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深度解析,VDE阳台光伏标准的技术依据(2):对逆变器的要求

发布时间:

2026-09-08 00:00

深度解析,VDE阳台光伏标准的技术依据(2):对逆变器的要求

在德国阳台光伏产品标准VDE V 0126-95:2025-12中,对逆变器的快速关断性能提出了要求。这部分内容的主要技术研究工作由标准编制组成员,弗劳恩霍夫太阳能研究所(Fraunhofer ISE)的Hermann Laukamp完成,用于测试的逆变器样品由标准编制组的另一位成员,Indielux有限公司的Marcus Vietzke负责提供。以下是该项研究工作的简介。

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阳台光伏对逆变器的关断性能有额外要求,这是因为逆变器的交流输出插头有可能在带电状态下插拔,而逆变器有一定的电容效应,拔出后插头触点的剩余电压和剩余能量不应对人体构成伤害。

这里Laukamp参考了家电安全标准VDE 060335-1第22.5条的规定:插头拔出后1秒内,触点剩余电压不高于34V。(注1)

不满足上述条件的逆变器,若插头拔出后的剩余能量不高于350mJ(注2),同样被Laukamp和标准编制组视为安全。

下图是Laukamp搭建的测试实验平台:

资料/图:DKELaukamp在测试中发现,部分逆变器剩余电压衰减至34V的时间超过了1秒。如下图所示,示波器屏幕上的紫红色曲线为逆变器输出端的电压变化曲线,黄色曲线是触发信号。

剩余电压测试曲线,触发后的逆变器插头处于开路状态。资料/图:DKE典型的插头剩余能量测试结果如下图所示,剩余电流和功率在关断后迅速降至零,剩余电压先迅速升高,然后在几十毫秒内逐渐衰减到零。剩余能量为功率对时间的积分。

剩余能量测试实验中的电压(蓝色)、电流(绿色)和功率(紫红色)曲线。逆变器输出端接1.2kΩ电阻(模拟人体等效阻抗) 资料/图:DKE在参与测试的13个逆变器样品中,有五个的剩余电压衰减(至34V)时间大于1秒。

不同逆变器样品的剩余电压衰减至34V的时间,纵轴为时间(单位:秒),蓝色柱为测试平均值,橙色柱为测试最大值,红线代表1秒。资料/图:DKE剩余能量的测试平均值超过350mJ的,只有Letrica品牌的一个样品(该样品的剩余电压衰减时间小于1秒)。

不同逆变器样品的剩余能量测试结果,纵轴为能量(单位:mJ),蓝色柱为测试平均值,橙色柱为测试最大值,红线代表350mJ。资料/图:DKE

综合上述测试结果,参测的13个样品均被视为符合阳台光伏的逆变器安全标准。

注1:德标VDE 60335-1源自IEC 60335-1标准。以下内容摘自IEC 60335-1:2020:

22.5 准备通过插头或插入插座的插销与电源连接的电器,其结构应保证在正常使用中,当插销被触及时,带电的电容器在任何两个引脚上的电容等于或大于 0.1μF,没有触电的危险。
 

通过以下测试来检查是否符合要求。
 

设备在额定电压下供电。然后将任何开关置于关闭位置,并在电压峰值的瞬间将设备与供电电源断开。一秒钟在断开连接后,用一个输入阻抗不小于 100MΩ 并与输入电容不超过 25pF 的仪器测量插头引脚间的电压。电压不应超过 34V。如果合规性依赖于电子电路的运行,则 19.11.4.3 和 19.11.4.4 的电磁现象测试将一次次应用于该设备。然后重复三次测量插头引脚间电压的测试,每次测试的电压不得超过 34V。

注2:以下内容摘自IEC 60335-1:2020:
 

8.1.4 在下列情况下,一个可触及的部分不被认为是带电的。
 

  • 该部件以安全特低电压供应,但条件是
    • 对于交流电,电压的峰值不超过 42.4V。
    • 对于直流电,电压不超过 42.4V。或
  • 该部件通过保护性阻抗与带电部件分开。如果使用保护性阻抗,部件和电源之间的电流对于直流来说不应超过 2 毫安,对于交流来说其峰值不应超过 0.7 毫安。
  • 对于峰值超过 42.4V 至 450V 的电压,电容不应超过 0.1μF。
  • 对于峰值超过 450V 至 15kV(包括 15kV)的电压,放电不应超过 45μC。
  • 对于峰值超过 15 千伏的电压,放电能量不应超过 350 毫焦耳。

通过测量来检查是否符合要求,该设备在额定电压下供应。电压和电流是在相关部件和电源的每个极之间测量的。放电是在电源中断后立即测量的。放电中的电量和能量是用一个标称无感电阻为 2 000 Ω 的电阻测量的。电量是根据电压 / 时间图上记录的所有区域的总和计算出来的,不考虑电压极性。IEC 60990:2016 的图 4 中给出了测量 电流的合适电路的细节。

可以看出,Laukamp使用的放电能量不超过350mJ即可视为安全的安规,可能并非源于第8.1.4条,而是另有出处。因为在8.1.4条中,350mJ放电能量对应于峰值超过15kV的电压,而非民用低压交流电(峰值约325V)。

 



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