A rossz DC megszakító méret kiválasztása katasztrofális rendszerhibákhoz, tűzveszélyhez és költséges berendezéskárosodáshoz vezethet a napelemes PV rendszerekben. Akár észak-amerikai piacokra, akár nemzetközi projektekhez tervez rendszereket, elengedhetetlen az NEC 690 és az IEC 60947-2 szabványok közötti kritikus különbségek megértése a biztonságos, szabványnak megfelelő telepítésekhez.
Ez az átfogó útmutató lebontja a számítási módszereket, a biztonsági tényezőket és mindkét szabvány gyakorlati alkalmazásait, hogy segítse a villamosmérnököket, a rendszertervezőket és a szerelőket a megalapozott döntések meghozatalában.
A legfontosabb tudnivalók
- Az NEC 690 1,56× szorzót alkalmaz (125% × 125%) a PV forrásáramkörök rövidzárlati áramára, míg Az IEC 60947-2 különböző folyamatos terhelési tényezőket használ az alkalmazás típusától függően
- A feszültségértékek jelentősen eltérnek: Az NEC 690 a lakossági DC rendszereket 600 V-ra korlátozza, míg az IEC 60947-2 ipari alkalmazásokhoz akár 1500 V DC-t is lefed
- Megszakítási képesség követelményei: Az NEC a telepítési ponton rendelkezésre álló hibaáramra összpontosít, míg az IEC 60947-2 meghatározza az Icu (végső) és az Ics (üzemi) értékeket
- Hőmérséklet-csökkentés: Mindkét szabvány megköveteli a környezeti hőmérséklet korrekcióit, de a referencia hőmérsékletek eltérőek (40°C az NEC esetében, az IEC alkalmazástól függően változik)
- Dokumentációs követelmények: Az NEC 690 konkrét címkézést és feliratokat ír elő, míg az IEC 62446-1 átfogó üzembe helyezési jelentéseket követel meg
A DC megszakító szabványok megértése: Miért fontosak?
A DC megszakítók alapvetően eltérően működnek, mint az AC megfelelőik. Az AC árammal ellentétben, amely másodpercenként 100-120 alkalommal természetesen keresztezi a nullát (segítve az ívoltást), a DC áram állandó polaritást tart fenn, ami jelentősen megnehezíti az ív megszakítását. Ez a fizikai valóság teszi szükségessé a speciális méretezési számításokat és szabványokat.
A National Electrical Code (NEC) 690. cikke elsősorban az Egyesült Államokban és az NEC keretrendszert átvevő joghatóságokban szabályozza a napelemes fotovoltaikus rendszereket. Eközben az IEC 60947-2 az alacsony feszültségű megszakítók nemzetközi szabványa, amelyet világszerte kereskedelmi és ipari alkalmazásokban használnak, beleértve az európai, ázsiai és más régiókban található napelemes rendszereket is.
Mindkét szabvány megértése kulcsfontosságú a globális piacokat kiszolgáló gyártók és a nemzetközi projekteken dolgozó szerelők számára. Mi az az egyenáramú áramkör-megszakító? alapismereteket nyújt a DC védelem elveiről.
NEC 690: Napelemes PV megszakító méretezési módszer
Az 1,56× szorzó magyarázata
Az NEC 690.8(A)(1) meghatározza a DC megszakítók méretezésének alapját a napelemes alkalmazásokban. A számítás két egymást követő 125% biztonsági tényezőt alkalmaz:
1. lépés: A fokozott besugárzás figyelembevétele
Az első 125% tényező a “felhőszél” hatást kezeli, ahol a napelemek bizonyos légköri körülmények között a névleges rövidzárlati áramukat (Isc) meghaladó áramot termelhetnek.
2. lépés: Folyamatos terhelési tényező
A második 125% tényező a folyamatos működést veszi figyelembe, mivel a PV rendszerek csúcsfényviszonyok között három vagy több egymást követő órán keresztül képesek energiát termelni.
Kombinált számítás:
Maximális áram = Isc × 1,25 × 1,25 = Isc × 1,56
Gyakorlati NEC 690 méretezési példa
Rendszer specifikációk:
- Napelem Isc: 10,5A
- Párhuzamos stringek száma: 2
- Üzemi feszültség: 48V DC
Számítási lépések:
- A teljes rövidzárlati áram kiszámítása:
Teljes Isc = 10,5A × 2 string = 21A - Az NEC 690.8 szorzó alkalmazása:
Szükséges megszakító névleges árama = 21A × 1,56 = 32,76A - A szabványos megszakító méret kiválasztása:
Következő szabványos méret = 40A DC megszakító - A vezeték áramterhelhetőségének ellenőrzése:
A vezetéknek a hőmérséklet/csőkitöltés korrekciók után ≥ 32,76A-t kell bírnia
Ez a módszertan biztosítja, hogy a megszakító ne oldjon le zavaróan a normál, magas besugárzási körülmények között, miközben megfelelő túlterhelésvédelmet biztosít. Hogyan válasszuk ki a megfelelő DC megszakítót további kiválasztási szempontokat kínál.
NEC 690 Feszültség szempontok
Az NEC 690.7 megköveteli a maximális rendszerfeszültség kiszámítását a hőmérséklet-korrigált üresjárati feszültség (Voc) felhasználásával. Lakossági telepítések esetén az NEC egy- és kétcsaládos lakóházaknál 600 V-ra korlátozza a DC feszültséget, bár a kereskedelmi rendszerek megfelelő védelemmel magasabb feszültségen is működhetnek.
Hőmérséklet korrekciós képlet:
Voc(max) = Voc(STC) × [1 + (Tmin – 25°C) × Hőmérsékleti együttható]
Ahol Tmin a telepítési helyen várható legalacsonyabb környezeti hőmérséklet.
IEC 60947-2: Ipari DC megszakító szabványok
Hatály és alkalmazás
Az IEC 60947-2 azokra a megszakítókra vonatkozik, amelyek főérintkezői a következőket meg nem haladó áramkörökhöz készültek:
- 1,000V AC
- 1500V DC
Ez a szabvány lefedi a tokozott megszakítókat (MCCB) és más ipari minőségű védelmi eszközöket, így alkalmas nagyméretű napelemes rendszerekhez, akkumulátoros energiatároló rendszerekhez (BESS) és DC mikrohálózatokhoz. Az IEC 60947-2 megértése összehasonlítja ezt a szabványt a lakossági MCB követelményekkel.
IEC Áramérték kategóriák
Az IEC 60947-2 számos áramértéket határoz meg, amelyek eltérnek az NEC terminológiájától:
Névleges üzemi áram (Ie):
Az az áram, amelyet a megszakító folyamatosan képes vezetni egy meghatározott környezeti hőmérsékleten (zárt telepítéseknél általában 40°C, szabad levegőn 25°C).
Termikus áram (Ith):
A maximális folyamatos áram, amelyet a megszakító a házában képes vezetni a hőmérséklet-emelkedési határértékek túllépése nélkül.
Hagyományos szabad levegőjű termikus áram (Ithe):
A folyamatos áramérték, ha DIN sínre van szerelve szabad levegőben 25°C-on.
IEC 60947-2 Méretezési módszertan
A NEC rögzített 1,56× szorzójával ellentétben az IEC 60947-2 megköveteli a tervezőktől, hogy figyelembe vegyék:
- Folyamatos terhelési áram (üzemi áram normál körülmények között)
- Környezeti hőmérséklet csökkentése (a referencia hőmérséklet a telepítéstől függően változik)
- Felhasználási kategória (AC-21A, AC-22A, AC-23A AC-hez; DC-21A, DC-22A, DC-23A DC-hez)
- Rövidzárlati megszakítóképesség (Icu és Ics értékek)
Alapvető IEC méretezési képlet:
Megszakító Ie ≥ (Folyamatos terhelési áram) / (Hőmérséklet csökkentési tényező)
IEC megszakítóképességi követelmények
Az IEC 60947-2 két kritikus megszakítóképességi értéket határoz meg:
Icu (Végső rövidzárlati megszakítóképesség):
A maximális hibaáram, amelyet a megszakító egyszer meg tud szakítani. Ezt a tesztet követően a megszakító nem feltétlenül alkalmas a további használatra.
Ics (Üzemi rövidzárlati megszakítóképesség):
Az a hibaáramszint, amelyet a megszakító többször is meg tud szakítani, és továbbra is üzemben marad. Általában az Icu százalékában fejezik ki (25%, 50%, 75% vagy 100%).
A megbízható védelem érdekében a megszakító Icu értékének meg kell haladnia a telepítési ponton rendelkezésre álló maximális hibaáramot, míg az Ics-nek meg kell haladnia a hiba utáni folyamatos működéshez szükséges várható hibaáramot.
Összehasonlító elemzés: NEC 690 vs IEC 60947-2
| Paraméter | NEC 690 (Napelemes PV) | IEC 60947-2 (Ipari) |
|---|---|---|
| Elsődleges alkalmazás | Napelemes rendszerek (USA) | Ipari/kereskedelmi kisfeszültségű rendszerek (nemzetközi) |
| Maximális DC feszültség | 600V (lakossági), 1000V (kereskedelmi) | 1500V DC |
| Áramszámítás | Isc × 1,56 (rögzített szorzó) | Ie a folyamatos terhelés + csökkentés alapján |
| Hőmérséklet referencia | 40°C környezeti (NEC 310.15) | 40°C zárt térben, 25°C szabad levegőben |
| Törési kapacitás | A rendelkezésre álló hibaáram alapján | Icu (végső) és Ics (üzemi) értékek |
| Folyamatos terhelési tényező | 125% beépítve az 1,56× szorzóba | Külön alkalmazva a terhelési ciklus alapján |
| Felhasználási kategóriák | Nincs meghatározva (PV-specifikus) | DC-21A, DC-22A, DC-23A meghatározva |
| Vizsgálati szabványok | UL 489 (USA), UL 1077 (kiegészítő) | IEC 60947-2 tesztsorozatok |
| Dokumentáció | Címkék a NEC 690.53 szerint | Üzembe helyezés az IEC 62446-1 szerint |
| Koordináció | Szelektivitás a NEC 240.12 szerint | Diszkrimináció az IEC 60947-2 A melléklete szerint |
Gyakorlati méretezési példák: Oldal-az-oldal mellett összehasonlítás
1. példa: Lakossági napelemes rendszer
Rendszerparaméterek:
- Modul Isc: 9,5A
- Párhuzamos ágak: 3
- Rendszerfeszültség: 400V DC
- Helyszín: Phoenix, AZ (magas hőmérséklet)
- Telepítés: Tetőtéri csővezeték
NEC 690 Számítás:
- Teljes Isc = 9,5A × 3 = 28,5A
- NEC szorzó = 28,5A × 1,56 = 44,46A
- Standard megszakító = 50A DC megszakító
- Vezető: 6 AWG (50A 90°C-on) hőmérséklet-korrekcióval
IEC 60947-2 Számítás:
- Folyamatos áram = 28,5A (Isc referenciaként)
- Hőmérséklet csökkentés (50°C környezeti): 0,88 tényező
- Szükséges Ie = 28,5A / 0,88 = 32,4A
- Kiválasztott megszakító: 40A MCCB (IEC minősítésű)
- Ellenőrizze, hogy Icu ≥ rendelkezésre álló zárlati áram
Fő különbség: A NEC konzervatív 1,56×-os szorzója nagyobb megszakítót eredményez (50A vs 40A), ami további biztonsági tartalékot biztosít a sivatagi éghajlaton gyakori extrém besugárzási körülményekhez.
2. példa: Kereskedelmi akkumulátoros tárolórendszer
Rendszerparaméterek:
- Akkumulátor telep: 500V DC névleges
- Maximális töltőáram: 100A
- Maximális kisülési áram: 150A
- Rendelkezésre álló zárlati áram: 8000A
NEC 690 megközelítés (ha alkalmazható):
Akkumulátor áramkörökre a NEC 690 nem vonatkozik közvetlenül, de a NEC 706 (Energiatároló rendszerek) az irányadó:
- Folyamatos áram = 150A (töltés/kisütés közül a nagyobb)
- Alkalmazza az 1,25-ös szorzót = 150A × 1,25 = 187,5A
- Standard megszakító = 200A DC megszakító
IEC 60947-2 megközelítés:
- Névleges üzemi áram (Ie) = 150A
- Válasszon megszakítót, amelynek Ie ≥ 150A
- Ellenőrizze, hogy Icu ≥ 8000A (8kA)
- Ellenőrizze, hogy Ics ≥ 4000A (Icu minimum 50%-a)
- Kiválasztott megszakító: 160A MCCB 10kA Icu minősítéssel
Fő különbség: Az IEC lehetővé teszi a pontosabb méretezést a tényleges üzemi áram alapján, a rögzített 1,56×-os szorzó nélkül, de részletes zárlati áram elemzést és megszakítóképesség ellenőrzést igényel.
Hőmérséklet csökkenés: Kritikus szempontok
Mindkét szabvány megköveteli a hőmérséklet korrekciókat, de a módszerek eltérőek:
NEC 310.15 Hőmérséklet korrekció
A NEC hőmérséklet korrekciós tényezőket biztosít a 310.15(B)(1) táblázatban:
| Környezeti hőmérséklet | Korrekciós tényező (90°C-os vezető) |
|---|---|
| 30°C | 1.04 |
| 40°C | 1.00 |
| 50°C | 0.82 |
| 60°C | 0.58 |
Alkalmazás: Szorozza meg a vezető áramterhelhetőségét a korrekciós tényezővel, majd ellenőrizze, hogy a megszakító névleges értéke nem haladja meg a korrigált áramterhelhetőséget.
IEC 60947-2 Hőmérséklet csökkenés
Az IEC megszakítók meghatározott referencia hőmérsékleteken vannak minősítve (általában 40°C zárt térben, 25°C szabad levegőn). A gyártók különböző környezeti feltételekre vonatkozó csökkenési görbéket biztosítanak.
Tipikus IEC csökkenés:
- 30°C: 1,05× névleges áram
- 40°C: 1,00× névleges áram (referencia)
- 50°C: 0,86× névleges áram
- 60°C: 0,71× névleges áram
Forró éghajlatú napelemes rendszereknél a hőmérséklet csökkenés jelentősen befolyásolhatja a megszakító kiválasztását. Megszakító magassági csökkenési útmutató további környezeti tényezőket fed le.
Megszakítóképesség és zárlati áram elemzés
NEC megközelítés: Rendelkezésre álló zárlati áram
A NEC 110.9 előírja, hogy “a zárlati szinteken áram megszakítására szánt berendezésnek elegendő megszakítóképességgel kell rendelkeznie a névleges áramköri feszültséghez és a berendezés vonali kapcsain rendelkezésre álló áramhoz.”
Számítási módszer:
- Határozza meg a maximális rendelkezésre álló zárlati áramot a közmű/forrás felől
- Számítsa ki a napelem tömb zárlati áram hozzájárulását
- Összegezze a teljes rendelkezésre álló zárlati áramot
- Válasszon megszakítót, amelynek megszakítóképessége ≥ a teljes zárlati áram
Napelemes PV zárlati áram:
A PV maximális zárlati árama ≈ Isc × 1,25 × párhuzamos stringek száma
IEC 60947-2 megközelítés: Icu és Ics minősítések
Az IEC megköveteli mind a végső (Icu), mind az üzemi (Ics) megszakítóképesség ellenőrzését:
Icu kiválasztás:
A megszakító Icu ≥ Maximális várható rövidzárlati áram
Ics kiválasztás:
A megszakító Ics ≥ A várható zárlati áram a folyamatos működéshez
- Ics = Icu 100%-a: Teljes üzemi kapacitás
- Ics = Icu 75%-a: Magas üzemi kapacitás
- Ics = Icu 50%-a: Mérsékelt üzemi kapacitás
- Ics = Icu 25%-a: Korlátozott üzemi kapacitás
Kritikus berendezéseknél az Ics = Icu 100%-os megszakítók kiválasztása biztosítja, hogy a megszakító a zárlati áramok megszakítása után is teljesen működőképes maradjon. Megszakító minősítések ICU ICS ICW ICM részletes magyarázatot ad ezekre a minősítésekre.
Koordináció és szelektivitás
NEC szelektivitási követelmények
A NEC 240.12 foglalkozik a szelektív koordinációval a vészhelyzeti rendszerek, a jogszabályban előírt készenléti rendszerek és a kritikus műveletek energiaellátó rendszerei esetében. Napelemes rendszerekhez:
- A főmegszakítónak zárva kell maradnia, amikor az alsóbb szintű megszakító leold.
- Az idő-áram karakterisztikákat elemezni kell.
- Sorba kapcsolt rendszerek meghatározott feltételek mellett engedélyezettek.
IEC Szelektivitási Követelmények
Az IEC 60947-2 A. melléklete részletes szelektivitási táblázatokat és számítási módszereket tartalmaz:
Teljes Szelektivitás:
A felső szintű eszköz nem működik az alsó szintű eszköz által megszüntetett hibák esetén.
Részleges Szelektivitás:
Szelektivitás egy meghatározott áramszintig (szelektivitási határ).
Energia Szelektivitás:
Az átengedett energia (I²t) jellemzőin alapul.
Nagy, több védelmi szinttel rendelkező napelemes rendszerek esetén a megfelelő koordináció megakadályozza a zavaró leoldásokat és fenntartja a rendszer rendelkezésre állását. Mi a Megszakító Szelektivitási Koordinációs Útmutató? részletesen elmagyarázza a koordinációs elveket.
Speciális szempontok napelemes alkalmazásokhoz
Polaritás és DC Ívoltás
A napelemes alkalmazásokhoz használt DC megszakítóknak egyedi kihívásokkal kell szembenézniük:
Ívoltási Nehézség:
A DC ívek nem alszanak ki természetesen a nullaátmenetnél, mint az AC. A megszakítók a következőket használják:
- Mágneses kifúvó tekercsek
- Ívterelők deionizációs lemezekkel
- Megnövelt kontaktustávolság
Polaritási szempontok:
Egyes DC megszakítók polaritásérzékenyek. Polaritás DC Megszakító Útmutató ismerteti a helyes telepítési irányt.
String vs. Tömb Szintű Védelem
String Szintű Védelem (NEC 690.9):
- Egyedi megszakító stringenként
- Lehetővé teszi egyetlen string leválasztását
- Magasabb alkatrészszám és költség
Tömb Szintű Védelem:
- Egyetlen megszakító több párhuzamos stringhez
- Megfelelő vezetőméretezést igényel
- Alacsonyabb költség, de kevésbé részletes vezérlés
Gyors leállítási megfelelés
Az NEC 690.12 (2017 és később) gyors leállítási funkciót ír elő:
- Csökkentse a feszültséget ≤ 80V-ra 30 másodpercen belül
- Egyes DC megszakítók integrálódnak a gyors leállítási rendszerekkel
- Befolyásolja a megszakító elhelyezését és a rendszer tervezését
Gyors Leállítás vs DC Leválasztó Biztonsági Útmutató összehasonlítja a különböző megfelelési megközelítéseket.
Vezetőméretezés Integráció
A megfelelő DC megszakító méretezésnek összhangban kell lennie a vezetők áramterhelhetőségével:
NEC Vezetőméretezés
- Számítsa ki a minimális áramterhelhetőséget:
Áramterhelhetőség ≥ Isc × 1,56 - Alkalmazzon korrekciós tényezőket:
- Hőmérséklet korrekció (NEC 310.15(B)(1))
- Csőkitöltési beállítás (NEC 310.15(B)(3)(a))
- Ellenőrizze a megszakító védelmét:
Megszakító névleges értéke ≤ Vezető áramterhelhetősége (korrekciók után)
IEC Vezetőméretezés
- Határozza meg a tervezési áramot (Ib):
Ib = folyamatos üzemi áram - Válassza ki a megszakító névleges értékét (In):
In ≥ Ib - Válassza ki a vezető áramterhelhetőségét (Iz):
Iz ≥ In - Alkalmazzon korrekciós tényezőket:
- Környezeti hőmérséklet (IEC 60364-5-52)
- Csoportosítási tényező
- Telepítési módszer
50 Amperes Vezeték Méretválasztási Útmutató gyakorlati vezetőméretezési példákat tartalmaz.
Gyakori méretezési hibák és azok elkerülése
1. Hiba: A 125% Tényező Dupla Számolása
Helytelen Megközelítés:
- Számítás: Isc × 1,56 = 15,6A
- További 125% alkalmazása: 15,6A × 1,25 = 19,5A ❌
Helyes megközelítés:
- A NEC 690.8 már tartalmazza a folyamatos terhelési tényezőt
- Használat: Isc × 1,56 = 15,6A
- Következő szabványos méret kiválasztása: 20A ✓
2. Hiba: A hőmérsékleti csökkenés figyelmen kívül hagyása
Probléma:
#12 AWG (25A 90°C-on) kiválasztása egy 20A-es megszakítóhoz 60°C-os környezetben hőmérséklet-korrekció nélkül.
Korrigált áramvezető képesség:
25A × 0,58 (60°C-os tényező) = 14,5A (elégtelen egy 20A-es megszakítóhoz)
Megoldás:
#10 AWG használata (35A × 0,58 = 20,3A) ✓
3. hiba: Nem megfelelő megszakítóképesség
Forgatókönyv:
6kA-es megszakító telepítése, ahol a rendelkezésre álló zárlati áram 8kA
Következmény:
A megszakító meghibásodhat katasztrofálisan hiba esetén, tűzveszélyt okozva
Megoldás:
Számítsa ki a maximális zárlati áramot, beleértve az összes forrást, válasszon megszakítót Icu ≥ teljes zárlati árammal
4. hiba: AC és DC névleges értékek keverése
Kritikus hiba:
AC névleges megszakító használata DC alkalmazáshoz
Miért hibás:
- Az AC megszakítók a nullaátmenetre támaszkodnak az ívoltáshoz
- A DC ív a megfelelő megszakítási mechanizmus nélkül határozatlan ideig fennmarad
- Megszakító meghibásodásához és tűzhöz vezethet
Megoldás:
Mindig DC névleges megszakítókat használjon napelem és akkumulátoros rendszerekhez. DC vs AC megszakítók lényeges különbségei elmagyarázza a kritikus különbségeket.
Megfelelőségi és dokumentációs követelmények
NEC 690 Dokumentáció
Kötelező címkék (NEC 690.53):
- Maximális rendszerfeszültség
- Maximális áramköri áram
- Maximális OCPD névleges érték
- Rövidzárlati áramérték
Felirat követelmények:
- A DC leválasztók helye
- Gyors leállítás gomb helye
- Sürgősségi elérhetőségi információk
IEC üzembe helyezési dokumentáció
IEC 62446-1 követelmények:
- Rendszertervezési dokumentáció
- Alkatrész specifikációk
- Vizsgálati eredmények (szigetelési ellenállás, polaritás, földfolytonosság)
- I-V görbe mérések
- Védelmi eszköz beállításai
- Megvalósult tervek
Nemzetközi projektek esetében a NEC címkék és az IEC üzembe helyezési jelentések fenntartása biztosítja a joghatóságok közötti megfelelést.
A megfelelő szabvány kiválasztása a projekthez
Használja a NEC 690-et, ha:
- Az USA-ban, Kanadában vagy NEC-et alkalmazó joghatóságokban telepít
- Lakossági napelemes rendszereket tervez
- UL-listás berendezésekkel dolgozik
- A projekt AHJ jóváhagyást igényel a NEC keretrendszer szerint
- A közműhálózati összekapcsolás megfelel az IEEE 1547-nek
Használja az IEC 60947-2-t, ha:
- Európában, Ázsiában, a Közel-Keleten vagy IEC-et alkalmazó régiókban telepít
- Nagy kereskedelmi/ipari rendszereket tervez
- CE-jelöléssel ellátott berendezésekkel dolgozik
- A projekt specifikációi IEC megfelelést igényelnek
- Integrálódik az IEC 61727 közműhálózati interfészhez
Kettős megfelelési megközelítés:
A globális piacokat kiszolgáló gyártók számára:
- A szigorúbb követelmény szerint tervezzen
- Szerezzen be UL és IEC tanúsítványokat is
- Biztosítson dokumentációt mindkét szabványhoz
- Használjon konzervatív méretezést, amely mindkét keretrendszernek megfelel
Sok modern DC megszakító kettős névleges értékkel rendelkezik (UL 489 és IEC 60947-2), ami leegyszerűsíti a nemzetközi projektek specifikációját. Top 10 kínai megszakító gyártó között felsorolja a kettős tanúsítvánnyal rendelkező termékeket kínáló beszállítókat.
Haladó témák: Akkumulátortárolás és mikrohálózatok
Akkumulátor áramkör védelem
Az akkumulátoros energiatároló rendszerek egyedi kihívásokat jelentenek:
Töltési/Kisütési Aszimmetria:
- Töltőáram: tipikusan az inverter/töltő korlátozza
- Kisütőáram: jelentősen magasabb lehet
- A megszakító méretezése a maximális töltéshez vagy kisütéshez
Inrush áram:
- A kapacitív terhelések magas bekapcsolási áramot generálnak
- D-karakterisztikájú megszakítókra vagy lágyindító áramkörökre lehet szükség
Zárlati Áram Hozzájárulás:
- Az akkumulátorok nagyon magas zárlati áramot képesek szolgáltatni
- Gondos megszakítóképesség-elemzést igényel
Miért Hibásodnak Meg a Szabványos DC Megszakítók a BESS Magas Megszakítóképessége Esetén az akkumulátor-specifikus védelmi kihívásokkal foglalkozik.
DC Mikrohálózati Alkalmazások
A több forrásból táplált DC rendszerek kifinomult védelmi koordinációt igényelnek:
Forráskoordináció:
- Napelemes PV hozzájárulás
- Akkumulátor hozzájárulás
- Hálózatra kapcsolt egyenirányító hozzájárulás
- Generátor hozzájárulás
Kétirányú Teljesítményáramlás:
- A megszakítóknak mindkét irányban meg kell szakítaniuk az áramot
- Polaritási szempontok a nem szimmetrikus megszakítók esetében
Földelési Rendszerek:
- Szilárdan földelt rendszerek
- Nagy ellenállású földelt rendszerek
- Földelés nélküli rendszerek (IT rendszerek az IEC szerint)
Jövőbeli trendek az egyenáramú áramkörök védelmében
Szilárdtest Megszakítók
A feltörekvő szilárdtest technológia a következőket kínálja:
- Gyorsabb megszakítási idők (mikroszekundumok vs. milliszekundumok)
- Nincs mechanikai kopás
- Pontos áramkorlátozás
- Integráció intelligens hálózati rendszerekkel
Szilárdtest Megszakító SSCB Nvidia Tesla Kapcsoló feltárja ezt a feltörekvő technológiát.
Okos Megszakítók és IoT Integráció
A következő generációs DC megszakítók jellemzői:
- Valós idejű áramfigyelés
- Előrejelző karbantartási riasztások
- Távoli kioldási/zárási képesség
- Integráció az épületirányítási rendszerekkel
Szabványok Harmonizációja
Folyamatos erőfeszítések a NEC és az IEC szabványok összehangolására:
- Az IEC/UL 61730 harmonizálja a napelem modulok biztonságát
- Közös munkacsoportok foglalkoznak a DC védelem hiányosságaival
- A vizsgálati eredmények kölcsönös elismerésének növelése
Rövid GYIK szekció
K: Használhatom ugyanazt a megszakító méretezési módszert mind a NEC, mind az IEC projektekhez?
V: Nem. A NEC 690 rögzített 1,56× szorzót ír elő a napelemes PV áramkörökhöz, míg az IEC 60947-2 folyamatos terhelési áramot használ különféle csökkentési tényezőkkel. Mindig alkalmazza az Ön joghatóságára vonatkozó szabványt. Nemzetközi projektek esetén számolja ki mindkét módszerrel, és válassza ki a konzervatívabb eredményt.
K: Mi a különbség az Icu és az Ics értékek között az IEC megszakítókban?
V: Az Icu (végső megszakítóképesség) a maximális zárlati áram, amelyet a megszakító egyszer meg tud szakítani, míg az Ics (üzemi megszakítóképesség) az a zárlati szint, amelyet többször is meg tud szakítani, és továbbra is működőképes marad. Az Ics tipikusan az Icu 25-100%-a. Kritikus alkalmazásokhoz válasszon olyan megszakítókat, amelyek Ics = 100% Icu értékkel rendelkeznek.
K: Alkalmaznom kell az 1,56× szorzót az akkumulátor áramkörökre a NEC szerint?
V: Nem. A NEC 690.8 szorzója kifejezetten a PV forrás- és kimeneti áramkörökre vonatkozik. Az akkumulátor áramkörök a NEC 706 (Energiatároló rendszerek) alá tartoznak, amely 125%-ot (1,25×) ír elő a folyamatos terhelésekhez, de nem a további besugárzási tényezőt. Mindig ellenőrizze az alkalmazandó kódszámot az adott alkalmazáshoz.
K: Használhatok AC névleges megszakítót DC alkalmazásokhoz, ha a feszültség- és áramerősség-értékek megfelelőek?
V: Soha. Az AC megszakítók a váltakozó áram természetes nullaátmenetére támaszkodnak az ívek kioltásához. A DC áram állandó polaritást tart fenn, ami speciális ívmegszakító mechanizmusokat igényel. Az AC megszakítók DC alkalmazásokhoz történő használata katasztrofális meghibásodást és tűzveszélyt okozhat. Mindig DC névleges megszakítókat adjon meg megfelelő feszültségértékekkel.
K: Hogyan határozhatom meg a rendelkezésre álló zárlati áramot a megszakító kiválasztásához?
V: Hálózatra kapcsolt rendszerek esetén szerezze be a közmű rendelkezésre álló zárlati áramát a csatlakozási ponton. Adja hozzá a PV tömb zárlati áram hozzájárulását (körülbelül Isc × 1,25 × párhuzamos stringek száma). Akkumulátoros rendszerek esetén tekintse meg a gyártó adatait a maximális rövidzárlati áramra vonatkozóan. Válasszon olyan megszakítót, amelynek Icu (IEC) vagy megszakítóképessége (NEC) meghaladja a teljes számított zárlati áramot.
K: Milyen hőmérsékletet kell használnom a vezetők csökkentéséhez a napelemes tetőtéri telepítéseknél?
V: A tetőn lévő csövekbe szerelt vezetők esetében a környezeti hőmérséklet közvetlen napfényben meghaladhatja a 60-70°C-ot. Használjon helyi éghajlati adatokat és a NEC 310.15(B)(3)(c) pontját a tetőtéri hőmérséklet-növelőkhöz (általában +33°C a környezeti hőmérséklet felett). A konzervatív tervek 70°C-os környezeti hőmérsékletet használnak sivatagi éghajlaton vagy sötét tetőkön, ahol gyenge a szellőzés.
Következtetés: A Biztonságos, Megfelelő DC Védelem Biztosítása
A megfelelő DC megszakító méretezés alapvető fontosságú a biztonságos, megbízható napelemes PV és energiatároló telepítésekhez. Akár a NEC 690, akár az IEC 60947-2 szabványok szerint dolgozik, a számítási módszerek, a biztonsági tényezők és a megszakítóképesség követelményeinek megértése biztosítja, hogy rendszerei megvédjék mind a berendezéseket, mind a személyzetet.
Főbb elvek, amelyeket érdemes megjegyezni:
- Alkalmazza a megfelelő szabványt az Ön joghatóságára és alkalmazására
- Soha ne hagyja ki a hőmérséklet csökkentését – ez kritikus a vezetők védelme szempontjából
- Ellenőrizze a megszakítási képességet a maximálisan rendelkezésre álló zárlati áram ellen
- Használjon DC névleges megszakítókat – soha ne helyettesítsen AC megszakítókat DC alkalmazásokhoz
- Alaposan dokumentálja – a megfelelő címkézés és üzembe helyezési dokumentáció elengedhetetlen
Összetett, több forrást, akkumulátortárolást vagy nemzetközi megfelelőségi követelményeket magában foglaló telepítések esetén a tapasztalt villamosmérnökökkel való konzultáció és a jó hírű gyártók berendezéseinek használata biztosítja, hogy védelmi rendszerei a tervezett módon működjenek, amikor a legnagyobb szükség van rájuk.
A VIOX Electric a NEC és az IEC szabványoknak megfelelő DC megszakítók átfogó választékát kínálja, amelyet szigorú tesztelés és műszaki támogatás támaszt alá a megfelelő alkalmazáshoz. Akár lakossági napelem rendszereket, akár nagyméretű akkumulátortároló rendszereket tervez, a megfelelő áramköri védelem a pontos méretezési számításokkal és a minőségi alkatrészekkel kezdődik.
