PVコンバイナボックスの正極および負極の両方にヒューズは必要か？

必ずしもそうとは限りません。PVコンバイナでは、採用されている規格や機器設計が許容する場合、一方の極性にのみ保護機能を使用することがあります。他のプロジェクトでは、正極と負極の両方の導体にヒューズが必要となる場合もあります。この決定は、接地方式、地絡保護、適用される規格の版、インバータの指示書、およびコンバイナの文書化された構成に依存します。 両極を遮断する必要があるという要件は、必ずしも両極にヒューズを含めなければならないことを意味するわけではありません。

まずは、回路に過電流保護が必要かどうか、どの導体にそれが必要か、そして保守のために回路をどのように遮断するかという3つの問いに分けて考え始めてください。ヒューズホルダが2列並んでいる写真だけでは、これら3つの問いすべてに答えることはできません。

正極のみか両極か：構成決定のための表

確立されたプロジェクト条件	ヒューズの決定にとって何を意味するか	検証が必要な事項
採用されているPV規則は一方の極性のみの過電流保護を許可しており、必要な故障保護および機器の指示書がその構成をサポートしている	単極ヒューズは有効な選択肢となり得る	一貫して使用される極性、正確なデバイス定格、および個別の遮断配置
適用される機器の指示または承認されたプロジェクト仕様書では、両極保護が要求される	その構成に合わせて設計および文書化されたアセンブリを選択すること	ヒューズの位置、各ストリングの保護、ホルダーの互換性、熱的負荷、および遮断
回路導体が強固に接地されている	対称性のためだけに、その導体にヒューズを独自に追加してはならない	接地導体の遮断規則および実際の接地図
接地または関連する機器の文書が不明である	正極のみの保護も、両極の保護も、その正当性は認められていない	単線結線図、採用されている規定、およびインバータ／コンバイナの正確な指示書を入手すること
当該回路は、適用可能な過電流保護の例外規定の対象となる	最初の疑問は、そもそもストリングヒューズが必要かどうかという点である	すべての電流源、導体の制限、およびモジュール／機器の保護要件

この表は文書レビューのフレームワークであり、配線指示書ではない。特に、あるコード体系で一方の極性を使用することが許可されていても、それをすべてのIECベースのプロジェクトに適用できるわけではない。

まずストリング過電流保護が必要かどうかを確定する

PVストリングヒューズは、一般的に並列ストリングやその他の電源から故障回路へ流れ込む逆電流に対処するものである。1つのストリングの通常動作電流だけが、考慮すべき唯一の入力ではない。

考えられる電流寄与、モジュールの最大過電流保護定格、導体の許容電流、インバータまたはコンバータの逆流特性、および採用されている規定を確認すること。ストリング数は、以下の入力値となる PVストリングの過電流保護に関する検討, であり、特定の数のストリングを持つすべての設備において同一のヒューズ配置が必要であるという普遍的な指示ではありません。

保護が必要な場合、ヒューズの定格とヒューズの設置場所は個別に確認する必要があります。 PVヒューズおよびDC遮断器のサイジングガイド は、電流、電圧、およびアセンブリ定格に関する作業を網羅しており、負極側にヒューズを追加しても、これらの確認事項が不要になるわけではありません。

DCマイナス、接地導体、およびPEはそれぞれ異なる

負極導体には動作電流が流れます。そのマイナス記号は、それが保護接地、中性線、あるいは触れても安全な導体であることを示すものではありません。

直接接地（Solidly grounded） とは、意図的な直接接地構成を指します。 機能接地 にはインピーダンスや保護構成が含まれる場合があり、システムドキュメントから特定する必要があります。デバイスを介して接地された導体は、恒久的に強固に接地された導体として自動的に扱うことはできません。NECおよびIECの用語は、それぞれの定義内で解釈されるべきです。

保護接地（PE）、または米国用語での機器接地導体は、個別の保護ボンディング機能を果たします。PEにPVストリングヒューズを追加したり、コンバイナを馴染みのある図面と一致させるために負極とPEのボンディングを作成したりしないでください。

接地導体の区別の例として、米国の職場規則である OSHA 1910.304(f)(1)(ii) では、規定の例外を除き、すべての回路導体が同時に開放されない限り、接地導体を遮断する過電流保護装置を制限しています。この項は600 V以下の定格回路を対象としており、世界共通のPV設計ルールではありません。同規制では、有効かつ連続的な接地経路も義務付けられています。

2つの独立したヒューズでは、このような規則で説明されている同時開放は実現されません。強固に接地された構成において、両極をヒューズで保護することが自動的に許容されると想定しないでください。

トランスレスインバータに関する古い助言が誤解を招く可能性がある理由

トランスの有無は、ヒューズ配置の完全な仕様ではありません。実際のインバータ、その地絡保護、適用される規則、および承認されたアレイ構成が重要となります。

重要な版の境界線も存在します。彼の説明の中で、 2017 NEC, について、John Wiles氏は、PVソース回路および出力回路全体で単極保護が一貫して配置されていることを条件に、必要なPV過電流保護を一方の極性のみで行うことを許可する変更について述べています。以前の非接地アレイ方式では、両方の導体に保護装置を使用していました。 IAEIによる版ごとの解説 は、古い設置に関する議論がなぜ異なる回答を導き出す可能性があるのかを示しています。

について 2023 NECのIAEIによるレビュー では、690.9(C)が「PVシステムDC回路」に名称変更されたものの、その内容は維持されていると報告されています。これらはNECの例として挙げたものであり、すべての管轄区域がその版を採用している、あるいはすべての最新インバータが正極のみのヒューズ保護に対応していると主張するものではありません。

一方の極性のみを選択するオプションを使用するプロジェクトでは、採用した版、適用される地絡保護、および必要な極性の一貫性を記録してください。機器の取扱説明書で別の評価済み構成が指定されている場合は、コンバイナを選択する前に、製造元および承認当局と不一致を解消してください。

IECに基づくプロジェクトおよび仕様には独自の確認が必要である

IEC 62548-1:2023+AMD1:2025 は、DC配線、電気的保護、開閉、接地を含むPVアレイの設計を対象としています。その公開範囲は、すべてのPVアレイの双方の極にヒューズが必要である、あるいはNECの単極オプションが世界中で適用されるといった包括的な規則を定めるものではありません。

IECベースのプロジェクトでは、採用されている国内規格、適用される改正、アレイの接地構成、故障保護設計、および機器の取扱説明書を確認してください。責任ある設計者に、提案されたヒューズ構成を裏付ける条項を特定させてください。ヒューズリンクの製品規格単独では、PV設備全体の構成を決定することはできません。

プロジェクト仕様書によって調達要件を定めることも可能です。例えば、, ANERTが公開しているオフグリッド太陽光発電所の仕様書, のセクション11.7および11.10では、正極および負極のストリング入力双方へのヒューズ設置を求めており、セクション11.11では、出力極双方の同時遮断を別途求めています。 当該仕様書のPDF 15ページ, は、文書化された両極要件を例示していますが、これはインド国内またはIECの普遍的な規則ではありません。

これが、2つの正当なコンバイナーの見積もりでヒューズホルダーの数が異なる可能性がある理由です。価格を比較したり、どちらかの構成が不完全であると判断したりする前に、それぞれの指定されたシステム負荷を比較してください。

2つのヒューズは2極絶縁とは異なる

ヒューズは、独自の電流対時間特性に応じて動作します。2極の開閉器は、規定の開閉配置を使用して必要な導体を遮断します。これらは異なる機能です。

について NABCEP 2019 PV認定学習ガイド、92ページ, は、2014年版と2017年版のNECの配置を比較する中で、なぜこの区別が重要であるかを示しています。一方の極性における保護と両方の導体の遮断は共存可能です。その例は、普遍的な設置図としてではなく、記載されているコード版の範囲内で読んでください。

概念的な機能比較。個別のヒューズ素子は、共通の動作を意味するものではありません。開閉例の破線は機械的な連動を表しており、電気的な導体ではありません。これらの記号は、端子、デバイス内部、または承認された設置状態を示すものではありません。

ヒューズホルダーのドキュメントで必要な開閉負荷が規定されていない限り、それを負荷開閉器として扱わないでください。2つのヒューズリンクが取り付けられているからといって、両方の回路導体が開放されているとは限らず、1つのヒューズが動作したからといって安全な保守状態が確立されるわけではありません。

資格のある保守手順では、アレイ、その他の考えられる電源、指定された絶縁ポイント、および作業前の確認に対処する必要があります。コンバイナーの出力を開放しても、照明されたモジュールが絶縁境界のその側で電圧を生成することを止めることはできません。

統合されたマイナス出力ヒューズがすべてのストリングを自動的に保護するわけではない

保護位置が変わると、保護される回路も変わります。いくつかのストリングが共通の負極バスに接続されていると仮定します。そのバスの後に設置されたヒューズは、個々の負極ストリング入力に設置されたヒューズとは異なる位置にあります。

故障したストリングは、接続されている他のストリングから逆電流を受ける可能性があります。共通接続点より後段にある保護装置は、必ずしも健全なストリングと故障したストリングの間の経路上にあるとは限りません。したがって、その存在は、必要な個別のストリング保護を証明するものではありません。

配置の比較のみを示しています。個別の入力デバイスは共通点の前段にあり、共有出力デバイスはその後に配置されます。線はシステムの関係性を示すものであり、正極/負極の配線、実際の故障経路、または必須のデバイス数を示すものではありません。この図は、出力ヒューズが必要であることを確定するものではありません。

設計上、各ストリングに両極の過電流保護が必要な場合は、同等性を確立する承認済みの保護設計なしに、負極出力ヒューズを1つに統合して代用しないでください。グループ化された保護構成が許可されている場合でも、独自の導体、モジュール、および故障電流の確認が必要です。

異なる最大電力点追従（MPPT）入力も、意図された回路境界内に維持してください。ヒューズのレイアウトに合わせるためだけに、独立した入力を統合しないでください。 コンバイナボックスの配線ガイド は、より広範なシステムマップを提供します。実際の構成については、インバータの正確な図面を使用してください。

既存のコンバイナにマイナス側ヒューズホルダを追加できるか？

改訂されたアセンブリおよびシステム設計がレビューされた後にのみ行ってください。DINレールに空きスペースがあることは、その構成が適切であるという証拠にはなりません。

ホルダーの追加やバスバーの変更は、端子容量、クリアランス、導体の配線、温度上昇、接触保護、およびエンクロージャの評価された構造に影響を与える可能性があります。コンポーネントの定格のみでは、改訂されたアセンブリが適切であるとは証明できません。 ULのフィールド評価ガイダンスは、 改造が既存の認証に影響を与える可能性があり、改造された機器はその用途や設置場所に応じて評価が必要になる場合があることを説明しています。

コンバイナーのメーカーに、承認済みの構成や文書化された改造手順が提供されているかを確認してください。提供されていない場合は、設計者および関連する承認当局に、必要な評価または交換を判断させてください。どのような変更も無害であると想定することや、すべての変更が自動的にすべての認証を無効にすると断定することの両極端を避けてください。

オンラインのレイアウトに基づいて、負荷がかかっている状態でヒューズを取り外したり、バスバーを切断したり、接地導体を移動させたりしないでください。メーカーの適切な工場出荷時の構成と、個別に定格された部品を使用した現場での改造は、異なる問題となる可能性があります。

ヒューズの配置と絶縁は別々の仕様フィールドに記載すること

部品表（BOM）を承認する前に、他の審査担当者が確認できる記録を入手してください。これらの極性に関する決定事項は、 コンバイナーボックス保護設計:

フィールド	必要な証拠
ルールセット	国、採用されているコード/規格の版、修正事項、および承認されたプロジェクト仕様書
アレイおよび電源の構成	ストリング数、並列グループ、MPPT境界、およびその他のあらゆる故障電流源
接地および故障保護	直接接地または機能接地、非接地構成、および実際の地絡／絶縁監視規定
ヒューズの要件および配置	OCPDが必要かどうか、どの回路を保護するか、および該当する場合の正極のみ、負極のみ、または両極への配置
デバイスおよびアセンブリの定格	最大DC電圧、動作電流、モジュール保護制限、遮断定格、ホルダーの互換性、および熱的条件
孤立	どの導体を開放するか、必要に応じてそれらがどのように連動して動作するか、および検証済みの開閉／絶縁定格
承認および交換	インバータおよびコンバイナの正確な図面、メーカーの指示書、改訂版、および許可された交換部品

例えば、「2極コンバイナ」とだけ記載された仕様は不完全です。これは、開閉される導体、ヒューズの位置、またはデバイスの物理的な極を指している可能性があるためです。保護機能と開閉機能は分けて記載してください。

使用する VIOXコンバイナボックスシリーズ そして ヒューズ／ホルダシリーズ 候補となる製品群を特定し、それらの要件に対して正確なモデルと回路図を照合してください。製品群の説明だけでは、特定のプロジェクトに必要なヒューズの極性を確定することはできません。