储能电池包,直流输入端,是否需要做雷击surge测试呢?
依据标准 https://www.iec.wiki/EN_61000-6_series_standards 系列,储能电池包(BESS)的直流(DC)输入端关于雷击测试,不能一概而论。这主要取决于端口的定义、应用环境以及产品所覆盖的特定标准。决定是否需要进行雷击浪涌(Surge)测试:住宅,商业和轻工业环境,抗扰度EN IEC 61000-6-1:2019标准,关于直流端雷击的测试要求
工业环境,抗扰度EN IEC 61000-6-2-2019 Table 3 - Immunity requirements - Input and output DC power ports
雷击豁免条款:
b. 仅适用于与长距离线路连接的端口;不适用于设计用于连接电池或可充电电池的输入端口(此类电池需从设备中取出或断开连接以进行充电)。
e. 若针对特定供电电压的CDN测试设备在市面上无法获得,则无需进行此项测试。
f.对于设计使用AC-DC电源适配器的直流(DC)电源输入端口设备,应在制造商指定的AC-DC电源适配器的交流(AC)电源输入端进行测试;若未指定适配器,则应在直流电源端口上进行测试,并采用本表中的试验等级。
我们的储能并网的电池包,实际上是直接连接外面的光伏板,光伏板是直接放在户外的,且充电的时候,肯定在直连电池包。所以这个情况,是不符合b、e、f雷击豁免条件,所以,还是要测试直流端雷击的。
[*]物理连接的持续性:“充电的时候,肯定在直连电池包”。这直接否定了标准注释b和c中“充电时需移除或断开”的条件。系统属于全天候连接系统。
[*]户外环境的暴露性:光伏板直接布置在户外,这意味着从光伏板到电池包的直流电缆实际上充当了“天线”。在雷雨天气,这些长距离电缆极易感应到雷击浪涌(Surge)和由切换操作、闪电引起的快速瞬变(EFT)。标准制定者之所以设置这些测试,就是为了保护这种暴露在复杂电磁环境中的直流接口。
[*]不符合通用豁免条件:既然电缆是永久连接的,且光伏系统通常具备较长的传输线路(远超3米),注释g中提到的3米长度豁免也不适用。
这种情况,储能电池包(BESS)的直流(DC)输入端,必须被视为“直流电源端口”或“长距离信号端口”进行考核。
1. 核心判断标准:端口定义
在EMC标准体系中,测试项的选择取决于端口的属性。首先需要明确该直流输入端属于哪一类:(1)AC电源端口:必须进行Surge测试。
(2)DC电源端口:这是关键点。
[*]在旧版本的EN 61000-6-1/2标准中,对于“非连接到室外分布网的直流电源端口”,通常不强制要求浪涌测试。
[*]但在新版标准(如EN IEC 61000-6-2:2019)中,对端口的定义更加严谨。如果该直流端口会被连接到“户外线路”或属于“直流分布网络”(DC Distribution Network),则必须进行Surge测试。
(3)信号/控制端口: 若端口涉及长距离通信(超过30米或连接到户外),则需要进行Surge测试。
2. 为什么储能电池包(BESS)通常需要做?
即使从通用标准的角度看,对于储能系统,建议进行Surge测试,原因如下:
[*]系统架构的特殊性: 储能系统通常连接PCS(功率转换系统)、逆变器,甚至通过长距离电缆连接到其他机柜。这在EMC标准定义中极易被判定为连接到外部的直流分布网络,而非单纯的设备内部短距离接线。
[*]雷击浪涌的风险:储能系统属于电力基础设施,电缆铺设环境复杂。如果直流线缆在户外或跨建筑敷设,感应雷击或系统切换产生的浪涌能量很大,不做该项测试将导致极高的现场故障风险。
[*]产品类别的覆盖:EN 61000-6系列(通用标准),但储能系统通常有更专业的标准(如IEC 62619、IEC 62477-1等)。这些产品标准通常会引用或强化EN 61000-6-2的要求,需要与相应出最终报告与证书的认证机构那边的安规进行确认。
总结
[*]如果该直流端口连接到室外或长距离电缆:必须做。
[*]如果仅仅是机柜内部短连接:可能豁免,但建议根据系统安全性评估,保留进行浪涌抗扰度设计的必要性。
建议: 在撰写测试计划(Test Plan)与说明书时,明确声明该DC端口的物理连接环境。然后,实打实的测试直流端雷击,否则,到了市场端,经常返修是不好的。
[*]在技术文件中,不要再提及“电池豁免条款”。
[*]取而代之,应记录:“本设备DC端口设计用于户外光伏连接,已针对户外环境配置了相应的浪涌防护等级(SPD),并按照EN IEC 61000-6/EN IEC 61000-4-5进行验证。”
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