چک لیست بازرسی جعبه ترکیبی خورشیدی: راهنمای UL و IEC

مقدمه: چرا استانداردهای بازرسی برای جعبه‌های ترکیبی خورشیدی مهم هستند

جعبه‌های ترکیبی خورشیدی به عنوان اتصالات ایمنی حیاتی در سیستم‌های فتوولتائیک عمل می‌کنند و جریان DC را از رشته‌های متعدد پنل خورشیدی قبل از مسیریابی برق به اینورترها یا سیستم‌های باتری ادغام می‌کنند. با وجود عملکرد نسبتاً ساده، این محفظه‌ها از جمله اجزای مورد بررسی دقیق در طول بازرسی‌های سیستم PV هستند - و دلیل خوبی هم دارد. یک جعبه ترکیبی خورشیدی معیوب می‌تواند منجر به خطاهای قوس الکتریکی، خطرات آتش‌سوزی، خرابی سیستم و ادعاهای گارانتی پرهزینه شود.

برای بازرسان، مهندسان و پرسنل مرجع دارای صلاحیت (AHJ)، پیمایش الزامات همپوشانی استانداردهای UL و IEC یک چالش مداوم است. UL 1741 بر تاسیسات آمریکای شمالی تسلط دارد، در حالی که IEC 60364-7-712 و IEC 62852 پروژه‌ها را در اروپا، آسیا و بیشتر کشورهای در حال توسعه اداره می‌کنند. بسیاری از تولیدکنندگان، از جمله VIOX Electric، به دنبال گواهینامه دوگانه برای خدمت به بازارهای جهانی هستند - اما این امر پیچیدگی بیشتری را در طول تأیید میدانی ایجاد می‌کند.

این راهنمای بازرس، چارچوب‌های عملی مبتنی بر چک لیست را برای تأیید انطباق جعبه ترکیبی خورشیدی با استانداردهای UL و IEC ارائه می‌دهد. چه در حال تأیید یک آرایه پشت بامی مسکونی در کالیفرنیا باشید و چه یک تاسیسات در مقیاس خدمات شهری در آلمان، این چک لیست‌ها به شما کمک می‌کنند تا عدم انطباق‌ها را شناسایی کنید، زمان بازرسی را کاهش دهید و از ابتدا از یکپارچگی سیستم محافظت کنید.

چارچوب استانداردهای UL برای جعبه‌های ترکیبی خورشیدی

UL 1741: معیار آمریکای شمالی

UL 1741، با عنوان “اینورترها، مبدل‌ها، کنترلرها و تجهیزات سیستم اتصال متقابل برای استفاده با منابع انرژی توزیع شده”، به عنوان استاندارد اصلی صدور گواهینامه برای جعبه‌های ترکیبی خورشیدی در ایالات متحده و کانادا عمل می‌کند. در حالی که اغلب با اینورترها مرتبط است، UL 1741 به طور صریح اجزای تراز سیستم، از جمله محفظه‌های ترکیبی DC را پوشش می‌دهد.

جعبه‌های ترکیبی فهرست شده در UL 1741 توسط آزمایشگاه‌های تست معتبر ملی (NRTL) از نظر ایمنی الکتریکی، مهار آتش، مقاومت در برابر جریان خطا و دوام محیطی آزمایش شده‌اند. این استاندارد هم به طراحی محصول و هم به علائمی که باید روی تجهیزات دارای گواهی ظاهر شوند، می‌پردازد.

الزامات کلیدی UL 1741 که بازرسان تأیید می‌کنند:

• وجود علامت NRTL: علامت UL یا ETL باید به طور دائم به محفظه چسبانده شود.
• ولتاژ و جریان نامی: حداکثر ولتاژ DC (1000 ولت یا 1500 ولت) و ظرفیت جریان باید به وضوح مشخص شده باشد.
• یکپارچه‌سازی قطع کننده DC: در صورت وجود، سوئیچ‌های قطع کننده باید مطابق با UL 98B باشند.
• مشخصات فیوز: فیوزینگ رشته‌ای (در صورت نیاز) باید از فیوزهای دارای رتبه DC با علائم آمپر/ولتاژ قابل مشاهده استفاده کند.
• انطباق با اتصال به زمین و پیوند: مطابق با الزامات ماده 690 NEC.
• برچسب‌های هشدار: هشدارهای هادی بدون اتصال به زمین و هشدارهای خطر شوک باید خوانا باشند.

UL 50: رتبه‌بندی‌های محیطی محفظه

UL 50 رتبه‌بندی‌های NEMA (انجمن ملی تولیدکنندگان برق) محفظه مورد استفاده در سراسر آمریکای شمالی را تعریف می‌کند. برای جعبه‌های ترکیبی خورشیدی، دو رتبه‌بندی غالب هستند:

• نما 3R: مقاوم در برابر آب و هوا، مناسب برای اکثر تاسیسات در فضای باز؛ محافظت در برابر باران و برف و باران یخ زده.
• نما ۴X: مقاوم در برابر خوردگی، مورد نیاز برای محیط‌های ساحلی یا صنعتی سخت؛ محافظت برتر در برابر گرد و غبار ناشی از باد و آب هدایت شده توسط شلنگ را فراهم می‌کند.

بازرسان باید تأیید کنند که رتبه‌بندی محفظه با محیط نصب مطابقت دارد. یک جعبه NEMA 3R که در 500 فوتی اقیانوس نصب شده است، به دلیل خوردگی ناشی از پاشش نمک زودتر از موعد از کار می‌افتد.

چارچوب استانداردهای IEC برای جعبه‌های ترکیبی خورشیدی

IEC 60364-7-712: الزامات نصب برای سیستم‌های PV

IEC 60364-7-712 استانداردهای نصب الکتریکی را برای سیستم‌های تامین برق فتوولتائیک در سراسر جهان تعیین می‌کند. بخش 712.422 به طور خاص به حفاظت در برابر جریان اضافه در آرایه‌های PV می‌پردازد، در حالی که بخش 712.537 الزامات جداسازی و سوئیچینگ را پوشش می‌دهد - که هر دو مستقیماً برای بازرسی جعبه ترکیبی قابل استفاده هستند.

مفاد کلیدی IEC 60364-7-712:

• تعیین اندازه حفاظت جریان اضافه: رتبه‌بندی فیوز رشته‌ای باید بین 1.5 برابر و 2.4 برابر جریان اتصال کوتاه رشته‌ای (Isc_mod) باشد. حفاظت زیر آرایه باید بین 1.25 برابر و 2.4 برابر Isc زیر آرایه باشد.
• الزام عایق دوگانه: برای سیستم‌های دارای ولتاژ مدار باز DC بیش از 120 ولت، کلاس II (عایق دوگانه یا تقویت شده) اجباری است.
• مشخصات دستگاه قطع کننده: سوئیچ-قطع کننده‌های قطع بار باید قادر به قطع حداکثر جریان DC تحت بار باشند.
• قطبیت هادی: برای آرایه‌های متصل به زمین، دستگاه‌های جریان اضافه باید روی هادی بدون اتصال به زمین باشند. آرایه‌های شناور به حفاظت در هر دو قطب نیاز دارند.
• انطباق محفظه: محفظه‌های جعبه ترکیبی باید با استانداردهای IEC 61439 برای مجموعه‌های تابلوی برق ولتاژ پایین مطابقت داشته باشند و به افزایش دما و فاصله‌های داخلی بپردازند.

IEC 62852 و سیستم رتبه‌بندی IP

در حالی که IEC 62852 در درجه اول به کانکتورهای DC برای سیستم‌های فتوولتائیک می‌پردازد، معیارهای حفاظت محیطی را تعیین می‌کند که برای محفظه‌های جعبه ترکیبی نیز اعمال می‌شود. سیستم رتبه‌بندی حفاظت از نفوذ (IP)، که در IEC 60529 تعریف شده است، از یک کد دو رقمی استفاده می‌کند:

• رقم اول (نفوذ جامد):
  • 5 = محافظت شده در برابر گرد و غبار (نفوذ محدود مجاز است)
  • 6 = ضد گرد و غبار (بدون نفوذ)
• رقم دوم (نفوذ مایع):
  • 5 = محافظت شده در برابر جت‌های آب
  • 6 = محافظت شده در برابر جت‌های آب قدرتمند
  • 7 = محافظت شده در برابر غوطه‌وری موقت (تا 1 متر)

برای اکثر تاسیسات خورشیدی در فضای باز، IP65 به عنوان حداقل رتبه‌بندی قابل قبول عمل می‌کند. محیط‌های ساحلی، مستعد سیل یا با رطوبت بالا معمولاً به حفاظت IP66 یا IP67 نیاز دارند. بازرسان باید تأیید کنند که رتبه‌بندی IP مشخص شده با شرایط محیطی و مشخصات پروژه مطابقت دارد.

چک لیست مستندات قبل از بازرسی

قبل از انجام بازرسی فیزیکی، تأیید کنید که مستندات زیر در دسترس و کامل است. مستندات مفقود شده یا ناقص در اکثر حوزه‌های قضایی دلیلی برای تعویق بازرسی است.

مدارک مورد نیاز (تاسیسات UL و IEC)

• گواهی فهرست UL 1741 (آمریکای شمالی) یا اعلامیه انطباق IEC 61439/60947 (بین المللی)
  • تأیید علامت NRTL (برای UL) یا تأیید علامت CE (برای IEC)
• نمودار الکتریکی تک خطی نشان دادن پیکربندی رشته‌ای
  • محاسبات ولتاژ و جریان رشته‌ای (Voc، Isc، Vmp، Imp)
  • محاسبات تعیین اندازه دستگاه حفاظت جریان اضافه
• راهنمای نصب سازنده برای مدل جعبه ترکیبی خاص
  • مشخصات گشتاور برای تمام اتصالات الکتریکی
  • تایید رتبه بندی زیست محیطی (رتبه NEMA یا IP)
• بیانیه انطباق با ماده 690 NEC (نصب و راه اندازی در ایالات متحده)
  • تاییدیه اتصال متقابل از شرکت برق محلی
  • مجوز ساخت و نقشه های برق تایید شده
• برگه های مشخصات مدل پنل خورشیدی
  • حداکثر رتبه بندی فیوزهای سری (مطابق با NFPA 70E)
  • داده های ضریب دما برای محاسبات ولتاژ

بررسی مستندات باید تأیید کند که مدل جعبه ترکیبی نصب شده با نقشه های تایید شده مطابقت دارد. هرگونه جایگزینی میدانی قبل از ادامه بازرسی نیاز به تایید AHJ دارد.

چک لیست بازرسی فیزیکی و بصری

بازرسی فیزیکی، عیوب نصب، آسیب پذیری های زیست محیطی و خطرات ایمنی را شناسایی می کند که ممکن است در بررسی مستندات آشکار نباشد.

محفظه و نصب

• یکپارچگی: بدون ترک، سوراخ یا آسیب به بدنه یا پوشش محفظه.
  • مهر و موم های هوا سالم و بدون شکاف (بحرانی برای رتبه IP/NEMA)
  • مواد مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش تایید شده (برای نصب در فضای باز)
  • بدون نشانه ای از زنگ زدگی یا خوردگی در محفظه های فلزی
• نصب: جعبه ترکیبی به طور ایمن به سازه یا سیستم نصب محکم شده است.
  • سخت افزار هیچ گونه خوردگی یا شل شدگی نشان نمی دهد
  • محل نصب، دسترسی مورد نیاز را فراهم می کند (NEC 110.26)
  • فواصل مطابق با مشخصات سازنده حفظ می شود
• مدیریت حرارتی: درگاه های تهویه عاری از آوار و موانع هستند.
  • جعبه در معرض گرمایش مستقیم و متمرکز خورشیدی قرار نمی گیرد (مگر اینکه دارای رتبه باشد)
  • فاصله کافی از سایر تجهیزات تولید کننده گرما

ورود کابل و کاهش فشار

• آب بندی: تمام ورودی های کابل مجهز به گلند یا کانکتور مناسب هستند.
  • گلندها به درستی سفت شده اند تا رتبه IP/NEMA حفظ شود
  • ورودی های کابل استفاده نشده با درپوش های مسدود کننده مهر و موم شده اند
  • اتصالات لوله برق محکم و ضد آب هستند
• پشتیبانی: کابل ها به درستی شناسایی و در نقاط ورودی برچسب گذاری شده اند.
  • کاهش فشار کافی برای تمام هادی ها فراهم شده است
  • لیست سیم PV برای سیم کشی DC تک هادی در معرض تایید شده است
  • پشتیبانی کابل در فواصل مورد نیاز ارائه شده است

بازرسی اجزای داخلی

• فیوزینگ: تمام موقعیت های رشته مجهز به فیوزینگ مناسب هستند (در صورت نیاز طبق NEC 690.9).
  • فیوزها برای عملکرد DC با رتبه ولتاژ صحیح رتبه بندی شده اند
  • هیچ نشانه ای از گرم شدن بیش از حد وجود ندارد (تغییر رنگ، ذوب شدن عایق)
  • نگهدارنده های فیوز محکم هستند و تماس مناسب برقرار می کنند
• سوئیچینگ: سوئیچ به آرامی در طول کل مسیر حرکت عمل می کند.
  • موقعیت های ON/OFF به وضوح مشخص شده و کاربردی هستند
  • قابلیت قفل کردن دسته وجود دارد و کاربردی است
  • کنتاکت های سوئیچ هیچ گونه حفره یا سوختگی نشان نمی دهند
• پایه: هادی اتصال به زمین تجهیزات وجود دارد و به درستی خاتمه یافته است.
  • شینه اتصال به زمین محکم و به اندازه کافی اندازه گیری شده است
  • جامپرهای اتصال به زمین بر روی تمام اجزای فلزی نصب شده اند
  • مقاومت زمین تایید شده <25 اهم (طبق الزامات NEC)
• ترمینال‌ها: تمام ترمینال ها به طور واضح محکم هستند (از آچار گشتاور برای تأیید استفاده کنید).
  • هیچ نشانه ای از خوردگی در ترمینال های مسی یا شینه ها وجود ندارد
  • قطبیت صحیح مشاهده می شود (مثبت به مثبت، منفی به منفی)
  • ورود سیم به ترمینال ها مطابق با مشخصات سازنده است

چک لیست تست و تأیید الکتریکی

هشدار ایمنی: تمام تست های الکتریکی باید با تجهیزات حفاظت فردی (PPE) مناسب و پس از تأیید اینکه جعبه ترکیبی می تواند به طور ایمن جدا شود، انجام شود. ولتاژهای DC در جعبه های ترکیبی خورشیدی می تواند از 1000 ولت فراتر رود و خطرات جدی شوک و قوس الکتریکی را ایجاد کند.

تأیید ایمنی قبل از آزمایش

• سوئیچ قطع کننده در موقعیت OFF و قفل شده است (در صورت وجود).
  • ورودی های رشته را می توان به طور ایمن برای آزمایش جدا کرد
  • علائم هشدار دهنده در طول مراحل آزمایش نصب شده است
• PPE دارای رتبه قوس الکتریکی مطابق با محاسبات مرز قوس الکتریکی NFPA 70E پوشیده شده است.
  • از ابزارهای عایق و تجهیزات تست با رتبه مناسب استفاده می شود
  • شخص واجد شرایط دوم برای تست ولتاژ بالا حضور دارد

اندازه گیری ولتاژ و جریان

• ولتاژ مدار باز (Voc): Voc را روی هر رشته تحت تابش خورشیدی اندازه گیری کنید.
  • بررسی کنید که Voc از حداکثر ولتاژ نامی جعبه ترکیب کننده تجاوز نکند.
  • مقایسه Voc اندازه گیری شده با مقادیر محاسبه شده (باید در محدوده 5±٪ باشد)
• جریان عملیاتی: جریان عملیاتی را از هر رشته تحت بار اندازه گیری کنید.
  • تعادل جریان بین رشته ها را بررسی کنید (تغییرات <10٪ نشان دهنده مشکلات احتمالی است)
  • تأیید کنید که جریان از رتبه بندی فیوز یا شینه تجاوز نکند.
• قطبیت: قطبیت مثبت و منفی را در تمام ورودی های رشته تأیید کنید.
  • کد رنگی ثابت را بررسی کنید (به طور معمول قرمز = مثبت، سیاه = منفی)
  • اتصالات قطبیت معکوس را بررسی کنید (شرایط خرابی فوری)

تست های عایق و اتصال به زمین

• مقاومت عایق:
  • تست بین هادی مثبت و زمین: حداقل 1 مگا اهم
  • تست بین هادی منفی و زمین: حداقل 1 مگا اهم
  • تست بین هادی های مثبت و منفی: حداقل 1 مگا اهم
  • توجه: قبل از آزمایش با سازنده ماژول مشورت کنید. برخی از ضمانت ها آزمایش مگا اهم را شامل نمی شوند.
• تداوم زمین: تداوم مسیر زمین را از جعبه ترکیب کننده تا زمین سیستم تأیید کنید.
  • مقاومت زمین را اندازه گیری کنید: باید <25 اهم طبق NEC 250.53 باشد.
  • اتصال بین تمام قطعات محفظه فلزی را تأیید کنید.
• محافظت در برابر نوسانات برق: بررسی کنید اس پی دی نشانگر وضعیت (سبز = خوب، قرمز = تعویض).
  • تأیید کنید که ولتاژ نامی SPD با Voc سیستم مطابقت دارد یا از آن بیشتر است.
  • تأیید کنید که SPD به درستی بین هر قطب و زمین متصل شده است.

تست عملکردی

• عملکرد سوئیچ: تأیید کنید که سوئیچ جریان را تحت شرایط بار قطع می کند.
  • عملکرد قفل/برچسب گذاری مکانیکی را تست کنید.
  • نشانه شکست قابل مشاهده را هنگام باز بودن سوئیچ تأیید کنید.
• نظارت: دقت نظارت بر جریان در سطح رشته را تأیید کنید (در صورت وجود).
  • عملکردهای هشدار را برای شرایط اضافه جریان یا خطا تست کنید.
  • تأیید کنید که ارتباطات نظارت از راه دور فعال است.

الزامات صدور گواهینامه و علامت گذاری

برچسب زدن و علائم صدور گواهینامه مناسب صرفاً تشریفات اداری نیستند - آنها اطلاعات ایمنی حیاتی و حفاظت از مسئولیت قانونی را ارائه می دهند. علائم مفقود شده یا نادرست دلایل رایج برای عدم موفقیت در بازرسی هستند.

الزامات علامت گذاری UL (آمریکای شمالی)

• علامت صدور گواهینامه: علامت UL، ETL، CSA یا سایر NRTL که به طور دائم به محفظه متصل شده است.
  • علامت به وضوح بدون باز کردن محفظه قابل مشاهده است.
  • شماره کنترل قابل ردیابی به پایگاه داده صدور گواهینامه است.
• پلاک مشخصات: نام سازنده و شماره مدل.
  • حداکثر ولتاژ DC نامی (به عنوان مثال، “1000V DC Max” یا “1500V DC Max”)
  • حداکثر جریان در هر رشته و ظرفیت جریان کل
  • رتبه بندی محیطی (به عنوان مثال، “NEMA 4X” یا “استفاده در فضای باز”)
  • رتبه بندی دمای محیط اگر غیر از 25 درجه سانتیگراد (77 درجه فارنهایت) باشد.
• هشدارهای ایمنی: “هشدار: خطر شوک الکتریکی” به طور برجسته نمایش داده می شود.
  • هشدار هادی بدون زمین (در صورت وجود): “هادی های DC ممکن است برق دار باشند”
  • “علائم ”ON“ و ”OFF" برای سوئیچ های قطع کننده
  • مشخصات تعویض فیوز (آمپراژ، ولتاژ، رتبه بندی DC)

الزامات علامت گذاری IEC (بین المللی)

• علامت CE: روی محفظه یا پلاک مشخصات قابل مشاهده است.
  • همراه با سند اعلامیه انطباق
  • انطباق با دستورالعمل ولتاژ پایین 2014/35/EU
• استاندارد مرجع: ارجاع به IEC 61439 یا IEC 60947 روی پلاک مشخصات.
  • رتبه بندی IP به وضوح مشخص شده است (به عنوان مثال، “IP65” یا “IP66”)
  • ولتاژ عملیاتی نامی (Ue) و جریان (Ie)
• نمادها: نماد هشدار ولتاژ DC (نماد IEC 60417).
  • هشدارهای چند زبانه در صورت نیاز توسط بازار مقصد
  • نماد اتصال به زمین/پیوند در صورت لزوم

برچسب های اعمال شده در محل

• شناسایی رشته (String Identification): هر ورودی رشته با موقعیت آرایه مربوطه برچسب گذاری شده است.
• شناسایی خروجی (Output Identification): ترمینال های خروجی برای مقصد (اینورتر، کنترلر شارژ و غیره) برچسب گذاری شده اند.
  • علامت گذاری قطبیت (نمادهای + و -) روی تمام ترمینال های DC
• اطلاعات سیستم (System Info): حداکثر ولتاژ سیستم موجود.
  • جریان اتصال کوتاه نامی (Short-circuit current rating)
  • تاریخ نصب و شناسایی نصب کننده (Date of installation and installer identification)
  • اطلاعات تماس اضطراری (Emergency contact information)

مسائل رایج عدم انطباق (Common Non-Compliance Issues)

بر اساس داده های بازرسی میدانی و گزارش های AHJ، مسائل زیر بیشترین علت عدم موفقیت در بازرسی جعبه های ترکیبی خورشیدی هستند:

1. فیوزینگ گم شده یا نامناسب (Missing or improper fusing): فیوزهای رشته ای زمانی که NEC 690.9 آنها را الزامی می کند (سه رشته یا بیشتر) حذف شده اند، یا فیوزها نسبت به حداکثر جریان نامی فیوز سری ماژول، کوچک یا بزرگ انتخاب شده اند.
2. درجه بندی محیطی نادرست (Incorrect environmental rating): جعبه های NEMA 3R در محیط های خورنده ساحلی نصب شده اند، یا محفظه های دارای درجه بندی داخلی در فضای باز بدون محافظت مناسب در برابر آب و هوا استفاده می شوند.
3. اتصال به زمین ناکافی (Inadequate grounding): هادی های اتصال به زمین تجهیزات گم شده اند، سیم های اتصال به زمین کوچک انتخاب شده اند، یا اتصال ضعیف منجر به مقاومت زمین > 25 اهم می شود.
4. نقض مشخصات گشتاور (Torque specification violations): اتصالات ترمینال شل به دلیل اعمال گشتاور نامناسب، که منجر به نقاط داغ و خطاهای احتمالی قوس الکتریکی می شود.
5. خرابی های گلند کابل (Cable gland failures): ورودی های کابل استفاده نشده باز گذاشته شده اند (به خطر انداختن درجه IP/NEMA)، یا انواع گلند اشتباه برای اندازه کابل های موجود استفاده شده است.
6. برچسب زنی ناکافی (Insufficient labeling): برچسب های هشدار دهنده گم شده اند، علامت گذاری ها محو یا ناخوانا هستند، یا عدم برچسب زدن مدارهای رشته ای جداگانه برای شناسایی.
7. عدم تطابق درجه بندی ولتاژ (Voltage rating mismatches): جعبه ترکیبی با درجه بندی 1000 ولت DC روی سیستمی نصب شده است که Voc محاسبه شده آن به دلیل شرایط دمای سرد از این مقدار فراتر می رود.

نتیجه گیری: بهترین شیوه ها برای بازرسی های کارآمد (Conclusion: Best Practices for Efficient Inspections)

بازرسی جعبه های ترکیبی خورشیدی مطابق با استانداردهای UL و IEC مستلزم ایجاد تعادل بین دقت و کارایی است. با پیروی از چک لیست های ساختاریافته و اولویت بندی موارد حیاتی ایمنی - تأیید گواهینامه، حفاظت در برابر جریان اضافه، اتصال به زمین و درجه بندی های محیطی - بازرسان می توانند مهمترین عدم انطباق ها را شناسایی کرده و در عین حال جدول زمانی بازرسی معقول را حفظ کنند.

تولیدکنندگانی مانند VIOX Electric که به دنبال دریافت گواهینامه دوگانه UL/IEC هستند، با اطمینان از اینکه محصولات مطابق با الزامات آمریکای شمالی و بین المللی هستند، کار بازرس را ساده می کنند. هنگام ارزیابی جعبه های ترکیبی خورشیدی برای تأیید، همیشه بررسی کنید که مستندات با تجهیزات نصب شده مطابقت داشته باشد، تمام برچسب های ایمنی وجود داشته و خوانا باشند و آزمایش های الکتریکی یکپارچگی سیستم را تأیید کنند.

استفاده منظم از این چک لیست ها باعث کاهش دوباره کاری بازرسی، محافظت از قابلیت اطمینان سیستم و در نهایت کمک به استقرار ایمن تاسیسات فتوولتائیک خورشیدی در سراسر جهان می شود.