储能系统短路保护 | 赛尔特(SETsafe | SETfuse)解决方案与产品

为什么要对储能系统进行短路保护

原因：

因为储能系统发生短路时，可能会出现以下现象：

电流骤增：

短路导致电路阻抗急剧降低，瞬间产生极高的短路电流，可能达到正常电流的几十倍甚至更高。

电压骤降：

短路点电压迅速下降至接近零，可能引发系统其他部分的电压不稳定或跌落。

高温和火花：

短路电流通过导体或电池时会产生大量热量，可能导致电弧、火花或部件烧焦，甚至引发火灾。

电池异常：

对于电池储能系统（如锂电池），短路可能导致电池过热、鼓胀、漏液，甚至引发热失控，严重时可能导致火灾或爆炸。

设备损坏：

短路可能烧毁电缆、连接器、逆变器或控制模块等设备，造成系统部分或全部失效。

保护装置动作：

如果系统有短路保护机制（如熔断器或断路器），会在短路发生时迅速动作，切断电路，可能伴随断路器跳闸或熔断器熔断的现象。

系统报警或停机：

储能系统的监控系统可能检测到异常，触发报警信号，或自动停机以防止进一步损害。

烟雾或气味：

短路导致的过热可能产生烧焦气味或烟雾，特别是在绝缘材料或电池受损时。

基于以上原因，这些现象发生的时间极短（通常为毫秒级），若无有效保护措施，后果可能迅速恶化，危及设备和人员安全。因此要对短路进行保护，保证设备与财产的安全。

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在靠近电源或负载串联接入低压熔断器 Low Voltage Fuses (LV Fuses)，放置在靠近电池组、高压盒（电池簇）、汇流箱或关键负载的电路中，以快速隔离故障。

保护原理：

在解决短路保护的众多方案中，在电路中安装熔断器，当电流超过设定值时，熔断器会迅速熔断，切断电路，防止短路引发进一步损害。熔断器是一种简单、成本低且有效的短路保护方案，广泛应用于储能系统。

低压熔断器 Low Voltage Fuses (LV Fuses)工作原理：

当电路发生短路时，电流急剧增加，熔断器内部的熔丝因过热而熔断，迅速切断电路，保护电池和系统免受损害。

用低压熔断器 Low Voltage Fuses (LV Fuses)优势：

响应速度快、成本低、安装简单。

高分断能力（高电流分断等级）。

高限流特性（低I²t值）。

安全无声动作：当分断是最高短路电流时，不释放气体、火焰、电弧或者其它材料。此外，分断高短路电流时的动作速度有效地限制了故障的弧闪危险。

发生弧闪时对人员和设备的保护优越性：当电弧故障发生时，尺码恰当的限流熔断器在其限流范围内能在几个毫秒内切断电流，有效地将电弧能量保持在危险及破环等级之下。

低压熔断器 Low Voltage Fuses (LV Fuses)应用场景：

熔断器通常安装在电池模块、高压盒（电池簇）、汇流箱或主电路中，作为短路和严重过载的第一道防线。

技术文章（仅供参考）

储能系统发生短路的原因主要包括以下几点（简要总结）：

绝缘失效：

绝缘材料老化、损坏或制造缺陷导致正负极接触。

电池内部缺陷：

隔膜破损、极片错位或杂质引发内部短路。

外部物理损伤：

撞击、挤压或异物刺穿破坏电池结构。

电气设计问题：

接线松动、电缆磨损或设计不当。

过载或异常操作：

过充、过放或控制系统（如BMS）失效。

环境因素：

高温、潮湿、雷击或电网异常引发短路。

储能系统电路安全保护的重要性主要源于以下几个方面：

为什么重要

防止设备损坏：

储能系统通常涉及高电压、大电流的电池组（如锂电池），若无有效保护，可能因过载、短路或过热导致电池损坏，甚至引发火灾或爆炸。

保障人身安全：

电路故障可能导致电击、火灾或有毒气体泄漏，危及操作人员和周边环境安全。

延长系统寿命：

安全保护措施能有效避免异常工况（如过充、过放），延长电池和系统使用寿命。

确保系统稳定运行：

储能系统常用于电网调峰、光伏储能等关键场景，电路保护能防止系统故障，确保供电可靠性。

符合法规要求：

许多国家和地区对储能系统的安全标准有严格规定，完善的保护措施是合规运行的前提。

总结

储能系统电路安全保护通过多层次的硬件和软件措施，保障系统安全、可靠运行。这些措施相互配合，形成全面的保护体系，涵盖电气、热管理和物理安全等方面。实际应用中，需根据系统规模、电池类型（如锂电池、铅酸电池）和使用场景（如家用储能、工业储能）选择合适的保护方案。