태양광 패널 정션 박스 배선 방법

소개

태양광 패널 정션 박스 배선은 모든 태양광(PV) 시스템의 신뢰성과 안전성의 중요한 기초입니다. 소규모 주거용 어레이를 설치하든 대규모 상업용 시스템을 설치하든 태양광 패널을 올바르게 배선하고 연결하는 방법을 이해하는 것은 시스템 효율성, 수명 및 가장 중요한 안전에 직접적인 영향을 미칩니다. 부적절하게 배선된 정션 박스는 태양광 관련 화재, 전기적 고장 및 보증 무효화의 주요 원인입니다.

이 포괄적인 가이드는 UV 등급 PV 케이블 준비부터 전문적인 기술로 MC4 커넥터를 고정하는 것까지 모든 단계를 안내합니다. 전 세계 인증된 설치자가 사용하는 것과 동일한 안전 표준과 다음을 충족하는 업계 모범 사례를 배우게 됩니다. NEC 690 그리고 IEC 61010 규정.

태양광 패널 정션 박스란 무엇입니까?

태양광 패널 정션 박스는 각 태양광 모듈 뒷면에 장착된 밀폐된 전기 인클로저입니다. 세 가지 중요한 기능을 수행합니다.

1. 연결 허브: 정션 박스는 내부 패널 배선을 외부 PV 케이블과 병합하여 인버터로 전력을 라우팅하거나 컴바이너 박스.
2. 안전 구성 요소: 하나의 패널이 그늘에 가려져 있는 동안 다른 패널이 햇빛을 완전히 받는 경우 “핫 스팟”(과도한 열 영역)을 방지하는 바이패스 다이오드를 수용합니다.
3. 날씨 보호: 밀폐된 IP65/IP67 등급 인클로저는 습기, 먼지 및 곤충이 내부 전기 부품을 부식시키거나 손상시키지 않도록 합니다.

정션 박스 배선 오류는 다음과 같은 결과를 초래할 수 있으므로 이러한 기능을 이해하는 것이 필수적입니다.

• 아크 플래시 사고(잠재적으로 치명적)
• 습기로 인한 부식 및 단락
• 시스템 출력 15–30% 감소
• 전체 시스템 오류

필요한 도구 및 재료

배선 작업을 시작하기 전에 다음 산업 표준 도구를 수집하십시오.

도구/재료	사양	목적	왜 중요한가
PV 와이어	10 AWG, USE-2 또는 PV 등급, UV 저항	주 도체	표준 케이블은 전압 강하를 최소화합니다. 비 UV 와이어는 햇빛에 노출되면 성능이 저하됩니다.
와이어 스트리퍼	정밀 모델, 1/16″ 공차	깨끗한 구리 노출	도체를 긁으면 약점과 부식 영역이 생성됩니다.
일자 드라이버	3/16″ 또는 1/4″	정션 박스 덮개 열기	잘못된 크기는 나사 머리를 손상시킬 수 있습니다.
MC4 압착기	래칫 스타일, 플라이어 아님	수/암 핀 압착	래칫 압착기는 일관된 “기밀” 압력을 보장합니다.
열 수축 튜브	접착제 라이닝, UV 등급	방수 절연	2차 수분 장벽 생성
MC4 스패너	Staubli 정품 또는 동급	글랜드 너트 조이기	과도한 조임 및 커넥터 손상 방지
멀티미터	DCV + 저항 모드	극성 및 결함 테스트	안전 확인에 필수적
절연 장갑	1000V 등급	개인 보호	DC는 장갑을 끼지 않고 안전하게 만질 수 없습니다.
토크 스크루드라이버	0.5–2.5 Nm 범위	터미널 블록 고정	느슨한 연결은 태양광 화재의 #1 원인입니다.

전문가 팁: 많은 태양광 전문가는 보호 기능을 유지하면서 더 나은 손재주를 위해 절연 장갑 위에 “냉간 작업” 장갑(면 뒷면 고무)을 사용합니다.

1단계: 안전 우선 – 위험 이해

태양광 패널은 햇빛이 있는 곳에서는 “항상 켜져” 있습니다. 흐린 날이나 부분적으로 그늘진 곳에서도 위험한 DC 전압을 생성합니다.

중요한 안전 조치:

1. 패널 덮기: 불투명한 방수포 또는 판지를 태양광 어레이 위에 놓아 전력 생성을 중단합니다. 시작하기 전에 전압을 측정하십시오. 0으로 표시되어야 합니다.
2. DC 아이솔레이터 분리: 시스템에 다음이 포함된 경우 DC 차단 스위치 (패널과 인버터 사이), “OFF”로 전환하고 멀티미터로 확인합니다.
3. 절연 도구 사용: 표준 금속 드라이버는 전기를 전도합니다. 1000V 전기 작업용으로 평가된 도구를 사용하십시오.
4. PPE 착용: 절연 장갑, 보안경 및 고무 밑창 신발은 필수입니다.
5. 절대 혼자 작업하지 마십시오. 필요한 경우 응급 서비스에 전화할 수 있는 파트너가 있어야 합니다.

이것이 중요한 이유: DC 전원 와이어를 잡고 있는 동안 한 번만 미끄러져도 심실세동(VF)을 유발할 수 있습니다. 소형 2~3kW 어레이에서도 태양광 패널 DC 전압은 종종 300~600V이며, 이는 치명적이라고 간주되는 50V 임계값을 훨씬 초과합니다.

2단계: PV 전선 준비

적절한 전선 준비는 많은 설치가 실패하기 시작하는 지점입니다.

상세 절차:

1. 측정 및 절단: 다음 길이로 두 개를 자릅니다. 10 AWG PV 전선- 양극 리드용 하나, 음극용 하나. 새 전선을 다시 연결하지 않고도 향후 유지 관리를 위해 6~12인치의 여유 길이를 추가하십시오.
2. 전선 벗기기: 정밀 전선 스트리퍼 사용:
   • 스트리퍼를 10 AWG로 설정합니다.
   • 전선 끝을 삽입하고 스트리퍼를 2~3회 회전합니다.
   • 부드럽게 눌러 절연체를 벗겨냅니다.
   • 노출 1/4 ~ 1/2인치(6~12mm) 노출된 구리.
   • 중요: 구리 가닥을 긁거나 자르지 마십시오. 각 흠집은 전류 용량을 줄입니다.
3. 구리 검사: 좋은 조명 아래에서 노출된 끝을 봅니다. 모든 구리는 광택이 있고 손상되지 않아야 합니다. 검은색 산화가 보이면 부드러운 황동 와이어 브러시로 청소하십시오.
4. 흠집 테스트: 절연체를 부드럽게 당깁니다. 미끄러지지 않아야 합니다. 미끄러지면 다시 벗겨서 새로운 전도체 부분을 노출하십시오.

3단계: 정션 박스 열고 검사

첫 번째 살펴보기:

1. 작은 일자 드라이버를 사용하여 정션 박스 덮개를 조심스럽게 엽니다. 대부분의 상자에는 4개의 나사 또는 스냅온 뚜껑이 있습니다. 나사를 라벨이 붙은 용기에 따로 보관하십시오.
2. 내부에는 다음이 있습니다.
   • 2개 또는 3개의 단자 (음극, 양극, 때로는 접지 단자).
   • 바이패스 다이오드 (내부 전선에 납땜된 작은 직사각형 부품).
   • 내부 PV 케이블 (다이오드를 단자에 연결하는 얇은 리본 모양의 전선).

경고: 내부 다이오드 또는 리본 전선을 건드리지 마십시오. 만지면 내부 연결이 끊어지고 패널이 손상될 수 있습니다.

1. 극성 표시 찾기:
   • 다음을 찾아보세요. (+) 그리고 (–) 상자 내부의 기호.
   • 빨간색 전선은 일반적으로 (+)에 연결되고 검은색 전선은 (–)에 연결됩니다.
   • 멀티미터로 확인 빨간색 프로브를 (+) 단자에, 검은색 프로브를 (–)에 대면 패널당 약 35~45V의 개방 회로 전압(Voc)이 표시됩니다.

4단계: 케이블 글랜드를 통해 전선 공급

케이블 글랜드(스트레인 릴리프 커넥터라고도 함)는 일반적으로 물과 먼지가 정션 박스를 침범하는 곳입니다.

전문 설치 기술:

1. 글랜드 식별: 상자의 왼쪽(음극)과 오른쪽(양극)에 있는 고무 스트레인 릴리프 커넥터를 찾습니다.
2. 음극 리드 스레드: 검은색 PV 케이블을 음극 쪽 글랜드를 통해 밀어 넣습니다. 글랜드 너트는 손으로 조여야 합니다(아직 과도하게 조이지 마십시오).
3. 양극 리드 스레드: 양극 쪽에서 빨간색 케이블로 반복합니다.
4. “드립 루프” 만들기: 상자에 들어가기 전에 각 케이블을 상자 아래 약 6인치 아래로 U자형으로 구부립니다. 이렇게 하면 빗물이 케이블을 따라 글랜드로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있습니다.

5단계: 단자에 연결 고정

단자 조임은 화재에 대한 첫 번째 방어선입니다.

단자 토크 절차(NEC 690.31):

1. 전선 위치 지정: 음극 케이블의 벗겨진 끝을 음극 단자에 삽입합니다. 최소 1/4인치의 노출된 구리가 단자 내부에 있는지 확인합니다.
2. 토크 드라이버로 조이기: 0.5~0.7Nm 토크 드라이버(또는 수동 드라이버, “꽉 조인 후 1/4바퀴”까지 조임)를 사용하여 단자 나사를 고정합니다.
3. 스트레인 릴리프 압착: 와이어 압착기를 사용하여 단자 바로 바깥쪽의 음극 케이블 노출 부분 주위에 단단한 배럴 압착을 형성합니다. 이렇게 하면 와이어가 제자리에 고정되고 당겨지는 것을 방지할 수 있습니다.
4. 양극에 대해 반복: 양극(빨간색) 리드에 대해 동일한 단계를 따릅니다.
5. 조임 확인: 각 전선을 단단히 당깁니다. 움직이지 않아야 합니다.

일반적인 실수:

• 연선을 꼬아서 단자에 억지로 밀어 넣는 행위 (더 나은 접촉을 위해 링 또는 스페이드 커넥터 사용).
• 과소 조임 (아크 발생 및 화재의 원인).
• 과다 조임 (단자 나사 파손 가능).

6단계: MC4 커넥터 이해 및 설치

MC4 커넥터 내후성이 뛰어나고, 역극성 방지를 위해 키가 있으며, 주요 패널 브랜드와 호환되기 때문에 업계 표준이 되었습니다.

MC4 커넥터의 구조:

• 수 커넥터 (양극/빨간색 전선에 사용) – 내부에 금속 핀이 있음.
• 암 커넥터 (음극/검은색 전선에 사용) – 내부에 소켓이 있음.
• 금속 압착 핀 – 전류를 전달하는 중요한 부품.
• 스트레인 릴리프 – 기계적 지지력을 제공하는 플라스틱 칼라.
• 글랜드 너트 – 방수 밀봉을 위해 조이는 뒷캡.
• 고무 O-링 – 습기를 차단.
• 잠금 탭 – 진동 시 커넥터가 분리되지 않도록 함.

7단계: MC4 압착 완벽하게 하기

잘못된 압착은 태양광 설치 실패 및 화재의 주요 원인입니다. 다음은 전문가의 방법입니다.

압착 절차:

1. 핀 준비: 수 구리 압착 핀(양극/빨간색 전선용)을 가져와 빛 아래에서 검사합니다. 산화되지 않고 광택이 있어야 합니다.
2. 압착기 설정: 래칫 MC4 압착기를 사용하고 10 AWG 전선에 맞게 설정합니다. 래칫은 일정한 압력을 보장합니다.
3. 삽입 및 압착: 빨간색 전선의 벗겨진 끝을 압착 핀 배럴에 완전히 밀어 넣습니다. 압착기 손잡이를 딸깍 소리가 날 때까지 꽉 쥐십시오. 클릭 소리가 최고의 솔루션입니다.).
4. 압착 확인: 전선을 부드럽게 당겨서 미끄러지지 않아야 합니다. 미끄러지면 압착이 실패한 것이므로 핀을 버리고 다시 시도하십시오.
5. 보호 부품 밀어 넣기: 핀을 커넥터 하우징에 삽입하기 전에 다음 부품을 순서대로 전선에 밀어 넣습니다.
   • 고무 글랜드 너트 (뒷캡)
   • 압축 슬리브
   • 고무 O-링 씰
6. 삽입 및 잠금: 딸깍 소리가 들릴 때까지 압착된 핀을 MC4 수 하우징에 밀어 넣습니다. 클릭 소리가 최고의 솔루션입니다..
7. 글랜드 조이기: MC4 스패너를 사용하여 뒷 너트를 약 3.4 Nm (25 in-lbs)로 조입니다.. 연결 부위는 손으로 조였을 때 틈이 보이지 않아야 합니다.
8. 음극 반복: 검은색/음극 전선에 암 커넥터를 사용하여 동일한 단계를 따릅니다.

중요 테스트:

• 육안 검사: 플라스틱의 용융, 변색 또는 뒤틀림이 없어야 합니다.
• “딸깍” 테스트: 커넥터는 확실한 딸깍 소리와 함께 결합되어야 합니다.
• 온도 테스트: 설치 후 열화상 카메라를 사용하여 커넥터가 주변 케이블보다 뜨겁지 않은지 확인합니다.

8단계: PV 케이블 연장

대부분의 설치에는 정션 박스에서 나오는 케이블보다 긴 케이블이 필요합니다. VIOX는 PV 케이블을 제조하고 MC4 커넥터 안전한 현장 연장을 위해.

연장 케이블 설치:

케이블 길이	권장 AWG	전압 강하	이것이 중요한 이유
0–50 ft	10AWG	<2%	표준 주거용; 효율 손실 없음
50–100 ft	8AWG	~2%	더 긴 배선에는 더 큰 도체가 필요합니다.
100–200 ft	6AWG	~1.5%	상업용/지상 설치 어레이
>200피트	4 AWG 또는 병렬 연결	<1%	유틸리티 규모; 고전압 시스템

연장 과정:

1. 연장 케이블 끝을 준비하고(1/4–1/2인치 벗김) 7단계에서 설명한 것과 동일한 전문적인 기술을 사용하여 적절한 MC4 커넥터를 압착합니다.
2. 중요: 양극은 양극에 연결하고(암 커플러를 통해 수-수 연결), 음극은 음극에 연결합니다.
3. UV 등급 케이블 클립을 사용하여 3피트마다 루핑 또는 랙킹에 케이블을 고정합니다.
4. 케이블이 자유롭게 매달리지 않도록 합니다(무게로 인해 내부 연결에 스트레스가 발생함).
5. 색상으로 구분되거나 인쇄된 태그를 사용하여 정션 박스 및 인버터의 양쪽 케이블에 라벨을 붙입니다.

9단계: MC4 커넥터 분리 및 문제 해결

안전한 분리는 아크 플래시 부상 및 장비 손상을 방지합니다.

안전한 분리 과정:

1. 인버터 끄기: 인버터를 “대기” 또는 “꺼짐” 모드로 설정합니다.
2. 영전압 확인: 멀티미터를 사용하여 커넥터 간에 0V DC인지 확인합니다.
3. MC4 스패너 사용: 스패너 갈래를 암 커넥터의 잠금 탭에 맞추고 부드럽게 뒤로 당겨 기계적 잠금을 해제합니다.
4. 천천히 분리: 잠금이 해제되면 커넥터를 조심스럽게 분리합니다. 억지로 잡아당기지 마십시오.
5. 개방형 커넥터 덮기: 어레이의 전원이 몇 시간 이상 차단되는 경우 개방형 양극 커넥터 끝을 절연 테이프 또는 캡으로 덮습니다.

고저항 커넥터 문제 해결:

증상	원인	솔루션
커넥터가 만지면 따뜻함	고저항 압착 또는 느슨한 핀	분리, 새 핀으로 다시 압착 또는 커넥터 교체
간헐적인 전원 또는 낮은 전압	핀의 부식 또는 불완전한 잠금	멀티미터를 사용하여 연속성을 테스트하고 커넥터를 청소하거나 교체합니다.
커넥터가 쉽게 분리됨	잠금 탭이 맞물리지 않음	확실한 딸깍 소리가 날 때까지 단단히 다시 결합합니다. 여전히 느슨하면 하우징을 교체합니다.
커넥터 내부의 습기	글랜드 너트가 조여지지 않음; O-링 손상	분해, 완전히 건조, O-링 교체, 토크로 다시 조립

규정 준수 및 안전 표준

설치는 다음 규정을 충족해야 합니다.

• NEC 690 (국가 전기 규정, 태양광 발전 시스템) – 단자 조임, 전선 크기 조정, 분리 절차.
• IEC 61010 (전기 측정 장비 안전 표준) – 테스트 및 검사 프로토콜.
• UL 4703 (PV 전선 표준) – UV 저항 및 온도 등급을 보장합니다.
• IP65/IP67 등급 – 정션 박스는 워터 제트(IP65) 또는 임시 침수(IP67)에 대한 등급을 받아야 합니다.
• 바이패스 다이오드 테스트 – 멀티미터 다이오드 모드를 사용하여 각 다이오드가 한 방향으로만 전도되는지 확인합니다.

주요 내용

1. 적절한 준비는 문제를 예방합니다. 깨끗한 구리, 올바른 전선 크기 조정 및 정확한 스트리핑은 설치 실패의 95%를 줄입니다.
2. 단자 조임은 매우 중요합니다. 토크 드라이버를 사용하고 모든 연결이 기계적으로 안전한지 확인합니다.
3. MC4 압착 품질은 신뢰성을 결정합니다. 래칫 압착기, 정품 Staubli 커넥터만 사용하고 모든 핀에서 “딸깍” 소리가 나는지 확인합니다.
4. 안전이 속도보다 우선합니다. 패널을 덮고, PPE를 사용하고, 모든 작업 단계 전에 영전압을 확인합니다.
5. 습기는 조용한 살인자입니다. 드립 루프, 조여진 글랜드 너트, 손상되지 않은 O-링 및 밀봉된 케이블 인입점을 확인합니다.
6. 전원을 공급하기 전에 테스트합니다. 멀티미터를 사용하여 극성, 연속성 및 절연 저항을 확인한 후 인버터 또는 컴바이너 박스에 연결합니다..

자주 묻는 질문(FAQ)

Q1: UV 등급 PV 전선 대신 표준 전기 전선을 사용할 수 있습니까?

A: 아니요. 표준 전선 절연은 직사광선에서 6~12개월 이내에 저하됩니다. PV 전선(USE-2 등급)은 25년 이상 UV 광선을 견딜 수 있도록 특별히 제조되었습니다.

Q2: 패널이 인버터에서 100피트 이상 떨어져 있는 경우 어떤 전선 게이지를 사용해야 합니까?

A: 50–100피트 구간에는 8 AWG를 사용하고, 더 긴 거리에는 6 AWG를 사용하십시오. 거리가 두 배로 늘어날 때마다 전압 강하를 2% 이하로 유지하려면 게이지 크기를 하나씩 올려야 합니다.

Q3: MC4 커넥터가 따뜻하게 느껴지는 이유는 무엇입니까?

A: 따뜻함은 높은 접촉 저항을 나타내며, 일반적으로 불완전한 압착, 부식 또는 규격에 맞지 않는 전선으로 인해 발생합니다. 즉시 연결을 끊고 연속성을 확인하십시오.

Q4: Staubli와 “호환되는” MC4 커넥터를 혼용해도 됩니까?

A: 이는 태양광 화재의 주요 원인입니다. 절대 브랜드를 혼용하지 마십시오. 전체 설치에 대해 하나의 브랜드(가급적 원래 Staubli)를 고수하십시오.

Q5: 정션 박스 배선을 얼마나 자주 점검해야 합니까?

A: 매년 또는 악천후 후에 점검하십시오. 열화상 이미징을 사용하여 핫스팟을 감지하십시오.

Q6: 정션 박스에 접지가 필요합니까?

A: 예, NEC 690.43에 따라 필요합니다. 모든 비전류 금속 부품은 UL 2703에 등재된 접지 클립을 사용하여 접지에 연결해야 합니다.

관련 VIOX 리소스

태양광 정션 박스를 더 큰 시스템에 통합하는 방법에 대한 추가 지침은 다음 VIOX 기사를 참조하십시오.

• 태양광 패널을 콤바이너 박스에 연결하는 방법 – 여러 패널 스트링을 결합하기 위한 단계별 배선 가이드.
• 태양광 패널을 컴바이너 박스에 안전하게 배선하는 방법 – 전문적인 설치 절차 및 안전 프로토콜.
• DC 아이솔레이터 스위치: 필수 안전 구성 요소 – DC 차단기 배치 및 작동 방식 이해.
• 태양광 패널 커넥터에 대한 완벽한 가이드 – MC4 표준 및 문제 해결 가이드.
• 올바른 MC4 태양광 커넥터를 선택하는 방법 – 기술 사양 및 품질 지표.
• 케이블 크기, 유형(mm² vs AWG) 가이드 – 케이블 실행에 적합한 전선 게이지를 결정하십시오.

결론

태양광 패널 정션 박스를 올바르게 배선하는 것은 안전하고 효율적이며 오래 지속되는 PV 시스템의 기초입니다. 이 가이드를 따르고 적절한 도구를 사용하고 토크 사양을 준수하며 전문적인 안전 수칙을 구현함으로써 태양광 투자가 25년 이상 최적으로 작동하도록 보장할 수 있습니다.