件规定,其中测试要求那一份的现行版本是 GB/T 20047.2-2025,与本文件同批发布、同日实施。它管的是组件本身,本文件管的是装到现场之后的方阵与组串。两层的判据不能互相借用:组件过了鉴定不代表方阵一定合格,方阵测出低绝缘也不等于组件本身不合格。并网前的试运行测试要覆盖的是后者,站在方阵与组串这一层。
判据的入口不是测试电压,是系统电压。本文件表2 的头一列是系统电压,定义为组件在标准测试条件下的开路电压乘 1.25。
乘 1.25 这一系数来自低温修正。组件的开路电压随温度下降而升高,标准测试条件给的是 25 摄氏度下的值,实际现场冬季清晨的温度能低得多,开路电压随之抬上去。不乘这个系数,分档会偏低一档。
举一个能量化的例子。一串 20 片组件串联,单片在标准测试条件下的开路电压取 45 伏,组串开路电压是 900 伏,乘 1.25 之后是 1125 伏,落进高于 1000 伏这一档,测试电压取 1500 伏。同一串如果按 900 伏去分档,会落进 500 至 1000 伏这一档,测试电压取 1000 伏。两档之间的测试电压相差一半,门槛值却都是 1 兆欧,测出来的数因此不具备可比性。
这一步定错,后面全错。档位要记牢。电站方提供的组串配置表有时候只给组件块数与组件功率,不给开路电压,此时应回到组件铭牌或者厂家数据表上去取,不能按系统标称电压估。直流侧标称 1500 伏的系统,实际的开路电压计算值常常在 1000 伏上下来回移动,分档恰好卡在边界上。
本文件表2 给出的四档,是一份可以照着执行的对照。
表1 GB/T 46986.1-2025 表2 的系统电压分档、测试电压、绝缘电阻门槛值
| 系统电压(开路电压乘 1.25) | 测试电压 | 绝缘电阻门槛值 |
|---|---|---|
| 小于 120 伏 | 250 伏 | 0.5 兆欧 |
| 120 伏至 500 伏 | 500 伏 | 1 兆欧 |
| 500 伏至 1000 伏 | 1000 伏 | 1 兆欧 |
| 大于 1000 伏 | 1500 伏 | 1 兆欧 |
四档里有两个地方容易被读错。记住两处。头一处是门槛值,只有小于 120 伏这一档是 0.5 兆欧,其余三档都是 1 兆欧。有人把 0.5 兆欧记成通用值,小系统上会放过问题,大系统上会误判。第二处是测试电压与系统电压的关系,测试电压并不等于系统电压,它是按档位跳上去的,而且跳幅不小,1000 伏系统用的是 1000 伏测试电压,1125 伏系统用的却是 1500 伏。
1500 伏这一档对应的是这些年铺开的 1500 伏系统。这一档对设备提出了实打实的要求:测试电压要能上到 1500 伏。市面上相当一部分通用型绝缘电阻表的档位排在 250 伏、500 伏、1000 伏、2500 伏、5000 伏,中间没有 1500 伏。拿这类表去测 1500 伏系统,要么降档测,要么干脆测不了。降档测出来的数能不能算数,本文件没有给出换算口径,因此稳妥的做法是换能上这一档的设备。
本文件按方阵容量把试验分成了两套走法,分界线是 10 千瓦。
10 千瓦及以下的方阵,按本文件表2 的电压测,读数不低于本文件表2 给的门槛值即为符合。规则简单,一台户用系统或者一个小型工商业屋顶,测完便有结论。
高于 10 千瓦的方阵要从两个方法里选一个走。方法 A 是在单个组串或者联合组串上做绝缘测试,按本文件表2 的电压测,不低于门槛值即为符合。方法 B 是一个可以对整个方阵或者子阵进行测试的代替方案,方阵或者子阵有可能满足本文件表2 的要求,因此方法 B 提供了一条捷径,起手便测整个方阵。
表2 高于 10 千瓦方阵的两种方法
| 方法 | 测量对象 | 适用与处置 |
|---|---|---|
| 方法 A | 单个组串,或者联合组串 | 按本文件表2 电压测量,不低于门槛值即为符合 |
| 方法 B | 整个方阵或者子阵 | 未通过时,宜按方法 A 对方阵的每个部分进行测试 |
| 两种方法共用 | 同一套门槛值,取自本文件表2 | 测量结果低于门槛值时,应减少测试组串的数量对系统重测 |
两条规则的先后关系要读准。方法 B 未通过时,才宜按方法 A 逐个部分测下去。换句话讲,方法 B 的不通过并不直接判不合格,它是把工作量推回方法 A 的开关。真正的处置动作写在末了一句:测量结果低于门槛值时,应减少测试组串的数量对系统重测。
这一句背后的原理值得展开。组串是并联的,并联回路的等效绝缘电阻等于各支路绝缘电阻的倒数之和再取倒数。三十条各为 20 兆欧的组串并联在一起,等效值约为 0.67 兆欧,低于 1 兆欧门槛。把三十条拆成三组、每组十条再测,每组约 2 兆欧,三组都通过。同一个方阵,拆与不拆,结论完全相反。
所以大系统上出现低读数,头一个要排除的不是缺陷,是规模。先分组。现场的顺序应当是:先按子阵或者汇流箱支路分组复测,把并联规模降下来。分组之后仍然低于门槛值的那一路,才是真正要去查的对象。跳过这一步直接下缺陷结论,会把一个正常的方阵判成不合格。
接线方式同样给了两条,本文件称之为试验方法 1 与试验方法 2。
方法 1 是分极测,先测方阵负极与地面之间,再测方阵正极与地面之间。方法 2 是短接测,把方阵的正极与负极短接起来,测短路后的正负极与地面之间。
表3 两种试验方法的接线、读数、适用情形
| 维度 | 试验方法 1 | 试验方法 2 |
|---|---|---|
| 接线对象 | 负极对地,之后正极对地 | 正负极短接后对地 |
| 读数个数 | 两个 | 一个 |
| 短接装置 | 省去短接环节 | 短路开关盒,电弧风险低 |
| 故障定位 | 故障落在哪一极可分得清 | 只给出整体水平 |
| 报告记录 | 正极对地、负极对地分别记录 | 记录一个值 |
两种方法各有适用的场合。方法 1 出两个数,多出来的那个数不是冗余,它指向故障所在的极性。负极对地读数偏低而正极对地正常,排查的方向便收敛到负极这一侧。两个都低,问题更可能出在共用的路径上。方法 2 出一个数,操作省事,适合规模大、组串多的场合做快速筛查。图的是快。
接地点的选择也有讲究。支架或者结构接地时,接地连接可以是任何适合的接地连接或者方阵支架,采用方阵支架时要确保接触良好且整个金属边框连续性良好。支架没有接地的系统(例如二级安装),可以在方阵电缆与地线之间测试并加做附加测试,或者在方阵电缆与支架之间测试,两条路由调试人员择一。没有可触及导电部分的阵列,例如光伏屋顶瓦,试验应在电缆与建筑地线之间进行。
方法 2 的短接不是拿一根线拧上。本文件要求正负极采用安全的方式短接,典型做法是使用合适的短路开关盒,该装置由一个负载断路额定直流开关组成,方阵电缆安全连接到这样的装置之后,该装置能安全接通与断开短路连接。之所以写得这么具体,是因为直流侧没有过零点,徒手短接时拉弧会伤到人,也会烧触头。
还有一条约束压在所有接法之上:试验步骤的设计应保证峰值电压不会超过组件、开关、避雷器或者其他系统组件的额定值。这一条在做湿绝缘试验时同样适用,而且更容易被忽略。
本文件在 6.7.1 与 6.7.3.1 两节里,把安全准备写成了逐条可核对的清单,做过的和没做过的,一列便清楚。
头一条是严禁非授权人员进入。第二条是隔离光伏方阵与逆变器,典型做法是在方阵侧加装隔离开关。第三条是断开接线箱与汇流箱中任何可能影响绝缘测量的设备,过电压保护是明确点名的例子。第四条是限制性进入工作区。第五条是进行绝缘试验时禁止触摸金属表面,并采取措施防止他人接触,包括从后方接触组件、层压件或者其端子。第六条是穿戴合适的个人防护服与防护装备。
第三条值得单独强调。电涌保护器接在直流侧,等于在极与地之间跨了一个高阻通道,测绝缘时它会分流,读数因此偏低。反过来,测试电压施加在它上面,也可能把它打坏。本文件给出的处理是明确的:电涌保护器或者其他设备可能会影响核查测试,或者被损坏,因此在进行绝缘测试试验之前应暂时断开这些设备。断开了要记得装回去,这一条在竣工资料里经常被漏记。别落下。
设备侧还有一条硬要求:绝缘测试设备通电时,测试区域会有电压,设备应具备全自动放电功能。这一条对应的是直流侧的另一个特点,组串与长段直流电缆的电容不小,测试结束之后残余电荷要等很久才散得掉。靠人工放电既不靠得住,也不安全。
收尾那一句同样不能省:确保系统在拆除测试电缆和接触任何导电部件之前是断开的。白天施工时方阵带电,这一条是整套流程里出事故概率偏高的地方。
题目里说的湿度修正,落到本文件里,答案和直觉相反。
通读本文件的正文,湿度这个词并不出现。文件里既没有规定相对湿度上限,也没有给出按湿度换算绝缘读数的公式,环境温度与相对湿度的测量条件条款同样不在其中。网络流传的若干换算做法,追不到本文件的条款,不属于可以引用的判据。
本文件的真实口径是两条。头一条,组串绝缘电阻试验在通常干燥的测试条件下进行,读数与本文件表2 的门槛值比对。第二条,如果测试结果有问题,或者怀疑由于安装问题或者制造缺陷引起的绝缘故障,方阵湿绝缘测试可以适用,并能够帮助确定故障的位置。
换句话说,湿度在本文件里不是拿来修正读数的变量,而是拿来定位故障的手段。两码事。干燥条件下测出来的是判据,湿润条件下测出来的是线索。这个区分很关键,把湿绝缘读数拿去和本文件表2 的门槛值比对,属于用错了场景。
表4 干燥条件下的判据测试与湿绝缘定位测试的分工
| 维度 | 组串绝缘电阻试验 | 方阵湿绝缘电阻试验 |
|---|---|---|
| 所在组别 | 1 类试验 | 附加试验 |
| 触发条件 | 每台系统都要做 | 干燥条件下结果有问题,或怀疑安装与制造缺陷 |
| 表面状态 | 通常干燥 | 用含表面活性剂的水溶液彻底润湿 |
| 输出的结论 | 与门槛值比对,通过与不通过 | 帮助确定故障位置 |
| 人员配置 | 本文件未作人数限定 | 至少需要两个人 |
湿绝缘试验为什么能定位,机理并不复杂。它模拟下雨或者方阵与接线上有露水的条件,验证水汽无法进入方阵电路中那些可导致加速腐蚀、接地故障或者对人员及设备产生电气安全隐患的带电部分。干燥状态下接触不良或者微裂的部位,水膜铺上去之后泄漏电流显著增大,读数随之塌下来。它对寻找地面以上部分的故障尤其有效,例如接线损坏、不合格的接线盒保护壳,也能探测制造工艺及设计上的瑕疵,包括聚合物基片断裂、接线盒破损、二极管封装不充分、连接器选择了室内额定规格。
步骤上,湿绝缘试验与标准绝缘试验相同,只是多了一个润湿方阵的初始步骤。试验前应使用水与表面活性剂的混合溶液彻底润湿方阵的被测部分,混合溶液应喷涂到被测的所有部分。测试前应检查被测部分以确保全部被润湿,包括组件正面、背面、边缘,以及所有的接线盒与线缆。加表面活性剂是为了让水铺开而不是聚成水珠,这一步省了,等于没做。
人员配置写得很死:至少需要两个人进行此项测试,原因是现场湿气不久便会变干,会引起测试结果发生很大的变化,其中一人在另一人对被测区域完成润湿之后立即运行测试。一个人干不了这件事,不是出于安全考虑,是出于时间窗口的考虑。人不能少。
本文件第 9 章与附录给出了报告的骨架。一份报告应包含:描述系统的简要信息(名称、地址等)、已经完成检查及测试的线路清单、检查记录、每条测试线路对应的测试结果记录、距离下次核查的时间间隔、核查人员签名。
方阵绝缘电阻这一栏要记三个数:测试电压、正极对地、负极对地。测试电压必须记,因为同一个方阵在 1000 伏与 1500 伏下测出来的绝缘电阻不是同一个量,缺了测试电压的读数无法复核。正极对地与负极对地分开记,是方法 1 的直接产出,也是后续排查的入口。只填一个合计值的报告,等于把这一栏的信息丢掉了一半。记两个数。
附录里还有一组与绝缘相关的检查项,写的是防绝缘故障影响的保护措施,包括逆变器内部或者交流侧具有电气隔离措施、所有直流导线的接地功能、安装光伏方阵接地绝缘电阻探测与报警系统、安装光伏方阵接地漏电监控探测与报警系统,后两项按 IEC 62548-1:2023。这几项属于设计阶段的措施,与现场测量互为补充:在线的绝缘监测装置负责运行期间连续盯着,周期性试验负责在停电窗口里做一次成体系的复核。
定期核查还有一条常被漏掉:定期核查报告应提供并包含所有故障的修理与改进建议清单。报告写到测试结果为止是不够的,缺陷项要有对应的处置去向。
绝缘电阻这一栏旁边的坑,主要来自两个方向。
头一个是电势诱导衰减,行业内常按 PID 称呼。它表现为组件输出功率的衰减,业内通常把它归因于组件长期处于高电压偏置下的离子迁移。它与对地绝缘不是同一件事:对地绝缘低会带来漏电与接地故障风险,电势诱导衰减带来的是发电量掉下去。一个方阵可以绝缘良好却有明显衰减,也可以绝缘读数偏低而功率正常。两者的处置路线也不相同,前者查接线与部件,后者查组件及系统偏置。别串台。把功率衰减的账算到绝缘电阻头上,排查方向会偏。
第二个是吸收比与极化指数。这两个量在变压器与电机的绝缘判断里用得很熟,搬到光伏直流侧却使不上劲。组串本身便是电流源,测量时残余电荷、组件自身的电容行为、并联规模会一起掺进读数,比值失去稳定的物理含义。本文件没有把吸收比或者极化指数列为判据,判据只有本文件表2 那一组门槛值。现场测一测留作参考未尝不可,拿它下结论则没有依据。
还有一个横向比较的禁忌:不同规模的系统之间不要直接比绝缘电阻的数值。并联组串多一倍,等效读数便往下走一截。可比的是同一条回路在不同时间上的读数,以及按同一分组方式测出来的各支路之间的相对关系。纵向比大于横向比,这一点与海缆、电缆的绝缘评估是同一个道理。看的是变化。
判据清楚了,设备的选法跟着清楚了。方阵与组串这一层的判据测量,需要一台能覆盖 1500 伏系统、并且按光伏试验流程组织的仪器。
北京康高特(KGT)代理的 METREL MI 3114 PV Tester 是这一类里的对口机型。它的系统电压上限为 1500 伏,短路电流上限为 40 安,按 IEC/EN 62446 提供支持,覆盖 1 类试验的全部测量流程。测量功能包含 1500 伏组串绝缘电阻、保护接地导体连续性、极性测试、短路电流、开路电压测试。辐照度与电池温度通过无线远程单元实时测量。STC 值换算与同厂家标称值的比对由仪器完成,1 类试验被归到一个自动测试里,按一次启动键跑完。主机 4.4 千克,无线远程单元 1 千克。
同门的 MI 3115 PV Analyser 在 3114 之上加了 I/U 特性测量,覆盖 1 类与 2 类试验,采用电容式测量方法,主机 6.8 千克。需要画曲线、做组件性能核对的场合用这一台,只做并网前的 1 类程序用 3114 便够。
仪器侧的依据链条也要交代。这两台的绝缘电阻测量按 IEC/EN 61557-2,仪器安全按 IEC/EN 61010-1、61010-031、61010-2-030,电磁兼容按 IEC/EN 61326-1,I-V 特性的温度与辐照度修正按 IEC/EN 60891。国内这一侧,本文件用等同采用国际标准的 GB/T 18216 代替了 IEC 61557,现场设备的性能要求可以直接对到 GB/T 18216.2-2021 上。
超出方阵这一层的场合,要另一类设备补位。北京康高特(KGT)代理的 METREL MI 3202 GigaOhm 5 kV 给出 250 伏、500 伏、1000 伏、2500 伏、5000 伏五档测试电压,电阻量程到 1 太欧,5 毫安电流源可以对容性负载快速充电,测试后自动对被测对象放电,保护端子用于消除表面泄漏电流的影响,防护等级 IP44、过压类别 CAT IV 600 伏,整机 3 千克。国内侧的对应依据是 GB/T 43343-2023 与 DL/T 845.1-2019 这一类绝缘电阻表的技术要求与检定要求。
两台的分工要分清。MI 3202 能覆盖 250 伏、500 伏、1000 伏三档,却排不出 1500 伏这一档。大于 1000 伏系统的 1500 伏测试电压,只能由覆盖 1500 伏系统的光伏专用机承担。反过来,需要在更高电压档位上做测量、或者要看极化过程的场合,光伏专用机的量程又够不着。现场配两套不是浪费,是两档电压之间的那道空档决定的。
结语:判据在哪一层,湿度在哪一步
回到题目里的两个词。组件并网这一层,判据挂在方阵与组串上,不挂在单块组件上,组件本身的安全鉴定由另一组文件管,并网前的试运行测试,要按开路电压乘 1.25 定档,按本文件表2 取测试电压与门槛值,按容量选方法 A 或者方法 B,按接线选方法 1 或者方法 2,测完把测试电压、正极对地、负极对地三个数填进报告。
湿度这一层,本文件不给修正公式,也不设环境条件门槛。干燥条件下测出来的是判据,湿润条件下测出来的是线索。读数低于门槛值时,先减组串重测排除规模效应,仍然低才去查缺陷,查不到位置,再动用湿绝缘试验把故障逼出来。这个顺序走下来,绝缘电阻这一栏才是完整的。