8:47 AM. El instalador solar cop los pestillos en el combinador de la tapa de la caja. En el interior, seis PV cadenas de terminar en barras colectoras, cada uno esperando su fusible. Él agarra su aislamiento destornillador, alcanza para el primer cable positivo, y se pone en contacto. En 0.3 segundos, un 400Vdc arc flash estalla—más brillante que una antorcha de soldadura, lo suficientemente caliente como para vaporizar el cobre. Sus anteojos de seguridad derretir a su rostro. El arco sostiene a sí misma, y se alimenta de la corriente continua, hasta que el interruptor de 50 pies de distancia finalmente viajes. Los gastos médicos: $2.500 para la visita de ER. El trabajo perdido: tres semanas. La lección: la DC no juega por AC reglas.
Has cable de CA paneles de antes. Se ha trabajado con el 240V servicio residencial. Usted sabe que para apagar el interruptor de. Pero solar del combinador de las cajas son diferentes. El voltaje es mayor. La actual es implacable. Y el destello de arco? No se auto-extingue como el AC.
Entonces, ¿qué es en realidad la creación de este peligro? Y ¿cómo alambre de varios paneles solares en una caja de agrupación sin volverse una rutina de conexión en una carrera interminable de error?
El Arc Flash Sorpresa: ¿por Qué DC Solar Cableado Es Más Peligroso de lo Que crees
La mayoría de los electricistas aprender arc flash peligro en sistemas de corriente ALTERNA. AC arcos extinguir 120 veces por segundo como el voltaje que cruza por cero. CC los arcos? Que voy a quemar hasta que algo se derrite. Este es el Arco de Flash Sorpresa—DC del silencio, la autosuficiencia de la violencia que hace que sea mucho más peligrosa que la corriente ALTERNA a la misma tensión.
Aquí está la física que mata: Cuando se separan dos conductores portadores de corriente continua, el arco ioniza el aire vacío. Que plasma ionizado se convierte en una baja resistencia a la ruta. El voltaje de DC nunca cae a cero, por lo que el plasma nunca se enfría. El arco de la columna crece, se alimenta de la corriente continua, hasta que se llega a temperaturas de 35.000°F—más caliente que la superficie del sol.
En un solar del combinador de la caja, usted está tratando con cadena de voltajes de 300-600Vdc. Un típico 10-panel de cadena en 40Voc cada uno no es de 400V. En una mañana fría de enero, que Voc sube un 25% superior a 500V. Su aislado estándar destornillador nominal de 1000 V? Que la nominal CA. La DC voltaje de withstand es normalmente de 30 a 40% menor.
La primera regla de la DC solares de trabajo: Si no llevas clasificación de arco EPI, está jugando con su visión. Categoría 2 EPI (8 cal/cm2) es el mínimo para la mayoría de los combiner box de trabajo. Pero aquí está la trampa: Que la calificación supone que está trabajando en la de-equipos eléctricos. El momento en que usted decide "sólo apretar una conexión en directo," usted está en la Categoría 4 territorio (40 cal/cm2) y un protector de la cara no se salvará de la onda de presión.
El NEC 2023 edición por fin despertó a esto. Artículo 690.12 requiere el cierre rápido de los sistemas FOTOVOLTAICOS, pero no lo protege a usted durante la instalación. Que está en usted. Y su caja de agrupación método de cableado.
El Voltaje de Apilamiento Trampa: Cuando las Matemáticas se Convierte en un Peligro para la Seguridad
Se comprueba la etiqueta del panel: 40Voc. Tiene 8 paneles en serie. Simples matemáticas: 8 × 40 = 320V. Su portafusibles está clasificado para 600V. Su interruptor está clasificado para 250Vdc. Estás a salvo, ¿verdad?
Bienvenidos a la Tensión de Apilamiento de la Trampa.
He aquí lo que la etiqueta no dice: Voc (voltaje de circuito abierto) es medido en Condiciones de Prueba Estándar De 25°C (77°F). Sus paneles en una mañana fría? Están operando a -10°C (14°F). Por cada grado Celsius por debajo de 25°C, Voc sube un 0,3%.
Hacer el trabajo real de las matemáticas: 8 paneles × 40Voc × (1 + (35°C × 0.003)) = 8 × 40 × 1.105 = 353.6 V. Eso es un aumento del 10%. Todavía bajo su 600V portafusibles, pero, ¿qué acerca de su 250Vdc interruptor?
Espera—se pone peor. Que "250Vdc" la resaca? Probablemente AC-nominal. La mayoría de caja moldeada interruptores en el solar del combinador de cajas son reutilizados AC interruptores. El voltaje de CC soportar es a menudo el 50% de la nominal CA. Su "250Vdc" la resaca solo podría ser seguro para 125Vdc bajo sostenido de carga de CC.
Su 353V cadena sólo se convirtió en una bomba de espera para la primera falla de arco.
NEC 690.7 requiere la aplicación de 1.25 factor de corrección de Voc para el frío de la temperatura de los cálculos. 8-panel de 320V nominal de la cadena, que 400V mínimo de tensión. Su 250Vdc interruptor de ahora es ilegal en virtud de 2023 del código.
El Voltaje de Apilamiento de la Trampa de la muerte de más instalaciones solares que cualquier otro error de diseño. No en el día uno. Se muestra en el primer frío de la mañana, cuando el inversor fallas y el instalador se llama de nuevo a "arreglar" un problema que no está cableado—es matemáticas.
La Secuencia de Bloqueo: El Orden de las Operaciones Que Evita el 90% de los Accidentes
Usted puede tener el derecho de los EPI. Usted puede calcular los voltajes a la perfección. Puede especificar los mejores componentes. Pero si el alambre de la caja de agrupación en el orden incorrecto, usted todavía va a crear un live peligro de arco.
Esta es la Secuencia de Bloqueo. Es el orden de las operaciones que mantiene a salvo. Y el 90% de los instaladores que se equivocan.
Aquí está la secuencia incorrecta (la que crea el Arco del Flash Sorpresa):
- La tierra de todos los PV de la cadena de alambres de las barras colectoras
- Instale los fusibles, mientras que las cadenas son en vivo
- Cerca de la última desconexión
¿Por qué esta mal? Porque en el momento que toque fusible a un embarrado, estamos creando una bañera de conexión bajo carga. El fusible no está diseñado para hacer conexiones en caliente. El arco puede saltar desde el fusible de la punta de la barra antes de que los hilos de participar. Usted acaba de crear una serie de falla de arco en 400Vdc.
Aquí está la Secuencia de Bloqueo de la manera correcta:
- Bloqueo/Etiquetado: Compruebe que todas las cadenas están desconectados en el panel de nivel desconecta o nivel de módulo de cierre rápido de los dispositivos. El uso de un medidor calibrado para confirmar voltaje cero en la caja de agrupación.
- De la tierra a los negativos: Conecte todos los PV de cadena negativa conduce a la negativa de embarrado. Esta es su tierra de referencia. Hacer esto primero, mientras que todo está muerto.
- Instale los fusibles: Inserte todos los fusibles de CC en sus titulares, sino que los dejan en la posición "abierto". No cerca de ellos todavía.
- La tierra de los aspectos positivos: Conecte todos los PV de cadena positiva conduce a un lado de la línea del portafusibles. De nuevo, todo está muerto.
- Cerca de la desconexión: El cierre de la principal caja de agrupación de desconexión (si está equipado) para dinamizar las barras colectoras.
- Energizar las cuerdas de una en una: Cerrar cada uno de los portafusibles de forma individual, verificar que la tensión y la corriente en el medidor antes de pasar a la siguiente. Esto aísla la culpa a una sola cadena.
La Secuencia de Bloqueo es simple: Nunca hacer una conexión que podría ser vivo. Nunca romper una relación que es vivir. Compruebe siempre el cero de energía antes de tocar nada.
NEC 690.16 requiere de un medio de desconexión para cada cadena, pero no nos dice cómo la secuencia de su trabajo. Es lo que separa a los instaladores profesionales de los que se muestran en los informes de incidentes.
El 4-Método de Paso para Cable de Paneles Solares en un Combinador Caja de Seguridad
Tienes la teoría. Ahora aquí está la prueba en campo método que te mantiene a salvo y mantiene el inspector feliz.
Paso 1: Calcular y Verificar la Cadena de Voltajes (no Confiar en la Etiqueta)
Mini-tesis: Etiqueta de Voc es un punto de partida, no un valor de diseño. Frío-corrección de la temperatura de medición y verificación son obligatorias para NEC 2023 cumplimiento.
Coge la hoja de datos de panel. Encontrar Voc en STC (Condiciones de Prueba Estándar). Ahora hay que hacer el cálculo real:
Voc(diseño) = Cov(STC) × Número de paneles × 1.25 (NEC 690.7 frío temp factor)
Para su 40Voc paneles en las cadenas de las 8: 40 × 8 × 1.25 = 400V tensión de diseño.
Ahora verifíquelo. En una mañana fría (menos de 4.4°C), desconecte la serie y mida Voc con un medidor de pinza Fluke 393 FC (clasificado para 1500 V CC). Debería ver entre 380 y 420 V. Si está viendo 450 V, su serie es demasiado larga para su equipo. Rediseñe ahora, no después del arco eléctrico.
Pro-Tip: El NEC 2023 1.25 factor es un mínimo. En Canadá o en los estados del norte, el uso de 1.35. El inspector deberá comprobar. Su seguro también, después de un reclamo.
Paso 2: Seleccionar el calibre adecuado de los Componentes (El 250Vdc Mentira)
Mini-tesis: Componente de voltaje debe ser superior a su diseño de Cov por al menos el 20%, y DC calificaciones no son intercambiables con los de CA calificaciones.
Su diseño de voltaje es 400Vdc. El componente mínimo de calificaciones:
- Portafusibles: 600Vdc mínimo. Bussmann y Littlefuse solar nominal de los titulares que se pueden interrumpir 10kA en 600Vdc.
- Fusible: 600Vdc, tipo de retraso. Estándar 250V fusibles va a explotar.
- Desconectar: 600Vdc, 20A mínimo. Verificación de la capacidad nominal CC, no el nominal CA. Un "30A 240V AC desconectar, es probable que sólo 15A 120Vdc.
- Hilo: PV cable USE-2 o RHW-2) clasificado para 600Vdc. THHN alambre no es la luz del sol-resistente y crack en 3 años.
El 250Vdc Mentira: Que el separador de la etiqueta "250Vdc"? Lea la impresión fina. Dice "250Vdc máximo, el 80% de ciclo de trabajo." Para la continua explotación solar (100% ciclo de trabajo), debe de reducción de potencia a 200Vdc. Su 400V cadena que acaba de hacer que el disyuntor ilegal.
Utilice sólo componentes que se enumeran a UL 1741 para aplicaciones de PV. El inspector deberá buscar el listado de marca. Su alternativa es el ripeo de todo.
Paso 3: Ejecutar la Secuencia de Bloqueo (Nunca Trabajo en Caliente)
Mini-tesis: La Secuencia de Bloqueo es un procedimiento escrito, no una lista de comprobación mental. La desviación es cómo arcos suceder.
Antes de tocar la caja de agrupación, escribe esto en el boleto del trabajo:
- Compruebe el bloqueo en el panel de desconecta. Medir voltaje cero.
- De la tierra todos los cables negativos en negativo embarrado.
- Instalar los fusibles en la posición abierta.
- De la tierra todos los cables positivo en el fusible de la línea de terminales.
- Cerca de desconexión principal.
- Energizar los fusibles de una en una, la verificación de cada uno.
Una segunda persona que firmar en cada paso. Esta no es la burocracia, que es la forma de evitar explicar a los trabajadores de la junta de compensación por qué le faltan tres dedos de la mano.
Pro-Tip: El uso de un voltaje sin contacto tester (NCVT) nominal de CC antes de tocar nada. El Fluke 1AC-A1-II no detectar DC. Usted necesita un golpe de suerte 369 FC o similar. $200 de la herramienta de beats $50.000 factura del hospital.
Paso 4: par de Torsión, de Prueba, y en el Documento (Los Dedos de la Trampa)
Mini-tesis: Par de apriete correcto es un requisito del código, no una sugerencia. Conexiones sueltas crear de alta resistencia de las articulaciones, que se derriten bajo carga.
Cada embarrado de conexión en la caja de agrupación tiene un par de especificaciones, normalmente 50-120 in-lbs. "Apretadas a mano, además de un cuarto de vuelta" es el Dedo Apretado Trampa—se sentirá seguro hoy en día y ser un peligro de incendio en seis meses.
El uso de un par destornillador o una llave. Establece las especificaciones. Par cada conexión. Luego hacerlo de nuevo. Los ciclos térmicos afloja las conexiones a lo largo del tiempo. El NEC 2023 edición añadido 690.31(C) requerir documentado par de verificación para todos los PV de las conexiones de más de 100. Para residencial, es una mejor práctica que se mantiene apagado el fuego informe del investigador.
Pruebas: Después de energizar cada cadena, mida la tensión en la caja de agrupación y a la entrada del inversor. Deben coincidir dentro de 2V. Una gota más grande indica una mala conexión. Fijar ahora.
Documentación: Tomar una foto de la realización del cableado. La etiqueta de cada cadena en la foto. Guardarlo en el cliente del archivo. Cuando llaman en tres años acerca de "baja producción," usted sabrá exactamente qué cadena es que sin la apertura de la caja.
Su Caja De Agrupación Debe Ser Muy Aburrido
Ahora entiendes el Arc Flash Sorpresa—DC silencioso, incansable peligro que hace de CA mirada de domar. Te has escapado el Voltaje de Apilamiento Trampa—el error de cálculo que convierte a los dispositivos de protección en las bombas. Y usted ha dominado la Secuencia de Bloqueo—el orden de las operaciones que mantiene a salvo cuando todo va mal.
Un cableado correcto de strings caja es aburrido. No spark. No hum. No se caliente. Sólo se sienta allí, la combinación de cadenas, protección de circuitos, y mantener su sistema solar ejecutando durante 25 años.
Su trabajo es hacer que sea aburrido. Siga los 4 pasos del método. Uso nominal de los componentes. Ejecutar la Secuencia de Bloqueo. Par cada conexión. Documentar todo.
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Su caja de agrupación debe ser la más segura de las partes del sistema. Lo hacen así.
Normas Y Fuentes De Referencia
- NEC 690.7 (2023): Voltaje de factores de corrección para la temperatura baja
- NEC 690.12 (2023): el cierre Rápido de los sistemas FOTOVOLTAICOS en edificios
- NEC 690.16 (2023): Fusibles y seccionadores para PV circuitos
- NEC 690.31(C) (2023): par de Torsión requisitos de la documentación
- UL 1741: Estándar para la seguridad de los inversores, convertidores y de los reguladores de carga
- UL 4248-18: Fusibles para sistemas fotovoltaicos
- NFPA 70E: Norma para la seguridad eléctrica en el lugar de trabajo
