Sizing fuses and disconnects in PV combiner boxes requires applying the NEC 156% rule: multiply the string short-circuit current (Isc) by 1.56, then select the next standard fuse rating. This two-stage calculation accounts for continuous duty operation and irradiance spikes. Proper sizing prevents system failures, ensures code compliance, and protects against fire hazards in solar installations.
Understanding PV Fuses and Disconnects
What Are PV-Rated Fuses?
PV fuses—designated as gPV class under IEC 60269-6—are overcurrent protection devices specifically engineered for direct current applications in solar systems. Unlike standard AC fuses, gPV fuses can safely interrupt DC fault currents, which are notoriously difficult to extinguish due to the absence of a natural current zero-crossing. These fuses withstand the extreme thermal cycling from fluctuating solar irradiance without premature failure. They’re designed to interrupt at 1.35 to 1.45 times their rated current within one to two hours, protecting against reverse overcurrents when one string feeds into a faulted parallel string.
What Are DC Disconnects?
DC disconnects are switches that isolate the combiner box output from downstream equipment for maintenance and emergency de-energization. NEC 690.15 requires these disconnects to be load-break rated for rooftop applications, meaning they can safely open circuits under full load current without creating dangerous arc flash. Load-break switches include arc-extinguishing chambers and contacts rated for the high arc energy of DC circuits. Non-load-break disconnects—simple isolators—can only be operated after the circuit is de-energized and are unsuitable for combiner box outputs.
Step-by-Step Fuse Sizing Methodology
Step 1: Calculate String Short-Circuit Current
Begin with the module’s short-circuit current (Isc) from the datasheet. Modern high-efficiency panels range from 9A to 18.5A depending on power class. For strings with modules in series, the Isc remains constant (series connection doesn’t add current). For example, a 580W TOPCon module with Isc = 14.45A in a 10-module string still produces 14.45A at short-circuit.
Step 2: Apply the NEC 156% Rule
NEC Article 690 requires two consecutive 125% multipliers:
First multiplier (NEC 690.8(A)(1)): Calculate maximum circuit current
- Maximum Current = Isc × 1.25
- Accounts for the “cloud edge effect”—when sunlight reflects off cloud edges, irradiance can briefly exceed 1,000 W/m², pushing current above rated Isc.
Second multiplier (NEC 690.9(B)): Size overcurrent protection for continuous duty
- OCPD Rating = Maximum Current × 1.25
- PV circuits operate at maximum output for 3+ hours daily. Standard devices handle only 80% of rated current continuously, so the 125% factor (inverse of 80%) prevents nuisance tripping.
Combined calculation: Isc × 1.25 × 1.25 = Isc × 1.56
Step 3: Select Standard Fuse Rating
Round up to the next available standard fuse size: 10A, 15A, 20A, 25A, 30A. The selected fuse must not exceed the module’s maximum series fuse rating (specified on the datasheet, typically 20A to 30A for most panels).
ဥပမာ: String Isc = 14.45A
- Minimum fuse rating: 14.45A × 1.56 = 22.54A
- Selected fuse: 25A gPV-rated
Step 4: Size the DC Disconnect
Sum the maximum currents from all parallel strings, then apply a 125% safety factor:
Disconnect Rating = (Number of Strings × Isc × 1.25) × 1.25
For 6 strings at 14.45A each:
- Total current: 6 × 14.45A × 1.25 = 108.4A
- Disconnect rating: 108.4A × 1.25 = 135.5A
- Selected disconnect: 150A load-break rated
Table 1: Fuse Sizing Examples for Common PV Modules
| Module Power | Module Isc | Min Fuse Rating (×1.56) | Standard Fuse Selected | Max Strings per 30A Breaker |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Quick Reference Sizing Tables
Standard Configurations and Disconnect Ratings
Table 2: Disconnect Sizing by String Configuration
| Number of Strings | String Isc | စုစုပေါင်း အများဆုံး လျှပ်စီးကြောင်း (×1.25) | အနည်းဆုံး ဖြတ်တောက်နိုင်သော အဆင့်သတ်မှတ်ချက် (×1.56) | အကြံပြုထားသော ဖြတ်တောက်ခြင်း |
|---|---|---|---|---|
| 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 နှင့် IEC: အရွယ်အစား ကွာခြားမှုများ
ကုဒ်နှစ်ခုစလုံးသည် ဘေးကင်းလုံခြုံရေးကို ဦးစားပေးသော်လည်း ၎င်းတို့၏ အရွယ်အစား သတ်မှတ်ပုံများမှာ ကွဲပြားခြားနားသည်-
NEC 690.8/690.9 (မြောက်အမေရိက):
- ဖျူးစ် အရွယ်အစား: Isc × 1.56 (156%)
- အကြောင်းပြချက်: စဉ်ဆက်မပြတ် တာဝန် + ဓါတ်ရောင်ခြည် အတက်အကျများ
- ခြွင်းချက်: 100% အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော စက်ပစ္စည်းများသည် 1.25× မြှောက်ကိန်းသာ လိုအပ်သည်
IEC 62548 (နိုင်ငံတကာ):
- ဖျူးစ် အရွယ်အစား အပိုင်းအခြား: 1.5 × Isc ≤ In ≤ 2.4 × Isc
- ပိုမိုပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိပြီး သတ်မှတ်ထားသောအခြေအနေများအတွက် အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် ခွင့်ပြုသည်
- 45°C ပတ်ဝန်းကျင်အထက်တွင် အပူချိန်လျှော့ချရန် လိုအပ်သည်
ဇယား 3: 12A ကြိုးအတွက် ကုဒ် နှိုင်းယှဉ်ချက်
| စံ | အနည်းဆုံး ဖျူးစ် အဆင့်သတ်မှတ်ချက် | ပုံမှန် ရွေးချယ်မှု | ကွာခြားချက်ကဘာလဲ။ ဗို့အားကြောင့်မဟုတ်ပါဘူး။ အဓိကအချက်ကတော့ |
|---|---|---|---|
| NEC | 18.72A (12A × 1.56) | 20A | ရှေးရိုးဆန်သော၊ တစ်ခုတည်းသော မြှောက်ကိန်း |
| IEC | 18.0A မှ 28.8A (12A × 1.5 မှ 2.4) | 20A မှ 25A | အခြေအနေများပေါ်မူတည်၍ ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိသော အပိုင်းအခြား |
အရေးကြီးသော ရွေးချယ်မှု သတ်မှတ်ချက်
ဗို့အားသတ်မှတ်ချက်များ
ဖျူးစ်နှင့် ဖြတ်တောက်သည့် ဗို့အားအဆင့်သတ်မှတ်ချက်များသည် အနိမ့်ဆုံးမျှော်မှန်းထားသော ပတ်ဝန်းကျင်အပူချိန်တွင် စနစ်၏ အများဆုံး ပွင့်လင်းဆားကစ်ဗို့အား (Voc) ထက် ကျော်လွန်ရမည်။.
တွက်ချက်မှု- Voc_max = မော်ဂျူး Voc × ဆက်တိုက် မော်ဂျူးအရေအတွက် × အပူချိန်ကိန်း
- -40°C တွင်: 49V × 10 × [1 + 0.0027 × (25 – (-40))] = 576V
- လိုအပ်သော အဆင့်သတ်မှတ်ချက်: အနည်းဆုံး 600V (စံ: 600V, 1000V, 1500V)။ IEC 60269-6 သည် နောက်ထပ် ဘေးကင်းလုံခြုံရေးအတွက် ဖျူးစ်ဗို့အား အဆင့်သတ်မှတ်ချက် ≥ 1.2 × Voc_max ကို အကြံပြုထားသည်။.
၄၂၈: နှောင့်ယှက်နိုင်စွမ်း (ချိုးဖျက်နိုင်စွမ်း)
DC ဖြတ်တောက်နိုင်စွမ်း (Icn သို့မဟုတ် Icu) သည် တပ်ဆင်သည့်နေရာတွင် အများဆုံးဖြစ်နိုင်သော ချို့ယွင်းချက်လျှပ်စီးကြောင်းထက် ကျော်လွန်ရမည်။ ပေါင်းစပ်သေတ္တာ ထည့်သွင်းမှုများအတွက်၊ ၎င်းသည် အခြားအပြိုင်ကြိုးများအားလုံး၏ ပေါင်းစပ် Isc ဖြစ်သည်။ 14A စီရှိသော ကြိုး 8 ကြိုးအတွက်:
- ဖြစ်နိုင်သော ချို့ယွင်းချက်လျှပ်စီးကြောင်း: 7 × 14A = 98A (အဆိုးဆုံးအခြေအနေ: ကျန်းမာသောကြိုး 7 ကြိုးသည် ချို့ယွင်းနေသောကြိုး 1 ကြိုးထဲသို့ စီးဝင်သည်)
- လိုအပ်သော Icu: ≥ 150A (စံ gPV ဖျူးစ်များ: 200A မှ 1500A Icu)
Temperature Derating
နေရောင်ခြည် တိုက်ရိုက်ထိတွေ့သော ပေါင်းစပ်သေတ္တာများသည် 65°C မှ 75°C အတွင်း အပူချိန်သို့ ရောက်ရှိနိုင်သည်။ gPV ဖျူးစ်အများစုကို 40°C ပတ်ဝန်းကျင်တွင် အဆင့်သတ်မှတ်ထားသည်။ ဤအထက်တွင်၊ လက်ရှိစွမ်းရည် လျော့နည်းသွားသည်:
- 50°C တွင်: ပုံမှန်လျှပ်စီးကြောင်း၏ 95% သို့ လျှော့ချပါ
- 60°C တွင်: ပုံမှန်လျှပ်စီးကြောင်း၏ 90% သို့ လျှော့ချပါ
- 70°C တွင်: ပုံမှန်လျှပ်စီးကြောင်း၏ 85% သို့ လျှော့ချပါ
သင်၏ 20A ဖျူးစ်သည် 65°C ပတ်ဝန်းကျင်တွင် လည်ပတ်ပါက၊ ထိရောက်သောအဆင့်သတ်မှတ်ချက် = 20A × 0.87 = 17.4A ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် သင်တွက်ချက်ထားသော အနည်းဆုံးထက် ကျော်လွန်ကြောင်း စစ်ဆေးပါ။.
ဇယား 4: အစိတ်အပိုင်း ရွေးချယ်မှု စစ်ဆေးရန်စာရင်း
| ရွေးချယ်မှုအချက် | သတ်မှတ်ချက် လိုအပ်ချက် | ကုဒ်အကိုးအကား | စစ်ဆေးခြင်းနည်းလမ်း |
|---|---|---|---|
| ဖျူးစ် လျှပ်စီးကြောင်း အဆင့်သတ်မှတ်ချက် | ≥ Isc × 1.56 (NEC) သို့မဟုတ် 1.5-2.4 (IEC) | NEC 690.9(B), IEC 62548 | ဒေတာစာရွက် Isc × မြှောက်ကိန်း |
| ဖျူးစ် ဗို့အား အဆင့်သတ်မှတ်ချက် | အနည်းဆုံး အပူချိန်တွင် ≥ 1.2 × Voc_max | IEC 60269-6 | မော်ဂျူး Voc × ဆက်တိုက် အရေအတွက် × အပူချိန်အချက် |
| ဖျူးစ် အမျိုးအစား | gPV အဆင့်သတ်မှတ် (IEC 60269-6) | NEC 690.9(D) | “gPV” အမှတ်အသားကို စစ်ဆေးပါ |
| အများဆုံး ဆက်တိုက် ဖျူးစ် | ≤ မော်ဂျူး အများဆုံး ဖျူးစ် အဆင့်သတ်မှတ်ချက် | မော်ဂျူး ဒေတာစာရွက် | နာမည်ပြားကို စစ်ဆေးပါ |
| ဖြတ်တောက်ခြင်း လျှပ်စီးကြောင်း | ≥ စုစုပေါင်း Isc × 1.56 | NEC 690.13 | ကြိုးတစ်ခုချင်းစီရဲ့ လျှပ်စီးအားကို ပေါင်းပါ။ |
| ဖြုတ်တပ်နိုင်သော အမျိုးအစား | Load-break အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော (အမိုးပေါ်) | NEC 690.15 | Load-break အသိအမှတ်ပြုလက်မှတ်ကို စစ်ဆေးပါ။ |
| နှောင့်ယှက်နိုင်စွမ်း | ≥ အမြင့်ဆုံး ချို့ယွင်းချက်လျှပ်စီးအား | NEC 690.9(C) | Parallel ကြိုးများရဲ့ ပါဝင်မှုကို တွက်ချက်ပါ။ |
| အပူချိန်အဆင့်သတ်မှတ်ချက် | ပတ်ဝန်းကျင်အခြေအနေပေါ်မူတည်ပြီး လျှော့ချတွက်ချက်ပါ။ | IEC 60269-6 | Combiner box အတွင်းပိုင်း အပူချိန်ကို တိုင်းတာပါ။ |
ရှောင်ရှားသင့်သော အသုံးများသည့် အရွယ်အစား အမှားများ
အမှား ၁: DC Applications များတွင် AC-Rated Fuses များကို အသုံးပြုခြင်း
AC ဖျူးများသည် DC လျှပ်စီးအားများကို ဘေးကင်းစွာ ဖြတ်တောက်နိုင်စွမ်းမရှိပါ။ DC arc များသည် current zero-crossing တွင် သူ့အလိုလို ငြိမ်းသွားခြင်းမရှိပါ (DC တွင် မရှိပါ)။ သင်၏စနစ်နှင့် ကိုက်ညီသော DC ဗို့အားအဆင့်သတ်မှတ်ချက်ရှိသော gPV-rated ဖျူးများကို အမြဲတမ်း သတ်မှတ်ပါ။.
အမှား ၂: Continuous Duty အတွက် အရွယ်အစား သေးငယ်ခြင်း
ဒုတိယမြှောက်ကိန်းမပါဘဲ ပထမ 125% မြှောက်ကိန်း (Isc × 1.25) ကိုသာ အသုံးပြုခြင်းသည် 80% continuous duty အတွက်သာ အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော ဖျူးကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ထိုကိရိယာသည် အပူလွန်ကဲပြီး နေရောင်အထွတ်အထိပ်ချိန်များတွင် စောစီးစွာ ပျက်စီးသွားပါမည်။ 100% အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော ကိရိယာများကို အသုံးမပြုပါက အမြဲတမ်း 156% အချက်ကို အသုံးပြုပါ။.
အမှား ၃: Module ၏ Maximum Series Fuse Rating ကို လျစ်လျူရှုခြင်း
တွက်ချက်မှုများအရ 30A ဖျူးကို အသုံးပြုသင့်သည်ဟု ဖော်ပြသော်လည်း module datasheet သည် series ဖျူးများကို 20A သို့ ကန့်သတ်ထားပါက 20A ကို အသုံးပြုရပါမည်။ ဤတန်ဖိုးထက် ကျော်လွန်ပါက အာမခံချက် ပျက်ပြယ်သွားပြီး မီးဘေးအန္တရာယ်ကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။ ဖြေရှင်းနည်း- combiner တစ်ခုလျှင် ကြိုးအရေအတွက်ကို လျှော့ချပါ သို့မဟုတ် ဖျူးအဆင့်သတ်မှတ်ချက် မြင့်မားသော module များကို အသုံးပြုပါ။.
အမှား ၄: Parallel ကြိုး တွက်ချက်မှု မှားယွင်းခြင်း
Main combiner disconnect ၏ အရွယ်အစားကို တွက်ချက်ရာတွင် ကြိုးအားလုံး၏ အမြင့်ဆုံး လျှပ်စီးအား (Isc × 1.25) ကို ပေါင်းပြီး ဒုတိယ 125% မြှောက်ကိန်းကို အသုံးပြုပါ။ ကြိုးတစ်ခုစီကို သီးခြားစီ 156% မသုံးပါနှင့်—ပထမမြှောက်ကိန်းသည် ကြိုးတစ်ခုအတွက်ဖြစ်ပြီး ဒုတိယမြှောက်ကိန်းသည် ပေါင်းစပ်ထားသော OCPD အတွက်ဖြစ်သည်။.
မမှန်ကန်သော: (ကြိုး ၁: 10A × 1.56) + (ကြိုး ၂: 10A × 1.56) = 31.2A
မှန်ကန်သော: [(10A + 10A) × 1.25] × 1.25 = 31.25A
အမှား ၅: “Future Expansion” အတွက် အရွယ်အစား ကြီးလွန်းခြင်း”
10A ကြိုးအတွက် 60A ဖျူးကို “ဖြစ်နိုင်လျှင်” တပ်ဆင်ခြင်းသည် overcurrent protection ကို ဖယ်ရှားပေးသည်။ reverse fault အခြေအနေများတွင် ဖျူးသည် ပွင့်မသွားဘဲ ကေဘယ်ကြိုး ပျက်စီးခြင်း သို့မဟုတ် မီးလောင်ခြင်းကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။ လက်ရှိကြိုးလျှပ်စီးအားအတွက် ဖျူးအရွယ်အစားကို ချိန်ညှိပါ။ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ထပ်တိုးသည့်အခါ combiner box များကို အဆင့်မြှင့်ပါ။.
မကြာခဏမေးမေးခွန်းများ
မေး: 10.5A Isc ရှိသော ကြိုးအတွက် မည်သည့်အရွယ်အစား ဖျူး လိုအပ်သနည်း။
ဖြေ: အနည်းဆုံး ဖျူးအဆင့်သတ်မှတ်ချက် = 10.5A × 1.56 = 16.38A။ နောက်ထပ် စံအရွယ်အစားကို ရွေးချယ်ပါ- 20A gPV-rated ဖျူး. ။ ၎င်းသည် module ၏ datasheet ပါ အမြင့်ဆုံး series ဖျူးအဆင့်သတ်မှတ်ချက်ထက် မကျော်လွန်ကြောင်း စစ်ဆေးပါ။.
မေး: DC combiner box တွင် စံ AC ဖျူးများကို အသုံးပြုနိုင်ပါသလား။
ဖြေ: မရပါ။ AC ဖျူးများသည် DC ချို့ယွင်းချက်များကို ဘေးကင်းစွာ ရှင်းလင်းရန် DC ဖြတ်တောက်နိုင်စွမ်း မရှိပါ။ DC arc များသည် current zero-crossing မရှိဘဲ အကန့်အသတ်မရှိ ဆက်လက်တည်ရှိနေသည်။ သင်၏စနစ်ဗို့အားနှင့် ကိုက်ညီသော DC ဗို့အားအဆင့်သတ်မှတ်ချက်ရှိသော gPV-rated ဖျူးများ (IEC 60269-6) ကို အမြဲတမ်း အသုံးပြုပါ။.
မေး: NEC နှင့် IEC ဖျူးအရွယ်အစား ချိန်ညှိခြင်းကြား ကွာခြားချက်ကဘာလဲ။
ဖြေ: NEC သည် continuous duty နှင့် irradiance spikes များကို ထည့်သွင်းတွက်ချက်ရန်အတွက် ပုံသေ 156% မြှောက်ကိန်း (Isc × 1.56) လိုအပ်သည်။ IEC 62548 သည် 1.5× မှ 2.4× Isc အထိ အကွာအဝေးကို ခွင့်ပြုထားပြီး ဒီဇိုင်နာများသည် သီးခြားပတ်ဝန်းကျင် အပူချိန်များနှင့် module လက္ခဏာများအတွက် အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် ပြုလုပ်နိုင်သည်။ နှစ်ခုစလုံးသည် ဘေးကင်းမှုကို အာမခံသော်လည်း မတူညီသော ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်မှုများကို ပေးဆောင်သည်။.
မေး: အနာဂတ်ကြိုး တိုးချဲ့မှုအတွက် combiner တစ်ခုကို မည်သို့ အရွယ်အစား ချိန်ညှိရမည်နည်း။
ဖြေ: တပ်ဆင်ထားသော ကြိုးများ၏ လက်ရှိလျှပ်စီးအားအတွက် ဖျူးအရွယ်အစားကို ချိန်ညှိပါ။ disconnect နှင့် busbars များအတွက် စီစဉ်ထားသော စွမ်းဆောင်ရည်အပေါ် အခြေခံ၍ အရွယ်အစားကို ကြီးအောင်ပြုလုပ်နိုင်သည်။ ဥပမာ- လက်ရှိ 4-ကြိုးစနစ် (14A Isc) အတွက် 20A ဖျူးများကို တပ်ဆင်ပါ၊ သို့သော် နောက်ပိုင်းတွင် အကာအရံကို အစားထိုးစရာမလိုဘဲ နောက်ထပ် ကြိုး ၂ ခု ထပ်ထည့်နိုင်ရန် 150A disconnect နှင့် 6-position busbar ကို အသုံးပြုပါ။.
မေး: Combiner box အားလုံးအတွက် load-break rated disconnects များ လိုအပ်ပါသလား။
ဖြေ: NEC 690.15 သည် အမိုးပေါ်တွင် တည်ရှိသော combiner box များအတွက် load-break rated disconnects များ လိုအပ်သည်။ စနစ်တွင် အခြားနေရာတွင် main load-break disconnect ရှိပါက မြေပြင်အဆင့် combiners များသည် non-load-break isolators များကို အသုံးပြုနိုင်သည်။ အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်များ ကွဲပြားသောကြောင့် သင်၏ဒေသဆိုင်ရာ အာဏာပိုင်အဖွဲ့ (AHJ) နှင့် အမြဲတမ်း စစ်ဆေးပါ။.
ရေရှည်စနစ် ဘေးကင်းမှုကို သေချာပါစေ။
သင့်လျော်သော ဖျူးနှင့် disconnect အရွယ်အစား ချိန်ညှိခြင်းသည် သင်၏ PV ရင်းနှီးမြှုပ်နှံမှုကို ကာကွယ်ပေးပြီး နှစ်ပေါင်းများစွာ ဘေးကင်းပြီး ယုံကြည်စိတ်ချရသော လည်ပတ်မှုကို သေချာစေသည်။ ဖျူးများအတွက် NEC 156% စည်းမျဉ်း (Isc × 1.56) ကို အသုံးပြုပါ၊ နောက်ထပ် စံအဆင့်သတ်မှတ်ချက်ကို ရွေးချယ်ပါ၊ module ၏ အမြင့်ဆုံး series ဖျူးကန့်သတ်ချက်များနှင့် တိုက်ဆိုင်စစ်ဆေးပါ၊ စုစုပေါင်း ပေါင်းစပ်ထားသော လျှပ်စီးအားအတွက် disconnect အရွယ်အစားကို ချိန်ညှိပါ။ သံသယရှိပါက နောက်ဆုံး NEC Article 690 နှင့် IEC 62548 စံနှုန်းများကို တိုင်ပင်ပါ။.
VIOX Electric သည် NEC နှင့် IEC လိုအပ်ချက်နှစ်ခုလုံးကို ဖြည့်ဆည်းရန် အင်ဂျင်နီယာလုပ်ထားသော PV combiner box များ၊ gPV-rated ဖျူးများနှင့် load-break DC disconnects များ၏ ပြီးပြည့်စုံသော လိုင်းကို ထုတ်လုပ်ပါသည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ နည်းပညာအဖွဲ့သည် သင်၏ သီးခြားပရောဂျက်များအတွက် အခမဲ့ အရွယ်အစား ချိန်ညှိခြင်းကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ ကျွန်ုပ်တို့ကို ဆက်သွယ်ပါ။ VIOX.com datasheets များနှင့် application အကူအညီအတွက်။.
