Seorang pengguna Reddit bertanya soalan yang nampak tidak bersalah: “Patutkah saya memasang RCD (peranti arus baki) pada bahagian input DC kotak penyambung solar saya untuk keselamatan tambahan?” Dalam beberapa minit, juruelektrik berlesen dan jurutera solar membanjiri bebenang itu dengan amaran segera: Jangan lakukan. Ini berbahaya.
Jawapan itu mendedahkan salah faham kritikal yang meletakkan pemasangan solar DIY—dan juga beberapa pemasangan profesional—pada risiko yang serius. Jika anda sudah biasa dengan pemikiran elektrik AC, di mana “lebih banyak perlindungan sama dengan lebih baik,” dunia litar DC fotovolta memerlukan pendekatan yang sama sekali berbeza. Memasang RCD standard pada bahagian DC sistem solar bukan sahaja tidak berkesan—ia boleh mewujudkan rasa selamat palsu sambil meninggalkan pemasangan anda terdedah kepada bahaya kebakaran dan kejutan elektrik.
Panduan ini menerangkan mengapa RCD gagal secara teruk dalam aplikasi DC, peranti perlindungan yang sebenarnya anda perlukan untuk kotak penyambung PV, dan di mana perlindungan kebocoran sebenarnya berlaku dalam sistem solar moden.
Mengapa RCD Tidak Boleh Berfungsi pada Litar DC
Ketidaksesuaian Asas
Peranti Arus Baki berfungsi dengan mengesan ketidakseimbangan dalam aliran arus AC. Di dalam setiap RCD terdapat transformer pembezaan (toroid) yang memantau konduktor hidup dan neutral. Dalam litar AC yang sihat, arus yang mengalir keluar sama dengan arus yang kembali, mewujudkan medan magnet bertentangan yang membatalkan satu sama lain. Apabila kebocoran berlaku—contohnya, melalui seseorang yang menyentuh wayar hidup—ketidakseimbangan mewujudkan medan magnet bersih yang mendorong arus dalam gegelung pengesan, menyebabkan peranti tersandung.
Keseluruhan mekanisme ini bergantung pada arus ulang alik yang mewujudkan medan magnet yang sentiasa berubah. Arus terus menghasilkan fluks magnet yang stabil dan tidak berubah yang secara asasnya memecahkan kaedah pengesanan ini.
Masalah Ketepuan: RCD Menjadi Buta
Apabila arus kebocoran DC mengalir melalui transformer RCD, ia mewujudkan fluks magnet yang berterusan yang menepukan teras magnet. Teras yang tepu tidak lagi boleh bertindak balas terhadap perubahan dalam fluks magnet. Inilah bahagian yang berbahaya: sebaik sahaja ditepukan oleh kerosakan DC, RCD menjadi “buta” walaupun kepada kerosakan AC berikutnya. Jika kebocoran AC yang berbahaya berlaku selepas ketepuan DC, RCD tidak akan mengesannya dan akan gagal tersandung.
Dalam sistem fotovolta, di mana degradasi penebat di sekeliling kabel DC adalah perkara biasa disebabkan oleh pendedahan cuaca, kerosakan UV, dan kitaran terma, kerosakan kebocoran DC adalah ancaman yang nyata dan berterusan. RCD Jenis AC—jenis kediaman yang paling biasa—tidak boleh mengesan arus baki DC yang lancar ini dan mungkin gagal secara senyap.
Jadual 1: Jenis RCD dan Keserasian DC
| Jenis RCD | Mengesan Kerosakan AC | Mengesan DC Berdenyut | Mengesan DC Lancar | Risiko Ketepuan DC | Sesuai untuk Bahagian DC PV? |
|---|---|---|---|---|---|
| Taip AC | ✓ | ✗ | ✗ | Tinggi (menepu pada mana-mana komponen DC) | TIDAK – Berbahaya |
| Jenis A | ✓ | ✓ | ✗ (menjadi buta pada >6mA) | Sederhana (menepu melebihi 6mA DC) | TIDAK – Berbahaya |
| Jenis F | ✓ | ✓ | ✗ (menjadi buta pada >10mA) | Sederhana (menepu melebihi 10mA DC) | TIDAK – Berbahaya |
| Jenis B | ✓ | ✓ | ✓ | Rendah (reka bentuk elektronik) | TIDAK – Aplikasi yang Salah |
Nota penting: Malah RCD Jenis B, yang boleh mengesan DC lancar, direka untuk litar AC dengan potensi pencemaran DC. Ia tidak menggantikan perlindungan arus lebih dan kerosakan arka DC yang betul.
Mengapa Arka DC Lebih Berbahaya
Di luar pengesanan, terdapat masalah kritikal kedua: pemadaman arka. Arus AC melintasi sifar 100 kali sesaat (dalam sistem 50Hz), menyediakan saat semula jadi apabila arka boleh padam. Pada titik lintasan sifar ini, tenaga arka jatuh ke minimum, membolehkan jurang untuk menyahpenebat dan menghalang penyalaan semula.
DC tidak mempunyai lintasan sifar. Sebaik sahaja arka DC terbentuk, ia berterusan selama-lamanya selagi voltan dan arus mencukupi. Suis dan RCD berkadar AC standard tidak mempunyai gegelung letupan magnet, pelongsor arka, dan mekanisme pemanjangan yang diperlukan untuk memadamkan arka DC secara paksa. Menggunakan RCD AC pada litar DC bermakna walaupun ia entah bagaimana mengesan kerosakan, membuka kontaknya mungkin akan mengakibatkan arka berterusan, kimpalan sentuhan, atau kemusnahan peranti.
Triniti Perlindungan DC: Apa yang Sebenarnya Tergolong dalam Kotak Penyambung Anda
Daripada RCD, kotak penyambung PV memerlukan tiga peranti perlindungan berkadar DC khusus. Setiap satu berfungsi dengan fungsi yang berbeza yang tidak boleh disediakan oleh RCD.
1. Berkadar DC MCB (Pemutus Litar Kecil)
Fungsi: Perlindungan arus lebih dan litar pintas untuk output tatasusunan gabungan.
Mengapa khusus DC penting: MCB DC menggabungkan gegelung letupan magnet yang menjana medan magnet untuk meregangkan dan memaksa arka ke dalam pelongsor arka. Pelongsor ini membelah arka utama kepada beberapa arka siri yang lebih kecil, meningkatkan voltan dan rintangan arka secara mendadak sehingga litar tidak lagi dapat menampungnya. “Kaedah gangguan rintangan tinggi” ini adalah berbeza secara asas daripada “gangguan arus sifar” yang digunakan dalam pemutus AC.
MCB DC mesti dinilai untuk voltan litar terbuka maksimum sistem (Voc) pada suhu terendah yang dijangkakan—biasanya 600V atau 1000V untuk sistem kediaman. Penarafan arus harus mengendalikan jumlah semua arus maksimum rentetan (Isc × 1.25 untuk setiap rentetan) dengan faktor keselamatan tambahan 125% untuk tugas berterusan.
Spesifikasi tipikal untuk sistem 6-rentetan (14A Isc setiap rentetan):
- Jumlah arus maksimum: 6 × 14A × 1.25 = 105A
- Penarafan MCB dengan faktor 125%: 105A × 1.25 = 131.25A
- Penarafan terpilih: MCB DC 150A, penarafan 1000V
2. Fius DC (Berkadar gPV)
Fungsi: Perlindungan arus lebih peringkat rentetan dan perlindungan arus terbalik.
Aplikasi kritikal: Apabila satu rentetan mengalami kerosakan, rentetan yang sihat boleh menyalurkan arus terbalik ke dalamnya. Tanpa fius, ini melebihi penarafan fius siri maksimum modul (20A-30A), menyebabkan kabel terlalu panas dan kebakaran.
Fius gPV (IEC 60269-6) menampilkan penarafan voltan DC tinggi (600V, 1000V, 1500V), kapasiti gangguan DC untuk kerosakan rentetan selari, dan ciri terma untuk operasi luar berterusan.
Saiz mengikut NEC 690.9: Penarafan fius ≥ Isc × 1.56
Untuk 14.45A Isc: 14.45A × 1.56 = 22.54A → pilih Fius gPV 25A
3. SPD DC (Peranti Perlindungan Lonjakan)
Fungsi: Perlindungan kilat dan voltan lampau sementara.
Tatasusunan solar bertindak sebagai penarik kilat. SPD DC menggunakan MOV atau GDT untuk mengepit voltan lampau dan memesongkan arus lonjakan ke tanah.
Spesifikasi utama:
- Penarafan voltan (Uc) mesti melebihi Voc maksimum sistem
- Arus nyahcas maksimum (Imax): 20kA-40kA untuk SPD Jenis 2
- Tahap perlindungan voltan (Up) di bawah input maksimum penyongsang
SPD ialah peranti korban yang memerlukan pemeriksaan selepas kejadian lonjakan.
Jadual 2: Matriks Pemilihan Komponen – Tempat Setiap Peranti Pergi
| Lokasi | Perlindungan Arus Lebih | Perlindungan Arus Terbalik | Perlindungan Lonjakan | Pemantauan Kebocoran/Penebat |
|---|---|---|---|---|
| Tahap Rentetan | Pilihan (jika >3 rentetan selari) | Fius gPV (wajib) | Pilihan (SPD rentetan) | — |
| Output Kotak Penggabung | MCB DC (wajib) | — | SPD DC (wajib) | — |
| Input DC Inverter | Bersepadu dalam inverter | Bersepadu dalam inverter | Mungkin mempunyai SPD Jenis 2 | Pemantauan RCMU/ISO |
| Output AC Inverter | MCB/MCCB AC | — | AC SPD | RCD Jenis A atau Jenis B |
Di Mana Perlindungan Kebocoran Sebenarnya Berlaku: Tugas Inverter
Jika anda tidak memasang RCD pada bahagian DC, dari mana datangnya perlindungan kebocoran? Jawapannya: inverter grid-tie moden.
RCMU: Unit Pemantauan Arus Baki
Inverter moden menyepadukan RCMU (Unit Pemantauan Arus Baki) yang memantau arus baki AC dan DC. Tidak seperti RCD yang tersandung secara mekanikal, RCMU memberi isyarat kepada inverter untuk dimatikan apabila kerosakan dikesan.
Ambang operasi RCMU:
- Perubahan mendadak ≥30mA mencetuskan penutupan dalam masa 0.3 saat
- Kebocoran berterusan ≥300mA mencetuskan penutupan
- Kegagalan ujian kendiri menghalang permulaan inverter
Pemantauan ISO: Inverter menguji rintangan penebat sebelum sambungan grid setiap pagi. Jika di bawah 1 Megohm, inverter enggan beroperasi. Model lanjutan menawarkan pemantauan masa nyata.
Perlindungan bersepadu ini mengendalikan fungsi tepat yang cuba dicapai oleh pemasang secara silap dengan RCD bahagian DC—tetapi dengan teknologi yang direka khusus untuk pengesanan kerosakan DC.
RCD Bahagian AC: Satu-satunya Tempat RCD Sepatutnya Berada
RCD memang mempunyai peranan dalam sistem solar: pada bahagian output AC, selepas inverter menukar DC kepada AC.
lokasi: Antara output AC inverter dan panel elektrik utama.
Pemilihan jenis bergantung pada reka bentuk inverter:
Jadual 3: Keperluan RCD Bahagian AC mengikut Jenis Inverter
| Jenis Inverter | Pengasingan DC-AC | Risiko Kebocoran DC Lancar | Jenis RCD yang Diperlukan | Alasan |
|---|---|---|---|---|
| Terpencil (dengan transformer) | Pemisahan galvanik | tiada | Jenis A | Transformer menghalang kerosakan DC daripada mencapai bahagian AC |
| Tidak terpencil (tanpa transformer) | Tiada pemisahan | tinggi | Jenis B | Kerosakan DC boleh bocor ke bahagian AC; Jenis A akan tepu |
Mengapa Jenis B untuk inverter tanpa transformer: Tanpa pengasingan galvanik, kerosakan penebat bahagian DC boleh membenarkan arus DC lancar ke litar AC. RCD Jenis A hanya bertolak ansur dengan 6mA DC sebelum tepu. RCD Jenis B menggunakan penderiaan elektronik yang kekal berfungsi dengan kehadiran DC lancar.
Sentiasa rujuk dokumentasi pengilang. Sesetengah pengeluar (SolarEdge) membenarkan RCD Jenis A; yang lain (SMA) memerlukan Jenis B untuk model tanpa transformer. Apabila ragu-ragu, Jenis B memberikan perlindungan maksimum.
Ralat Konfigurasi Biasa dan Pembetulan
Jadual 4: Kesilapan Berbahaya dan Penyelesaian yang Betul
| ralat | Mengapa Ia Berbahaya | Penyelesaian yang Betul |
|---|---|---|
| Memasang RCD Jenis AC pada input DC | Tidak dapat mengesan kerosakan DC; tepu dan menjadi buta kepada semua kerosakan; sesentuh tidak boleh memecahkan arka DC dengan selamat | Gunakan MCB DC + fius gPV; bergantung pada RCMU inverter untuk pengesanan kebocoran |
| Menggunakan fius berkadar AC dalam kotak penggabung | Kekurangan kapasiti pemotongan DC; boleh meletup apabila cuba membersihkan arus kerosakan DC | Sentiasa nyatakan fius berkadar gPV (IEC 60269-6) dengan penarafan voltan DC yang betul |
| Fius bersaiz besar “untuk pengembangan masa hadapan” | Fius 30A pada rentetan 10A tidak akan melindungi daripada arus lebih terbalik; menafikan tujuan fius | Saiz fius setiap NEC 690.9 (Isc × 1.56); besarkan kotak penggabung/bar bas sebaliknya |
| Meninggalkan SPD untuk menjimatkan kos | Transien yang disebabkan oleh kilat memusnahkan inverter; insurans selalunya tidak akan melindungi pemasangan yang tidak betul | Pasang SPD DC pada output penggabung; pertimbangkan SPD AC pada panel juga |
| Menggunakan RCD Jenis A dengan inverter tanpa transformer | Jenis A tepu dengan >6mA DC licin; gagal melindungi daripada kerosakan AC yang tercemar DC | Sahkan jenis penyongsang; gunakan RCD Jenis B untuk reka bentuk bukan terpencil mengikut IEC 60364-7-712 |
| Memasang DC MCB tanpa mengesahkan penarafan DC | AC MCB gagal secara dahsyat apabila memutuskan DC; boleh mengimpal sesentuh atau meletup | Sahkan tanda “DC” yang jelas dan penarafan voltan ≥ Voc sistem pada suhu minimum |
Senarai Semak Spesifikasi Peralatan
Sebelum membeli komponen untuk kotak penggabung PV anda, sahkan spesifikasi ini:
DC MCB:
- Penarafan voltan DC ≥ Voc sistem pada suhu ambien terendah
- Penarafan arus ≥ (jumlah rentetan Isc × 1.25) × 1.25
- Tanda “DC” yang jelas pada peranti
- Kapasiti pemutusan (Icu) ≥ arus kerosakan prospektif maksimum
Fius gPV:
- Tanda klasifikasi IEC 60269-6 gPV
- Penarafan arus = Isc × 1.56 dibundarkan kepada saiz standard seterusnya
- Penarafan voltan ≥ 1.2 × Voc sistem
- Penarafan tidak melebihi penarafan fius siri maksimum modul
DC SPD:
- Voltan operasi berterusan berkadar (Uc) ≥ Voc sistem
- Klasifikasi Jenis 2 minimum (Jenis 1 jika tiada SPD huluan)
- Arus nyahcas maksimum (Imax) ≥ 20kA
- Tahap perlindungan voltan (Up) di bawah voltan input maksimum penyongsang
Penyongsang:
- RCMU bersepadu atau pengesanan kerosakan DC yang setara
- Pemantauan rintangan penebat (ISO)
- Dokumentasi menyatakan jenis RCD sisi AC yang diperlukan
Sering Bertanya Soalan-Soalan
S: Juruelektrik AC saya mengatakan kami sentiasa menggunakan RCD untuk keselamatan. Mengapa tidak di bahagian DC?
J: RCD direka secara eksklusif untuk arus ulang alik. Mekanisme pengesanan mereka bergantung pada perubahan medan magnet yang hanya dihasilkan oleh AC. DC mencipta fluks magnet yang stabil yang menepukan teras RCD, menjadikannya tidak dapat mengesan kerosakan—AC atau DC. Selain itu, sesentuh RCD tidak boleh memutuskan arka DC dengan selamat, yang tidak mempunyai lintasan sifar semula jadi yang disediakan oleh AC. Menggunakan RCD pada DC bukanlah “keselamatan tambahan”—ia adalah komponen tidak berfungsi yang mewujudkan keyakinan palsu.
S: Bolehkah saya menggunakan RCD Jenis B di bahagian DC kerana ia mengesan DC licin?
J: RCD Jenis B mengesan arus baki DC licin, tetapi ia direka untuk litar AC dengan potensi pencemaran DC (seperti output penyongsang). Ia tidak menggantikan perlindungan arus lebih, arus terbalik dan arka yang disediakan oleh DC MCB dan fius gPV. Lebih penting lagi, walaupun RCD Jenis B mungkin kekurangan kapasiti pemutusan DC dan mekanisme pemadaman arka yang diperlukan untuk tatasusunan PV voltan tinggi. Pendekatan yang betul ialah peranti perlindungan khusus DC di bahagian DC, dengan RCD Jenis B pada output AC jika diperlukan oleh reka bentuk penyongsang.
S: Bagaimana jika kotak penggabung saya disertakan dengan ruang pemasangan RCD?
J: Sesetengah kotak penggabung yang diimport termasuk ruang pemasangan rel DIN universal tanpa direka untuk pasaran atau kod tertentu. Hanya kerana terdapat ruang fizikal tidak bermakna anda harus memasang RCD. Ikuti keperluan NEC Artikel 690 (Amerika Utara) atau IEC 62548 (antarabangsa): DC MCB, fius gPV dan DC SPD. Biarkan ruang tambahan kosong atau gunakannya untuk kedudukan rentetan tambahan jika bar bas anda menyokongnya.
S: Bagaimanakah saya tahu jika penyongsang saya mempunyai pemantauan RCMU dan ISO?
J: Semak helaian data penyongsang atau manual pemasangan. Penyongsang grid-tie moden daripada pengeluar yang bereputasi (SMA, Fronius, SolarEdge, Solis, Huawei, dll.) semuanya menyertakan ciri ini sebagai standard, selalunya menyenaraikannya di bawah “Keselamatan” atau “Ciri Perlindungan.” Cari istilah seperti “Unit Pemantauan Arus Baki (RCMU),” “Pemantauan Rintangan Penebat,” “Pengesanan Kerosakan Tanah” atau “Pemantauan ISO.” Jika anda tidak dapat mencari maklumat ini, hubungi pengilang—mana-mana penyongsang yang dijual selepas 2015 untuk sambungan grid sepatutnya mempunyai pengesanan kerosakan DC bersepadu.
S: Pemeriksa tempatan saya memerlukan RCD. Apa yang perlu saya beritahu mereka?
J: Tanya secara khusus di mana RCD harus dipasang. Jika mereka bermaksud sisi output AC antara penyongsang dan panel utama, itu betul—pasang Jenis A atau Jenis B mengikut spesifikasi pengeluar penyongsang. Jika mereka berkeras pada RCD sisi DC, sila rujuk dengan sopan:
- NEC 690.41 (memerlukan perlindungan kerosakan tanah sistem, yang disediakan oleh RCMU penyongsang)
- NEC 690.9 (memerlukan perlindungan arus lebih DC melalui peranti berkadar DC)
- IEC 62548 Seksyen 8.2 (keperluan perlindungan litar DC—tidak termasuk RCD)
- IEC 60364-7-712 Seksyen 712.413.1.1.1.2 (menentukan RCD Jenis B untuk sisi AC sistem bukan terpencil)
Berikan dokumentasi teknikal penyongsang yang menunjukkan pengesanan kerosakan RCMU/ISO bersepadu. Kebanyakan isu pemeriksaan timbul daripada kekeliruan antara keperluan sisi AC dan sisi DC.
S: Bolehkah saya DIY kotak penggabung solar, atau patutkah saya membeli yang dipasang siap?
J: Jika tidak pasti tentang pemilihan komponen atau pengiraan saiz, beli kotak penggabung pra-kejuruteraan daripada VIOX Electric. Ini disertakan dengan DC MCB, pemegang fius gPV, SPD dan bar bas yang dinilai dengan betul. DIY hanya boleh dilakukan jika anda memahami sepenuhnya keperluan NEC 690/IEC 62548 dan boleh mendapatkan komponen berkadar DC yang tulen.
Lindungi Pelaburan Anda Dengan Perlindungan DC Yang Betul
Pengajarannya jelas: tinggalkan pemikiran elektrik AC apabila anda memasuki dunia DC sistem fotovolta. RCD—sama ada Jenis AC, A, F, atau bahkan B—tidak mempunyai tempat di bahagian input DC kotak penggabung solar. Mereka tidak dapat mengesan kerosakan yang penting, akan membutakan diri mereka kepada kerosakan berikutnya, dan tidak boleh memutuskan arka DC dengan selamat.
Strategi perlindungan yang betul mengikut triniti DC:
- MCB berkadar DC untuk perlindungan arus lebih dan litar pintas
- Fius berkadar gPV untuk perlindungan arus terbalik peringkat rentetan
- DC SPD untuk perlindungan kilat dan lonjakan
Pemantauan kebocoran dan kerosakan penebat berlaku di dalam penyongsang melalui sistem RCMU dan ISO yang direka khusus untuk pengesanan kerosakan DC. Di bahagian output AC—dan hanya di sana—pasang RCD Jenis A atau Jenis B yang sesuai mengikut spesifikasi pengeluar penyongsang.
VIOX Electric mengeluarkan barisan lengkap kotak penggabung PV, DC MCB, fius gPV dan DC SPD yang direka untuk memenuhi piawaian NEC dan IEC. Kotak penggabung pra-konfigurasi kami menghapuskan tekaan dalam pemilihan dan saiz komponen. Untuk sokongan teknikal, pengiraan saiz atau helaian data produk, lawati VIOX.com atau hubungi pakar perlindungan solar kami. Jangan biarkan andaian AC menjejaskan keselamatan DC anda.
