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まずはaを分離することから始める 単一ストリング故障 〜からの コンバイナ全体の故障. 。ストリングの欠落は通常、そのストリング回路、ヒューズまたは回路遮断器、端子、あるいは上流のアレイに原因があります。すべてのストリングの損失は、出力回路、アイソレータ、母線、下流のケーブル、インバータの状態、またはシステム全体の絶縁イベントを示唆しています。.
習慣的に筐体を開けて調査を開始しないでください。太陽光発電モジュールは光が当たっている限りDCを生成し続ける可能性があり、1つの遮断器を開放しても他の導体が通電状態のままになる場合があります。現場固有のエネルギー制御手順に従い、すべての電源を特定し、必要に応じてロックアウト/タグアウトを適用し、内部部品に触れる前に絶縁状態を確認してください。OSHAの 太陽光発電のロックアウト/タグアウトガイダンス では、保守作業の前にエネルギー源を特定、隔離、および確認することを特に義務付けています。.
要点
- 煙、活発なアーク放電、絶縁体の溶融、カーボントラッキング、滞留水、または損傷した筐体は、作業停止条件として扱ってください。.
- 電圧と電流は、一般的な「正常値」と比較するのではなく、アレイ設計、インバータの記録、環境条件、および一致するピアストリングと比較してください。.
- ヒューズの溶断や回路遮断器のトリップは症状に過ぎません。交換やリセットを行う前に、根本的な故障原因を特定してください。.
- サーモグラフィは、既知の負荷条件下での比較試験として最も有用です。許容温度は一般的な温度差のルールではなく、機器の定格およびメーカーの指示によって決定されます。.
- I-Vカーブ試験は、PVストリングまたはアレイを評価するものです。一部のアーキテクチャではコンバイナボックスが便利な接続点となる場合がありますが、この試験はコンバイナボックス自体を認証するものではありません。.
- 熱による損傷、アーク痕、ひび割れ、または著しい腐食がある部品は交換してください。締め付けや清掃では、劣化した絶縁体や接触面を復元することはできません。.
試験前の停止：電気的境界の定義
コンバイナボックスのトラブルシューティングは、有資格の電気工事です。ボックスを開ける前に、単線結線図、ストリングスケジュール、インバータのイベントログ、過去の点検記録、および対象のコンバイナ、ヒューズホルダ、回路遮断器、アイソレータ、SPD、監視モジュールに関する指示書を確認してください。.
ローカルのDCアイソレータがあるからといって、内部のすべての箇所が自動的に安全になるわけではありません。トポロジーによっては、太陽光の下ではアレイ側が通電状態のままになる可能性があり、また下流側の導体に別の電源や蓄積エネルギーが存在する可能性があります。絶縁計画は一般的な図面ではなく、実際の設置状況に合わせる必要があります。.
以下のいずれかが存在する場合は、作業を中断し、エスカレーションを行ってください。
- 煙、活発なアーク放電、パチパチという音、または焦げた臭い。;
- 絶縁体の溶融、炭化、または著しい変色。;
- 滞留水、または湿った充電部コンパートメント。;
- エンクロージャーのひび割れ、扉の故障、または導体を保持できなくなったケーブル引き込み口。;
- 原因不明の絶縁異常または地絡警報。;
- リセットを試みた後も繰り返される同一ヒューズまたは回路遮断器の動作。;
- 回路を安全に特定するために必要な図面、ラベル、または機器定格の欠落。.
IEC 62446-2は、作業者の安全やトラブルシューティングを含む、系統連系型PVシステムの予防保守、事後保守、および性能関連の保守を対象としています。その適用範囲は、ここでの中心的なルールを補強するものです。つまり、保守作業は孤立したコンポーネントの推測ではなく、文書化されたPVシステムプロセスの一部でなければなりません。参照： IEC 62446-2:2020.
迅速診断マトリックス
| 症状 | 最初の安全確認 | 結果が示唆するもの | 次の動作 |
|---|---|---|---|
| 1つのストリングで電流がゼロ、または異常に低い値を示す | その監視記録、開放電圧、極性、および保護装置の状態を、他のストリングと比較する | 電圧は正常だが動作電流がない場合は、回路の開放、ヒューズ／ホルダー、回路遮断器、端子、または監視の問題を示唆している。電圧が低い場合は、ストリングの上流側に注意を向ける必要がある | そのストリング回路を切り離し、端子および保護経路を点検し、必要に応じてストリングを個別に試験する |
| すべてのストリングが損失している | 承認された手順に従い、インバータの状態、出力アイソレータまたは回路遮断器の状態、コンバイナの出力電圧、および下流側の導通を確認してください。 | 共通バス、出力デバイス、または下流側の回路への出力がない、正常なストリング入力 | ボックスを絶縁状態に保ち、共通出力経路を追跡してください。 |
| ヒューズが溶断するか、回路遮断器が再びトリップする | 極性、導体の損傷、逆電流への曝露、デバイスの定格、温度条件、および故障履歴を再確認してください。 | 繰り返し動作することは原因が残っていることを意味しており、保護デバイスが「小さすぎる」ことの証拠ではありません。“ | 近道としてデバイスの定格を上げないでください。まずは設計上の問題や故障状態を解決してください。 |
| 1つの端子が、同等の負荷がかかっている他の点よりも著しく高温になっている | 同等の電流であることを確認し、絶縁後に導体の準備状態と接触面を点検し、規定のトルク記録を確認してください。 | 局所的なホットスポットは異常な接触抵抗やハードウェアの損傷を示唆し、均一な発熱は負荷、ディレーティング、または筐体内の環境を示唆します。 | 損傷した部品を交換し、指示書通りに接続をやり直してください。設計レベルの原因については、専用の過熱対策ガイドを参照してください。 |
| インバータが絶縁故障または地絡を報告しています。 | 承認された絶縁手順を使用してアレイをセクションに分割し、湿気およびケーブル損傷の履歴を確認してください。 | 特定のストリングで発生する故障はコンバイナの上流にある可能性が高く、出力側に残る故障はコンバイナまたはホームラン側に原因があると考えられます。 | 絶縁試験は、感度の高い機器を絶縁し、承認された試験電圧を用いてのみ実施してください。 |
| SPDのインジケータまたはリモート接点の状態が変化します。 | SPDの正確な状態表示を確認し、絶縁後にサージや熱による損傷の兆候がないか点検してください | 表示の変化はSPDモジュール内部の断路器が作動したことを示している可能性がありますが、設置箇所の他の部分に損傷がないことを証明するものではありません | 指定された互換性のあるモジュールのみと交換し、関連する保護経路および接地経路を点検してください |
| 雨天時または夜間の結露後に故障が発生する | シール、グランド、排水または通気設備、水跡、腐食、およびケーブル引き込み方向を点検してください | 湿気に関連するタイミングは筐体または引き込みシステムの不具合を示唆していますが、ケーブルやモジュールの湿潤が上流側の絶縁不良を引き起こしている可能性もあります | 湿潤または腐食したアセンブリには再通電しないでください。完全な環境保護を復旧させ、影響を受けた部品を交換してください |
| 電気出力は正常ですが、SCADAデータが欠落しています | 補助電源、通信配線、アドレッシング、終端、およびゲートウェイの状態を確認してください。 | 監視が利用できない場合でも、主回路は正常である可能性があります。 | 監視チャネルを修理し、作業指示書を完了する前にアラームを確認してください。 |
1. 1つのPVストリングが欠落または出力低下している
利用可能な場合は、監視履歴から開始してください。変化が突発的か、漸進的か、日射量に依存するものか、あるいは最近の作業や天候に関連するものかを判断してください。モジュールタイプ、直列数、方位、および日射量が類似しているストリング間でのみ比較を行ってください。.
承認された絶縁および確認手順の後、影響を受けている回路を入力端子、ヒューズホルダまたは回路遮断器、バス接続、および監視センサに沿って追跡してください。開放電圧が正常に見えても、その回路が電流を流せることを証明するものではありません。接続の断線や高抵抗箇所は、無負荷時には妥当な電圧を示しても、インバータが電流を引き込むと電圧が降下する可能性があります。.
承認された活線作業手順および安定した条件下で測定可能な場合は、動作電流の比較を行ってください。コンバイナの経路に異常がないにもかかわらずストリングが外れ値となる場合は、調査対象をコネクタ、モジュールジャンクションボックス、導体、遮光、バイパスダイオードの動作、またはモジュールの損傷へと上流側に移してください。この場合、コンバイナはテストの境界点であり、必ずしも故障したコンポーネントとは限りません。.
ヒューズ回路の開放については、以下の個別のガイドに従ってください。 PVシステムにおける不良DCヒューズのテスト方法. 。PV用ヒューズリンクには用途固有の要件があります。; IEC 60269-6 最大1,500 V DCまでのPVストリングおよびアレイを保護することを目的としたヒューズリンクを対象としています。ヒューズが溶断した原因を特定した後、指定されたPV/DCタイプおよび定格のヒューズのみと交換してください。.
2. コンバイナ全体に出力がない
すべてのストリングが同時に消失した場合は、最初にすべてのモジュールをテストしないでください。共通経路を確認してください：
- インバータまたは下流のDC機器が意図的に入力を遮断していないか確認してください。.
- デバイスの取扱説明書に従い、コンバイナ出力のアイソレータ、回路遮断器、またはスイッチ断路器の状態を確認してください。.
- 承認されたテストポイントにおいて、個々のストリング側の測定値と共通出力の測定値を比較してください。.
- 出力端子、バスバー、および下流のケーブルを点検し、接続の開放、熱損傷、または絶縁破壊が発生していないか確認してください。.
共通出力がない状態でストリング側の電圧が正常であれば、問題はコンバイナの共通回路またはその直後の下流経路に絞られます。どの入力ポイントにも電圧がない場合は、共通バスから離れ、アレイの状態、上流での遮断動作、文書の誤り、または不適切なテスト条件のいずれかに原因があることを示しています。.
3. ヒューズが切れる、または回路遮断器が繰り返しトリップする
保護装置の動作は状態を示すものであり、修理の指示ではありません。交換またはリセットを行う前に、以下を確認してください：
- 装置がPV DC用途および実際のシステム電圧に対して正しく指定されているか；;
- 極性および極配置が設計と一致しているか；;
- 導体の絶縁体またはコネクタに損傷が見られないか；;
- 並列ストリングが故障したストリングに逆電流を流す可能性があるか；;
- 装置およびエンクロージャが、文書化された温度および電流の条件下で動作しているか；;
- 事象が落雷、メンテナンス、再配線、またはモジュールの交換後に発生したか。.
新たな保護計算を行わずに定格の高い装置を取り付けることで、繰り返される動作を解決しようとしないでください。それは導体またはモジュール回路の保護を無効にする可能性があります。熱による誤動作の場合は、以下を使用してください： コンバイナボックス用ヒューズの温度ディレーティングガイド および正確な機器メーカーのデータ。.
4. 端子、ヒューズホルダ、またはバス接続部が発熱している
既知の負荷条件下で、同様のストリングに給電している同等のポイントを比較してください。太陽熱で加熱された筐体全体が温度上昇している場合よりも、単一の端子が発熱している場合の方が診断上の価値があります。高負荷状態を接続不良と誤認しないよう、発熱している回路の電流を確認してください。.
絶縁後、ハードウェアの緩み、クランプ領域外への導体素線の露出、ラグやフェルールの不適切な使用、酸化、ピッティング（孔食）、ポリマーの軟化、または変色がないか点検してください。その端子に指定されたトルク値と導体準備方法のみを使用してください。熱による損傷が目視で確認できる接続部を「増し締め」して運用に戻さないでください。接触メッキ、バネ力、絶縁体、または導体がすでに劣化している可能性があります。.
熱設計、筐体の曝露、およびディレーティング解析については、以下を参照してください。 太陽光発電接続箱の過熱：根本原因と対策. 。このトラブルシューティングページは、一般的な温度制限ではなく、故障切り分けの判断基準を定めています。.
5. インバータが絶縁故障または地絡を報告している
まず、アラームが測定された絶縁状態、残留電流状態、アーク故障イベント、またはモデル固有の診断コードのいずれを特定しているかを確認してください。これらは互換性がありません。.
承認された絶縁手順を使用して、DCシステムを段階的に小さなセクション（下流ケーブル、コンバイナ出力、個別のストリング回路、そしてアレイ上流）に分割してください。絶縁された特定のストリングに故障が追従する場合、故障箇所はコンバイナの外側にあります。すべてのストリングを切り離しても故障が残る場合は、共通回路、SPD接続、内部配線、または下流のホームランケーブルに注意を向けてください。.
絶縁抵抗試験は、SPD、監視用電子機器、インバータ、モジュールレベルのパワーエレクトロニクス、またはその他の接続機器が適切に絶縁されていない場合、それらを損傷させる可能性があります。プロジェクトのドキュメントおよび機器メーカーが要求する試験電圧、接続方法、許容値、および環境補正を使用してください。他のシステムからコピーした汎用的な合否判定値を適用しないでください。.
6. SPDが故障状態を示している
PV DC SPDは、過渡過電圧を制限し、サージ電流を分流させることを目的としており、持続的な短絡を遮断するものではありません。. IEC 61643-31:2018 最大1,500 V DCまでのPV設備のDC側に使用されるSPDを対象としています。.
SPDの正確な取扱説明書から、インジケータおよびリモート接点の動作を確認してください。絶縁後、モジュール、ベース、バックアップ保護、導体、および保護接地接続に熱的損傷やサージによる損傷がないか点検してください。プラグイン式カートリッジは、そのベースに指定された互換性のあるタイプのみと交換してください。緑色の交換インジケータが表示されていることだけで、サージ発生後の接地経路、リード線の配線、バックアップ保護、または他の機器の状態が正常であると確認できるわけではありません。.
7. 雨天後または高湿度時に故障が発生する
筐体を乾燥させるだけでなく、水の侵入経路を追跡してください。ドアシール、ヒンジ、ラッチ、ケーブルグランド、未使用の開口部、電線管の入り口、ブリーザーまたはドレンの配置、および取り付け部の損傷を点検してください。点検時にボックスが乾燥していても、水跡や腐食は過去の浸水イベントを示していることがよくあります。.
腐食が接触面、メッキ、絶縁、または機械的強度に影響を及ぼしている場合は、端子、ヒューズホルダ、SPD、導体、またはバスバーハードウェアを交換してください。環境定格は、設置されたアセンブリ全体として復旧させてください。正しく定格された筐体であっても、不適切なグランド、未封止の開口部、損傷したガスケット、または不適切な取り付けによって、その保護性能が失われる可能性があります。.
8. 監視機能はオフラインだが電源は供給されている
測定システムを電力経路から分離してください。補助電源、ストリング電流センサ、通信極性、シールド、ネットワーク終端、デバイスアドレス、ボーレート、ゲートウェイの状態、および最近の構成変更を確認してください。センサやチャネルのマッピングエラーによって、正常なストリングがゼロ電流として表示されていないことを確認してください。.
アラームやストリング比較がプラントの保護または保守戦略の一部である場合は、故障を復旧させる前に監視機能を復旧させてください。監視機能が機能していない発電中のアレイは、完全に検証されたシステムとは言えません。.
各試験で証明できること、できないこと
| テスト | 用途： | 証明するものではありません |
|---|---|---|
| 開放電圧 (Voc) | 極性、概算の直列数、開放電圧の比較、および開放箇所の特定 | 通電能力、負荷時の接触品質、またはストリング全体の出力 |
| 動作電流 | 同様の日射量およびインバータ条件下における、整合のとれたストリング同士の比較 | 日射量、方位、またはMPPT条件が異なる場合のモジュールの健全性 |
| 絶縁されたコンポーネントの導通または抵抗 | 断線したヒューズ、導体、または接触経路の特定 | 定格PV電圧および電流における安全な動作 |
| 絶縁抵抗 | 適切な絶縁後の、通電導体と接地間の漏電箇所の特定 | 追加の区分試験なしでの正確な物理的故障箇所の特定 |
| 熱画像 | 既知の負荷下における異常な熱パターンの発見と経時的な変化の追跡 | 負荷、周囲条件、放射率、およびコンポーネント定格に依存しない、普遍的な合否判定温度 |
| I-Vカーブトレーシング | PVストリングまたはアレイの特性評価、および電流、電圧、不整合、遮光、または直列抵抗挙動の判別 | コンバイナボックスアセンブリ自体の健全性または認証 |
I-Vカーブ試験が役立つ場合
IEC 61829:2015 は、PVアレイの電流-電圧特性および付随する気象条件の現場測定手順を規定している。 IEA PVPS移動式試験装置レポート は、プラントの構成および絶縁手順に応じて、I-Vアナライザをフィールドコンバイナボックス内のPVストリング端子、またはインバータに入るDCケーブルに接続できることを説明している。.
基本的な保護、極性、および接続のチェックによりコンバイナ経路に異常がないことが確認されたにもかかわらず、ストリングの性能が依然として低い場合にI-Vトレーシングを使用すること。その結果はPVソース回路を診断するものであり、「コンバイナボックスのI-V試験」と表現すべきではない。“
修理か交換か？
| 判定 | 修理が妥当な場合： | 以下の場合、コンポーネントまたはアセンブリを交換してください： |
|---|---|---|
| 接続の緩み | 熱、アーク、腐食、ねじ山、導体、または絶縁体の損傷がなく、指示通りに接続をやり直せる場合 | ピッティング、カーボントラッキング、ポリマーの溶融、メッキの損傷、バネ力の低下、ハードウェアのねじ山潰れ、または導体の焼きなましが発生している場合 |
| ヒューズの溶断 | 発生した故障の原因が特定されており、ホルダーに損傷がない場合 | ホルダーが過熱、ひび割れ、緩んでいる、または指定された交換部品と互換性がなくなった場合 |
| 回路遮断器または断路器の動作 | 外部故障が修正され、デバイスがメーカーの検査または試験基準に合格していること | デバイスにアーク損傷、異常な機構動作、熱損傷、または原因不明の繰り返し動作があること |
| 水の浸入 | 電源が修正され、影響を受けたすべての部品が清潔で乾燥しており、機械的に健全で、検証可能であること | 腐食が電気接点または母線に達している、絶縁体が損傷している、シールが復元できない、または筐体が変形または亀裂していること |
| SPDの故障表示 | 互換性のある交換用モジュールが指定されており、ベースおよび導体が損傷していないこと | ベース、バックアップ保護、導体、または筐体に熱損傷またはサージ損傷が見られること |
| ドキュメントの欠落 | 正確なモデル記録および定格は復旧可能です | 安全な定格、配線、トルク、または交換の互換性を確定できません |
損傷が広範囲に及ぶ場合、バス構造や筐体が損なわれている場合、複数のコンポーネントが同時に経年劣化または故障している場合、あるいは元の定格を復元できることが証明できない場合は、ボックス全体を交換してください。.
復旧後の検証
通電前に、以下を確認してください：
- 目に見える症状だけでなく、特定された根本原因が修正されていること。;
- 交換部品が、承認された電圧、電流、DC負荷、環境、および互換性の要件に適合していること。;
- 極性、導体の配線、保護接地接続、ラベル、バリア、カバー、グランド、および未使用の開口部が復元されていること。;
- 端子接続はメーカーの指示通りに正確に完了し、測定値を記録すること。;
- 工具、仮接地、ジャンパー、ロック、および異物については、現場手順に従って確認すること。;
- エンクロージャーが正しく閉まり、そのシールシステムが損傷していないこと。;
- 制御された再通電後、ストリングおよび出力の測定値が、設計値および同等の回路と比較して妥当であること。;
- インバーターのアラーム、SPDの状態、および監視チャネルが期待される状態に戻ること。.
IEC 62446-1は、系統連系型PVシステムの安全な設置と正しい動作を検証するために期待される試運転試験、検査基準、および文書化について記述しています。重要な修理後も同様の文書化の原則に従ってください。以下を参照してください。 IEC 62446-1:2016.
同一故障の再発防止
症状、環境条件、アラーム履歴、絶縁ポイント、測定値、写真、交換部品、適用される指示書に基づくトルク値、および修理後の検証結果を記録すること。固定された一般的なメンテナンス間隔に頼るのではなく、ストリング電流、熱画像、湿気の痕跡、および保護装置の繰り返し発生するイベントを傾向管理すること。.
現場のリスク評価、機器の取扱説明書、動作環境、および故障履歴を使用して点検頻度を設定してください。 太陽光発電用コンバイナボックスの点検チェックリスト は定期点検をサポートできますが、一方 PVコンバイナボックスガイド は、より広範な保護およびコンポーネントのコンテキストを提供します。.
既存の構成を検証可能な定格および文書で復旧できない場合は、必要なストリングレイアウト、電圧クラス、保護機能、監視ニーズ、および環境を VIOX太陽光発電用PVコンバイナボックスシリーズ, と比較し、選定前に正確な構成に関する文書を要求してください。.
