PV接続箱内のヒューズと遮断器のサイズを決定するには、NEC 156%規則を適用する必要があります。ストリングの短絡電流（Isc）に1.56を掛け、次に近い標準ヒューズ定格を選択します。この2段階の計算は、連続運転と日射量の急上昇を考慮しています。適切なサイズ設定は、システム障害を防ぎ、規格への準拠を保証し、太陽光発電設備の火災の危険から保護します。.
PVヒューズと遮断器の理解
PV定格ヒューズとは？
PVヒューズ—IEC 60269-6に基づくgPVクラスとして指定—は、太陽光発電システムにおける直流アプリケーション用に特別に設計された過電流保護デバイスです。標準的なACヒューズとは異なり、gPVヒューズはDC故障電流を安全に遮断できます。DC故障電流は、自然な電流ゼロクロスがないため、消弧が非常に困難です。これらのヒューズは、太陽放射の変動による極端な熱サイクルに、早期故障することなく耐えることができます。これらのヒューズは、定格電流の1.35〜1.45倍で1〜2時間以内に遮断するように設計されており、1つのストリングが故障した並列ストリングに供給される場合の逆過電流から保護します。.
DC遮断器とは？
DC遮断器 は、メンテナンスおよび緊急時の電源遮断のために、接続箱の出力を下流の機器から分離するスイッチです。NEC 690.15では、これらの遮断器は屋上アプリケーション向けに負荷開閉定格であることが要求されています。つまり、危険なアークフラッシュを発生させることなく、全負荷電流下で回路を安全に開くことができます。負荷開閉スイッチには、アーク消弧室と、DC回路の高アークエネルギーに対応する定格の接点が含まれています。非負荷開閉遮断器—単純なアイソレーター—は、回路の電源が遮断された後にのみ操作でき、接続箱の出力には適していません。.
ステップバイステップのヒューズサイズ決定方法
ステップ1：ストリング短絡電流の計算
データシートからモジュールの短絡電流（Isc）から始めます。最新の高効率パネルは、電力クラスに応じて9A〜18.5Aの範囲です。モジュールが直列に接続されたストリングの場合、Iscは一定のままです（直列接続は電流を追加しません）。たとえば、Isc = 14.45Aの580W TOPConモジュールを10モジュールのストリングで使用しても、短絡時に14.45Aを生成します。.
ステップ2：NEC 156%規則の適用
NEC第690条では、2つの連続する125%乗数が必要です。
最初の乗数（NEC 690.8（A）（1））： 最大回路電流の計算
- 最大電流 = Isc × 1.25
- 「雲端効果」を考慮しています。これは、日光が雲の端で反射すると、日射量が一時的に1,000 W/m²を超え、電流が定格Iscを超える可能性があるためです。.
2番目の乗数（NEC 690.9（B））： 連続運転のための過電流保護のサイズ設定
- OCPD定格 = 最大電流 × 1.25
- PV回路は、1日に3時間以上最大出力で動作します。標準的なデバイスは、定格電流の80%しか連続して処理できないため、125%係数（80%の逆数）は、不要なトリップを防ぎます。.
組み合わせた計算： Isc × 1.25 × 1.25 = Isc × 1.56
ステップ3：標準ヒューズ定格の選択
次に使用可能な標準ヒューズサイズ（10A、15A、20A、25A、30A）に切り上げます。選択したヒューズは、モジュールの最大直列ヒューズ定格（データシートに指定されており、ほとんどのパネルで通常20A〜30A）を超えてはなりません。.
例 ストリングIsc = 14.45A
- 最小ヒューズ定格：14.45A × 1.56 = 22.54A
- 選択したヒューズ： 25A gPV定格
ステップ4：DC遮断器のサイズ設定
すべての並列ストリングからの最大電流を合計し、125%の安全率を適用します。
遮断器定格 = （ストリング数 × Isc × 1.25）× 1.25
各14.45Aの6つのストリングの場合：
- 合計電流：6 × 14.45A × 1.25 = 108.4A
- 遮断器定格：108.4A × 1.25 = 135.5A
- 選択した遮断器： 150A負荷開閉定格
表1：一般的なPVモジュールのヒューズサイズ設定例
| モジュール電力 | モジュールIsc | 最小ヒューズ定格（×1.56） | 選択された標準ヒューズ | 30Aあたりの最大ストリング数 Breaker（ブレーカー） |
|---|---|---|---|---|
| 400W | 10.5A | 16.38A | 20A | 8 |
| 500W | 13.0A | 20.28A | 25A | 6 |
| 580W | 14.45A | 22.54A | 25A | 6 |
| 600W（TOPCon） | 18.5A | 28.86A | 30A | 4 |
| 750W（HJT） | 15.8A | 24.65A | 25A | 5 |
クイックリファレンスサイズ設定表
標準構成と遮断器定格
表2：ストリング構成による遮断器のサイズ設定
| ストリング数 | ストリングIsc | 合計最大電流（×1.25） | 最小遮断容量（×1.56） | 推奨遮断器 |
|---|---|---|---|---|
| 4 | 10A | 50A | 62.4A | 80A |
| 6 | 10A | 75A | 93.6A | 100A |
| 8 | 10A | 100A | 124.8A | 150A |
| 4 | 14A | 70A | 87.4A | 100A |
| 6 | 14A | 105A | 131.0A | 150A |
| 8 | 14A | 140A | 174.8A | 200A |
NECとIEC：主なサイジングの違い
両方の規格とも安全性を重視していますが、サイジングのアプローチが異なります。
NEC 690.8/690.9（北米）：
- ヒューズのサイジング：Isc × 1.56 (156%)
- 根拠：連続運転＋日射量の急上昇
- 例外：100%定格のデバイスは1.25倍の乗数のみが必要
IEC 62548（国際）：
- ヒューズのサイジング範囲：1.5 × Isc ≤ In ≤ 2.4 × Isc
- より柔軟で、特定の条件に合わせて最適化できます
- 周囲温度が45℃を超える場合は、ディレーティングが必要
表3：12Aストリングの規格比較
| 標準 | 最小ヒューズ定格 | 標準的な選択 | 設計思想 |
|---|---|---|---|
| NEC | 18.72A（12A × 1.56） | 20A | 保守的、単一の乗数 |
| IEC | 18.0A～28.8A（12A × 1.5～2.4） | 20A～25A | 条件に基づいた柔軟な範囲 |
重要な選択基準
電圧定格要件
ヒューズと遮断器の電圧定格は、予想される最低周囲温度でのシステムの最大開放電圧（Voc）を超えている必要があります。.
計算： Voc_max = モジュールVoc × 直列モジュール数 × 温度係数
- -40℃の場合：49V × 10 × [1 + 0.0027 × (25 – (-40))] = 576V
- 必要な定格： 最小600V （標準：600V、1000V、1500V）。IEC 60269-6では、追加の安全マージンとして、ヒューズの電圧定格をVoc_maxの1.2倍以上にすることを推奨しています。.
遮断容量
DC遮断容量（IcnまたはIcu）は、設置場所での最大予想短絡電流を超えている必要があります。コンバイナボックスの入力の場合、これは通常、他のすべての並列ストリングの合計Iscです。14Aのストリングが8本の場合：
- 予想短絡電流：7 × 14A = 98A（最悪の場合：7本の健全なストリングが1本の故障したストリングに供給される）
- 必要なIcu：≥ 150A（標準的なgPVヒューズ：200A～1500A Icu）
温度ディレーティング
直射日光の当たるコンバイナボックスは、内部温度が65℃～75℃に達することがあります。ほとんどのgPVヒューズは、周囲温度40℃で定格されています。これを超えると、電流容量が低下します。
- 50℃の場合：公称電流の95%にディレーティング
- 60℃の場合：公称電流の90%にディレーティング
- 70℃の場合：公称電流の85%にディレーティング
20Aのヒューズが周囲温度65℃で動作する場合、有効定格 = 20A × 0.87 = 17.4A。これが計算された最小値を超えていることを確認してください。.
表4：コンポーネント選択チェックリスト
| Selection Factor | 仕様要件 | コードリファレンス | 検証方法 |
|---|---|---|---|
| ヒューズの電流定格 | ≥ Isc × 1.56 (NEC) または 1.5～2.4 (IEC) | NEC 690.9(B)、IEC 62548 | データシートIsc × 乗数 |
| ヒューズの電圧定格 | 最小温度で≥ 1.2 × Voc_max | IEC 60269-6 | モジュールVoc × 直列数 × 温度係数 |
| ヒューズクラス | gPV定格 (IEC 60269-6) | NEC 690.9(D) | 「gPV」マーキングを確認 |
| 最大直列ヒューズ | ≤ モジュールの最大ヒューズ定格 | モジュールのデータシート | 銘板を確認 |
| 遮断器の電流 | ≥ 合計Isc × 1.56 | NEC 690.13 | 全てのストリング電流を合計する |
| 断路器の種類 | 負荷開閉定格 (屋根上) | NEC 690.15 | 負荷開閉認証を確認する |
| 中断能力 | ≥ 最大故障電流 | NEC 690.9(C) | 並列ストリングの寄与を計算する |
| 温度定格 | 周囲温度によるディレーティングを考慮する | IEC 60269-6 | コンバイナーボックスの内部温度を測定する |
回避すべき一般的なサイジングエラー
エラー1：DCアプリケーションでAC定格のヒューズを使用する
ACヒューズはDC電流を安全に遮断できません。DCアークは電流ゼロクロスで自己消弧しません（DCにはゼロクロスがありません）。常に、システムに適合するDC電圧定格のgPV定格ヒューズを指定してください。.
エラー2：連続使用に対するアンダーサイジング
最初の125%の乗数（Isc × 1.25）のみを適用し、2番目の乗数を適用しないと、ヒューズの定格はわずか80%の連続使用率になります。デバイスは過熱し、ピーク時の日照時間中に早期に故障します。100%定格のデバイスを使用する場合を除き、常に完全な156%の係数を使用してください。.
エラー3：モジュールの最大直列ヒューズ定格を無視する
計算で30Aのヒューズが推奨されても、モジュールのデータシートで直列ヒューズが20Aに制限されている場合は、20Aを使用する必要があります。この値を超えると、保証が無効になり、火災の危険が生じます。解決策：コンバイナーあたりのストリング数を減らすか、より高いヒューズ定格のモジュールを使用します。.
エラー4：並列ストリングの誤った計算
メインコンバイナーの断路器のサイズを決定する際は、すべてのストリングの最大電流（Isc × 1.25）を合計し、次に2番目の125%の乗数を適用します。各ストリングに個別に156%を適用しないでください。最初の乗数はストリングごと、2番目は結合されたOCPD用です。.
誤り： （ストリング1：10A × 1.56）+（ストリング2：10A × 1.56）= 31.2A
正しい： [(10A + 10A) × 1.25] × 1.25 = 31.25A
エラー5：「将来の拡張」のためのオーバーサイジング“
10Aのストリングに対して「念のため」60Aのヒューズを取り付けると、過電流保護がなくなります。ヒューズは逆方向の故障状態では開かず、ケーブルの損傷や火災が発生する可能性があります。実際のストリング電流に合わせてヒューズのサイズを決定します。容量を追加する場合は、コンバイナーボックスをアップグレードしてください。.
よくある質問
Q：10.5AのIscを持つストリングに必要なヒューズのサイズは？
A：最小ヒューズ定格 = 10.5A × 1.56 = 16.38A。次の標準サイズを選択してください： 20A gPV定格ヒューズ. これがモジュールのデータシートの最大直列ヒューズ定格を超えないことを確認してください。.
Q：DCコンバイナーボックスで標準のACヒューズを使用できますか？
A：いいえ。ACヒューズには、DC故障を安全に除去するためのDC遮断容量がありません。DCアークは、電流ゼロクロスなしで無期限に持続します。常に、システム電圧に適合するDC電圧定格のgPV定格ヒューズ（IEC 60269-6）を使用してください。.
Q：NECとIECのヒューズサイジングの違いは何ですか？
A：NECでは、連続使用および日射スパイクを考慮するために、固定の156%の乗数（Isc × 1.56）が必要です。IEC 62548では、1.5倍から2.4倍のIscの範囲が許可されており、設計者は特定の周囲温度とモジュールの特性に合わせて最適化できます。どちらも安全性を確保しますが、異なる柔軟性を提供します。.
Q：将来のストリング拡張のためにコンバイナーのサイズを決定するにはどうすればよいですか？
A：設置されているストリングの実際の電流に合わせてヒューズのサイズを決定します。断路器とバスバーについては、計画された容量に基づいてオーバーサイズにすることができます。例：現在の4ストリングシステム（14A Isc）には20Aのヒューズを取り付けますが、エンクロージャーを交換せずに後でさらに2つのストリングを追加できるように、150Aの断路器と6ポジションのバスバーを使用します。.
Q：すべてのコンバイナーボックスに負荷開閉定格の断路器が必要ですか？
A：NEC 690.15では、屋根上にあるコンバイナーボックスには負荷開閉定格の断路器が必要です。システムにメインの負荷開閉断路器が別の場所にある場合、地上レベルのコンバイナーは非負荷開閉アイソレーターを使用できます。解釈は異なるため、常に地域の管轄当局（AHJ）に確認してください。.
長期的なシステムの安全性を確保する
適切なヒューズと断路器のサイジングは、PV投資を保護し、長年の安全で信頼性の高い動作を保証します。ヒューズにはNEC 156%ルール（Isc × 1.56）を適用し、次の標準定格を選択し、モジュールの最大直列ヒューズ制限に対して確認し、合計結合電流に合わせて断路器のサイズを決定します。不明な場合は、最新のNEC第690条およびIEC 62548規格を参照してください。.
VIOX Electricは、NECとIECの両方の要件を満たすように設計されたPVコンバイナーボックス、gPV定格ヒューズ、および負荷開閉DC断路器の完全なラインを製造しています。当社の技術チームは、お客様の特定のプロジェクトに対して無料のサイジングサポートを提供します。お問い合わせは VIOX.com データシートとアプリケーションのサポートについて。.
