故障電弧對太陽能電池系統的安全威脅—樂鳥

　　故障電弧對于太陽能電池系統的安全威脅，一般來說，電弧是一種氣體放電的現象，指電流通過了某些絕緣介質 (例如空氣) 所產生瞬間火花，物理上可以依據「Paschen 定律」來估算。而「故障電弧」即是指這種放電現象發生在我們不希望發生的地方，同時其高熱造成未預期火災事件。太陽能電池系統是一種直流電發電裝置，其造成的故障電弧稱之為「直流故障電弧」，此與一般交流故障電弧zui大不同處在于其沒有相位改變所造成的閑歇性周期現象。

　　換言之，一旦發生直流故障電弧，高熱現象將會維持直至電源來源消失。由于故障電弧產生的高熱可達攝氏 1,000 度以上，因此不僅會造成周遭的絕緣物質分解或碳化而失去絕緣的功效，同時也容易導致鄰近的物質達到燃點而被點燃起火，甚至有時故障電弧會造成金屬導體熔化而噴發出高熱的金屬顆粒，而其一旦接觸到可燃物質，亦會造成嚴重的火災意外。故障電弧的成因，針對太陽能電池系統發生的故障電弧，總體歸納來看，主要可以分為兩類：串聯故障電弧：當一條有負載的電流導線在未預期的情況下扯斷或斷裂，在其斷裂處即會產生所謂的串聯故障電弧。這種不佳的接觸點好發于太陽能芯片與芯片之間、芯片與導架之間、快速接頭之間、接線與接線盒之間，或是斷裂的連接在線。太陽能電池系統因為有成千上萬個接點，因此一般常見的起火源為串聯故障電弧。并聯故障電弧：當一個未預期的路徑剛好通過兩個極性相反的導體之間，則在此路徑所發生的意外即為并聯故障電弧。此類故障電弧的成因常是囓齒動物咬破電線、電線的老化、外力造成電線破損等，而使得電線失去既有的絕緣功效，并讓正負兩極的金屬互相接觸產生了故障電弧狀況。

　　雖然并聯故障電弧的發生機率遠小于串聯故障電弧，但是帶來的危險性確是遠遠超過后者，因為當并聯故障電弧發生之際，太陽能電池系統的電壓與電流仍會持續保持供應與維持此故障現象所需的能量。另外，接地故障也是一種并聯故障電弧的典型型態。