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储能电池包,直流输入端,是否需要做雷击surge测试呢?

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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

Table 3 - Immunity requirements - Input and output DC power ports

Table 3 - Immunity requirements - Input and output DC power ports


工业环境,抗扰度EN IEC 61000-6-2-2019 Table 3 - Immunity requirements - Input and output DC power ports

EN IEC 61000-6-2-2019 Table 3 - Immunity requirements - Input and output DC power ports

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. 对于市面上无相应测试设备(例如 CDN)可用的电源电压,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:虽然你询问的是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,明确指出直流端口的抗扰度需求。

3. 如何确定是否必须做?
为了确保你的产品满足要求,请按以下步骤核查:
(1)判定线缆长度与环境:
  • 如果你的电池包DC输入线仅在机柜内部(< 3米),通常无需进行Surge测试。
  • 如果线缆连接到外部,或者该设备被归类为“大型基础设施组件”,必须测试

(2)参考产品族标准:
  • 如果你的产品有对应的产品类标准(如针对储能系统的逆变器、电池管理系统标准),请优先以产品标准的要求为准。通用标准(61000-6 系列)仅在没有特定产品标准时才强制适用。

(3)技术防御方案:
  • 在工业环境下,即便标准不强求,在DC输入端增加浪涌保护器(SPD) 也是行业内的最佳实践。对于高电压(如800V/1000V DC)储能系统,这是保护昂贵的功率器件和BMS的核心手段。

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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