太陽光発電システムを適切にヒューズするには、過電流保護に関する NEC 条項 690 の要件に従い、並列接続されたストリングの正極導体に、アレイの短絡電流 (Isc × 1.56) の 156% サイズの DC 定格ヒューズを取り付ける必要があります。 これにより、危険な電気的障害から保護されると同時に、システムが安全に動作し、電気コードの要件を満たすことが保証されます。
3つ以上のストリングを並列接続する場合、合計短絡電流がモジュールの最大直列ヒューズ定格を超える場合、またはバッテリーベースのシステムでは、太陽光発電システムのヒューズ設置が必須です。ヒューズ設置プロセスには、適切なヒューズサイズの計算、DC定格部品の選択、適切な場所への設置、そして安全基準に従ったメンテナンスが含まれます。これらの要件を理解することで、電気火災や機器の損傷を防ぎ、太陽光発電投資が数十年にわたって安全に稼働することを保証します。
太陽光発電フュージングとは何か？そしてなぜ重要なのか？
太陽光発電の融合は 過電流保護 太陽光発電システム用ヒューズは、電流が安全レベルを超えると自動的に回路を遮断します。家庭用の交流ヒューズとは異なり、太陽光発電用ヒューズは直流（DC）電流を扱う必要があり、交流電流よりも消火が困難な持続的な電気アークが発生します。 ACヒューズとDCヒューズ
過電流保護 電線が過熱する前に危険な電流の流れを遮断することで、電気火災を防止します。複数の太陽光パネルを並列に接続すると、故障したパネルが正常なパネルから危険な「逆流」電流を受け、火災や機器の損傷を引き起こす可能性があります。
DCヒューズの違い 理解することは非常に重要です。直流電流は、交流ヒューズがアークを消弧するのに役立つ自然なゼロクロスポイントを持たずに、一方向に連続的に流れます。つまり、直流ヒューズは、同等の交流ヒューズよりも強化された消弧室と高い定格電圧を備えた特殊な構造を必要とします。
主要な電気概念 含む：
- 短絡電流（Isc）: ソーラーパネルが生成できる最大電流。銘板に記載されています。
- 最大直列ヒューズ定格: ソーラーパネルを安全に保護できる最大のヒューズ。銘板にも記載されています。
- 連続電流係数: 連続負荷に対する電気コードで要求される125%安全マージン
- バックフィード電流: 並列パネルから故障したストリングに危険な電流が流れ込む
太陽光発電システムに必須のヒューズの種類
| ヒューズタイプ | 定格電圧 | 現在の範囲 | 最適なアプリケーション | 一般的なコスト |
|---|---|---|---|---|
| カートリッジヒューズ（10x38mm） | 1000～1500VDC | 1A-30A | ストリング保護、コンバイナーボックス | $8-25個ずつ |
| ブレードヒューズ（ATO/ATC） | 32～100VDC | 1A-30A | 小型DC負荷、12V/24Vシステム | $2-5個ずつ |
| ANLヒューズ | 32～300VDC | 35A-750A | バッテリーとインバーターの接続 | $15-35個ずつ |
| クラスJヒューズ | 1000VDC | 70A-450A | 大規模商用システム | $150-400個ずつ |
DC ヒューズと AC ヒューズの違いは何ですか?
DCヒューズは特殊な構造を必要とする 直流電流を安全に遮断します。交流電流は1秒間に120回自然にゼロ点を通過し（アークを消弧するのに役立ちます）、直流電流は継続的に流れるため、供給電圧を超える可能性のある持続的なアークが発生します。
強化されたアーク消弧 DCヒューズには以下が含まれます。
- 放熱性を高めるためにメラミンまたはセラミック製のボディを拡張
- 銀または銅の要素を備えた特殊なヒューズリンク
- より高い電圧定格（AC 同等品より 30 ～ 40% 高い）
- 遮断容量の増加（通常20～50kA）
ACヒューズを交換しないでください DC アプリケーションでは、AC ヒューズは DC 電流を安全に遮断できず、システムを保護できず、火災の危険が生じたり、電気コードに違反したりするおそれがあります。
包括的なヒューズのサイズと選択
| システム構成 | ヒューズのサイズ決定式 | 計算例 | 標準ヒューズサイズ |
|---|---|---|---|
| 単一の文字列 | 不要 | 300Wパネル、11.7A Isc | 必要なし |
| 2本の平行弦 | チェック: 2 × Isc × 1.56 vs Maxシリーズ定格 | 2 × 11.7A × 1.56 = 36.5A | 20A（パネルの最大値が20Aの場合） |
| 3本の平行弦 | パネル最大直列定格またはIsc × 1.56 | 11.7A × 1.56 = 18.3A | 20A |
| コンバイナ出力 | 合計ISC × ストリング × 1.56 | 11.7A × 6 × 1.56 = 109.6A | 125A |
適切なヒューズのサイズをどのように計算しますか?
NEC第690.8条は 2段階の計算プロセス:
ステップ1：最大回路電流を計算する 最大電流 = Isc × 並列弦数 × 1.25
係数 1.25 は、太陽放射照度条件の強化を考慮したものです。
ステップ2: 連続荷重係数を適用する 公称電流 = 最大電流 × 1.25 総安全係数 = 1.25 × 1.25 = 1.56
実例: 3 列並列構成で 11.7A の短絡電流を持つ 300W のソーラー パネル:
- 最大電流 = 11.7A × 1 × 1.25 = 14.6A
- 公称電流 = 14.6A × 1.25 = 18.3A
- 20Aヒューズを選択 （次の標準サイズ）
温度ディレーティング これらの値が増加する可能性があります。屋上設置の場合、NEC 310.15(B)(2)に従って周囲温度が33°C上昇するため、より大きなヒューズが必要になる可能性があります。
ソーラーヒューズはいつコードによって義務付けられるのですか?
NEC第690.9条は、融合を義務付けている。 特定の構成の場合:
次の場合には融合が必要です:
- 3本以上の平行弦が繋がっている
- アレイの短絡電流がモジュールの最大直列ヒューズ定格を超える
- バッテリーベースのシステム（すべてのストリングに個別のヒューズが必要）
- 複合ストリング電流は導体または機器を損傷する可能性があります
以下の場合には融合は必要ありません。
- シングルストリング設置（並列バックフィードリスクなし）
- 2つの同一のストリング（それらの合計短絡電流がモジュールの最大直列ヒューズ定格を超えない場合）
- 適切なサイズの導体は、あらゆる潜在的な故障電流を処理できます。
⚠️ 安全警告コードで要求されていない場合でも、融合によって追加の保護が提供され、システムの信頼性のために推奨されることがよくあります。
ソーラーフュージングのステップバイステップの設置ガイド
設置前安全プロトコル
⚠️ 重要ソーラーパネルは光が当たるたびに発電します。ソーラーパネルを完全に停止させることはできません。月光でさえ危険な電圧を発生させる可能性があります。
- ロックアウト/タグアウト手順を実施する
- 適切な個人用保護具を着用する: 絶縁手袋、安全メガネ、非導電性履物
- DC定格のツールを使用する システム電圧に適した
- 落下防止策を計画する 屋上設置用
- 気象状況を確認する – 雨や風の強い状況での作業は避けてください
ステップ1: システムの評価と計画
ヒューズ要件を計算する:
- 見つける 短絡電流（Isc） ソーラーパネルの銘板に
- 数える 並列弦の数 あなたのシステムで
- 見つける 最大直列ヒューズ定格 パネル銘板に
- 計算する 必要なヒューズサイズ 1.56の安全係数を使用する
計算例:
- パネル: 300W、Isc = 11.7A、最大直列ヒューズ = 20A
- システム: 8枚のパネルを4列に並べたもの
- ストリングヒューズ：11.7A × 1.56 = 18.3A → 20Aヒューズ
- 結合器出力: 11.7A × 4 × 1.56 = 73.1A → 80Aヒューズ
ステップ2：コンバイナーボックスの取り付け
場所の要件:
- 太陽光発電パネルから10フィート以内に設置する（管轄区域によって異なります）
- 屋外設置の場合は IP65 または NEMA 4X 定格を確保してください
- メンテナンスアクセスに必要なクリアランスを維持する
- 屋上設置における消防士のアクセス要件を考慮する
インストールプロセス:
- マウントコンバイナーボックス 振動を防ぐためにしっかりと固定する
- DINレールを取り付ける 囲いの内側
- ヒューズホルダーを取り付ける メーカーの仕様によると
- 接地バーを取り付ける 機器の接地導体を接続する
- 適切なラベルを付ける 各回路について
ステップ3：ストリングヒューズの取り付け
個別の弦保護:
- 正極導体ヒューズを取り付ける のみ（接地システムでは負極導体をヒューズで保護しないでください）
- DC定格のヒューズを使用する 適切な電圧と電流定格を備えた
- 適切な連絡を確保する – 緩んだ接続は過熱の原因となります
- 適切なトルクをかける メーカーの仕様によると
MC4インラインヒューズ 文字列レベルの保護の場合:
- 可能な限り並列接続に近い正極導体に設置してください
- モジュールの最大直列ヒューズ定格に等しいヒューズ定格を使用してください
- 適切な環境保護を確保する
ステップ4: システム統合とテスト
最終接続:
- 出力ヒューズを接続する 複合アレイ電流用
- 監視機器を設置する 必要に応じて
- すべての接地接続を完了する
- 適切なラベルを設置する すべての回路について
テスト手順:
- 目視検査 すべての接続の
- 導通テスト すべてのヒューズ回路の
- 絶縁抵抗試験 安全性を確認する
- 機能テスト 負荷条件下で
太陽光発電システムの一般的な問題と解決策
頻繁に切れるヒューズ
症状ヒューズが繰り返し切れ、システムのパフォーマンスが低下する
一般的な原因:
- 太陽光発電パネルの接地故障
- ヒューズのサイズが間違っている（小さすぎる）
- 緩んだ接続によるアーク放電
- 落雷または電力サージ
トラブルシューティングの手順:
- 安全第一 – システムが適切に電源を切られていることを確認する
- 各文字列を個別にテストする 問題を切り分ける
- 接地不良の確認 絶縁抵抗試験の使用
- すべての接続を検査する 損傷や腐食
- 適切なヒューズサイズを確認する NECの計算に対して
迷惑なヒューズ切れ
症状: 通常の動作条件下ではヒューズが切れる
根本原因:
- 用途に対して小さすぎるヒューズ
- 周囲温度が高いとヒューズの性能に影響が出る
- 接続不良による電圧降下
- 太陽光発電用途に適さないヒューズタイプ
ソリューション:
- ヒューズのサイズを再計算する 適切なNEC式を使用する
- 周囲温度定格を確認する ディレーティング係数を適用する
- すべての接続を締めます メーカー仕様
- DC定格のヒューズのみを使用してください 太陽光発電用に設計
地絡問題
症状: 地絡検出によりシステムの動作が中断されます
検出プロセス:
- 目視検査 明らかな損傷や浸水
- 電圧テスト 正極と負極の導体からアースまで
- 分離テスト 弦を系統的に切断することによって
- 専門家による検査 地絡が続く場合
⚠️ 安全警告: 接地故障は感電の危険を示唆しています。接地故障の兆候を決して無視しないでください。
専門業者による設置 vs DIY：正しい選択
専門家による設置が必要な場合
必須の専門業務:
- 電気接続 ご自宅のメインパネルへ
- ユーティリティ相互接続 ネットメータリングの設定
- 建築許可申請 ほとんどの管轄区域で
- 高電圧システム 600V DC以上
州固有の要件:
- カリフォルニア州、マサチューセッツ州、メイン州、テキサス州では、電気技師の資格が必要です。
- 多くの州では、特定の金額を超えるシステムに対して請負業者ライセンスを義務付けています。
- 保険や保証の適用には、専門家による設置が必要となることが多い
DIY設置の制限
法的制限:
- 建築許可には通常、認可を受けた請負業者の署名が必要である
- 電気工事許可には、多くの場合、資格のある電気技師の承認が必要です。
- 公共事業相互接続契約では専門家による設置が義務付けられている
- 規則違反は罰金や保険金請求の拒否につながる可能性がある
安全上の考慮事項:
- 転倒の危険 屋上作業（太陽光発電設備の設置による主な怪我の原因）
- 感電の危険性 常時電力供給されている太陽光パネルから
- 火災の危険性 不適切な電気接続から
- 複雑な計算 適切なシステムサイズ設定に必要
⚠️ 強く推奨: 複雑さと安全上のリスクを考慮すると、すべての太陽光発電システムにおいて、認定された請負業者による専門的な設置を強くお勧めします。
安全プロトコルとコードコンプライアンス
ソーラーヒューズに関するNECの要件
第690.9条は 特定の過電流保護要件:
- ヒューズは DC定格 そして UL 248-19 認定 太陽光発電用途向け
- 定格電圧 温度補正を含む最大システム電圧を超える必要がある
- 現在のレーティング 計算された最大電流156%を処理する必要があります
- 割り込み容量 利用可能な故障電流を超えなければならない
機器の接地 NEC 690.41-690.47 に従って:
- 機器接地導体 表250.122に従ってサイズ決定
- 接地電極システム 建物の接地システムへの接続
- すべての金属部品の接合 ヒューズホルダーを含む
OSHA安全基準
落下防止要件:
- 6フィートルール 墜落防止が必要な建設作業用
- 4フィートルール 保守活動のため
- 適切な装備: ハーネス、ランヤード、アンカーポイント、ガードレール
電気安全要件:
- 個人用保護具: 絶縁手袋、安全メガネ、非導電性履物
- 絶縁工具 システム電圧定格
- ロックアウト/タグアウト手順 すべての電気工事
保守および検査の要件
定期検査スケジュール
毎月のチェック:
- 結合箱の損傷の目視検査
- 異常に対するパフォーマンス監視レビュー
- 切断スイッチの表示灯を確認する
四半期ごとの検査:
- 接続部と接続箱の熱画像
- 必要に応じて接続を締めます
- 筐体を清掃し、シールを確認する
- 漏電遮断器のテスト
年次総合検査:
- すべてのヒューズ回路の完全な電気テスト
- 絶縁抵抗試験
- すべての接続部のトルク検証
- 必要に応じてヒューズを交換する
ヒューズ故障の兆候
視覚的な指標:
- ヒューズが切れた窓 溶けた要素を示す
- 変色 またはヒューズ本体の焼け跡
- ひび割れた住宅 または物理的な損傷
- 溶けた端子 過熱を示す
電気テスト:
- 導通テスト: 良好なヒューズは0オーム付近を示します
- 電圧降下テスト: ヒューズ端子間の過電圧
- 電流測定: 電流の減少はヒューズの劣化の可能性があることを示します
ソーラーヒューズの選択基準
意思決定フレームワーク
ステップ1: システム電圧の分類
- 600VDC: 基本的な住宅用システム
- 1000VDC: 標準的な商用システム
- 1500VDC: 最新の高効率システム
ステップ2：電流定格の計算
- ストリング電流: モジュールの最大直列ヒューズ定格を使用する
- コンバイナ出力：アレイ全体の電流を計算 × 1.56
- バッテリー接続：最大予想電流値×1.25
ステップ3：環境への配慮
- 温度定格: 周囲の条件と太陽熱を考慮する
- 湿気対策: 屋外設置の場合、最低IP65
- 紫外線耐性: 露出した設備では重要
ステップ4: 認定要件
- UL 248-19 認定: 太陽光発電用途では必須
- IEC 60269-6準拠: PVヒューズの国際規格
- 地方条例承認: 電気検査官に確認する
推奨メーカー
一流メーカー:
- リテルヒューズ: 包括的な太陽光アプリケーション向けSPFシリーズ
- イートン（バスマン）: 複数のフォームファクターを備えたgPVシリーズ
- シュナイダーエレクトリック: モジュール式設置用TeSysシリーズ
- メルセン: 過酷な環境向けのA6PVシリーズ
よくある質問
太陽光発電システムにはどのサイズのヒューズが必要ですか?
ヒューズのサイズを計算する ソーラーパネルの短絡電流（Isc）に1.56を掛けた値を使用します。例えば、Iscが11.7Aの300Wパネルには18.3Aのヒューズが必要なので、20Aのヒューズ（標準サイズの1つ上）を選択します。複数の並列ストリングの場合は、個々のストリングを保護するために、パネルの最大直列ヒューズ定格（銘板に記載）を使用してください。
通常の自動車用ヒューズを太陽光発電システムで使用できますか?
いいえ、自動車用ヒューズは使用しないでください 太陽光発電システムでは、太陽光発電用途向けに特別に設計されたDC定格のヒューズ（UL 248-19認定）が必要です。自動車用ヒューズは12V DCシステム用に設計されており、太陽光発電システムの高電圧・高電流を安全に遮断することはできません。
ソーラーヒューズはどのくらいの頻度でチェックする必要がありますか?
毎月の目視検査 が推奨されます。 四半期ごとの詳細な検査 熱画像撮影を含む。 年次総合検査 電気テスト、接続部の締め付け、必要に応じてヒューズの交換などが必要です。システムのパフォーマンスが低下した場合は、必ず直ちにヒューズを確認してください。
ソーラーパネルが 2 枚しかない場合、ヒューズは必要ですか?
通常は必要ありません 2枚の同一パネルの場合、それらの合計短絡電流がモジュールの最大直列ヒューズ定格を超えない場合に限ります。ただし、NECでは、3つ以上のストリングを並列接続する場合、またはアレイの短絡電流がモジュールの最大直列ヒューズ定格を超える場合は、ヒューズの設置が義務付けられています。
間違ったサイズのヒューズを取り付けるとどうなりますか?
特大ヒューズ システムを適切に保護できず、危険な電流が流れて火災や機器の損傷を引き起こす可能性があります。 ヒューズが小さすぎる 通常の状況でも繰り返しヒューズが切れ、システムのシャットダウンや不具合の原因となります。適切なヒューズサイズを決定するには、必ずNECの計算を使用してください。
太陽光発電システムのどこにヒューズを設置すればよいのでしょうか?
ヒューズを取り付ける 各並列ストリングの正極導体に（接地型システムの場合は負極導体には決して接続しないでください）、通常は接続箱内またはMC4インラインヒューズを使用します。接続箱と充電コントローラ／インバータ間、およびバッテリーベースのシステムではバッテリーとインバータ間に追加のヒューズが必要です。
切れたヒューズを定格の高いヒューズに交換できますか?
ヒューズの定格を上げないでください 計算値を超える場合。ヒューズは特定の導体と機器を保護するためにサイズが決められています。より大きなヒューズを使用すると保護機能が失われ、火災の危険が生じます。同じ定格のヒューズと交換する前に、必ずヒューズが切れた原因を特定し、根本的な問題を解決してください。
速断型ヒューズと時間遅延型ヒューズの違いは何ですか?
速断ヒューズ (太陽光発電で最も一般的) 過電流状態に迅速に反応します (通常 1 ～ 3 ミリ秒以内)。 時間遅延ヒューズ モーターの始動時などの短時間の過電流を許容しながらも、持続的な過電流から保護します。太陽光パネルには突入電流がないため、太陽光発電システムでは通常、速断型ヒューズが使用されます。
結論太陽光発電システムのヒューズを適切に設置するには、NEC（国家電気安全委員会）の要件を理解し、安全係数1.56を用いて適切なヒューズサイズを計算し、DC定格の部品を選択し、専門家の設置手順に従う必要があります。一部の地域ではDIY設置も可能ですが、電気計算の複雑さ、安全上のリスク、そして規制要件を考慮すると、専門家による設置を強くお勧めします。定期的なメンテナンスと点検を行うことで、ヒューズシステムが今後数十年にわたり太陽光発電への投資を保護し続けることができます。
