소개: 태양광 접속함체에 대한 검사 표준이 중요한 이유
태양광 접속함체는 광전지 시스템에서 중요한 안전 접합점 역할을 하며, 여러 태양광 패널 스트링에서 DC 전류를 통합하여 전력을 인버터 또는 배터리 시스템으로 라우팅합니다. 비교적 간단한 기능에도 불구하고 이러한 인클로저는 PV 시스템 검사 중에 가장 면밀히 조사되는 구성 요소 중 하나입니다. 결함이 있는 태양광 접속함체는 아크 결함, 화재 위험, 시스템 가동 중지 시간 및 비용이 많이 드는 보증 청구로 이어질 수 있습니다.
검사관, 엔지니어 및 관할 당국(AHJ) 담당자의 경우 UL 및 IEC 표준의 중복되는 요구 사항을 탐색하는 것은 지속적인 과제입니다. UL 1741은 북미 설치를 지배하는 반면 IEC 60364-7-712 및 IEC 62852는 유럽, 아시아 및 개발 도상국의 많은 프로젝트를 관리합니다. VIOX Electric을 포함한 많은 제조업체는 글로벌 시장에 서비스를 제공하기 위해 이중 인증을 추구하지만 현장 검증 중에 추가적인 복잡성이 발생합니다.
이 검사관 가이드는 UL 및 IEC 표준에 대한 태양광 접속함체 준수를 확인하기 위한 실용적인 체크리스트 기반 프레임워크를 제공합니다. 캘리포니아의 주거용 옥상 어레이를 승인하든 독일의 유틸리티 규모 설치를 승인하든 이러한 체크리스트는 부적합성을 식별하고 검사 시간을 줄이며 처음부터 시스템 무결성을 보호하는 데 도움이 됩니다.
태양광 접속함체에 대한 UL 표준 프레임워크
UL 1741: 북미 벤치마크
“분산 에너지 자원과 함께 사용하기 위한 인버터, 컨버터, 컨트롤러 및 상호 연결 시스템 장비”라는 제목의 UL 1741은 미국 및 캐나다에서 태양광 접속함체에 대한 주요 인증 표준 역할을 합니다. UL 1741은 종종 인버터와 관련되지만 DC 접속함체 인클로저를 포함하여 시스템 균형 구성 요소를 명시적으로 다룹니다.
UL 1741에 등재된 접속함체는 전기 안전, 화재 봉쇄, 고장 전류 내성 및 환경 내구성에 대해 국가 공인 시험소(NRTL)에서 테스트를 거쳤습니다. 이 표준은 제품 설계와 인증된 장비에 표시되어야 하는 표시를 모두 다룹니다.
검사관이 확인하는 주요 UL 1741 요구 사항:
- NRTL 마크 존재: UL 또는 ETL 마크는 인클로저에 영구적으로 부착되어야 합니다.
- 전압 및 전류 정격: 최대 DC 전압(1000V 또는 1500V) 및 전류 용량을 명확하게 표시해야 합니다.
- DC 차단 통합: 있는 경우 차단 스위치는 UL 98B를 충족해야 합니다.
- 퓨즈 사양: 스트링 퓨즈(필요한 경우)는 눈에 보이는 암페어/전압 표시가 있는 DC 정격 퓨즈를 사용해야 합니다.
- 접지 및 본딩 준수: NEC 조항 690 요구 사항에 따름.
- 경고 라벨: 접지되지 않은 도체 경고 및 감전 위험 고지를 읽을 수 있어야 합니다.
UL 50: 인클로저 환경 등급
UL 50은 NEMA(미국 전기 제조업체 협회) 북미 전역에서 사용되는 인클로저 등급을 정의합니다. 태양광 접속함체의 경우 두 가지 등급이 지배적입니다.
- 네마 3R: 내후성이 뛰어나 대부분의 실외 설치에 적합합니다. 비와 진눈깨비로부터 보호합니다.
- 네마 4X: 내식성이 뛰어나 해안 또는 가혹한 산업 환경에 필요합니다. 바람에 날리는 먼지와 호스에서 직접 분사되는 물로부터 우수한 보호 기능을 제공합니다.
검사관은 인클로저 등급이 설치 환경과 일치하는지 확인해야 합니다. 해안에서 500피트 떨어진 곳에 설치된 NEMA 3R 상자는 염수 분무 부식으로 인해 조기에 고장납니다.
IEC 표준 프레임워크 태양광 결합기 박스
IEC 60364-7-712: PV 시스템 설치 요구 사항
IEC 60364-7-712는 전 세계 광전지 전원 공급 시스템에 대한 전기 설치 표준을 설정합니다. 섹션 712.422는 특히 PV 어레이의 과전류로부터의 보호를 다루고 섹션 712.537은 절연 및 스위칭 요구 사항을 다룹니다. 둘 다 접속함체 검사에 직접 적용됩니다.
주요 IEC 60364-7-712 조항:
- 과전류 보호 크기 조정: 스트링 퓨즈 정격은 스트링 단락 전류(Isc_mod)의 1.5배에서 2.4배 사이여야 합니다. 서브 어레이 보호는 서브 어레이 Isc의 1.25배에서 2.4배 사이여야 합니다.
- 이중 절연 요구 사항: 120V DC 개방 회로 전압을 초과하는 시스템의 경우 클래스 II(이중 또는 강화 절연)가 필수입니다.
- 차단 장치 사양: 부하 차단 스위치 차단기는 부하 상태에서 최대 DC 전류를 차단할 수 있어야 합니다.
- 도체 극성: 접지된 어레이의 경우 과전류 장치는 접지되지 않은 도체에 있어야 합니다. 플로팅 어레이는 양쪽 극에 대한 보호가 필요합니다.
- 인클로저 준수: 접속함체 인클로저는 저전압 스위치기어 어셈블리에 대한 IEC 61439 표준을 충족해야 하며 온도 상승 및 내부 간격을 다룹니다.
IEC 62852 및 IP 등급 시스템
IEC 62852는 주로 광전지 시스템용 DC 커넥터를 다루지만 접속함체 인클로저에도 적용되는 환경 보호 기준을 설정합니다. IEC 60529에 정의된 침투 보호(IP) 등급 시스템은 두 자리 코드를 사용합니다.
- 첫 번째 숫자(고체 침투):
- 5 = 방진(제한된 침투 허용)
- 6 = 방진(침투 없음)
- 두 번째 숫자(액체 침투):
- 5 = 워터 제트로부터 보호
- 6 = 강력한 워터 제트로부터 보호
- 7 = 일시적인 침수로부터 보호(최대 1미터)
대부분의 실외 태양광 설치의 경우 IP65가 최소 허용 등급입니다. 해안, 홍수 발생 가능성이 있는 또는 습도가 높은 환경에서는 일반적으로 IP66 또는 IP67 보호가 필요합니다. 검사관은 표시된 IP 등급이 환경 조건과 프로젝트 사양 모두와 일치하는지 확인해야 합니다.
사전 검사 문서 체크리스트
물리적 검사를 수행하기 전에 다음 문서를 사용할 수 있고 완료되었는지 확인하십시오. 누락되거나 불완전한 문서는 대부분의 관할 구역에서 검사 연기의 근거가 됩니다.
필수 문서(UL 및 IEC 설치)
- UL 1741 목록 인증서 (북미) 또는 IEC 61439/60947 준수 선언 (국제)
- NRTL 마크 확인(UL의 경우) 또는 CE 마크 확인(IEC의 경우)
- 단선 전기 다이어그램 스트링 구성 표시
- 스트링 전압 및 전류 계산(Voc, Isc, Vmp, Imp)
- 과전류 보호 장치 크기 조정 계산
- 특정 접속함체 모델에 대한 제조업체의 설치 가이드 for the specific combiner box model
- 모든 전기 종단에 대한 토크 사양
- 환경 등급 확인 (NEMA 또는 IP 등급)
- NEC Article 690 준수 성명 (미국 설치)
- 지역 유틸리티 상호 연결 승인
- 건축 허가 및 승인된 전기 계획
- 태양광 패널 모델 사양 시트
- 최대 직렬 퓨즈 정격 (NFPA 70E 준수)
- 전압 계산을 위한 온도 계수 데이터
문서 검토는 설치된 컴바이너 박스 모델이 승인된 계획과 일치하는지 확인해야 합니다. 현장 대체는 검사를 진행하기 전에 AHJ 승인이 필요합니다.
물리적 및 육안 검사 체크리스트
물리적 검사는 문서 검토에서 명확하지 않을 수 있는 설치 결함, 환경적 취약성 및 안전 위험을 식별합니다.
인클로저 및 장착
- 무결성: 인클로저 본체 또는 덮개에 균열, 구멍 또는 손상이 없습니다.
- 날씨 씰이 틈 없이 그대로 유지됩니다 (IP/NEMA 등급에 중요).
- UV 저항성 재료가 확인되었습니다 (실외 설치용).
- 금속 인클로저에 녹 또는 부식의 징후가 없습니다.
- 마운팅: 컴바이너 박스가 구조 또는 장착 시스템에 단단히 고정되어 있습니다.
- 하드웨어에 부식이나 느슨함이 보이지 않습니다.
- 장착 위치는 필요한 접근성을 제공합니다 (NEC 110.26).
- 제조업체 사양에 따라 간격이 유지됩니다.
- 열 관리: 환기구가 파편 및 장애물 없이 깨끗합니다.
- 박스가 직접적인 집중 태양열에 노출되지 않습니다 (정격이 아닌 경우).
- 다른 열 발생 장비와의 적절한 간격
케이블 입구 및 스트레인 릴리프
- 밀봉: 모든 케이블 입구에 적절한 글랜드 또는 커넥터가 장착되어 있습니다.
- 글랜드가 IP/NEMA 등급을 유지하도록 적절히 조여졌습니다.
- 사용하지 않는 케이블 입구는 블랭킹 플러그로 밀봉되었습니다.
- 전선관 연결이 안전하고 방수 처리되었습니다.
- 지원하다: 케이블이 입구 지점에서 적절하게 식별되고 라벨이 부착되었습니다.
- 모든 도체에 적절한 스트레인 릴리프가 제공됩니다.
- 노출된 단일 도체 DC 배선에 대해 PV 와이어 목록이 확인되었습니다.
- 필요한 거리 내에 케이블 지지대가 제공됩니다.
내부 부품 검사
- 퓨즈: 모든 스트링 위치에 적절한 퓨즈가 장착되어 있습니다 (NEC 690.9에 따라 필요한 경우).
- 퓨즈는 올바른 전압 정격으로 DC 작동용으로 정격되었습니다.
- 과열의 증거가 없습니다 (변색, 녹은 절연).
- 퓨즈 홀더가 안전하고 적절한 접촉을 합니다.
- 스위칭: 스위치가 전체 이동 범위에서 부드럽게 작동합니다.
- ON/OFF 위치가 명확하게 표시되고 기능합니다.
- 핸들 잠금 장치가 있고 기능합니다.
- 스위치 접점에 피팅 또는 연소가 보이지 않습니다.
- 접지: 장비 접지 도체가 있고 적절하게 종단되었습니다.
- 접지 버스바가 안전하고 적절한 크기입니다.
- 모든 금속 부품에 본딩 점퍼가 설치되었습니다.
- 접지 저항이 <25옴으로 확인되었습니다 (NEC 요구 사항에 따름).
- 종료: 모든 단자가 눈에 띄게 조여져 있습니다 (확인을 위해 토크 렌치를 사용하십시오).
- 구리 단자 또는 버스바에 부식의 징후가 없습니다.
- 올바른 극성이 관찰되었습니다 (양극에서 양극으로, 음극에서 음극으로).
- 제조업체 사양에 따른 단자 내 와이어 입구
전기 테스트 및 검증 체크리스트
안전 경고: 모든 전기 테스트는 적절한 개인 보호 장비 (PPE)를 착용하고 컴바이너 박스를 안전하게 격리할 수 있는지 확인한 후에 수행해야 합니다. 태양광 컴바이너 박스의 DC 전압은 1000V를 초과할 수 있으며 심각한 감전 및 아크 플래시 위험을 초래합니다.
사전 테스트 안전 검증
- 스위치 차단기가 OFF 위치에 있고 잠겨 있습니다 (장착된 경우).
- 스트링 입력을 테스트를 위해 안전하게 격리할 수 있습니다.
- 테스트 절차 중에 경고 표지판이 게시되었습니다.
- NFPA 70E 아크 플래시 경계 계산에 따라 아크 정격 PPE를 착용했습니다.
- 절연 도구 및 적절한 정격의 테스트 장비가 사용되었습니다.
- 고전압 테스트를 위해 두 번째 자격을 갖춘 사람이 참석했습니다.
전압 및 전류 측정
- 개방 회로 전압 (Voc): 태양 복사 하에서 각 스트링의 Voc를 측정합니다.
- Voc가 접속함의 최대 전압 정격을 초과하지 않는지 확인합니다.
- 측정된 Voc를 계산된 값과 비교합니다(±3% 이내여야 함).
- 작동 전류: 부하 상태에서 각 스트링의 작동 전류를 측정합니다.
- 스트링 간 전류 균형을 확인합니다(편차가 <10%이면 잠재적인 문제가 있음을 나타냅니다).
- 전류가 퓨즈 또는 버스바 정격을 초과하지 않는지 확인합니다.
- 극성: 모든 스트링 입력에서 양극 및 음극 극성을 확인합니다.
- 일관된 색상 코딩을 확인합니다(일반적으로 빨간색=양극, 검은색=음극).
- 극성 반전 연결을 확인합니다(즉시 실패 조건).
절연 및 접지 테스트
- 절연 저항:
- 양극 도체와 접지 사이 테스트: 최소 1 메가옴
- 음극 도체와 접지 사이 테스트: 최소 1 메가옴
- 양극 및 음극 도체 사이 테스트: 최소 1 메가옴
- 참고: 테스트하기 전에 모듈 제조업체에 문의하십시오. 일부 보증은 메거 테스트를 제외합니다.
- 접지 연속성: 접속함에서 시스템 접지까지 접지 경로 연속성을 확인합니다.
- 접지 저항 측정: NEC 250.53에 따라 <25옴이어야 합니다.
- 모든 금속 인클로저 부품 간의 본딩을 확인합니다.
- 서지 보호: 확인 SPD 상태 표시기(녹색=양호, 빨간색=교체).
- SPD 전압 정격이 시스템 Voc와 일치하거나 초과하는지 확인합니다.
- SPD가 각 극과 접지 사이에 올바르게 연결되었는지 확인합니다.
기능 테스트
- 스위치 작동: 스위치가 부하 조건에서 전류를 차단하는지 확인합니다.
- 기계적 잠금/태그아웃 기능 테스트
- 스위치가 열려 있을 때 보이는 차단 표시를 확인합니다.
- 모니터링: 스트링 레벨 전류 모니터링 정확도를 확인합니다(장착된 경우).
- 과전류 또는 고장 조건에 대한 경보 기능 테스트
- 원격 모니터링 통신이 작동하는지 확인합니다.
인증 및 마킹 요구 사항
적절한 라벨링 및 인증 마킹은 단순한 행정적 형식이 아니라 중요한 안전 정보 및 법적 책임 보호를 제공합니다. 누락되거나 잘못된 마킹은 검사 실패의 일반적인 이유입니다.
UL 마킹 요구 사항(북미)
- 인증 마크: UL, ETL, CSA 또는 기타 NRTL 마크가 인클로저에 영구적으로 부착됩니다.
- 인클로저를 열지 않고도 마크가 명확하게 보이는지 확인합니다.
- 인증 데이터베이스로 추적 가능한 제어 번호
- 정격 플레이트: 제조업체 이름 및 모델 번호.
- 최대 DC 전압 정격(예: “1000V DC Max” 또는 “1500V DC Max”)
- 스트링당 최대 전류 및 총 전류 용량
- 환경 정격(예: “NEMA 4X” 또는 “실외 사용”)
- 주변 온도 정격(25°C(77°F) 이외의 경우)
- 안전 경고: “경고: 감전 위험”이 눈에 띄게 표시됩니다.
- 접지되지 않은 도체 경고(해당되는 경우): “DC 도체에 전원이 공급될 수 있습니다.”
- “단로 스위치에 대한 ”ON“ 및 ”OFF" 마킹
- 퓨즈 교체 사양(암페어, 전압, DC 정격)
IEC 마킹 요구 사항(국제)
- CE 마크: 인클로저 또는 정격 플레이트에 표시됩니다.
- 적합성 선언 문서와 함께 제공됩니다.
- 저전압 지침 2014/35/EU 준수
- 표준 참조: 정격 플레이트에 IEC 61439 또는 IEC 60947 참조.
- IP 등급이 명확하게 표시됩니다(예: “IP65” 또는 “IP66”).
- 정격 작동 전압(Ue) 및 전류(Ie)
- 기호: DC 전압 경고 기호(IEC 60417 기호).
- 대상 시장에서 요구하는 경우 다국어 경고
- 해당되는 경우 접지/본딩 기호
현장 적용 라벨
- 스트링 식별: 각 스트링 입력은 해당 어레이 위치로 레이블링됩니다.
- 출력 식별: 출력 단자는 대상(인버터, 충전 컨트롤러 등)으로 레이블링됩니다.
- 모든 DC 단자에 극성 표시(+ 및 – 기호)
- 시스템 정보: 최대 시스템 전압 존재.
- 단락 전류 정격
- 설치 날짜 및 설치자 식별
- 비상 연락처 정보
일반적인 부적합 문제
현장 검사 데이터 및 AHJ 보고서를 기반으로 다음 문제가 태양광 접속함 검사 실패의 대부분을 차지합니다.
- 퓨즈 누락 또는 부적절한 퓨즈 사용: NEC 690.9에서 요구하는 경우(3개 이상의 스트링) 스트링 퓨즈가 생략되거나, 퓨즈가 모듈 최대 직렬 퓨즈 정격에 비해 너무 작거나 큽니다.
- 잘못된 환경 등급: 부식성 해안 환경에 NEMA 3R 박스가 설치되거나, 적절한 날씨 보호 없이 실내 등급 인클로저가 실외에서 사용됩니다.
- 부적절한 접지: 장비 접지 도체 누락, 접지선 크기 부족 또는 접지 저항 >25옴을 초래하는 불량한 종단 처리.
- 토크 사양 위반: 부적절한 토크 적용으로 인한 느슨한 단자 연결로 인해 핫스팟 및 잠재적인 아크 결함이 발생합니다.
- 케이블 글랜드 고장: 사용하지 않는 케이블 입구가 열려 있거나(IP/NEMA 등급 손상), 현재 케이블 크기에 잘못된 글랜드 유형이 사용됩니다.
- 불충분한 라벨링: 경고 라벨 누락, 흐릿하거나 읽을 수 없는 표시 또는 식별을 위해 개별 스트링 회로를 라벨링하지 못함.
- 전압 정격 불일치: 추운 온도 조건으로 인해 계산된 Voc가 이 값을 초과하는 시스템에 1000V DC 정격의 접속함이 설치되었습니다.
결론: 효율적인 검사를 위한 모범 사례
UL 및 IEC 표준에 따라 태양광 접속함을 검사하려면 철저함과 효율성의 균형이 필요합니다. 구조화된 체크리스트를 따르고 안전에 중요한 항목(인증 확인, 과전류 보호, 접지 및 환경 등급)의 우선 순위를 지정함으로써 검사관은 합리적인 검사 기간을 유지하면서 가장 중요한 부적합성을 식별할 수 있습니다.
이중 UL/IEC 인증을 추구하는 VIOX Electric과 같은 제조업체는 제품이 북미 및 국제 요구 사항을 모두 충족하도록 보장하여 검사관의 작업을 단순화합니다. 태양광 접속함의 승인을 평가할 때는 항상 문서가 설치된 장비와 일치하는지, 모든 안전 라벨이 있고 읽을 수 있는지, 전기 테스트가 시스템 무결성을 확인하는지 확인하십시오.
이러한 체크리스트를 정기적으로 사용하면 검사 재작업을 줄이고 시스템 안정성을 보호하며 궁극적으로 전 세계 태양광 발전 설비의 안전한 배포에 기여할 수 있습니다.
