PV DC Arc-Fault Protection: NEC 690.11 vs IEC 63027

Γρήγορη Απάντηση

Η προστασία από τόξο σφάλματος DC σε φωτοβολταϊκά είναι μια εξειδικευμένη λειτουργία ασφαλείας για τον εντοπισμό επικίνδυνων τόξων σε φωτοβολταϊκά κυκλώματα. Δεν παρέχεται αυτόματα από ασφάλειες, μικροαυτόματους διακόπτες DC (MCB), διατάξεις προστασίας από υπερτάσεις (SPD), αποζεύκτες ή κοινές οικιακές διατάξεις ανίχνευσης τόξου AC.

Οι δύο αναφορές που συγκρίνονται συχνότερα εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς:

NEC 690.11 Αποτελεί απαίτηση του κώδικα εγκαταστάσεων της Βόρειας Αμερικής. Στις πρόσφατες εκδόσεις του NEC, τα φωτοβολταϊκά συστήματα με κυκλώματα DC που λειτουργούν στα 80 V DC ή περισσότερο μεταξύ των αγωγών απαιτούν γενικά πιστοποιημένη προστασία από τόξο σφάλματος, ανάλογα με την υιοθετημένη έκδοση του NEC, τις εξαιρέσεις του, τις τοπικές τροποποιήσεις και την αρμόδια αρχή (AHJ).
IEC 63027:2023 Αποτελεί διεθνές πρότυπο απόδοσης και δοκιμών προϊόντων για εξοπλισμό που ανιχνεύει και, προαιρετικά, διακόπτει τόξα DC σε φωτοβολταϊκά κυκλώματα έως 1500 V DC. Από μόνο του, δεν επιβάλλει σε κάθε χώρα ή σε κάθε φωτοβολταϊκό έργο την εγκατάσταση τέτοιου εξοπλισμού.
UL 1699B είναι ένα πρότυπο προϊόντων της Βόρειας Αμερικής που χρησιμοποιείται για εξοπλισμό προστασίας από σφάλματα τόξου συνεχούς ρεύματος (DC) σε φωτοβολταϊκά συστήματα.

Το κεντρικό τεχνικό σημείο είναι:

Ένα τόξο σειράς μπορεί να μεταφέρει λιγότερο ρεύμα από το κανονικό φορτίο λειτουργίας. Επομένως, η τυπική προστασία υπερέντασης ενδέχεται να παραμείνει κλειστή ενώ το τόξο συνεχίζει να παράγει συγκεντρωμένη θερμότητα.

Βασικά συμπεράσματα

Το πρότυπο NEC 690.11 υποδεικνύει στον σχεδιαστή πότε μια εγκατάσταση απαιτεί προστασία στο πλαίσιο ενός υιοθετημένου προτύπου NEC· το IEC 63027 υποδεικνύει στον κατασκευαστή ή τον αγοραστή πώς ταξινομείται και ελέγχεται ο εξοπλισμός ανίχνευσης τόξου φωτοβολταϊκών εντός του πεδίου εφαρμογής του.
Το πρότυπο IEC 63027 εστιάζει τις διαδικασίες δοκιμών του σε τόξα σειράς. Αναγνωρίζει εξοπλισμό που παρέχει μόνο ανίχνευση, καθώς και εξοπλισμό που συνδυάζει την ανίχνευση με τη διακοπή.
Ένας ηλιακός μετατροπέας (inverter) με τη σήμανση "AFCI" δεν πρέπει να εγκρίνεται μόνο βάσει του ακρωνυμίου. Επιβεβαιώστε την πιστοποίησή του ή το πρότυπο δοκιμής, την κάλυψη του προστατευόμενου κυκλώματος, το εύρος τάσης/ρεύματος, τον αριθμό των στοιχειοσειρών (strings) και των καναλιών, τη μέθοδο διακοπής, το υλικολογισμικό (firmware) και τη συμπεριφορά επανασύνδεσης.
Το άνοιγμα της εισόδου του μετατροπέα μπορεί να σβήσει ένα τόξο σειράς στη διαδρομή του παρακολουθούμενου ρεύματος, αλλά δεν αποδεικνύει ότι κάθε πιθανό παράλληλο τόξο ή τόξο προς τη γείωση θα εκτονωθεί. Η αρχιτεκτονική προστασίας πρέπει να αντιστοιχεί στον τύπο του σφάλματος.
Η σύζευξη των συνδέσμων, η ποιότητα της πρεσαριστής σύνδεσης (crimp), η ροπή σύσφιξης των ακροδεκτών, η υποστήριξη των καλωδίων, η προστασία από εισροή νερού και τα αρχεία θέσης σε λειτουργία παραμένουν ουσιώδη. Τα ηλεκτρονικά συστήματα ανίχνευσης τόξου δεν μπορούν να αντισταθμίσουν τις κακές πρακτικές εγκατάστασης φωτοβολταϊκών.

Τι είναι το σφάλμα τόξου συνεχούς ρεύματος (DC) σε φωτοβολταϊκά;

Το τόξο είναι μια αυτοσυντηρούμενη ηλεκτρική εκκένωση μέσω ιονισμένου αερίου. Σε μια φωτοβολταϊκή συστοιχία, το ηλιακό φως διατηρεί τα πλαίσια υπό τάση και το συνεχές ρεύμα (DC) δεν παρουσιάζει φυσικό μηδενισμό, όπως συμβαίνει με την κυματομορφή του εναλλασσόμενου ρεύματος (AC). Μόλις ένα τόξο σταθεροποιηθεί, μπορεί να συνεχίσει να θερμαίνει μια μικρή περιοχή ενός συνδέσμου, αγωγού, ακροδέκτη, κουτιού διακλάδωσης ή πλαισίου.

Τα κοινά σημεία έναρξης περιλαμβάνουν:

έναν σύνδεσμο που δεν έχει εφαρμόσει πλήρως·;
επαφές από μη εγκεκριμένους συνδυασμούς συνδέσμων·;
μια λανθασμένη ή ατελή πτύχωση (crimp)·;
έναν χαλαρό ακροδέκτη σε κουτί συνδυασμού (combiner box) ή αποζεύκτη·;
έναν αγωγό που έχει υποστεί θραύση λόγω κάμψης, κραδασμών ή κακής στήριξης καλωδίου·;
κατεστραμμένη μόνωση που προκλήθηκε από τριβή, ζώα, έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία (UV) ή εργασίες εγκατάστασης·;
υγρασία, μόλυνση ή διάβρωση γύρω από μια σύνδεση·;
μια ελαττωματική κόλληση, ακροδέκτης μονάδας, κουτί διακλάδωσης ή σύνδεση διόδου παράκαμψης.

Το σύστημα ενδέχεται να συνεχίσει να παράγει ενέργεια ενώ το ελάττωμα επιδεινώνεται. Αυτό καθιστά την προστασία από τόξο σφάλματος έναν έλεγχο κινδύνου πυρκαγιάς και όχι υποκατάστατο της συνήθους προστασίας από υπερφόρτωση.

Τόξο σε σειρά έναντι παράλληλου τόξου έναντι σφάλματος γείωσης

Αυτοί οι τύποι σφαλμάτων σχετίζονται μεταξύ τους, αλλά δεν είναι εναλλάξιμοι.

Τύπος σφάλματος	Τρέχουσα διαδρομή	Τυπική προέλευση	Γιατί η συμβατική προστασία μπορεί ή δεν μπορεί να ανταποκριθεί	Κύρια απόκριση σχεδιασμού
Τόξο σε σειρά	Κατά μήκος μιας ασυνέχειας στην προβλεπόμενη διαδρομή ρεύματος	Χαλαρός σύνδεσμος, σπασμένο σύρμα, κακή πτύχωση, χαλαρός ακροδέκτης	Το ρεύμα τόξου περιορίζεται από τη σειρά και το φορτίο· ενδέχεται να παραμείνει κάτω από το όριο ενεργοποίησης της ασφάλειας ή του διακόπτη	Αποκλειστική ανίχνευση τόξου σειράς και δοκιμασμένη μέθοδος διακοπής
Παράλληλο τόξο	Μεταξύ αγωγών με διαφορετικό δυναμικό	Καταστροφή μόνωσης, κατεστραμμένοι θετικοί και αρνητικοί αγωγοί, μόλυνση	Το ρεύμα μπορεί να είναι υψηλό, αλλά το μέγεθός του εξαρτάται από την τοπολογία της συστοιχίας και τις διαθέσιμες διαδρομές πηγής	Προστασία από υπερένταση, σφάλματα μόνωσης/γείωσης, απομόνωση και διακοπή ειδικών σφαλμάτων
Σφάλμα γείωσης	Από ενεργό αγωγό προς γειωμένο μέταλλο ή διαδρομή γείωσης	Κατεστραμμένο καλώδιο, εισροή νερού, φθαρμένη μόνωση	Το ρεύμα σφάλματος ενδέχεται να περιορίζεται ή να κατανέμεται με τρόπους που δεν ενεργοποιούν μια συμβατική διάταξη προστασίας από υπερένταση (OCPD)	Ανίχνευση σφάλματος γείωσης, παρακολούθηση μόνωσης, ισοδυναμική σύνδεση και κατάλληλη αποσύνδεση

Το πρότυπο NEC 690.11 και το κύριο πεδίο εφαρμογής του IEC 63027 αφορούν σφάλματα που προκαλούνται από αστοχία στη συνέχεια του κυκλώματος συνεχούς ρεύματος (DC) των φωτοβολταϊκών: τόξα σειράς.

Αυτό το όριο είναι σημαντικό. Έρευνα από τα εργαστήρια Sandia έχει δείξει ότι τα τόξα σειράς και παράλληλα μπορούν να παράγουν παρόμοιες υπογραφές υψηλής συχνότητας, ωστόσο η σωστή ενέργεια διακοπής μπορεί να διαφέρει. Το άνοιγμα μιας διαδρομής ρεύματος σειράς σβήνει το εν λόγω τόξο σειράς. Ένα παράλληλο τόξο μπορεί να παραμείνει υπό τάση από άλλες διαδρομές της συστοιχίας και μια ακατάλληλη απόκριση μπορεί να ανακατευθύνει το ρεύμα μέσω του σφάλματος. Επομένως, ένα σύστημα δεν πρέπει να ισχυρίζεται ότι παρέχει ευρύτερη προστασία από τόξα, εκτός εάν αυτή η λειτουργικότητα έχει αξιολογηθεί ειδικά.

Γιατί μια ασφάλεια φωτοβολταϊκών ή ένας μικροαυτόματος (MCB) συνεχούς ρεύματος ενδέχεται να μην διακόψει ένα τόξο σειράς

Οι διατάξεις προστασίας από υπερένταση λειτουργούν όταν το ρεύμα υπερβαίνει ένα καθορισμένο όριο χρόνου-ρεύματος. Ένα τόξο σε σειρά προσθέτει σύνθετη αντίσταση στην κανονική διαδρομή. Αντί να αυξάνει το ρεύμα, συχνά το μειώνει.

Εξετάστε μια σειρά φωτοβολταϊκών που μεταφέρει 9 A κατά την κανονική λειτουργία. Εάν ένας κατεστραμμένος σύνδεσμος αρχίσει να δημιουργεί τόξο σε σειρά, το ρεύμα ενδέχεται να παραμείνει κοντά ή κάτω από το επίπεδο λειτουργίας αντί να αυξηθεί πάνω από το όριο της ασφάλειας σειράς ή του αυτόματου διακόπτη. Το μικρό διάκενο του τόξου μπορεί παρ' όλα αυτά να παράγει αρκετή τοπική θερμοκρασία ώστε να απανθρακώσει τη μόνωση ή να αναφλέξει γειτονικό πολυμερές υλικό.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ακόλουθες διατάξεις δεν παρέχουν αυτόματα προστασία από τόξο σε σειρά:

Συσκευή	Κύρια λειτουργία	Γιατί δεν αποτελεί ανιχνευτή τόξου Φ/Β
Ασφάλεια gPV	Προστατεύει τους αγωγούς και τα πλαίσια Φ/Β έναντι καθορισμένων συνθηκών υπερέντασης	Ένα τόξο σε σειρά ενδέχεται να μην δημιουργήσει επαρκή υπερένταση
Αυτόματος διακόπτης συνεχούς ρεύματος (DC MCB) ή διακόπτης ισχύος (MCCB)	Διακόπτει το ρεύμα υπερφόρτωσης και βραχυκυκλώματος εντός της ονομαστικής εφαρμογής συνεχούς ρεύματος (DC)	Η θερμομαγνητική ή ηλεκτρονική ανίχνευση υπερέντασης δεν αναγνωρίζει αυτόματα την υπογραφή ενός ηλεκτρικού τόξου
Ειδικό Πιστοποιητικό Πρόσβασης (SPD)	Εκτρέπει την ενέργεια της μεταβατικής υπέρτασης	Δεν αναλύει συνεχώς τον θόρυβο του ρεύματος της στοιχειοσειράς για τόξα σειράς
Απομονωτής DC	Παρέχει μεταγωγή ή απομόνωση εντός της δηλωμένης ονομαστικής τιμής του	Απαιτεί εντολή λειτουργίας και κανονικά δεν ανιχνεύει ηλεκτρικό τόξο
Ανιχνευτής σφάλματος γείωσης	Προσδιορίζει το ακούσιο ρεύμα προς τη γείωση ή τη φθορά της μόνωσης	Μια ασυνέχεια σειράς αγωγού προς αγωγό ενδέχεται να μην προκαλέσει ρεύμα γείωσης
AFDD/AFCI εναλλασσόμενου ρεύματος (AC)	Ανιχνεύει καθορισμένες υπογραφές τόξου σε τελικά κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος (AC)	Οι αλγόριθμοι και τα πρότυπα προϊόντων AC για οικιακή χρήση δεν καθορίζουν την απόδοση συνεχούς ρεύματος (DC) φωτοβολταϊκών

Αυτές οι συσκευές παραμένουν απαραίτητες όπου ο σχεδιασμός τις απαιτεί. Η προστασία από σφάλματα τόξου αποτελεί ένα επιπλέον συντονισμένο επίπεδο και όχι αντικατάσταση Προστασία κυκλωμάτων συνεχούς ρεύματος (DC) κατάλληλη για φωτοβολταϊκά, ασφάλειες, αντικεραυνική προστασία ή ασφαλή απομόνωση.

Τι απαιτεί το πρότυπο NEC 690.11

Το NEC 690.11 τιτλοφορείται Προστασία Κυκλώματος από Τόξο Σφάλματος (Συνεχές Ρεύμα). Σύμφωνα με τη διατύπωση που χρησιμοποιείται στους πρόσφατους κύκλους του NEC, τα φωτοβολταϊκά συστήματα με κυκλώματα συνεχούς ρεύματος που λειτουργούν σε 80 V DC ή μεγαλύτερη τάση μεταξύ οποιωνδήποτε δύο αγωγών απαιτούν έναν πιστοποιημένο διακόπτη κυκλώματος τόξου σφάλματος φωτοβολταϊκών ή πιστοποιημένα εξαρτήματα συστήματος που παρέχουν ισοδύναμη προστασία.

Το προστατευόμενο σύστημα αναμένεται να ανιχνεύει και να διακόπτει τα τόξα που προκαλούνται από απώλεια της προβλεπόμενης συνέχειας σε αγωγό, σύνδεση, πλαίσιο ή άλλο εξάρτημα συνεχούς ρεύματος του φωτοβολταϊκού συστήματος.

Το NEC 690.11 είναι ένας κανόνας εγκατάστασης

Η νομική του ισχύς εξαρτάται από:

η έκδοση του NEC που έχει υιοθετηθεί από την πολιτεία, την πόλη, τον οργανισμό κοινής ωφέλειας ή άλλη αρχή·;
τοπικές τροποποιήσεις·;
εάν το κύκλωμα συνεχούς ρεύματος (DC) βρίσκεται πάνω σε, μέσα σε ή σχετίζεται με κτίριο, όπως ορίζεται από την εν λόγω έκδοση·;
εάν μια αναφερόμενη εξαίρεση ισχύει για τη συγκεκριμένη διαδρομή και εγκατάσταση·;
η πιστοποίηση του εξοπλισμού και οι οδηγίες εγκατάστασης·;
η αποδοχή του υποβληθέντος σχεδίου από την αρμόδια αρχή (AHJ).

Η πρόσφατη διατύπωση του κώδικα περιλαμβάνει εξαιρέσεις για συγκεκριμένα κυκλώματα φωτοβολταϊκών (PV) εκτός ή σε συνδυασμό με ιδιαίτερες συνθήκες κτιρίων, όταν οι αγωγοί εγκαθίστανται με εγκεκριμένες μεθόδους μεταλλικής καλωδίωσης ή υπόγεια. Η διατύπωση έχει αλλάξει κατά τη διάρκεια των κύκλων του κώδικα. Μην αντιγράφετε μια εξαίρεση από μια παλιά σημείωση σχεδίου σε ένα νέο έργο χωρίς να ελέγξετε την τοπικά υιοθετημένη έκδοση.

Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής φωτοβολταϊκών μεγάλης κλίμακας ενδέχεται επίσης να διέπονται από πρόσθετες διατάξεις του Άρθρου 691 και από ειδικές απαιτήσεις πυροπροστασίας του έργου. Ο όρος "επί εδάφους" από μόνος του δεν αποτελεί επαρκή πληροφορία για τον καθορισμό της συμμόρφωσης.

Το NEC 690.11 δεν αποτελεί τον κανόνα για τον ταχύ τερματισμό λειτουργίας (rapid-shutdown)

Τα NEC 690.11 και NEC 690.12 αντιμετωπίζουν διαφορετικούς κινδύνους:

Προστασία από σφάλματα τόξου ανιχνεύει επικίνδυνα τόξα ασυνέχειας και ξεκινά τη διακοπή τους.
Ταχύς τερματισμός λειτουργίας (rapid shutdown) ελέγχει την τάση των αγωγών γύρω από τις συστοιχίες σε κτίρια για τη μείωση της έκθεσης των ανταποκριτών σε ηλεκτροπληξία.

Ένα προϊόν μπορεί να συμμετέχει και στις δύο λειτουργίες, αλλά η συμμόρφωση με το ένα τμήμα δεν αποδεικνύει αυτόματα τη συμμόρφωση με το άλλο.

Τι καλύπτει πραγματικά το πρότυπο IEC 63027:2023

IEC 63027:2023, Φωτοβολταϊκά συστήματα ισχύος – Ανίχνευση και διακοπή τόξου συνεχούς ρεύματος (DC), εφαρμόζεται σε εξοπλισμό που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση και προαιρετικά τη διακοπή τόξων συνεχούς ρεύματος σε κυκλώματα φωτοβολταϊκών συστημάτων.

Το δημοσιευμένο πεδίο εφαρμογής του καθορίζει τρία σημαντικά όρια:

Παρέχει διαδικασίες δοκιμών για την ανίχνευση τόξα σειράς σε φωτοβολταϊκά κυκλώματα.
Αφορά την απόκριση του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται για τη διακοπή αυτών των τόξων.
Καλύπτει εξοπλισμό συνδεδεμένο σε φωτοβολταϊκά συστήματα με μέγιστη τάση κυκλώματος πηγής φωτοβολταϊκών που δεν υπερβαίνει τα 1500 V DC.

Πρόκειται για πρότυπο προϊόντος και όχι για καθολική εντολή εγκατάστασης. Οι εθνικοί κανονισμοί ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, οι οικοδομικοί κώδικες, οι προδιαγραφές διαγωνισμών, οι απαιτήσεις των ασφαλιστικών εταιρειών ή οι τοπικές αρχές αποφασίζουν εάν και πού πρέπει να εγκατασταθεί η προστασία από τόξο σφάλματος.

AFD, AFI και AFPE

Η ορολογία του προτύπου IEC διαχωρίζει τις λειτουργίες ανίχνευσης και διακοπής:

Όρος	Σημασία	Λειτουργία
AFD	Ανιχνευτής τόξου σφάλματος	Ανιχνεύει ένα τόξο και παράγει τη σχετική ένδειξη ή εντολή
AFI	Διακόπτης τόξου σφάλματος	Λαμβάνει εντολή και διακόπτει τη διαδρομή του ρεύματος του τόξου
AFPE	Εξοπλισμός προστασίας από σφάλματα τόξου	Συνδυάζει την ανίχνευση και τη διακοπή του τόξου ως μια ολοκληρωμένη λειτουργία προστασίας
AFS	Αισθητήρας σφάλματος τόξου	Στοιχείο ή κανάλι ανίχνευσης που σχετίζεται με την αρχιτεκτονική ανίχνευσης

Αυτή η διάκριση αποτρέπει ένα συνηθισμένο σφάλμα αγοράς: ένα Το AFD μπορεί να ανιχνεύσει ένα τόξο χωρίς να το διακόψει ανεξάρτητα. Εάν το προϊόν αφορά μόνο την ανίχνευση, το έργο πρέπει να προσδιορίζει το συμβατό AFI, τη ζεύξη επικοινωνίας, τη συμπεριφορά ασφαλούς αστοχίας (fail-safe) και το επαληθευμένο ολοκληρωμένο σύστημα.

Η ταξινόμηση και η κάλυψη έχουν σημασία

Η ταξινόμηση κατά IEC 63027 αποσκοπεί στην περιγραφή των πρακτικών χαρακτηριστικών εγκατάστασης, συμπεριλαμβανομένων των εξής:

κάλυψη προστασίας εντός του φωτοβολταϊκού συστήματος·;
ενσωματωμένη, αυτόνομη ή κατανεμημένη υλοποίηση·;
λειτουργικότητα μόνο ανίχνευσης έναντι ανίχνευσης και διακοπής·;
μέγιστος αριθμός παρακολουθούμενων στοιχειοσειρών (strings) και εισόδων·;
αριθμός και κατανομή των καναλιών ανίχνευσης ή των αισθητήρων·;
μέθοδος επανασύνδεσης μετά τη λειτουργία.

Δύο μετατροπείς μπορούν και οι δύο να διαφημίζουν "ανίχνευση τόξου IEC 63027" ενώ καλύπτουν διαφορετικό αριθμό στοιχειοσειρών (strings), διαφορετικές διατομές αγωγών ή διαφορετικές λειτουργίες διακοπής. Αποκτήστε την ταξινόμηση και τα αποδεικτικά στοιχεία δοκιμών για το συγκεκριμένο μοντέλο και το υλικολογισμικό (firmware) αντί να εγκρίνετε ένα φυλλάδιο σε επίπεδο οικογένειας προϊόντων.

NEC 690.11 έναντι IEC 63027 έναντι UL 1699B

Στοιχείο	NEC 690.11	UL 1699B	IEC 63027:2023
Ρόλος εγγράφου	Απαίτηση κώδικα ηλεκτρικών εγκαταστάσεων	Πρότυπο ασφάλειας προϊόντων Βόρειας Αμερικής	Διεθνές πρότυπο απόδοσης και δοκιμών προϊόντων
Κύρια χρήση	Καθορίζει πότε απαιτείται η αναγραφόμενη προστασία από τόξο σφάλματος συνεχούς ρεύματος (DC) φωτοβολταϊκών σε δικαιοδοσία που έχει υιοθετήσει τον κώδικα NEC	Υποστηρίζει την αξιολόγηση/καταχώριση εξοπλισμού προστασίας κυκλώματος από τόξο σφάλματος συνεχούς ρεύματος (DC) φωτοβολταϊκών	Ταξινομεί και δοκιμάζει εξοπλισμό ανίχνευσης και προαιρετικής διακοπής τόξου συνεχούς ρεύματος (DC) φωτοβολταϊκών
Νομική ισχύς	Επιβάλλεται όταν υιοθετείται και ερμηνεύεται από την αρμόδια αρχή (AHJ)	Σχετικό μέσω καταχώρισης, προδιαγραφών και αποδοχής κώδικα	Καθίσταται συμβατικά ή νομικά σχετικό όταν υιοθετείται από μια αγορά, έναν κανόνα εγκατάστασης ή μια προδιαγραφή έργου
Όριο τάσης	Οι πρόσφατες εκδόσεις χρησιμοποιούν 80 V DC ή μεγαλύτερη τάση μεταξύ των αγωγών, ανάλογα με την έκδοση και τις εξαιρέσεις	Χρησιμοποιήστε το αναγραφόμενο πεδίο εφαρμογής και τις ονομαστικές τιμές του προϊόντος	Εξοπλισμός συνδεδεμένος σε κυκλώματα πηγής Φ/Β έως 1500 V DC
Κύριο σημείο εστίασης σφαλμάτων	Σειριακό τόξο που προκαλείται από αστοχία της προβλεπόμενης συνέχειας	Προστασία από τόξο σφάλματος DC σε Φ/Β συστήματα εντός του πεδίου εφαρμογής του προτύπου	Διαδικασίες δοκιμών για την ανίχνευση σειριακού τόξου και την απόκριση διακοπής
Διακοπή	Απαιτείται ως μέρος του αποτελέσματος προστασίας	Αξιολογείται ως μέρος της αναγραφόμενης λειτουργίας προστασίας	Προαιρετικό στο πεδίο εφαρμογής του εξοπλισμού: Το AFD μπορεί μόνο να ανιχνεύσει· το AFPE περιλαμβάνει διακοπή
Τεκμηρίωση έργου	Υιοθετημένος κώδικας, σχέδια, αναγραφόμενος εξοπλισμός, οδηγίες, αποδοχή από την αρμόδια αρχή (AHJ)	Αρχείο καταχώρισης/πιστοποίησης και σημάνσεις μοντέλου	Ταξινόμηση, πιστοποιητικό/αποδεικτικά στοιχεία δοκιμών, ονομαστικά χαρακτηριστικά, υλικολογισμικό και περιορισμοί εγκατάστασης

Η UL Solutions ορίζει το πρότυπο UL 1699B ως το πρότυπο για την προστασία από σφάλματα τόξου συνεχούς ρεύματος (DC) σε φωτοβολταϊκά συστήματα. Επομένως, ένας ισχυρισμός περί "συμμόρφωσης με το NEC 690.11" θα πρέπει να υποστηρίζεται από την κατάλληλη καταχώριση ή από αντίστοιχα καταχωρισμένα εξαρτήματα συστήματος και όχι μόνο από έναν εσωτερικό αλγόριθμο ανίχνευσης τόξου.

Το πρότυπο IEC 63027 δεν είναι το IEC 62606

Η παρόμοια ορολογία μπορεί να παραπλανήσει τους αγοραστές:

IEC 62606 αφορά διατάξεις ανίχνευσης σφαλμάτων τόξου (AFDD) για οικιακά και παρόμοια κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) εντός του πεδίου εφαρμογής του.
IEC 63027 αφορά εξοπλισμό ανίχνευσης και διακοπής τόξου συνεχούς ρεύματος (DC) για φωτοβολταϊκά συστήματα.

Μια οικιακή διάταξη AFDD εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) ελεγμένη κατά το πρότυπο IEC 62606 δεν είναι αυτόματα κατάλληλη για φωτοβολταϊκή σειρά 1000 V ή 1500 V. Η κυματομορφή, η συμπεριφορά της πηγής, ο θόρυβος μεταγωγής, το σύστημα μόνωσης, οι περιβαλλοντικές συνθήκες και το πρόβλημα διακοπής είναι διαφορετικά.

Για την κατηγορία διατάξεων τελικών κυκλωμάτων AC, δείτε τον ξεχωριστό οδηγό της VIOX για Προστασία AFDD κατά το πρότυπο IEC 62606.

Πού μπορεί να τοποθετηθεί η προστασία από τόξο σφάλματος φωτοβολταϊκών

Η σωστή θέση εξαρτάται από την ελεγμένη κάλυψη προστασίας, την τοπολογία της συστοιχίας, τον αριθμό των στοιχειοσειρών και τη μέθοδο διακοπής.

Προστασία ενσωματωμένη στον μετατροπέα (inverter)

Ο ανιχνευτής αναλύει μία ή περισσότερες εισόδους συνεχούς ρεύματος (DC) και ο μετατροπέας ή ο σχετικός διακόπτης διακόπτει τη διαδρομή του ρεύματος μετά την ανίχνευση.

Πλεονεκτήματα

λιγότερα εξωτερικά εξαρτήματα·;
πρόσβαση σε δεδομένα MPPT και ρεύματος·;
δυνατότητα καταγραφής συμβάντων και απομακρυσμένης διάγνωσης·;
συνηθισμένη πρακτική σε σχεδιασμούς μετατροπέων στοιχειοσειράς (string inverters).

Ερωτήματα προς επίλυση

Πόσα strings μπορούν να συνδεθούν σε κάθε παρακολουθούμενη είσοδο;
Παρακολουθείται κάθε string ανεξάρτητα ή συνδυάζονται πολλά πριν από έναν αισθητήρα;
Η αποσύνδεση της εισόδου του μετατροπέα (inverter) αποφορτίζει ολόκληρο το προστατευόμενο τμήμα;
Η λειτουργία εξαρτάται από συγκεκριμένη έκδοση υλικολογισμικού (firmware) ή ρύθμιση;
Ποια διατομή καλωδίου μεταξύ της συστοιχίας, του combiner και του μετατροπέα καλύπτεται από τη δοκιμή;

Προστασία σε επίπεδο combiner-box ή string

Η ανίχνευση πλησιέστερα στη συστοιχία μπορεί να βελτιώσει τον εντοπισμό σφαλμάτων και να μειώσει τον αριθμό των strings που αντιπροσωπεύονται από ένα κανάλι ανίχνευσης. Το AFD ή το AFPE μπορεί να ενσωματωθεί σε ένα Ο πίνακας συνένωσης PV ή εγκατεστημένο ως αποκλειστικός εξοπλισμός στοιχειοσειρών.

Αυτή η αρχιτεκτονική πρέπει να λαμβάνει υπόψη:

τον αριθμό των παράλληλων στοιχειοσειρών·;
το ρεύμα που ρέει από τις υγιείς στοιχειοσειρές προς ένα σφάλμα·;
την κατανομή των αισθητήρων και την ανεξαρτησία των καναλιών·;
την τάση διακοπής συνεχούς ρεύματος (DC) και την πολικότητα·;
τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και την προστασία του περιβλήματος·;
την αστοχία επικοινωνιών και βοηθητικής τροφοδοσίας·;
συντονισμός με ασφάλειες στοιχειοσειρών (string fuses), διακόπτες απομόνωσης και ελέγχους αντιστροφέα.

Ένα τυπικό κουτί συνδυασμού (combiner box) δεν καθίσταται AFPE απλώς και μόνο επειδή περιέχει ασφάλειες, SPD και διακόπτη DC.

Προστασία σε επίπεδο φωτοβολταϊκού πλαισίου ή κατανεμημένη προστασία.

Οι κατανεμημένοι αισθητήρες ή διακόπτες μπορούν να περιορίσουν τη ζώνη προστασίας και να βελτιώσουν τον εντοπισμό σφαλμάτων. Επίσης, αυξάνουν τον αριθμό των εξαρτημάτων, την έκθεση στην οροφή, την πολυπλοκότητα των επικοινωνιών και τις απαιτήσεις αντικατάστασης.

Το έργο θα πρέπει να επαληθεύει τι συμβαίνει όταν:

μία συσκευή πλαισίου χάνει την τροφοδοσία ή την επικοινωνία της·;
ανοίγει μόνο ένα μέρος μιας στοιχειοσειράς (string)·;
ο κεντρικός ελεγκτής δεν είναι διαθέσιμος·;
οι εκδόσεις υλικολογισμικού διαφέρουν μεταξύ των συσκευών.;
ένα παράλληλο σφάλμα παραμένει υπό τάση από γειτονικές στοιχειοσειρές.

Συντονισμός AFCI με ασφάλειες, διακόπτες ισχύος, SPD και αποζεύκτες

Ένας πλήρης σχεδιασμός προστασίας DC φωτοβολταϊκών αναθέτει μία εργασία σε κάθε επίπεδο προστασίας.

Επίπεδο προστασίας	Ανιχνεύει ή ελέγχει	Ερώτημα συντονισμού
Ασφάλεια στοιχειοσειράς (string fuse)	Συνθήκες αντίστροφου ρεύματος και καθορισμένου υπερρεύματος	Είναι η ονομαστική τιμή του συντονισμένη με τη μέγιστη ονομαστική τιμή ασφάλειας σειράς των πλαισίων και το ρεύμα παράλληλης στοιχειοσειράς;
Διακόπτης DC	Προστασία από υπερφόρτωση/βραχυκύκλωμα και μεταγωγή όπου δηλώνεται	Είναι ονομαστικά χαρακτηρισμένο για τάση DC φωτοβολταϊκών, πολικότητα, ρεύμα σφάλματος και χαρακτηριστικά χρόνου-ρεύματος;
Ειδικό Πιστοποιητικό Πρόσβασης (SPD)	Υπερτάσεις από κεραυνούς και μεταγωγές	Είναι το SPD κατάλληλο για την αρχιτεκτονική τάσης των φωτοβολταϊκών και τη διάταξη γείωσης;
Απομονωτής DC	Χειροκίνητη ή εντολών μεταγωγή/απομόνωση	Μπορεί να διακόψει το δηλωμένο φορτίο DC και περιλαμβάνεται στη διαδρομή διακοπής AFPE;
Παρακολούθηση σφάλματος γείωσης/μόνωσης	Διαρροή ή φθορά της μόνωσης	Ποια σφάλματα παραμένουν μη ανιχνεύσιμα σε μια μη γειωμένη ή λειτουργικά γειωμένη συστοιχία;
AFD/AFPE	Υπογραφή τόξου σειράς και δοκιμασμένη απόκριση διακοπής	Ποιο τμήμα κυκλώματος, αριθμός στοιχειοσειρών, εύρος λειτουργίας και σενάρια σφαλμάτων καλύπτονται;

Ένα AFPE μπορεί να δώσει εντολή σε μετατροπέα, επαφέα, διακόπτη στερεάς κατάστασης ή Συσκευή απομόνωσης συνεχούς ρεύματος (DC) κατάλληλη για φωτοβολταϊκά για τη διακοπή της διαδρομής ρεύματος σειράς. Η συσκευή εκτέλεσης πρέπει να αποτελεί μέρος της αξιολογημένης αρχιτεκτονικής. Η προσθήκη ενός εξαρτήματος διακοπής διακλάδωσης (shunt-trip) σε έναν άσχετο διακόπτη DC δεν καθιερώνει από μόνη της την απόδοση κατά IEC 63027 ή UL 1699B.

Πώς οι συνδετήρες και οι τερματισμοί φωτοβολταϊκών δημιουργούν τόξα σειράς

Οι σύνδεσμοι φωτοβολταϊκών αποτελούν συχνά σημεία ανησυχίας επειδή συνδυάζουν μια μικρή διεπαφή επαφής με εξωτερικούς θερμικούς κύκλους, υγρασία, κίνηση των καλωδίων και μεγάλη διάρκεια ζωής.

Διασταυρούμενη σύζευξη εμπορικών σημάτων συνδέσμων

Τα προϊόντα που περιγράφονται ως "συμβατά με MC4" δεν είναι απαραίτητα πιστοποιημένα ως ζεύγος συνδέσμων. Η γεωμετρία της επαφής, η επιμετάλλωση, η δύναμη του ελατηρίου, η συμπίεση της στεγανοποίησης, οι ανοχές, οι διαστάσεις του στυπιοθλίπτη καλωδίου και τα εργαλεία συναρμολόγησης ενδέχεται να διαφέρουν. Χρησιμοποιείτε συνδυασμούς συνδέσμων που επιτρέπονται από την τεκμηρίωση της μονάδας, του συνδέσμου και του έργου.

Εσφαλμένη πτύχωση (crimping)

Λανθασμένες μήτρες, φθαρμένα εργαλεία, εσφαλμένο μήκος απογύμνωσης, μη υποστηριζόμενο μέγεθος καλωδίου ή αγωγός που δεν έχει εισαχθεί πλήρως μπορεί να αφήσουν μια ένωση υψηλής αντίστασης. Μια δοκιμή έλξης από μόνη της δεν αποδεικνύει τη χαμηλή ηλεκτρική αντίσταση, ενώ μια ηλεκτρική δοκιμή από μόνη της δεν αποδεικνύει τη μηχανική συγκράτηση. Ακολουθήστε την πλήρη διαδικασία συναρμολόγησης και επιθεώρησης του κατασκευαστή του συνδέσμου.

Χαλαροί ακροδέκτες και κατεστραμμένο καλώδιο

Οι ακροδέκτες συνδυαστή, οι ασφαλειοθήκες, οι διακόπτες DC και οι είσοδοι μετατροπέα μπορεί να αναπτύξουν αδύναμες συνδέσεις όταν η προετοιμασία του αγωγού, η ροπή σύσφιξης ή η ανακούφιση καταπόνησης είναι λανθασμένες. Η τριβή του καλωδίου κάτω από τις μονάδες μπορεί να δημιουργήσει τόσο ασυνέχειες σειράς όσο και σφάλματα μόνωσης.

Επομένως, η καλή πρόληψη σφαλμάτων τόξου ξεκινά πριν από τα ηλεκτρονικά:

χρησιμοποιείτε τεκμηριωμένους συνδυασμούς συνδετήρων.;
χρησιμοποιείτε βαθμονομημένα και προδιαγεγραμμένα εργαλεία πρεσαρίσματος.;
ακολουθείτε τις τιμές ροπής σύσφιξης των ακροδεκτών που αναγράφονται στο εκάστοτε εξάρτημα.;
στηρίζετε τα καλώδια μακριά από αιχμηρές ακμές και στάσιμα νερά.;
διατηρείτε την ακτίνα κάμψης και την ανακούφιση καταπόνησης.;
καταγράφετε τις λεπτομέρειες εγκατάστασης των strings και των συνδετήρων.;
επιθεωρείτε τις τροποποιήσεις και τους συνδετήρες αντικατάστασης με την ίδια επιμέλεια όπως στην αρχική εγκατάσταση.

Θέση σε λειτουργία προστασίας από τόξο σφάλματος φωτοβολταϊκών (PV Arc-Fault Protection)

Η θέση σε λειτουργία πρέπει να επιβεβαιώνει τόσο τη λειτουργία προστασίας όσο και το πλαίσιο της εγκατάστασης χωρίς να δημιουργείται ανεξέλεγκτο ηλεκτρικό τόξο.

Καταγραφή:

αριθμοί μοντέλου μετατροπέα (inverter), AFD, AFI και AFPE;
ταξινόμηση κατάταξης ή IEC και αναφορά πιστοποιητικού;
υλικολογισμικό (firmware) και ενεργοποιημένες ρυθμίσεις προστασίας;
μέγιστη διορθωμένη τάση ανοικτού κυκλώματος στοιχειοσειράς (string);
εύρος ρεύματος λειτουργίας και αριθμός στοιχειοσειρών ανά είσοδο;
αντιστοίχιση αισθητήρα/καναλιού;
διατομές αγωγών προστασίας;
διάταξη διακοπής και κύκλωμα ελέγχου;
συμπεριφορά συναγερμού, καταγραφής συμβάντων, επικοινωνιών και επαναφοράς;
οικογένειες συνδετήρων, εργαλεία πρεσαρίσματος, αρχεία ροπής σύσφιξης και αποτελέσματα επιθεώρησης.

Χρησιμοποιείτε μόνο τη μέθοδο λειτουργικού ελέγχου ή θέσης σε λειτουργία που έχει εγκριθεί από τον κατασκευαστή. Μην δημιουργείτε αυτοσχέδιο ηλεκτρικό τόξο DC για να αποδείξετε τη λειτουργία. Οι δοκιμές αντίστασης μόνωσης και συνέχειας πρέπει επίσης να ακολουθούν τις οδηγίες του μετατροπέα, του βελτιστοποιητή, του SPD και του AFPE, ώστε η τάση δοκιμής να μην εφαρμόζεται μέσω συνδεδεμένων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων που δεν την αντέχουν.

Αντιμετώπιση προβλημάτων ενεργοποίησης AFCI σε φωτοβολταϊκά συστήματα

Μια ενεργοποίηση λόγω σφάλματος τόξου πρέπει να αντιμετωπίζεται ως πιθανό πραγματικό ελάττωμα καλωδίωσης μέχρι να αποδειχθεί το αντίθετο μέσω διερεύνησης. Η επανειλημμένη επαναφορά χωρίς επιθεώρηση μπορεί να επαναφέρει την τροφοδοσία σε μια κατεστραμμένη σύνδεση.

Ξεκινήστε με βάση τα στοιχεία και όχι με την απενεργοποίηση μιας ρύθμισης

Το εξειδικευμένο προσωπικό πρέπει να ελέγξει:

τον ακριβή κωδικό συμβάντος και τη χρονική σήμανση·;
την επηρεαζόμενη είσοδο MPPT, το string, το κανάλι ή τον αισθητήρα·;
την τάση και την ένταση συνεχούς ρεύματος (DC) πριν από τη λειτουργία·;
τις καιρικές συνθήκες και την ακτινοβολία·;
συμβάντα μεταγωγής του μετατροπέα, του δικτύου ή επικοινωνίας·;
πρόσφατη συντήρηση, αντικατάσταση μονάδας ή εργασίες καλωδίωσης·;
το ιστορικό της ίδιας βλάβης κατά τη μετακίνηση μεταξύ καναλιών ή την παραμονή της σε ένα string.

Στη συνέχεια, ακολουθήστε τη διαδικασία απομόνωσης και διάγνωσης του κατασκευαστή του εξοπλισμού. Επιθεωρήστε τους συνδέσμους, τις πρεσαριστές συνδέσεις, τους ακροδέκτες, τη διαδρομή των καλωδίων, την εισροή νερού, τα σημεία τριβής, τα εξαρτήματα του πίνακα συνδυασμού (combiner box) και τους αποζεύκτες συνεχούς ρεύματος (DC isolators). Η απουσία ορατών σημαδιών καύσης δεν αποδεικνύει ότι δεν υπήρξε διακοπτόμενο ηλεκτρικό τόξο.

Πηγές ανεπιθύμητης λειτουργίας

Οι αλγόριθμοι ανίχνευσης πρέπει να διακρίνουν τον θόρυβο του ηλεκτρικού τόξου από την κανονική συμπεριφορά υψηλής συχνότητας. Οι δύσκολες συνθήκες μπορεί να περιλαμβάνουν:

φάσματα μεταγωγής αντιστροφέα (inverter);
μεταβάσεις λειτουργίας MPPT;
μεγάλες διαδρομές καλωδίων DC και σύζευξη μεταξύ γειτονικών στοιχειοσειρών (strings);
μετατροπείς DC/DC ή ηλεκτρονικά ισχύος σε επίπεδο φωτοβολταϊκού πλαισίου;
εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές;
ασταθείς συνδέσεις που προκαλούν πραγματικό διακοπτόμενο θόρυβο πριν από την εμφάνιση ορατής ζημιάς.;
εσφαλμένη κατανομή αισθητήρων ή μη υποστηριζόμενη διαμόρφωση στοιχειοσειρών (string).;
παρωχημένο ή μη συμβατό υλικολογισμικό (firmware).

Η διορθωτική ενέργεια δεν είναι η αυτόματη μείωση της ευαισθησίας ή η απενεργοποίηση του AFCI. Πρώτα αποκαταστήστε τα φυσικά ελαττώματα, επαληθεύστε την υποστηριζόμενη διαμόρφωση της συστοιχίας και εφαρμόστε μόνο υλικολογισμικό και ρυθμίσεις εγκεκριμένες από τον κατασκευαστή.

Λίστα ελέγχου προμηθειών για Solar AFCI και AFPE

Ερώτηση αγοραστή	Αποδεικτικά στοιχεία προς αίτηση
Ποια απαίτηση της αγοράς ικανοποιείται;	Υιοθετημένη ρήτρα και καταχώριση NEC, ταξινόμηση/αποδεικτικά στοιχεία δοκιμών IEC 63027 ή καθορισμένη τοπική απαίτηση εγκατάστασης
Είναι το προϊόν AFD ή πλήρες AFPE;	Λειτουργικό διάγραμμα μπλοκ που προσδιορίζει τον ανιχνευτή, τον διακόπτη, τη διαδρομή επικοινωνίας και την βοηθητική τροφοδοσία
Ποιο τμήμα του κυκλώματος προστατεύεται;	Διάγραμμα κάλυψης από τις μονάδες έως τις εισόδους του combiner και του μετατροπέα (inverter)
Ποια είναι τα ηλεκτρικά όρια;	Μέγιστη τάση Φ/Β, εύρος Voc, εύρος Vmpp, Isc, Impp, πολικότητα και περιβαλλοντική απομείωση (derating)
Πόσα strings και πόσες είσοδοι υποστηρίζονται;	Μέγιστος αριθμός στοιχειοσειρών ανά είσοδο, αριθμός εισόδων ανά αισθητήρα και πλήθος ανεξάρτητων καναλιών
Πώς διακόπτεται το ηλεκτρικό τόξο;	Τύπος AFI, ονομαστική ικανότητα διακοπής DC, διαδρομή εντολής και συμπεριφορά σε κατάσταση αστοχίας
Ποιος τύπος σφάλματος ελέγχεται;	Πεδίο εφαρμογής δοκιμής τόξου σε σειρά καθώς και οποιαδήποτε ξεχωριστά αξιολογημένη λειτουργικότητα τόξου παράλληλης σύνδεσης ή σφάλματος γείωσης
Πώς ελέγχεται η επανασύνδεση;	Κανόνες χειροκίνητης/αυτόματης λειτουργίας, συμπεριφορά κλειδώματος, απαίτηση επιθεώρησης και διατήρηση συμβάντων
Επηρεάζει το υλικολογισμικό (firmware) τη συμμόρφωση;	Πιστοποιημένη έκδοση υλικολογισμικού, πολιτική ελέγχου αλλαγών, διαδικασία ενημέρωσης και περιορισμοί ρυθμίσεων
Πώς αντιμετωπίζονται τα περιστατικά ενοχλητικών ενεργοποιήσεων;	Δοκιμές EMC, υποστηριζόμενη τοπολογία, διαγνωστικά αρχεία καταγραφής, διαδικασία συντήρησης και τεχνική υποστήριξη
Ποιες πιστοποιήσεις είναι σε ισχύ;	Αριθμός πιστοποιητικού, φορέας έκδοσης, ακριβές μοντέλο, εργοστάσιο κατασκευής εάν είναι σχετικό, και τρέχουσα κατάσταση
Πώς θα πραγματοποιηθεί η θέση του συστήματος σε λειτουργία;	Εγκεκριμένη διαδικασία δοκιμών, αρχεία καταγραφής, συναγερμοί, επικοινωνίες και οδηγίες συντήρησης

Αποφύγετε προδιαγραφές που αναφέρουν μόνο ότι "ο μετατροπέας πρέπει να περιλαμβάνει AFCI". Αυτή η φράση δεν προσδιορίζει το πρότυπο, την προστατευόμενη ζώνη, τον αριθμό των παρακολουθούμενων στοιχειοσειρών, τη λειτουργία διακοπής ή τα αποδεικτικά στοιχεία αποδοχής.

Κοινά Λάθη Προδιαγραφών

Αντιμετώπιση των προτύπων NEC 690.11 και IEC 63027 ως ισοδύναμων εγγράφων

Το ένα αποτελεί διάταξη κώδικα εγκατάστασης, ενώ το άλλο είναι πρότυπο απόδοσης και δοκιμής προϊόντος. Ένα έργο μπορεί να αναφέρεται και στα δύο, αλλά απαντούν σε διαφορετικά ερωτήματα.

Υπόθεση ότι η ανίχνευση περιλαμβάνει πάντα τη διακοπή

Το πρότυπο IEC 63027 επιτρέπει εξοπλισμό μόνο ανίχνευσης εντός του πεδίου εφαρμογής του. Επιβεβαιώστε εάν το παρεχόμενο σύστημα είναι AFD ή πλήρες AFPE.

Καταμέτρηση μόνο των εισόδων DC του μετατροπέα

Ο αριθμός των φυσικών εισόδων δεν αποδεικνύει τον αριθμό των ανεξάρτητων αισθητήρων τόξου ή των παρακολουθούμενων στοιχειοσειρών. Λάβετε την ταξινόμηση και τον χάρτη καναλιών.

Χρήση ενός τυπικού διακόπτη DC ως “ηλιακού AFCI”

Ένας διακόπτης DC μπορεί να εκτελέσει εντολή απενεργοποίησης μόνο εάν είναι κατάλληλος για αυτή τη λειτουργία και ενσωματωμένος σε ένα αξιολογημένο σύστημα. Το κοινό στοιχείο υπερέντασης που διαθέτει δεν ανιχνεύει αυτόματα ένα τόξο σειράς.

Απενεργοποίηση της προστασίας μετά από επανειλημμένες ενεργοποιήσεις

Ένας διακοπτόμενος σύνδεσμος ή ένα ελάττωμα στο καλώδιο μπορεί να παράγει σήματα τύπου τόξου πριν γίνει εμφανής η θερμική ζημιά. Ερευνήστε το κύκλωμα και τη διαμόρφωση του συστήματος πριν αλλάξετε τις ρυθμίσεις προστασίας.

Σύγχυση μεταξύ σφάλματος τόξου και ηλεκτρικού τόξου (arc flash)

Η προστασία από σφάλματα τόξου σε φωτοβολταϊκά συστήματα στοχεύει στον εντοπισμό παρατεταμένων ακούσιων τόξων που μπορούν να προκαλέσουν πυρκαγιά. Η ανάλυση ηλεκτρικού τόξου (arc-flash) αφορά τη θερμική ενέργεια συμβάντος και την έκθεση των εργαζομένων κατά τη διάρκεια σφαλμάτων υψηλής ενέργειας. Σχετίζονται με τη φυσική των τόξων, αλλά δεν αποτελούν την ίδια μελέτη ή προστατευτική λειτουργία.

ΣΥΧΝΈΣ ΕΡΩΤΉΣΕΙΣ

Απαιτεί το πρότυπο IEC 63027 τη χρήση AFCI σε κάθε φωτοβολταϊκή εγκατάσταση;

Όχι. Το πρότυπο IEC 63027 είναι ένα πρότυπο δοκιμών προϊόντος και απόδοσης. Οι απαιτήσεις εγκατάστασης προκύπτουν από εθνικούς κανονισμούς, τοπικούς κώδικες, προδιαγραφές έργων, ασφαλιστικές εταιρείες ή τις αρμόδιες αρχές (AHJs).

Είναι μια διάταξη AFDD κατά IEC 62606 κατάλληλη για μια σειρά φωτοβολταϊκών (PV DC string);

Όχι με βάση μόνο το πρότυπο IEC 62606. Το εν λόγω πρότυπο αφορά εφαρμογές AFDD σε εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) εντός του πεδίου εφαρμογής του. Ο εξοπλισμός φωτοβολταϊκών συνεχούς ρεύματος (DC) απαιτεί κατάλληλη αξιολόγηση τάσης, κυκλώματος πηγής, ανίχνευσης, διακοπής και περιβαλλοντικών συνθηκών, όπως τα σχετικά αποδεικτικά στοιχεία του προτύπου IEC 63027.

Εφαρμόζεται το πρότυπο NEC 690.11 σε κάθε επίγειο φωτοβολταϊκό σύστημα;

Όχι απαραίτητα. Η εφαρμογή εξαρτάται από την υιοθετημένη έκδοση του NEC, την τάση του κυκλώματος, τη σχέση με τα κτίρια, τη μέθοδο καλωδίωσης, τυχόν εξαιρέσεις των άρθρων 690 ή 691, τις τοπικές τροποποιήσεις και την ερμηνεία της αρμόδιας αρχής (AHJ). Εξετάστε το συγκεκριμένο έργο αντί να βασίζεστε απλώς στον χαρακτηρισμό "επίγειο"."

Μπορεί ένας ενσωματωμένος στον μετατροπέα AFCI να προστατεύσει στοιχειοσειρές που συνδέονται μέσω ενός πίνακα συνδυασμού (combiner box);

Μόνο εντός της αξιολογημένης διαμόρφωσής του. Επιβεβαιώστε τον μέγιστο αριθμό παράλληλων στοιχειοσειρών, την κατανομή των αισθητήρων, το μήκος και τη ζώνη των προστατευόμενων αγωγών, τη διάταξη του πίνακα συνδυασμού και τη διαδρομή διακοπής. Ο συνδυασμός περισσότερων στοιχειοσειρών από το δοκιμασμένο όριο μπορεί να μεταβάλει τόσο την ισχύ του σήματος του τόξου όσο και τις διαδρομές ρεύματος σφάλματος.

Αντικαθιστά μια ασφάλεια φωτοβολταϊκών ή ένας αυτόματος διακόπτης συνεχούς ρεύματος (DC MCB) τον AFCI ηλιακών συστημάτων;

Όχι. Αυτές οι συσκευές προστατεύουν από συγκεκριμένες συνθήκες υπερέντασης. Ένα τόξο σειράς μπορεί να παραμείνει κάτω από το κατώφλι λειτουργίας τους, επομένως ενδέχεται να εξακολουθεί να απαιτείται ειδική ανίχνευση τόξου.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του ηλιακού AFCI και του AFPE;

Το Solar AFCI είναι η κοινή ορολογία στη Βόρεια Αμερική για τη διακοπή κυκλώματος λόγω σφάλματος τόξου σε φωτοβολταϊκά. Το AFPE είναι η ορολογία κατά IEC για εξοπλισμό που συνδυάζει ανίχνευση και διακοπή σφάλματος τόξου. Πάντα να επαληθεύετε το ισχύον πρότυπο και τη λειτουργία, αντί να θεωρείτε τα ακρωνύμια ως καθολικά εναλλάξιμα.

Χρειάζονται τα συστήματα μικρομετατροπέων προστασία κατά το πρότυπο NEC 690.11;

Πολλές αρχιτεκτονικές μικρομετατροπέων διατηρούν τα κυκλώματα συνεχούς ρεύματος (DC) των επιμέρους μονάδων κάτω από το όριο τάσης του NEC, αλλά η απάντηση εξαρτάται από την πραγματική τάση του κυκλώματος και τον υιοθετημένο κώδικα. Επιβεβαιώστε την αρχιτεκτονική του εξοπλισμού και τις απαιτήσεις της αρμόδιας αρχής (AHJ).

Μπορεί μια ενεργοποίηση AFCI να γίνει επαναφορά εξ αποστάσεως;

Μόνο εάν το επιτρέπουν το προϊόν, το ισχύον πρότυπο/πιστοποίηση, οι κανόνες εγκατάστασης και η διαδικασία λειτουργίας. Μια απομακρυσμένη επαναφορά δεν πρέπει να παρακάμπτει μια απαιτούμενη επιθεώρηση ούτε να επανατροφοδοτεί επανειλημμένα μια σύνδεση που θεωρείται κατεστραμμένη. Ελέγξτε τη δηλωμένη μέθοδο επανασύνδεσης και το ιστορικό συμβάντων.

Τελικός Κανόνας Μηχανικής

Η προστασία από σφάλματα τόξου συνεχούς ρεύματος (DC) σε φωτοβολταϊκά πρέπει να καθορίζεται ως λειτουργία συστήματος, όχι ως ένα χαρακτηριστικό τριών γραμμάτων σε ένα φυλλάδιο μετατροπέα.

Για έργα NEC, επιβεβαιώστε την υιοθετημένη έκδοση του NEC 690.11, το όριο κυκλώματος των 80 V, τυχόν έγκυρη εξαίρεση, την πιστοποίηση του εξοπλισμού, τη διαδρομή των αγωγών και την αποδοχή από την αρμόδια αρχή (AHJ). Για έργα IEC, επιβεβαιώστε εάν ο εξοπλισμός είναι AFD ή AFPE, την ταξινόμησή του κατά IEC 63027, το εύρος τάσης/ρεύματος, τα παρακολουθούμενα strings και κανάλια, την προστατευόμενη ζώνη, τη μέθοδο διακοπής, το υλικολογισμικό (firmware) και τη συμπεριφορά επανασύνδεσης.

Στη συνέχεια, συντονίστε αυτή τη λειτουργία με ασφάλειες φωτοβολταϊκών (PV), αυτόματους διακόπτες DC (DC MCB), αντικεραυνικά προστασίας (SPD), αποζεύκτες, προστασία διαρροής προς τη γη, συνδέσμους, καλωδίωση και αρχεία θέσης σε λειτουργία. Μια ασφάλεια, ένας αυτόματος διακόπτης DC, ένα SPD ή ένας αποζεύκτης παραμένουν χρήσιμα, αλλά κανένα δεν πρέπει να παρουσιάζεται ως αποκλειστική προστασία από τόξο σειράς φωτοβολταϊκών, εκτός εάν ολόκληρο το σύστημα έχει αξιολογηθεί για αυτή τη λειτουργία.