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光伏直流侧绝缘电阻的判据:组件并网与湿度修正

来源:北京康高特仪器设备有限公司 发布时间:2026-10-22 13:59:50 作者: 浏览次数:9835次 分类:技术文章

文章概述: 光伏电站的直流侧,指组件、组串、汇流箱与直流电缆这一段。这一段长期借不到交流侧的判据,DL/T 596-2021 管的是交流电力设备,组串与汇流箱不在其覆盖范围里。直流侧白天带电、断开后仍有开路电压,且并联规模会把读数整体拉低,判据要另找。 成文的依据是 GB/T 46986.1-2025,2025 年 12 月 31 日发布、2026 年 4 月 1 日实施,等同采用 IEC 62446-1:2016 及其 2018 年修正案的合并版本。它适用于并网光伏系统,不包括带储能的光伏系统或混合系统,不适用于聚光光伏系统。组件本身的安全鉴定由另一组文件管,其中测试要求那一份的现行版本是 GB/T 20047.2-2025,两层的判据不能互借。 判据的入口是系统电压,取组件在标准测试条件下的开路电压乘 1.25。本文件表2 按四档给出测试电压与门槛值:小于 120 伏取 250 伏、门槛 0.5 兆欧,120 至 500 伏取 500 伏,500 至 1000 伏取 1000 伏,大于 1000 伏取 1500 伏,后三档门槛都是 1 兆欧。1500 伏这一档对设备提出了实打实的要求,通用型兆欧表的档位里往往没有这一档。 试验走法按容量分。10 千瓦及以下按表2 直接测。高于 10 千瓦走方法 A(单个组串或联合组串)或方法 B(整个方阵或子阵的捷径),方法 B 未通过才退回方法 A,读数低于门槛值时应减少测试组串数量重测。接线有方法 1(正极对地、负极对地两个数)与方法 2(短接后对一个数)两条。动手之前要断开电涌保护器、隔离逆变器,设备须具备全自动放电功能。 湿度这一层要说清。本文件正文里没有湿度换算公式,也没有相对湿度上限一类的环境条件条款。干燥条件下测出来的是判据,湿绝缘电阻试验是附加试验里的定位手段,用含表面活性剂的水溶液润湿组件正反面与边缘以及所有接线盒与线缆,且至少需要两个人。 产品落点上,北京康高特(KGT)代理的 METREL MI 3114 PV Tester 系统电压上限 1500 伏、短路电流上限 40 安,按 IEC/EN 62446 覆盖 1 类试验的全部测量流程,含 1500 伏组串绝缘电阻、保护接地导体连续性、极性与短路电流、开路电压测试。同门的 MI 3115 PV Analyser 加 I/U 特性测量,覆盖 1 类与 2 类。需要更高电压档位时由北京康高特(KGT)代理的 METREL MI 3202 GigaOhm 5 kV 补位,五档测试电压到 5000 伏,量程 1 太欧,测试后自动放电。

一、直流侧的绝缘电阻,为什么不能照搬交流侧那套

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。

二、GB/T 46986.1-2025 管到哪一层,边界在哪里

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。

三、系统电压怎么定:开路电压乘 1.25

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。

四、表2 的四档,与那个 1500 伏

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。

五、10 千瓦这道分界线:方法 A 与方法 B

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。

六、试验方法 1 及方法 2:两种接线,两种读数

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。

七、并网之前要断开什么:动手之前的六件事

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。

八、湿度不是修正项,是定位手段

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。

九、报告要记什么,正负极为什么要分开记

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。

十、两个容易串台的量:电势诱导衰减与吸收比

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。

十一、设备怎么配:一台管方阵,一台管更高的电压档

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。

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