PV DC Arc-Fault Protection: NEC 690.11 vs IEC 63027

Resposta Rápida

A proteção contra arco elétrico em CC fotovoltaico é uma função de segurança dedicada para detectar arcos perigosos em circuitos fotovoltaicos. Ela não é fornecida automaticamente por um fusível, disjuntor miniatura (MCB) CC, dispositivo de proteção contra surtos (DPS), seccionadora ou dispositivo de detecção de arco elétrico CA residencial comum.

As duas referências mais frequentemente comparadas servem a propósitos diferentes:

NEC 690.11 é um requisito do código de instalação norte-americano. Nas edições recentes da NEC, sistemas fotovoltaicos com circuitos CC operando a 80 V CC ou mais entre condutores geralmente exigem proteção contra arco elétrico fotovoltaico listada, sujeita à edição da NEC adotada, suas exceções, emendas locais e à Autoridade Competente (AHJ).
IEC 63027:2023 é uma norma internacional de desempenho e teste de produto para equipamentos que detectam, e opcionalmente interrompem, arcos CC em circuitos fotovoltaicos de até 1500 V CC. Por si só, não exige que todos os países ou todos os projetos fotovoltaicos instalem tais equipamentos.
UL 1699B é uma norma de produto norte-americana utilizada para equipamentos de proteção contra falhas de arco em corrente contínua (CC) fotovoltaica.

O ponto central de engenharia é:

Um arco em série pode transportar menos corrente do que a carga operacional normal. Portanto, a proteção contra sobrecorrente padrão pode permanecer fechada enquanto o arco continua a produzir calor concentrado.

Principais conclusões

A norma NEC 690.11 indica a um projetista quando uma instalação requer proteção sob uma estrutura NEC adotada; a norma IEC 63027 indica a um fabricante ou comprador como o equipamento de detecção de arco fotovoltaico é classificado e testado dentro do seu escopo.
A norma IEC 63027 concentra os seus procedimentos de teste em arcos em série. Reconhece tanto equipamentos apenas de deteção como equipamentos que combinam deteção com interrupção.
Um inversor solar marcado como "AFCI" não deve ser aprovado apenas pela sigla. Confirme a sua certificação ou norma de teste, cobertura do circuito protegido, gama de tensão/corrente, número de strings e canais, método de interrupção, firmware e comportamento de reconexão.
Abrir a entrada do inversor pode extinguir um arco em série no caminho da corrente monitorizada, mas não prova que todos os possíveis arcos paralelos ou relacionados com a terra serão eliminados. A arquitetura de proteção deve corresponder ao tipo de falha.
O acoplamento de conectores, a qualidade da cravação, o binário dos terminais, o suporte de cabos, a entrada de água e os registos de comissionamento continuam a ser essenciais. A eletrónica de deteção de arco não pode compensar más práticas de instalação fotovoltaica.

O que é uma falha de arco CC fotovoltaica?

Um arco é uma descarga elétrica autossustentável através de gás ionizado. Num sistema fotovoltaico, a luz solar mantém os módulos energizados e a corrente contínua não possui um cruzamento por zero natural como uma forma de onda de corrente alternada. Uma vez que um arco se torna estável, pode continuar a aquecer uma pequena área de um conector, condutor, terminal, caixa de derivação ou módulo.

Os pontos de início comuns incluem:

um conector que não está totalmente encaixado;
contatos provenientes de combinações de conectores não aprovadas;
uma crimpagem incorreta ou incompleta;
um terminal de caixa combinadora ou seccionadora frouxo;
um condutor fraturado por dobramento, vibração ou suporte de cabo inadequado;
isolamento danificado causado por abrasão, animais, exposição aos raios UV ou trabalho de instalação;
umidade, contaminação ou corrosão ao redor de uma conexão;
uma solda fria, terminal de módulo, caixa de junção ou conexão de diodo de bypass com falha.

O sistema pode continuar produzindo energia enquanto o defeito se deteriora. Isso torna a proteção contra arco elétrico um controle de risco de incêndio, e não um substituto para a proteção comum contra sobrecarga.

Arco em série vs Arco em paralelo vs Falha de aterramento

Estes tipos de falha estão relacionados, mas não são intercambiáveis.

Tipo de falha	Caminho atual	Origem típica	Por que a proteção convencional pode ou não responder	Resposta principal de projeto
Arco em série	Através de uma descontinuidade no caminho pretendido da corrente	Conector solto, fio partido, crimpagem deficiente, terminal solto	A corrente de arco é limitada pela string e pela carga; pode permanecer abaixo do nível de disparo do fusível ou disjuntor	Deteção dedicada de arco em série e um método de interrupção testado
Arco paralelo	Entre condutores com potenciais diferentes	Falha de isolamento, condutores positivo e negativo danificados, contaminação	A corrente pode ser elevada, mas a sua magnitude depende da topologia do arranjo e dos caminhos de fonte disponíveis	Proteção contra sobrecorrente, falha de isolamento/aterramento, seccionamento e interrupção específica de falhas
Falha de aterramento	De um condutor energizado para metal aterrado ou caminho de terra	Cabo danificado, entrada de água, isolamento comprimido	A corrente de falha pode ser limitada ou distribuída de formas que não acionam um dispositivo de proteção contra sobrecorrente (OCPD) convencional	Detecção de falha de aterramento, monitoramento de isolamento, equipotencialização e desconexão aplicável

A norma NEC 690.11 e o escopo principal de teste da IEC 63027 referem-se a falhas causadas por uma interrupção na continuidade pretendida do circuito CC fotovoltaico: arcos em série.

Este limite é importante. Pesquisas da Sandia mostraram que arcos em série e em paralelo podem produzir assinaturas de alta frequência semelhantes, mas a ação de interrupção correta pode diferir. Abrir um caminho de corrente em série extingue esse arco em série. Um arco em paralelo pode permanecer energizado por outros caminhos do arranjo, e uma resposta inadequada pode redirecionar a corrente através da falha. Portanto, um sistema não deve alegar proteção contra arco mais ampla, a menos que essa funcionalidade seja especificamente avaliada.

Por que um fusível fotovoltaico ou um disjuntor (MCB) CC pode não eliminar um arco em série

Os dispositivos de proteção contra sobrecorrente operam quando a corrente excede um limite definido de tempo-corrente. Um arco em série adiciona impedância ao caminho normal. Em vez de aumentar a corrente, ele frequentemente a reduz.

Considere uma string conduzindo 9 A em operação normal. Se um conector danificado começar a formar um arco em série, a corrente pode permanecer próxima ou abaixo do nível operacional, em vez de subir acima do limite do fusível da string ou do disjuntor. O pequeno espaço do arco pode, no entanto, gerar temperatura local suficiente para carbonizar o isolamento ou inflamar material polimérico próximo.

É por isso que os seguintes dispositivos não fornecem proteção automática contra arcos em série:

Dispositivo	Função primária	Por que não é um detector de arco fotovoltaico (PV)
Fusível gPV	Protege condutores e módulos fotovoltaicos contra condições de sobrecorrente definidas	Um arco em série pode não criar sobrecorrente suficiente
Disjuntor CC (MCB ou MCCB)	Abre a corrente de sobrecarga e curto-circuito dentro da sua aplicação CC nominal	O sensor de sobrecorrente termomagnético ou eletrônico não identifica automaticamente uma assinatura de arco
SPD	Desvia a energia de sobretensão transitória	Não analisa continuamente o ruído da corrente da string para arcos em série
Seccionador DC	Fornece comutação ou isolamento dentro da sua classificação declarada	Requer um comando de operação e normalmente não detecta um arco
Detector de falha à terra	Identifica corrente não intencional para a terra ou deterioração do isolamento	Uma descontinuidade em série condutor-a-condutor pode não produzir corrente de fuga à terra
AFDD/AFCI CA	Detecta assinaturas de arco específicas em circuitos finais de CA	Algoritmos e normas de produto de CA residencial não estabelecem desempenho de CC fotovoltaica

Estes dispositivos continuam sendo necessários onde o projeto os exige. A proteção contra falhas de arco é uma camada coordenada adicional, não um substituto para Proteção de circuito CC classificada para fotovoltaica, fusíveis, proteção contra surtos ou seccionamento seguro.

O que a NEC 690.11 exige

A norma NEC 690.11 intitula-se Proteção de Circuito contra Arco Elétrico (Corrente Contínua). De acordo com a redação utilizada nos ciclos recentes da NEC, sistemas fotovoltaicos com circuitos de CC operando a 80 V CC ou mais entre quaisquer dois condutores requerem um interruptor de circuito de falha de arco fotovoltaico listado ou componentes de sistema listados que forneçam proteção equivalente.

Espera-se que o sistema protegido detecte e interrompa arcos elétricos causados por uma perda de continuidade pretendida em um condutor, conexão, módulo ou outro componente de CC fotovoltaico.

A norma NEC 690.11 é uma regra de instalação

O seu efeito legal depende de:

a edição do NEC adotada pelo estado, cidade, concessionária ou outra autoridade;
emendas locais;
se o circuito CC está ligado, dentro ou associado a uma edificação, conforme abordado por essa edição;
se uma exceção declarada se aplica à rota e à instalação exatas;
a listagem do equipamento e as instruções de instalação;
a aceitação da autoridade competente (AHJ) quanto ao projeto submetido.

A redação recente do código inclui exceções para circuitos fotovoltaicos especificados fora ou associados a condições específicas de edificações quando os condutores são instalados em métodos de fiação metálica qualificados ou subterrâneos. A redação mudou ao longo dos ciclos do código. Não copie uma exceção de uma nota de desenho antiga para um novo projeto sem verificar a edição adotada localmente.

Estações de fornecimento de energia fotovoltaica de grande escala também podem ser regidas por disposições adicionais do Artigo 691 e requisitos específicos de mitigação de incêndio do projeto. "Montado no solo" por si só não é informação suficiente para decidir a conformidade.

A norma NEC 690.11 não é a regra de desligamento rápido (rapid-shutdown).

As normas NEC 690.11 e NEC 690.12 abordam perigos diferentes:

Proteção contra falhas de arco detecta arcos de descontinuidade perigosos e inicia a interrupção.
Desligamento rápido (rapid shutdown) controla a tensão dos condutores ao redor de arranjos em edifícios para reduzir a exposição dos socorristas a choques elétricos.

Um produto pode desempenhar ambas as funções, mas a conformidade com uma seção não comprova automaticamente a conformidade com a outra.

O que a norma IEC 63027:2023 realmente abrange

IEC 63027:2023, Sistemas de energia fotovoltaica – Detecção e interrupção de arco em CC, aplica-se a equipamentos utilizados para detectar e, opcionalmente, interromper arcos em CC em circuitos de sistemas fotovoltaicos.

O seu escopo publicado estabelece três limites importantes:

Fornece procedimentos de teste para detecção arcos em série em circuitos fotovoltaicos.
Aborda a resposta de equipamentos utilizados para interromper esses arcos.
Abrange equipamentos conectados a sistemas fotovoltaicos com uma tensão máxima de circuito de fonte fotovoltaica não superior a 1500 V CC.

É uma norma de produto, não um mandato de instalação universal. As normas nacionais de cablagem, códigos de construção, especificações de concurso, requisitos das seguradoras ou autoridades locais decidem se e onde a proteção contra arco elétrico deve ser instalada.

AFD, AFI e AFPE

A terminologia da IEC separa as funções de deteção e interrupção:

Prazo	Significado	Função
AFD	Detetor de arco elétrico	Deteta um arco e gera a indicação ou comando relevante
AFI	Interruptor de arco elétrico	Recebe um comando e interrompe o caminho da corrente de arco
AFPE	Equipamento de proteção contra falhas de arco	Combina a detecção e a interrupção de arco como uma função de proteção completa
AFS	Sensor de falha de arco	Elemento ou canal de detecção associado à arquitetura de detecção

Esta distinção evita um erro comum de compra: um O AFD pode detectar um arco sem interrompê-lo de forma independente. Se o produto for apenas de detecção, o projeto deve identificar o AFI compatível, o link de comunicação, o comportamento à prova de falhas e o sistema completo verificado.

A classificação e a cobertura são importantes

A classificação IEC 63027 destina-se a descrever as características práticas de instalação, incluindo:

cobertura de proteção dentro do sistema fotovoltaico;
implementação integrada, autônoma ou distribuída;
funcionalidade apenas de detecção versus detecção e interrupção;
número máximo de strings e entradas monitoradas;
número e alocação de canais de detecção ou sensores;
método de reconexão após operação.

Dois inversores podem anunciar "detecção de arco IEC 63027" cobrindo números diferentes de strings, diferentes seções de condutores ou diferentes funções de interrupção. Obtenha a classificação e as evidências de teste para o modelo e firmware exatos, em vez de aprovar um folheto de nível de família.

NEC 690.11 vs IEC 63027 vs UL 1699B

Item	NEC 690.11	UL 1699B	IEC 63027:2023
Função do documento	Requisito do código de instalação elétrica	Norma de segurança de produto norte-americana	Norma internacional de desempenho e teste de produto
Uso principal	Determina quando a proteção contra arco elétrico CC em sistemas fotovoltaicos listada é exigida em uma jurisdição que adota o NEC	Suporta a avaliação/listagem de equipamentos de proteção contra arco elétrico CC em sistemas fotovoltaicos	Classifica e testa equipamentos de detecção e interrupção opcional de arco elétrico CC em sistemas fotovoltaicos
Efeito legal	Aplicado quando adotado, interpretado pela autoridade competente (AHJ)	Relevante por meio de listagem, especificação e aceitação normativa	Torna-se contratual ou legalmente relevante quando adotado por um mercado, regra de instalação ou especificação de projeto
Limite de tensão	Edições recentes utilizam 80 V CC ou superior entre condutores, sujeito à edição e exceções	Utilize o escopo e as classificações listadas do produto	Equipamento conectado a circuitos de fonte fotovoltaica de até 1500 V CC
Foco principal em falhas	Arco em série causado por falha na continuidade pretendida	Proteção contra arco elétrico CC em sistemas fotovoltaicos dentro do escopo da norma	Procedimentos de teste para detecção de arco em série e resposta de interrupção
Interrupção	Exigido como parte do resultado de proteção	Avaliado como parte da função de proteção listada	Opcional no escopo do equipamento: o AFD pode apenas detectar; o AFPE inclui a interrupção
Evidência do projeto	Código adotado, desenhos, equipamentos listados, instruções, aceitação da AHJ	Registro de listagem/certificação e marcações do modelo	Classificação, certificado/evidência de teste, classificações nominais, firmware e limitações de instalação

A UL Solutions identifica a UL 1699B como a norma para proteção contra falhas de arco em corrente contínua (CC) fotovoltaica. Uma declaração de "atende à NEC 690.11" deve, portanto, ser suportada pela listagem apropriada ou por componentes de sistema listados equivalentes, e não apenas por um algoritmo interno de detecção de arco.

A IEC 63027 não é a IEC 62606

A terminologia semelhante pode induzir os compradores em erro:

IEC 62606 aborda dispositivos de detecção de falhas de arco (AFDDs) para circuitos CA domésticos e similares dentro do seu âmbito.
IEC 63027 aborda equipamentos de detecção e interrupção de arco CC para sistemas fotovoltaicos.

Um AFDD CA residencial testado de acordo com a IEC 62606 não é automaticamente adequado para uma string fotovoltaica de 1000 V ou 1500 V. A forma de onda, o comportamento da fonte, o ruído de comutação, o sistema de isolamento, as condições ambientais e o problema de interrupção são diferentes.

Para a categoria de dispositivos de circuito final CA, consulte o guia separado da VIOX sobre Proteção AFDD IEC 62606.

Onde a proteção contra arco elétrico fotovoltaico pode ser localizada

A localização correta depende da cobertura de proteção testada, da topologia do arranjo, da contagem de strings e do método de interrupção.

Proteção integrada ao inversor

O detector analisa uma ou mais entradas CC, e o inversor ou o quadro de distribuição associado interrompe o caminho da corrente após a detecção.

Vantagens

menos componentes externos;
acesso a dados de MPPT e corrente;
registro de eventos e diagnósticos remotos podem estar disponíveis;
comum em projetos de inversores de string.

Questões a resolver

Quantas strings podem ser conectadas a cada entrada monitorada?
Cada string é monitorada de forma independente ou várias são combinadas antes de um sensor?
A abertura da entrada do inversor desenergiza toda a seção protegida?
A função depende de uma versão de firmware ou configuração específica?
Qual seção de cabo entre o arranjo, a caixa combinadora e o inversor está dentro da cobertura testada?

Proteção em nível de caixa combinadora ou de string

A detecção mais próxima ao arranjo pode melhorar a localização de falhas e reduzir o número de strings representadas por um canal de detecção. O AFD ou AFPE pode ser integrado em um caixa de combinação fotovoltaica ou instalado como equipamento de string dedicado.

Esta arquitetura deve considerar:

o número de strings em paralelo;
a corrente que flui das strings saudáveis em direção a uma falha;
alocação de sensores e independência de canais;
tensão de interrupção CC e polaridade;
temperatura ambiente e proteção do invólucro;
falha de comunicações e de alimentação auxiliar;
coordenação com fusíveis de string, seccionadores e controles do inversor.

Uma caixa de combinação padrão não se torna uma AFPE apenas por conter fusíveis, um DPS e uma chave seccionadora CC.

Proteção em nível de módulo ou distribuída

Sensores ou interruptores distribuídos podem restringir a zona protegida e melhorar a localização. Eles também aumentam a contagem de componentes, a exposição no telhado, a complexidade das comunicações e as considerações de substituição.

O projeto deve verificar o que acontece quando:

um dispositivo de módulo perde energia ou comunicação;
apenas parte de uma string é aberta;
o controlador central está indisponível;
as versões de firmware diferem entre os dispositivos;
uma falha em paralelo permanece energizada a partir de strings adjacentes.

Coordenação de AFCI com fusíveis, disjuntores, DPS e seccionadoras

Um projeto completo de proteção CC fotovoltaica atribui uma função a cada camada de proteção.

Camada de proteção	Detecta ou controla	Questão de coordenação
Fusível de string	Corrente reversa e condições de sobrecorrente definidas	A sua classificação coordena-se com a classificação máxima do fusível em série do módulo e a corrente da string em paralelo?
Disjuntor CC	Proteção contra sobrecarga/curto-circuito e seccionamento quando declarado	Está classificado para tensão CC fotovoltaica, polaridade, corrente de falta e regime tempo-corrente?
SPD	Sobretensão induzida por raios e por manobras	O DPS é adequado para a arquitetura de tensão fotovoltaica e o esquema de aterramento?
Seccionador DC	Seccionamento/isolamento manual ou comandado	Pode interromper a carga CC declarada e está incluído no caminho de interrupção do AFPE?
Monitoramento de falta à terra/isolamento	Fuga ou deterioração do isolamento	Quais falhas permanecem sem detecção em um arranjo não aterrado ou funcionalmente aterrado?
AFD/AFPE	Assinatura de arco em série e resposta de interrupção testada	Qual seção do circuito, contagem de strings, faixa operacional e cenários de falha são cobertos?

Um AFPE pode comandar um inversor, contator, chave de estado sólido ou Dispositivo de seccionamento CC com classificação fotovoltaica (PV) para interromper o caminho da corrente em série. O dispositivo de execução deve fazer parte da arquitetura avaliada. Adicionar um acessório de bobina de disparo (shunt-trip) a um disjuntor CC não relacionado não estabelece, por si só, o desempenho conforme IEC 63027 ou UL 1699B.

Como conectores e terminações fotovoltaicas criam arcos em série

Os conectores fotovoltaicos são pontos frequentes de preocupação porque combinam uma pequena interface de contato com ciclos de temperatura externa, umidade, movimento dos cabos e longa vida útil.

Interconexão de marcas de conectores diferentes

Produtos descritos como "compatíveis com MC4" não são necessariamente qualificados como um par de conectores. A geometria do contato, o revestimento, a força da mola, a compressão da vedação, as tolerâncias, as dimensões do prensa-cabos e as ferramentas de montagem podem diferir. Utilize combinações de conectores permitidas pela documentação do módulo, do conector e do projeto.

Crimpagem incorreta

Matrizes erradas, ferramentas desgastadas, comprimento de decapagem incorreto, tamanho de cabo não suportado ou um condutor não totalmente inserido podem resultar em uma conexão de alta resistência. Um teste de tração por si só não comprova baixa resistência elétrica, enquanto um teste elétrico por si só não comprova a retenção mecânica. Siga o processo completo de montagem e inspeção do fabricante do conector.

Terminais soltos e cabos danificados

Terminais de combinadores, porta-fusíveis, interruptores CC e entradas de inversores podem desenvolver conexões fracas quando a preparação do condutor, o torque ou o alívio de tensão estão incorretos. A abrasão do cabo sob os módulos pode criar descontinuidades em série e falhas de isolamento.

Portanto, uma boa prevenção de falhas de arco começa antes da eletrônica:

utilize combinações de conectores documentadas;
utilize ferramentas de crimpagem calibradas e especificadas;
siga os valores de torque dos terminais indicados no componente;
suporte os cabos longe de bordas afiadas e água estagnada;
mantenha o raio de curvatura e o alívio de tensão;
registre os detalhes da instalação das strings e dos conectores;
inspecione alterações e conectores de substituição com o mesmo rigor da instalação original.

Comissionamento da Proteção contra Arco Elétrico em Sistemas Fotovoltaicos

O comissionamento deve comprovar tanto a função de proteção quanto o contexto da instalação sem criar um arco elétrico descontrolado.

Registro:

números de modelo do inversor, AFD, AFI e AFPE;
listagem ou classificação IEC e referência do certificado;
firmware e configurações de proteção habilitadas;
tensão máxima de circuito aberto da string corrigida;
faixa de corrente operacional e número de strings por entrada;
mapeamento de sensor/canal;
secções de condutores de proteção;
dispositivo de interrupção e caminho de controlo;
comportamento de alarme, registo de eventos, comunicações e reinicialização;
famílias de conectores, ferramentas de cravação, registos de binário e resultados de inspeção.

Utilize apenas o método de teste funcional ou de comissionamento aprovado pelo fabricante. Não crie um arco CC improvisado sob tensão para comprovar o funcionamento. Os testes de resistência de isolamento e continuidade devem também seguir as instruções do inversor, otimizador, DPS e AFPE, para que a tensão de teste não seja aplicada através de componentes eletrónicos conectados que não a suportem.

Resolução de problemas em disparos de AFCI solar

Um disparo por arco elétrico deve ser tratado como um defeito de cablagem potencialmente genuíno até que a investigação prove o contrário. A reinicialização repetida sem inspeção pode reenergizar uma ligação danificada.

Comece pelas evidências, não por desativar uma configuração

Pessoal qualificado deve revisar:

código exato do evento e carimbo de data/hora;
entrada MPPT, string, canal ou sensor afetado;
tensão e corrente CC antes da operação;
condições climáticas e de irradiância;
eventos de comutação do inversor, rede ou comunicação;
manutenção recente, substituição de módulos ou trabalho em cabos;
histórico da mesma falha movendo-se entre canais ou permanecendo em uma string.

Em seguida, siga o processo de isolamento e diagnóstico do fabricante do equipamento. Inspecione conectores, terminais cravados, bornes, roteamento de cabos, entrada de água, pontos de abrasão, componentes da caixa de junção (combiner box) e seccionadoras CC. A ausência de sinais visíveis de queima não comprova que não ocorreu um arco intermitente.

Fontes de operação indesejada

Os algoritmos de detecção devem distinguir o ruído de arco do comportamento normal de alta frequência. Condições desafiadoras podem incluir:

espectros de comutação do inversor;
transições operacionais de MPPT;
longos trechos de cabos CC e acoplamento entre strings adjacentes;
conversores CC/CC ou eletrônica de potência em nível de módulo;
interferência eletromagnética externa;
conectores instáveis que geram ruído intermitente real antes de danos visíveis;
alocação incorreta de sensores ou configuração de string não suportada;
firmware desatualizado ou incompatível.

A ação corretiva não é reduzir automaticamente a sensibilidade ou desativar o AFCI. Primeiro, elimine defeitos físicos, verifique a configuração do arranjo suportada e aplique apenas firmware e configurações aprovados pelo fabricante.

Lista de verificação de aquisição de AFCI e AFPE solar

Pergunta do comprador	Evidência a solicitar
Qual requisito de mercado está sendo atendido?	Cláusula e listagem da NEC adotadas, classificação/evidência de teste da IEC 63027 ou requisito de instalação local nomeado
O produto é um AFD ou um AFPE completo?	Diagrama de blocos funcional identificando detector, interruptor, caminho de comunicação e alimentação auxiliar
Qual seção do circuito está protegida?	Diagrama de cobertura desde os módulos até as entradas do combinador e do inversor
Quais são os limites elétricos?	Tensão fotovoltaica máxima, faixa de Voc, faixa de Vmpp, Isc, Impp, polaridade e redução de potência ambiental (derating)
Quantas strings e entradas são suportadas?	Máximo de strings por entrada, número de entradas por sensor e contagem de canais independentes
Como o arco é interrompido?	Tipo de AFI, classificação de interrupção em CC, caminho de comando e comportamento em estado de falha
Qual tipo de falha é testado?	Escopo do teste de arco em série, além de qualquer funcionalidade de arco em paralelo ou falha à terra avaliada separadamente
Como a reconexão é controlada?	Regras manuais/automáticas, comportamento de bloqueio, requisito de inspeção e retenção de eventos
O firmware afeta a conformidade?	Versão de firmware certificada, política de controle de alterações, procedimento de atualização e restrições de configuração
Como são tratados os eventos de disparo indevido?	Testes de EMC, topologia suportada, registros de diagnóstico, procedimento de serviço e suporte técnico
Quais certificações são válidas?	Número do certificado, órgão emissor, modelo exato, local de fabricação (se relevante) e status atual
Como o sistema será comissionado?	Procedimento de teste aprovado, registros, alarmes, comunicações e instruções de manutenção

Evite especificações que digam apenas "o inversor deve incluir AFCI". Essa frase não identifica a norma, a zona protegida, o número de strings monitoradas, a função de interrupção ou a evidência de aceitação.

Erros de especificação comuns

Tratar a NEC 690.11 e a IEC 63027 como documentos equivalentes

Uma é uma norma de instalação; a outra é uma norma de desempenho e teste de produto. Um projeto pode referenciar ambas, mas elas respondem a questões diferentes.

Assumir que a detecção inclui sempre a interrupção

A IEC 63027 permite equipamento apenas de detecção no seu âmbito. Confirme se o sistema fornecido é um AFD ou um AFPE completo.

Contar apenas as entradas CC do inversor

O número de entradas físicas não comprova o número de sensores de arco independentes ou strings monitorizadas. Obtenha a classificação e o mapa de canais.

Utilizar um disjuntor CC padrão como “AFCI solar”

Um disjuntor CC só pode executar um comando de disparo se for adequado para essa função e estiver integrado num sistema avaliado. O seu elemento de sobrecorrente comum não detecta automaticamente um arco em série.

Desativação da proteção após disparos repetidos

Um conector intermitente ou um defeito no cabo pode produzir sinais semelhantes a arco antes que o dano térmico seja óbvio. Investigue o circuito e a configuração suportada antes de alterar as definições de proteção.

Confundir falha de arco com arco elétrico (arc flash)

A proteção contra falhas de arco em sistemas fotovoltaicos visa detectar arcos sustentados não intencionais que podem causar incêndios. A análise de arco elétrico aborda a energia térmica incidente e a exposição do trabalhador durante falhas de alta energia. Ambos estão relacionados com a física do arco, mas não são o mesmo estudo ou função de proteção.

FAQ

A norma IEC 63027 exige AFCI em todas as instalações solares?

Não. A IEC 63027 é uma norma de teste de produto e desempenho. Os requisitos de instalação provêm de normas nacionais, códigos locais, especificações de projeto, seguradoras ou autoridades competentes (AHJs).

Um AFDD conforme a norma IEC 62606 é adequado para uma string CC fotovoltaica?

Não com base apenas na IEC 62606. Essa norma aborda aplicações de AFDD em CA dentro do seu escopo. Equipamentos fotovoltaicos em CC requerem avaliação apropriada de tensão, circuito de fonte, detecção, interrupção e condições ambientais, como as evidências relevantes da norma IEC 63027.

A norma NEC 690.11 aplica-se a todos os sistemas fotovoltaicos montados no solo?

Não necessariamente. A aplicabilidade depende da edição da NEC adotada, da tensão do circuito, da relação com edifícios, do método de instalação elétrica, de quaisquer exceções dos Artigos 690 ou 691, de emendas locais e da interpretação da autoridade competente (AHJ). Analise o projeto específico em vez de confiar apenas na classificação "montagem no solo"."

Um AFCI integrado ao inversor pode proteger strings conectadas através de uma caixa de junção (combiner box)?

Apenas dentro da sua configuração avaliada. Confirme o número máximo de strings em paralelo, a alocação do sensor, o comprimento e a zona do condutor protegido, o arranjo da caixa de junção e o caminho de interrupção. Combinar mais strings do que o limite testado pode alterar tanto a intensidade do sinal de arco quanto os caminhos da corrente de falta.

Um fusível fotovoltaico ou um disjuntor (MCB) CC substitui o AFCI solar?

Não. Esses dispositivos protegem contra condições específicas de sobrecorrente. Um arco em série pode permanecer abaixo do seu limite de operação, portanto, uma detecção de arco dedicada ainda pode ser necessária.

Qual é a diferença entre AFCI solar e AFPE?

AFCI solar é a terminologia norte-americana comum para interrupção de circuito por falha de arco em sistemas fotovoltaicos. AFPE é a terminologia da IEC para equipamentos que combinam detecção e interrupção de falha de arco. Verifique sempre a norma aplicável e a função, em vez de tratar as siglas como universalmente intercambiáveis.

Os sistemas de microinversores necessitam de proteção conforme a norma NEC 690.11?

Muitas arquiteturas de microinversores mantêm os circuitos CC dos módulos individuais abaixo do limite de tensão da NEC, mas a resposta depende da tensão real do circuito e da norma adotada. Confirme a arquitetura do equipamento e os requisitos da autoridade competente (AHJ).

Um disparo de AFCI pode ser reiniciado remotamente?

Apenas se o produto, a norma/certificação aplicável, as regras de instalação e o procedimento operacional permitirem. Um reinício remoto não deve ignorar uma inspeção necessária nem reenergizar repetidamente uma conexão com suspeita de danos. Verifique o método de reconexão declarado e o histórico de eventos.

Regra de Engenharia Final

A proteção contra falhas de arco CC em sistemas fotovoltaicos deve ser especificada como uma função do sistema, e não como uma característica de três letras em um folheto de inversor.

Para projetos NEC, confirme a versão adotada da NEC 690.11, o limite de circuito de 80 V, qualquer exceção válida, listagem de equipamentos, rota dos condutores e aceitação da AHJ. Para projetos IEC, confirme se o equipamento é um AFD ou AFPE, sua classificação IEC 63027, faixa de tensão/corrente, strings e canais monitorados, zona protegida, método de interrupção, firmware e comportamento de reconexão.

Em seguida, coordene essa função com fusíveis fotovoltaicos, disjuntores CC, SPDs, seccionadoras, proteção contra falha de aterramento, conectores, roteamento de cabos e registros de comissionamento. Um fusível, MCB CC, SPD ou seccionadora permanece valioso, mas nenhum deve ser apresentado como proteção dedicada contra arco em série fotovoltaico, a menos que o sistema completo tenha sido avaliado para essa função.