Μέσα σε κάθε ηλιακό κουτί συνένωσης, δύο τύποι συσκευών μεταγωγής DC εμφανίζονται επανειλημμένα και δεν είναι εναλλάξιμοι από προεπιλογή. Απομονωτής DC Ένα/Μια είναι κυρίως εκεί για να παρέχει χειροκίνητη, σκόπιμη απομόνωση, ώστε ένας τεχνικός να μπορεί να συντηρήσει το σύστημα με ασφάλεια. Αυτόματος διακόπτης DC Ένα/Μια είναι κυρίως εκεί για να ανιχνεύσει συνθήκες υπερέντασης ή βραχυκυκλώματος και να διακόψει το κύκλωμα αυτόματα.
Αντιμετωπίζουν διαφορετικούς κινδύνους. Βρίσκονται σε διαφορετικά μέρη της ιεραρχίας προστασίας. Και όταν οι σχεδιαστές θολώνουν τη γραμμή μεταξύ τους, το αποτέλεσμα συνήθως δεν είναι ένα μικρό ζήτημα γραφειοκρατίας. Εμφανίζεται ως ενοχλητικές διακοπές, αδύναμη προστασία από σφάλματα, αμήχανες διαδικασίες συντήρησης ή συνεχής δημιουργία τόξου DC μέσα στο περίβλημα.
Αυτός ο οδηγός εξηγεί πού ανήκει κάθε συσκευή σε ένα κουτί συνένωσης PV, γιατί πολλά κουτιά χρειάζονται και τα δύο λειτουργίες, και ποια λάθη επιλογής συνεχίζουν να εμφανίζονται σε πραγματικά έργα.
Εάν θέλετε πρώτα το ευρύτερο πλαίσιο του περιβλήματος, ξεκινήστε με τη/το σελίδα προϊόντος κουτιού συνένωσης ή την επεξήγηση σχετικά με τι κάνει ένα ηλιακό κουτί συνένωσης. Αυτό το άρθρο επικεντρώνεται στο όριο ρόλου της συσκευής μέσα στο κουτί.
Άμεση απάντηση
A Απομονωτής DC είναι για χειροκίνητη απομόνωση και ασφαλή αποσύνδεση. ΕΝΑ Αυτόματος διακόπτης DC είναι για αυτόματη διακοπή υπερέντασης.
Στα κουτιά συνένωσης PV, αυτό συνήθως σημαίνει:
- οι λειτουργία απομόνωσης υποστηρίζει συντήρηση, αποκλεισμό και τοπική αποσύνδεση
- οι λειτουργία διακόπτη υποστηρίζει την προστασία συμβολοσειρών ή τροφοδοτών υπό συνθήκες σφάλματος
Μια συσκευή μπορεί μερικές φορές να ικανοποιεί περισσότερες από μία απαιτήσεις, εάν η καταχώριση, η σήμανση και η εφαρμογή της το επιτρέπουν. Αλλά οι σχεδιαστές δεν πρέπει να ξεκινούν από την υπόθεση ότι ένας διακόπτης αντικαθιστά αυτόματα έναν αποζεύκτη ή ότι ένας αποζεύκτης αντικαθιστά κατά κάποιο τρόπο την προστασία από υπερένταση.
Βασική Σύγκριση: Αποζεύκτης DC έναντι Διακόπτη Κυκλώματος DC σε ένα Κουτί Συνένωσης
| Χαρακτηριστικό γνώρισμα | Απομονωτής DC | Διακόπτης DC |
|---|---|---|
| Κύριος ρόλος | Χειροκίνητη αποσύνδεση και απομόνωση συντήρησης | Αυτόματη προστασία από υπερένταση και βραχυκύκλωμα |
| Χειροκίνητη απομόνωση | Ναι, αυτός είναι ο κύριος σκοπός | Μερικές φορές είναι δυνατό, αλλά συνήθως δεν είναι ο πρώτος λόγος για τον οποίο καθορίζεται |
| Προστασία υπερέντασης | Κανένας | Ναι |
| Ένδειξη απομόνωσης | Συνήθως παρέχει μια σαφή, σκόπιμη θέση μεταγωγής και μια κλειδωμένη κατάσταση λειτουργίας | Η θέση της λαβής δεν δίνει πάντα την ίδια εμπιστοσύνη συντήρησης με έναν ειδικό αποζεύκτη |
| Ικανότητα διακοπής φορτίου | Εξαρτάται από την ονομαστική τιμή του διακόπτη-αποζεύκτη και το καθήκον PV DC | Εξαρτάται από το σχεδιασμό του διακόπτη, την ονομαστική τιμή DC και το καθήκον διακοπής |
| Τυπική θέση στο κουτί συνένωσης | Συχνά στην συνδυασμένη έξοδο ή στο τοπικό σημείο αποσύνδεσης | Στο επίπεδο συμβολοσειράς, στο επίπεδο ομάδας συμβολοσειρών ή στο σημείο προστασίας συνδυασμένης εξόδου, ανάλογα με την αρχιτεκτονική |
| Πότε χρειάζονται και τα δύο | Όταν το κουτί χρειάζεται τόσο ασφαλή χειροκίνητη απομόνωση όσο και αυτόματη προστασία από σφάλματα | Ίδιο |
Το βασικό σημείο είναι απλό: ο αποζεύκτης αφορά κυρίως ελεγχόμενη αποσύνδεση για ανθρώπους και εργασίες συντήρησης. Ο διακόπτης αφορά κυρίως προστατευτική διακοπή κατά τη διάρκεια της λειτουργίας.
Γιατί ένα Κουτί Συνένωσης Συχνά Χρειάζεται Και τις Δύο Λειτουργίες
Ένα κουτί συνένωσης PV συγκεντρώνει πολλαπλές συμβολοσειρές πριν η έξοδος DC σταλεί κατάντη στον μετατροπέα ή σε ένα άλλο σημείο συλλογής. Αυτό δημιουργεί δύο ξεχωριστές ερωτήσεις σχεδιασμού:
Πρόβλημα 1: Έκθεση σε Σφάλμα και Αντίστροφο Ρεύμα
Όταν πολλές συμβολοσειρές συνδέονται παράλληλα, μια συμβολοσειρά με σφάλμα μπορεί να εκτεθεί σε αντίστροφο ρεύμα από τις υγιείς συμβολοσειρές. Γι' αυτό η προστασία από υπερένταση γίνεται απαραίτητη μόλις η αρχιτεκτονική της συμβολοσειράς και το πλαίσιο κώδικα το απαιτήσουν. Στον σχεδιασμό που βασίζεται στο NEC, αυτή η συζήτηση συνδέεται με 690.9 Προστασία από Υπερένταση. Στον σχεδιασμό που βασίζεται στο IEC, η ίδια λογική εμφανίζεται στους κανόνες προστασίας κυκλώματος πηγής για συστοιχίες PV.
Αυτός ο ρόλος υπερέντασης μπορεί να αντιμετωπιστεί από:
- ασφάλειες συμβολοσειράς
- Διακόπτες DC
- μια άλλη προστατευτική ρύθμιση που γίνεται αποδεκτή από το πρότυπο του έργου
Συμβουλή επαγγελματία: Στον σχεδιασμό PV τύπου NEC, ένας γρήγορος μηχανικός έλεγχος είναι να συγκρίνει την έκθεση του κυκλώματος με σφάλμα με το αντίστροφο ρεύμα που είναι διαθέσιμο από τις υπόλοιπες παράλληλες συμβολοσειρές. Σε ένα κουτί συνένωσης 12 συμβολοσειρών, μια συμβολοσειρά με σφάλμα μπορεί να εκτεθεί σε περίπου 11 x Isc από τις άλλες συμβολοσειρές. Γι' αυτό οι σχεδιαστές δεν μπορούν να υπολογίσουν το μέγεθος της προστασίας κοιτάζοντας μια συμβολοσειρά απομονωμένα.
Εάν θέλετε την ευρύτερη εικόνα συντονισμού, σχεδιασμός προστασίας ηλιακού κουτιού συνένωσης είναι η πλησιέστερη υποστηρικτική σελίδα.
Πρόβλημα 2: Ασφαλής Απενεργοποίηση για Συντήρηση
Ακόμη και μετά τη λειτουργία μιας προστατευτικής συσκευής, το προσωπικό συντήρησης εξακολουθεί να χρειάζεται έναν σκόπιμο τρόπο απομόνωσης του κουτιού για εργασία. Οι ηλιακές μονάδες συνεχίζουν να παράγουν τάση όποτε είναι διαθέσιμη η ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι μια διαδικασία συντήρησης εξακολουθεί να χρειάζεται ένα κατάλληλο μέσο αποσύνδεσης, όχι απλώς ένα συμβάν διακοπής.
Στην πρακτική των ΗΠΑ, αυτό συνδέεται με NEC 690.13 και σχετικές απαιτήσεις μέσων αποσύνδεσης. Σε έργα που βασίζονται στο IEC, η ίδια προσδοκία εμφανίζεται μέσω απαιτήσεων απομόνωσης PV, όπως IEC 60364-7-712. Στην Αυστραλία και τη Νέα Ζηλανδία, AS/NZS 5033 είναι ακόμη πιο σαφής σχετικά με τον ρόλο και την τοποθέτηση των απομονωτών PV DC.
Συμβουλή επαγγελματία: Η επιλογή απομόνωσης θα πρέπει επίσης να ακολουθεί την διορθωμένη σε χαμηλή θερμοκρασία τάση ανοικτού κυκλώματος, όχι μόνο την ονομαστική ετικέτα συστήματος. Η τάση της σειράς PV αυξάνεται καθώς η θερμοκρασία της μονάδας μειώνεται, επομένως ένας απομονωτής που έχει επιλεγεί πολύ κοντά στο STC Voc μπορεί να υποτιμηθεί τα κρύα πρωινά, παρόλο που φαινόταν αποδεκτός στα χαρτιά.
Το πρακτικό συμπέρασμα είναι ότι πολλά κουτιά συνένωσης χρειάζονται και τα δύο:
- ένα λειτουργία προστασίας από υπερένταση
- ένα λειτουργία απομόνωσης / αποσύνδεσης
Αυτές οι λειτουργίες μπορεί να βρίσκονται σε ξεχωριστές συσκευές ή, σε ορισμένες περιπτώσεις, να ικανοποιούνται από μια κατάλληλα ονομαστική και αποδεκτή διάταξη συσκευής. Αλλά δεν θα πρέπει να αντιμετωπίζονται ως η ίδια εργασία.
Πώς Συνεργάζονται στην Πράξη
Εξετάστε ένα κουτί συνένωσης σε μια εμπορική ή κλίμακας κοινής ωφέλειας εγκατάσταση PV με πολλαπλές σειρές που εισέρχονται σε έναν κοινό δίαυλο.
Οι συσκευές υπερέντασης σε επίπεδο σειράς ή επίπεδο ομάδας υπάρχουν για να περιορίσουν την έκθεση σε σφάλματα και να αποτρέψουν την ζημιά ενός μη φυσιολογικού κυκλώματος στην υπόλοιπη καλωδίωση της συστοιχίας. Ο απομονωτής εξόδου ή η συσκευή αποσύνδεσης υπάρχει έτσι ώστε ένας τεχνικός να μπορεί να διαχωρίσει σκόπιμα το κουτί συνένωσης από την κατάντη διαδρομή, να κλειδώσει τον διακόπτη σε μια ασφαλή θέση όπου απαιτείται και να εργαστεί στο περίβλημα με μια σαφέστερη διαδικασία σέρβις.
Αυτός ο διαχωρισμός δεν είναι περιττός. Είναι αυτό που κάνει το κουτί λειτουργικό στο πεδίο.
Σε έργα όπου αυτή η διάκριση αντιμετωπίζεται καλά, οι τεχνικοί μπορούν:
- να εντοπίσουν τη σειρά ή τον κλάδο με σφάλμα
- να χειριστούν τις προστατευτικές και αποσυνδετικές συσκευές στη σωστή σειρά
- να απομονώσουν το κουτί με ασφάλεια για σέρβις
- να επαναφέρουν τα υγιή κυκλώματα με λιγότερη σύγχυση και λιγότερο χρόνο διακοπής λειτουργίας
Πότε μια Λειτουργία Απομονωτή DC Είναι Υποχρεωτική
Η προσεκτική διατύπωση έχει σημασία εδώ.
Οι περισσότεροι κώδικες δεν λένε ότι κάθε έργο πρέπει να χρησιμοποιεί ένα ακριβές σχήμα προϊόντος με την ένδειξη “απομονωτής” σε κάθε κουτί συνένωσης. Αυτό που απαιτούν είναι ένα συμβατό μέσο αποσύνδεσης.
Στην πράξη, ένας αποκλειστικός απομονωτής DC ή διακόπτης-αποζεύκτης είναι συχνά ο πιο απλός τρόπος για να ικανοποιηθεί αυτό το καθήκον όταν το έργο χρειάζεται:
- μια τοπική αποσύνδεση συντήρησης στην έξοδο του συνενωτή
- ένα σαφώς επισημασμένο σημείο μεταγωγής σέρβις
- μια κλειδωμένη ανοικτή θέση
- μια συσκευή που έχει επιλεγεί κυρίως για καθήκον αποσύνδεσης και όχι για προστατευτική ενεργοποίηση
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι αποκλειστικοί απομονωτές DC παραμένουν κοινοί στα κουτιά συνένωσης PV ακόμη και σε συστήματα που περιλαμβάνουν ήδη προστατευτικούς διακόπτες ή ασφάλειες. Το αποφασιστικό ζήτημα συνήθως δεν είναι η προτίμηση καταλόγου. Είναι το αν η ομάδα συντήρησης αποκτά ένα σαφέστερο, ασφαλέστερο και πιο επιθεωρήσιμο σημείο απομόνωσης.
Εάν ο αναγνώστης χρειάζεται το πιο συγκεκριμένο για τη συσκευή ιστορικό, οι φυσικές υποστηρικτικές σελίδες είναι Διακόπτης απομονωτή DC και τι είναι ένας διακόπτης απομονωτή DC.
Πότε μια Λειτουργία Διακόπτη DC Είναι Υποχρεωτική
Η προστασία από υπερένταση είναι υποχρεωτική όταν οι αγωγοί ή ο εξοπλισμός εκτίθενται σε ρεύμα σφάλματος πέρα από αυτό που μπορεί να αντέξει με ασφάλεια το κύκλωμα.
Στα κουτιά συνένωσης PV, αυτό γίνεται ιδιαίτερα σημαντικό όταν:
- τρεις ή περισσότερες σειρές παραλληλίζονται υπό τη λογική NEC
- οι προδιαγραφές του έργου απαιτούν επαναρυθμιζόμενη προστασία από υπερένταση
- οι αγωγοί εξόδου απαιτούν μια προστατευτική συσκευή στον συνενωτή
- ο σχεδιασμός χρειάζεται μια φιλική προς την παρακολούθηση, επαναρυθμιζόμενη εναλλακτική λύση στην προστασία μόνο με ασφάλεια
Ο λόγος για τον οποίο καθορίζεται ένας διακόπτης DC δεν είναι ότι έχει λαβή. Είναι ότι το κύκλωμα χρειάζεται αυτόματη διακοπή σφάλματος υπό συνθήκες DC.
Για μια βαθιά βουτιά μόνο σε διακόπτη, οι πιο σχετικές υποστηρικτικές σελίδες είναι ένας πρακτικός οδηγός για διακόπτες κυκλώματος DC και Διαστασιολόγηση διακόπτη κυκλώματος DC: NEC 690 έναντι IEC 60947-2.
Μπορεί το Ένα να Αντικαταστήσει το Άλλο;
Όχι εξ ορισμού.
Ένας απομονωτής DC δεν αντικαθιστά έναν διακόπτη DC όταν απαιτείται προστασία από υπερένταση
Ένας απομονωτής δεν ανιχνεύει υπερένταση, δεν ενεργοποιείται αυτόματα και δεν θα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως η συσκευή που καθαρίζει ένα αναπτυσσόμενο σφάλμα απλώς και μόνο επειδή μπορεί να ανοίξει χειροκίνητα.
Ένας διακόπτης DC δεν αντικαθιστά αυτόματα έναν αποκλειστικό απομονωτή
Ένας διακόπτης μπορεί να γίνει αποδεκτός ως μέσο αποσύνδεσης σε ορισμένα έργα, αλλά ο σχεδιαστής πρέπει ακόμη να επαληθεύσει:
- καταχώριση και σήμανση
- καταλληλότητα εφαρμογής DC
- εάν η ανοικτή θέση μπορεί να αναγνωριστεί σαφώς και να κλειδωθεί όπου απαιτείται
- εάν η διαδικασία συντήρησης παραμένει ασφαλής και πρακτική
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η καλύτερη μηχανική ερώτηση δεν είναι “ποιος κερδίζει;” Είναι “εξακολουθεί αυτός ο σχεδιασμός να παρέχει τόσο προστασία όσο και απομόνωση με τρόπο που ο κώδικας, ο επιθεωρητής και η ομάδα συντήρησης θα αποδεχτούν όλοι;”
Πρακτικά Λάθη Επιλογής σε Κουτιά Συνένωσης PV
1. Χρήση Συσκευών Ονομαστικής Τιμής AC σε Κύκλωμα DC PV
Αυτό παραμένει ένα από τα πιο επικίνδυνα λάθη στο πεδίο. Η διακοπή DC δεν είναι η ίδια με τη διακοπή AC. Μια συσκευή που είναι άνετη σε έναν πίνακα AC δεν είναι αυτόματα κατάλληλη για ένα κουτί συνένωσης PV DC. Στο AC, το ρεύμα περνάει από ένα φυσικό μηδενικό σημείο κάθε κύκλο, το οποίο βοηθά στην κατάσβεση του τόξου. Στο DC, δεν υπάρχει φυσικό μηδενικό σημείο. Εάν η συσκευή δεν έχει σχεδιαστεί για έλεγχο τόξου DC, το τόξο μπορεί να διατηρηθεί σε ανοίγοντας επαφές.
Συνέπεια: το τόξο μπορεί να μην αυτοσβήσει, η συσκευή μπορεί να αποτύχει να διακόψει και το περίβλημα του συνενωτή μπορεί να καεί.
2. Αντιμετώπιση των Διακοπτών Σειράς ως Ολόκληρης της Στρατηγικής Προστασίας
Μια σειρά από διακόπτες ανά συμβολοσειρά δεν λύνει αυτόματα την απαίτηση αποσύνδεσης και δεν παράγει αυτόματα μια καθαρή ροή εργασιών συντήρησης.
Συνέπεια: Οι τεχνικοί μπορεί να εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν μια ενεργοποιημένη μπάρα ή μια συγκεχυμένη ακολουθία τερματισμού λειτουργίας κατά τη διάρκεια της συντήρησης.
3. Αντιμετώπιση του Απομονωτή Έξοδου σαν να Λύνει την Προστασία Υπερέντασης
Δεν το κάνει. Ένα αφιερωμένο σημείο αποσύνδεσης και μια προστατευτική λειτουργία απενεργοποίησης είναι διαφορετικά επίπεδα του σχεδιασμού.
Συνέπεια: Ένα σφάλμα μπορεί να παραμείνει μέχρι να υπερθερμανθούν οι αγωγοί, οι ακροδέκτες ή τα μέρη του περιβλήματος.
4. Επιλογή Μόνο με Βάση την Ονομαστική Ένταση Ρεύματος
Στα κουτιά συνένωσης φωτοβολταϊκών, η κατηγορία τάσης, η διάταξη των πόλων, η χρήση DC, η ικανότητα διακοπής, η συμπεριφορά της θερμοκρασίας και η πραγματική αρχιτεκτονική της συμβολοσειράς έχουν σημασία.
Συνέπεια: Η επιλεγμένη συσκευή μπορεί να φαίνεται σωστή στην πινακίδα, αλλά να είναι υποτιμημένη για την πραγματική φωτοβολταϊκή χρήση.
5. Εγκατάσταση του Αποζεύκτη σε Λάθος Θέση
Εάν ο στόχος είναι η απομόνωση ολόκληρου του κουτιού ή της κατάντη πλευράς, η συσκευή αποσύνδεσης πρέπει να τοποθετηθεί έτσι ώστε να διαχωρίζει πραγματικά το επιδιωκόμενο τμήμα του κυκλώματος. Ένας διακόπτης σε λάθος θέση μπορεί να αφήσει την μπάρα ή τους κατάντη αγωγούς ενεργοποιημένους όταν η ομάδα συντήρησης υποθέτει το αντίθετο.
Συνέπεια: Το κουτί μπορεί να φαίνεται απομονωμένο στα χαρτιά, ενώ επικίνδυνη τάση εξακολουθεί να υπάρχει στο πεδίο.
6. Ανάμειξη Συστημάτων Κωδίκων Χωρίς Δήλωση της Βάσης του Έργου
Μια αναθεώρηση σχεδιασμού γίνεται πολύ περίπλοκη όταν αναφέρονται μαζί οι απαιτήσεις NEC, IEC και AS/NZS χωρίς να δηλώνεται ποιο σύνολο κανόνων διέπει το έργο. Η καλή τεκμηρίωση καθιστά πάντα σαφή αυτή τη βάση.
Συνέπεια: Η ομάδα μπορεί να εγκρίνει το λάθος σύνολο συσκευών, να αποτύχει στην επιθεώρηση ή να δημιουργήσει μια διαδικασία συντήρησης που δεν ταιριάζει με το κυρίαρχο πρότυπο.
ΣΥΧΝΈΣ ΕΡΩΤΉΣΕΙΣ
Χρειάζομαι τόσο έναν αποζεύκτη DC όσο και έναν διακόπτη DC σε κάθε κιβώτιο συνένωσης;
Όχι πάντα ως δύο ξεχωριστές αυτόνομες συσκευές, αλλά πολλά κουτιά συνένωσης χρειάζονται και τα δύο λειτουργίες: απομόνωση και προστασία υπερέντασης. Ο τρόπος με τον οποίο υλοποιούνται αυτές οι λειτουργίες εξαρτάται από τη βάση κώδικα του έργου, την αρχιτεκτονική της συμβολοσειράς και την καταλληλότητα της συσκευής.
Μπορεί ένας DC διακόπτης να χρησιμοποιηθεί ως μέσο αποσύνδεσης φωτοβολταϊκών (PV);
Ενίοτε ναι, αλλά μόνο όταν οι προδιαγραφές, η σήμανση και οι λεπτομέρειες εγκατάστασής του υποστηρίζουν αυτή τη λειτουργία. Οι μηχανικοί οφείλουν να το επιβεβαιώνουν αυτό, αντί να υποθέτουν ότι κάθε DC διακόπτης είναι αυτόματα ένας συμβατός απομονωτής.
Μπορεί ένας αποζεύκτης DC να προστατεύσει από υπερένταση ή βραχυκύκλωμα;
Όχι. Ένας τυπικός αποζεύκτης δεν είναι μια συσκευή προστασίας από υπερ current.
Είναι υποχρεωτικό να υπάρχουν διακόπτες στοιχειοσειράς σε κάθε κιβώτιο συνένωσης;
Όχι. Η ανάγκη για προστασία υπερέντασης σε επίπεδο συμβολοσειράς εξαρτάται από τον αριθμό των παράλληλων συμβολοσειρών, την έκθεση των αγωγών, το κανονιστικό πλαίσιο και τα όρια του εξοπλισμού. Σε πολλά έργα, οι ασφάλειες συμβολοσειράς παραμένουν η πιο κοινή λύση.
Ποιος είναι ο ασφαλέστερος τρόπος να σκεφτούμε τη διαφορά;
Αντιμετωπίστε τον απομονωτή ως τη συσκευή που επιλέχθηκε για σκόπιμη αποσύνδεση και τον διακόπτη ως τη συσκευή που επιλέχθηκε για αυτόματη διακοπή σφάλματος. Στη συνέχεια, επαληθεύστε εάν το έργο εξακολουθεί να χρειάζεται και τις δύο λειτουργίες ξεχωριστά.
