Выбор неподходящего размера автоматического выключателя постоянного тока может привести к катастрофическим сбоям в системе, пожароопасным ситуациям и дорогостоящему повреждению оборудования в солнечных фотоэлектрических установках. Независимо от того, проектируете ли вы системы для североамериканских рынков или международных проектов, понимание критических различий между стандартами NEC 690 и IEC 60947-2 имеет важное значение для безопасных и соответствующих требованиям установок.
Это всеобъемлющее руководство разбивает методы расчета, коэффициенты безопасности и практическое применение обоих стандартов, чтобы помочь инженерам-электрикам, проектировщикам систем и установщикам принимать обоснованные решения.
Основные выводы
- NEC 690 применяет множитель 1,56× (125% × 125%) к току короткого замыкания для цепей источника PV, в то время как IEC 60947-2 использует различные коэффициенты непрерывной нагрузки в зависимости от типа применения
- Значения напряжения значительно различаются: NEC 690 ограничивает жилые системы постоянного тока до 600 В, в то время как IEC 60947-2 охватывает до 1500 В постоянного тока для промышленных применений
- Требования к отключающей способности: NEC фокусируется на доступном токе короткого замыкания в точке установки, в то время как IEC 60947-2 определяет номиналы Icu (предельный) и Ics (рабочий)
- Снижение температуры: Оба стандарта требуют корректировки температуры окружающей среды, но эталонные температуры различаются (40°C для NEC, варьируется в зависимости от применения IEC)
- Требования к документации: NEC 690 требует конкретной маркировки и табличек, в то время как IEC 62446-1 требует всесторонних отчетов о вводе в эксплуатацию
Понимание стандартов автоматических выключателей постоянного тока: почему это важно
Автоматические выключатели постоянного тока работают принципиально иначе, чем их аналоги переменного тока. В отличие от переменного тока, который естественным образом пересекает ноль 100-120 раз в секунду (что способствует гашению дуги), постоянный ток поддерживает постоянную полярность, что значительно усложняет прерывание дуги. Эта физическая реальность обусловливает необходимость специализированных расчетов размеров и стандартов.
Статья 690 Национального электротехнического кодекса (NEC) регулирует солнечные фотоэлектрические системы, главным образом, в Соединенных Штатах и юрисдикциях, принявших структуру NEC. Между тем, IEC 60947-2 служит международным стандартом для низковольтных автоматических выключателей, используемых в коммерческих и промышленных приложениях по всему миру, включая солнечные установки в Европе, Азии и других регионах.
Понимание обоих стандартов имеет решающее значение для производителей, обслуживающих глобальные рынки, и установщиков, работающих над международными проектами. Что такое автоматический выключатель постоянного тока? предоставляет базовые знания о принципах защиты постоянного тока.
NEC 690: Метод определения размера автоматического выключателя для солнечных фотоэлектрических систем
Объяснение множителя 1,56×
NEC 690.8(A)(1) устанавливает основу для определения размера автоматического выключателя постоянного тока в солнечных приложениях. В расчете применяются два последовательных коэффициента безопасности 125%:
Шаг 1: Учет повышенной освещенности
Первый коэффициент 125% учитывает эффект “края облака”, когда солнечные модули могут производить ток, превышающий их номинальный ток короткого замыкания (Isc) при определенных атмосферных условиях.
Шаг 2: Коэффициент непрерывной нагрузки
Второй коэффициент 125% учитывает непрерывную работу, поскольку фотоэлектрические системы могут генерировать энергию в течение трех или более последовательных часов в период пикового солнечного света.
Комбинированный расчет:
Максимальный ток = Isc × 1,25 × 1,25 = Isc × 1,56
Практический пример определения размера по NEC 690
Спецификации системы:
- Ток короткого замыкания солнечного модуля Isc: 10,5 А
- Количество параллельных цепочек: 2
- Рабочее напряжение: 48 В постоянного тока
Этапы расчета:
- Рассчитайте общий ток короткого замыкания:
Общий Isc = 10,5 А × 2 цепочки = 21 А - Примените множитель NEC 690.8:
Требуемый номинал автоматического выключателя = 21 А × 1,56 = 32,76 А - Выберите стандартный размер автоматического выключателя:
Следующий стандартный размер = Автоматический выключатель постоянного тока на 40 А - Проверьте допустимую токовую нагрузку проводника:
Проводник должен выдерживать ≥ 32,76 А после корректировок на температуру/заполнение кабельного канала
Эта методология гарантирует, что автоматический выключатель не будет ложно срабатывать в нормальных условиях высокой освещенности, обеспечивая при этом адекватную защиту от перегрузки. Как выбрать правильный автоматический выключатель постоянного тока предлагает дополнительные критерии выбора.
Учет напряжения по NEC 690
NEC 690.7 требует расчета максимального напряжения системы с использованием скорректированного по температуре напряжения холостого хода (Voc). Для жилых установок NEC ограничивает напряжение постоянного тока до 600 В для домов на одну и две семьи, хотя коммерческие системы могут работать при более высоких напряжениях с надлежащими мерами предосторожности.
Формула температурной коррекции:
Voc(max) = Voc(STC) × [1 + (Tmin – 25°C) × Температурный коэффициент]
Где Tmin - самая низкая ожидаемая температура окружающей среды в месте установки.
IEC 60947-2: Стандарты промышленных автоматических выключателей постоянного тока
Область применения
IEC 60947-2 применяется к автоматическим выключателям с главными контактами, предназначенными для цепей, не превышающих:
- 1000 В AC
- 1500 В постоянного тока
Этот стандарт охватывает автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB) и другие промышленные устройства защиты, что делает его подходящим для крупномасштабных солнечных установок, систем хранения энергии от аккумуляторов (BESS) и микросетей постоянного тока. Понимание IEC 60947-2 сравнивает этот стандарт с требованиями к MCB для жилых помещений.
Категории номинального тока IEC
IEC 60947-2 определяет несколько номинальных токов, которые отличаются от терминологии NEC:
Номинальный рабочий ток (Ie):
Ток, который автоматический выключатель может проводить непрерывно при заданной температуре окружающей среды (обычно 40°C для закрытых установок, 25°C для открытого воздуха).
Тепловой ток (Ith):
Максимальный непрерывный ток, который автоматический выключатель может проводить в своем корпусе, не превышая пределы повышения температуры.
Условный тепловой ток на открытом воздухе (Ithe):
Номинальный непрерывный ток при установке на DIN-рейку на открытом воздухе при 25°C.
Методология выбора параметров по IEC 60947-2
В отличие от фиксированного множителя 1,56× в NEC, IEC 60947-2 требует от проектировщиков учитывать:
- Непрерывный ток нагрузки (рабочий ток в нормальных условиях)
- Снижение номинальных характеристик в зависимости от температуры окружающей среды (температура отсчета варьируется в зависимости от установки)
- Категория использования (AC-21A, AC-22A, AC-23A для AC; DC-21A, DC-22A, DC-23A для DC)
- Отключающая способность при коротком замыкании (номиналы Icu и Ics)
Основная формула выбора параметров по IEC:
Номинальный ток автоматического выключателя Ie ≥ (Непрерывный ток нагрузки) / (Коэффициент снижения номинальных характеристик по температуре)
Требования IEC к отключающей способности
IEC 60947-2 определяет два критических значения отключающей способности:
Icu (Предельная отключающая способность при коротком замыкании):
Максимальный ток короткого замыкания, который автоматический выключатель может отключить один раз. После этого испытания автоматический выключатель может быть непригоден для дальнейшей эксплуатации.
Ics (Рабочая отключающая способность при коротком замыкании):
Уровень тока короткого замыкания, который автоматический выключатель может отключать многократно и оставаться в эксплуатации. Обычно выражается в процентах от Icu (25%, 50%, 75% или 100%).
Для надежной защиты номинал Icu автоматического выключателя должен превышать максимальный доступный ток короткого замыкания в точке установки, а Ics должен превышать ожидаемый ток короткого замыкания для продолжения работы после события короткого замыкания.
Сравнительный анализ: NEC 690 против IEC 60947-2
| Параметр | NEC 690 (Солнечные фотоэлектрические системы) | IEC 60947-2 (Промышленное применение) |
|---|---|---|
| Основное применение | Солнечные фотоэлектрические системы (США) | Промышленные/коммерческие низковольтные системы (Международные) |
| Максимальное напряжение постоянного тока | 600 В (жилые), 1000 В (коммерческие) | 1500 В постоянного тока |
| Расчет тока | Isc × 1,56 (фиксированный множитель) | Ie на основе непрерывной нагрузки + снижение номинальных характеристик |
| Температура отсчета | 40°C окружающая среда (NEC 310.15) | 40°C в корпусе, 25°C на открытом воздухе |
| Разрывная способность | На основе доступного тока короткого замыкания | Номиналы Icu (предельный) и Ics (рабочий) |
| Коэффициент непрерывной нагрузки | 125% встроены в множитель 1,56× | Применяется отдельно в зависимости от рабочего цикла |
| Категории использования | Не указано (специфично для PV) | Определены DC-21A, DC-22A, DC-23A |
| Стандарты тестирования | UL 489 (США), UL 1077 (дополнительный) | Последовательности испытаний IEC 60947-2 |
| Документация | Маркировка согласно NEC 690.53 | Ввод в эксплуатацию согласно IEC 62446-1 |
| Координация | Селективность согласно NEC 240.12 | Дискриминация согласно Приложению A IEC 60947-2 |
Практические примеры выбора параметров: Сопоставительное сравнение
Пример 1: Жилая солнечная батарея
Параметры системы:
- Isc модуля: 9,5 А
- Строки параллельно: 3
- Напряжение системы: 400 В DC
- Местоположение: Феникс, Аризона (высокая температура)
- Установка: Трубопровод на крыше
Расчет по NEC 690:
- Общий Isc = 9,5 А × 3 = 28,5 А
- Множитель NEC = 28,5 А × 1,56 = 44,46 А
- Стандартный автоматический выключатель = Автоматический выключатель 50 А DC
- Проводник: 8 AWG (50 А при 90°C) с температурной коррекцией
Расчет по IEC 60947-2:
- Непрерывный ток = 28,5 А (Isc в качестве ориентира)
- Снижение номинальных характеристик по температуре (50°C окружающая среда): коэффициент 0,88
- Требуемый Ie = 28.5A / 0.88 = 32.4A
- Выбранный автоматический выключатель: 40A MCCB (автоматический выключатель в литом корпусе) (Номинал IEC)
- Проверить Icu ≥ доступному току короткого замыкания
Ключевое отличие: Консервативный множитель 1.56× по NEC приводит к выбору более крупного автоматического выключателя (50A против 40A), обеспечивая дополнительный запас прочности для экстремальных условий освещенности, распространенных в пустынном климате.
Пример 2: Коммерческая система хранения энергии от аккумуляторов
Параметры системы:
- Аккумуляторная батарея: 500 В DC номинальное
- Максимальный ток заряда: 100 А
- Максимальный ток разряда: 150A
- Доступный ток короткого замыкания: 8,000A
Подход NEC 690 (если применимо):
Для аккумуляторных цепей NEC 690 напрямую не применяется, но NEC 706 (Системы хранения энергии) будет регулировать:
- Непрерывный ток = 150A (больший из тока заряда/разряда)
- Применить коэффициент 1.25 = 150A × 1.25 = 187.5A
- Стандартный автоматический выключатель = Автоматический выключатель 200A DC
Подход IEC 60947-2:
- Номинальный рабочий ток (Ie) = 150A
- Выбрать автоматический выключатель с Ie ≥ 150A
- Проверить Icu ≥ 8,000A (8kA)
- Проверить Ics ≥ 4,000A (50% от Icu минимум)
- Выбранный автоматический выключатель: 160A MCCB с номиналом Icu 10kA
Ключевое отличие: IEC допускает более точный выбор размера на основе фактического рабочего тока без фиксированного множителя 1.56×, но требует детального анализа тока короткого замыкания и проверки отключающей способности.
Снижение номинальных характеристик по температуре: Критические соображения
Оба стандарта требуют температурных поправок, но методологии различаются:
Температурная поправка NEC 310.15
NEC предоставляет коэффициенты температурной поправки в Таблице 310.15(B)(1):
| Температура окружающей среды | Коэффициент поправки (проводник 90°C) |
|---|---|
| 30°C | 1.04 |
| 40°C | 1.00 |
| 50°C | 0.82 |
| 60°C | 0.58 |
Применение: Умножьте допустимую токовую нагрузку проводника на коэффициент поправки, затем убедитесь, что номинал автоматического выключателя не превышает скорректированную допустимую токовую нагрузку.
Снижение номинальных характеристик по температуре IEC 60947-2
Автоматические выключатели IEC рассчитаны на определенные эталонные температуры (обычно 40°C для закрытых, 25°C для свободного воздуха). Производители предоставляют кривые снижения номинальных характеристик для различных условий окружающей среды.
Типичное снижение номинальных характеристик IEC:
- 30°C: 1.05× номинальный ток
- 40°C: 1.00× номинальный ток (эталон)
- 50°C: 0.86× номинальный ток
- 60°C: 0.71× номинальный ток
Для солнечных установок в жарком климате снижение номинальных характеристик по температуре может существенно повлиять на выбор автоматического выключателя. Руководство по снижению номинальных характеристик автоматических выключателей по высоте охватывает дополнительные факторы окружающей среды.
Отключающая способность и анализ тока короткого замыкания
Подход NEC: Доступный ток короткого замыкания
NEC 110.9 требует, чтобы “оборудование, предназначенное для прерывания тока при уровнях тока короткого замыкания, имело отключающую способность, достаточную для номинального напряжения цепи и тока, доступного на линейных клеммах оборудования”.”
Метод расчета:
- Определите максимальный доступный ток короткого замыкания от сети/источника
- Рассчитайте вклад тока короткого замыкания от солнечной батареи
- Суммируйте общий доступный ток короткого замыкания
- Выберите автоматический выключатель с отключающей способностью ≥ общего тока короткого замыкания
Ток короткого замыкания солнечной фотоэлектрической системы:
Максимальный ток короткого замыкания от PV ≈ Isc × 1.25 × количество параллельных цепочек
Подход IEC 60947-2: Номиналы Icu и Ics
IEC требует проверки как предельной (Icu), так и рабочей (Ics) отключающей способности:
Выбор Icu:
Icu автоматического выключателя ≥ Максимальный ожидаемый ток короткого замыкания
Выбор Ics:
Ics автоматического выключателя ≥ Ожидаемый ток короткого замыкания для продолжения работы
- Ics = 100% Icu: Полная рабочая способность
- Ics = 75% Icu: Высокая рабочая способность
- Ics = 50% Icu: Умеренная рабочая способность
- Ics = 25% Icu: Ограниченная рабочая способность
Для критически важных установок выбор автоматических выключателей с Ics = 100% Icu гарантирует, что автоматический выключатель останется полностью работоспособным после отключения токов короткого замыкания. Номиналы автоматических выключателей ICU ICS ICW ICM предоставляет подробные объяснения этих номиналов.
Координация и селективность
Требования NEC к селективности
NEC 240.12 рассматривает селективную координацию для аварийных систем, юридически требуемых резервных систем и систем электроснабжения критически важных операций. Для солнечных установок:
- Главный выключатель должен оставаться замкнутым при срабатывании нижестоящего выключателя.
- Необходимо анализировать время-токовые характеристики.
- Каскадные системы разрешены при определенных условиях.
Требования IEC к селективности.
Приложение A стандарта IEC 60947-2 содержит подробные таблицы селективности и методы расчета:
Полная селективность:
Вышестоящее устройство не срабатывает при любой неисправности, устраненной нижестоящим устройством.
Частичная селективность:
Селективность до определенного уровня тока (предел селективности).
Энергетическая селективность:
Основана на характеристиках проходящей энергии (I²t).
Для крупных солнечных установок с несколькими уровнями защиты правильная координация предотвращает ложные срабатывания и поддерживает доступность системы. Что такое руководство по координации селективности выключателей? Подробно объясняет принципы координации.
Особые соображения для солнечных применений.
Полярность и гашение дуги постоянного тока.
Автоматические выключатели постоянного тока для солнечных применений должны справляться с уникальными задачами:
Сложность гашения дуги:
Дуги постоянного тока не гаснут естественным образом при переходе через ноль, как переменные. В выключателях используются:
- Магнитные катушки гашения
- Дугогасительные камеры с деионными пластинами.
- Увеличенное расстояние между контактами.
Соображения по полярности:
Некоторые выключатели постоянного тока чувствительны к полярности. Руководство по автоматическим выключателям постоянного тока с учетом полярности. Описывает правильную ориентацию при установке.
Защита на уровне стринга против защиты на уровне массива.
Защита на уровне стринга (NEC 690.9):
- Индивидуальный выключатель на стринг.
- Позволяет изолировать отдельный стринг.
- Более высокое количество компонентов и стоимость.
Защита на уровне массива:
- Один выключатель для нескольких параллельных стрингов.
- Требует правильного выбора размера проводника.
- Более низкая стоимость, но менее детальное управление.
Соответствие требованиям быстрого отключения
NEC 690.12 (2017 и более поздние версии) предписывает функцию быстрого отключения:
- Снижение напряжения до ≤ 80 В в течение 30 секунд.
- Некоторые выключатели постоянного тока интегрируются с системами быстрого отключения.
- Влияет на размещение выключателей и конструкцию системы.
Руководство по безопасности быстрого отключения против разъединителя постоянного тока. Сравнивает различные подходы к соответствию требованиям.
Интеграция выбора размера проводника.
Правильный выбор размера автоматического выключателя постоянного тока должен быть согласован с допустимой токовой нагрузкой проводника:
Выбор размера проводника по NEC.
- Рассчитайте минимальную допустимую токовую нагрузку:
Допустимая токовая нагрузка ≥ Isc × 1,56 - Примените поправочные коэффициенты:
- Температурная поправка (NEC 310.15(B)(1))
- Корректировка заполнения кабельного канала (NEC 310.15(B)(3)(a))
- Проверьте защиту выключателя:
Номинал выключателя ≤ Допустимая токовая нагрузка проводника (после корректировок)
Выбор размера проводника по IEC.
- Определите расчетный ток (Ib):
Ib = непрерывный рабочий ток - Выберите номинал выключателя (In):
In ≥ Ib - Выберите допустимую токовую нагрузку проводника (Iz):
Iz ≥ In - Примените поправочные коэффициенты:
- Температура окружающей среды (IEC 60364-5-52)
- Коэффициент группировки
- Способ установки
Руководство по выбору размера провода на 50 ампер. Предоставляет практические примеры выбора размера проводника.
Распространенные ошибки определения размеров и способы их избежать
Ошибка 1: Двойной учет коэффициента 1,25
Неправильный подход:
- Расчет: Isc × 1,56 = 15,6A
- Применение дополнительного 125%: 15.6A × 1.25 = 19.5A ❌
Правильный подход:
- NEC 690.8 уже включает коэффициент непрерывной нагрузки
- Использовать: Isc × 1.56 = 15.6A
- Выбрать следующий стандартный размер: 20A ✓
Ошибка 2: Игнорирование снижения номинальных характеристик по температуре
Проблема:
Выбор #12 AWG (25A при 90°C) для автоматического выключателя на 20A при температуре окружающей среды 60°C без температурной коррекции.
Скорректированная допустимая токовая нагрузка:
25A × 0.58 (коэффициент 60°C) = 14.5A (недостаточно для автоматического выключателя на 20A)
Решение:
Использовать #10 AWG (35A × 0.58 = 20.3A) ✓
Ошибка 3: Недостаточная отключающая способность
Сценарий:
Установка автоматического выключателя на 6kA там, где доступный ток короткого замыкания составляет 8kA
Последствие:
Автоматический выключатель может выйти из строя с катастрофическими последствиями во время короткого замыкания, что приведет к пожароопасной ситуации
Решение:
Рассчитать максимальный ток короткого замыкания, включая все источники, выбрать автоматический выключатель с Icu ≥ суммарному току короткого замыкания
Ошибка 4: Смешивание номиналов AC и DC
Критическая ошибка:
Использование автоматического выключателя с номиналом AC для применения в DC цепи
Почему это не работает:
- Автоматические выключатели AC используют пересечение нуля для гашения дуги
- Дуга DC поддерживается неопределенно долго без надлежащего механизма прерывания
- Может привести к отказу автоматического выключателя и пожару
Решение:
Всегда указывайте автоматические выключатели с номиналом DC для солнечных фотоэлектрических и аккумуляторных систем. DC против AC автоматических выключателей: Существенные различия объясняет критические различия.
Требования к соответствию и документации
Документация NEC 690
Необходимые этикетки (NEC 690.53):
- Максимальное напряжение системы
- Максимальный ток цепи
- Максимальный номинал OCPD (устройство защиты от перегрузки по току)
- Номинальный ток короткого замыкания
Требования к табличкам:
- Местоположение разъединителей DC
- Местоположение кнопки быстрого отключения
- Информация для экстренной связи
Документация по вводу в эксплуатацию IEC
Требования IEC 62446-1:
- Документация по проектированию системы
- Спецификации компонентов
- Результаты испытаний (сопротивление изоляции, полярность, непрерывность заземления)
- Измерения I-V кривой
- Настройки защитных устройств
- Исполнительные чертежи
Для международных проектов поддержание как этикеток NEC, так и отчетов о вводе в эксплуатацию IEC обеспечивает соответствие требованиям в разных юрисдикциях.
Выбор правильного стандарта для вашего проекта
Используйте NEC 690, когда:
- Установка в США, Канаде или юрисдикциях, принимающих NEC
- Проектирование жилых солнечных систем
- Работа с оборудованием, внесенным в список UL
- Проект требует одобрения AHJ (органа, имеющего юрисдикцию) в рамках NEC
- Подключение к коммунальным сетям соответствует IEEE 1547
Используйте IEC 60947-2, когда:
- Установка в Европе, Азии, на Ближнем Востоке или в регионах, принимающих IEC
- Проектирование крупных коммерческих/промышленных систем
- Работа с оборудованием, имеющим маркировку CE
- Спецификации проекта требуют соответствия IEC
- Интеграция с интерфейсом коммунальной сети IEC 61727
Подход двойного соответствия:
Для производителей, обслуживающих глобальные рынки:
- Проектируйте в соответствии с более строгими требованиями
- Получите сертификаты UL и IEC
- Предоставьте документацию для обоих стандартов
- Используйте консервативный выбор размеров, который удовлетворяет обеим системам
Многие современные автоматические выключатели DC имеют двойные номиналы (UL 489 и IEC 60947-2), что упрощает спецификацию для международных проектов. 10 лучших производителей автоматических выключателей в Китае перечисляет поставщиков, предлагающих продукцию с двойной сертификацией.
Продвинутые темы: Аккумуляторные системы хранения энергии и микросети
Защита цепей аккумуляторов
Системы хранения энергии аккумуляторов представляют собой уникальные проблемы:
Асимметрия заряда/разряда:
- Ток заряда: обычно ограничивается инвертором/зарядным устройством
- Ток разряда: может быть значительно выше
- Выберите автоматический выключатель, рассчитанный на максимальный ток заряда или разряда
Пусковой ток:
- Емкостная нагрузка создает высокий пусковой ток
- Может потребоваться использование автоматических выключателей с характеристикой D или схем плавного пуска
Вклад в ток короткого замыкания:
- Аккумуляторы могут быть источником очень высоких токов короткого замыкания
- Требуется тщательный анализ отключающей способности
Почему стандартные автоматические выключатели постоянного тока выходят из строя в системах хранения энергии с высокой отключающей способностью рассматривает проблемы защиты, специфичные для аккумуляторов.
Применение в микросетях постоянного тока
Многоисточниковые системы постоянного тока требуют сложной координации защиты:
Координация источника:
- Вклад солнечной фотоэлектрической системы
- Вклад аккумулятора
- Вклад выпрямителя, подключенного к сети
- Вклад генератора
Двунаправленный поток мощности:
- Автоматические выключатели должны прерывать ток в обоих направлениях
- Учет полярности для несимметричных автоматических выключателей
Схемы заземления:
- Системы с глухим заземлением
- Системы с заземлением через высокое сопротивление
- Системы без заземления (IT-системы согласно IEC)
Будущие тенденции в области защиты цепей постоянного тока
Твердотельные автоматические выключатели
Новые твердотельные технологии предлагают:
- Более быстрое время прерывания (микросекунды против миллисекунд)
- Отсутствие механического износа
- Точное ограничение тока
- Интеграция с интеллектуальными сетевыми системами
Твердотельный автоматический выключатель SSCB Nvidia Tesla Switch исследует эту новую технологию.
Интеллектуальные автоматические выключатели и интеграция с IoT
Автоматические выключатели постоянного тока следующего поколения обладают:
- Мониторинг тока в реальном времени
- Предупреждения о необходимости профилактического обслуживания
- Возможность удаленного отключения/включения
- Интеграция с системами управления зданием
Гармонизация стандартов
Постоянные усилия по согласованию стандартов NEC и IEC:
- IEC/UL 61730 гармонизирует безопасность солнечных модулей
- Совместные рабочие группы, занимающиеся устранением пробелов в защите постоянного тока
- Расширение взаимного признания результатов испытаний
Краткий раздел часто задаваемых вопросов
В: Могу ли я использовать один и тот же метод выбора автоматического выключателя для проектов NEC и IEC?
О: Нет. NEC 690 требует фиксированного множителя 1,56× для солнечных фотоэлектрических цепей, в то время как IEC 60947-2 использует непрерывный ток нагрузки с отдельными коэффициентами снижения номинальных характеристик. Всегда применяйте стандарт, действующий в вашей юрисдикции. Для международных проектов выполните расчет обоими методами и выберите наиболее консервативный результат.
В: В чем разница между значениями Icu и Ics в автоматических выключателях IEC?
О: Icu (предельная отключающая способность) — это максимальный ток короткого замыкания, который автоматический выключатель может отключить один раз, а Ics (рабочая отключающая способность) — это уровень тока короткого замыкания, который он может отключать несколько раз и оставаться работоспособным. Ics обычно составляет 25-100% от Icu. Для критически важных применений выбирайте автоматические выключатели с Ics = 100% Icu.
В: Нужно ли применять множитель 1,56× к аккумуляторным цепям в соответствии с NEC?
О: Нет. Множитель NEC 690.8 применяется конкретно к источникам и выходным цепям фотоэлектрических систем. Аккумуляторные цепи подпадают под действие NEC 706 (системы хранения энергии), который требует 125% (1,25×) для непрерывных нагрузок, но не дополнительного коэффициента облучения. Всегда проверяйте применимую статью кодекса для вашего конкретного применения.
В: Могу ли я использовать автоматический выключатель переменного тока для приложений постоянного тока, если значения напряжения и тока соответствуют требованиям?
О: Никогда. Автоматические выключатели переменного тока используют естественный переход переменного тока через ноль для гашения дуги. Постоянный ток поддерживает постоянную полярность, требуя специализированных механизмов гашения дуги. Использование автоматических выключателей переменного тока для приложений постоянного тока может привести к катастрофическому отказу и пожару. Всегда указывайте автоматические выключатели постоянного тока с соответствующими значениями напряжения.
В: Как определить доступный ток короткого замыкания для выбора автоматического выключателя?
О: Для систем, подключенных к сети, получите доступный ток короткого замыкания от энергоснабжающей организации в точке подключения. Добавьте вклад тока короткого замыкания от вашей фотоэлектрической системы (приблизительно Isc × 1,25 × количество параллельных цепочек). Для аккумуляторных систем обратитесь к данным производителя для определения максимального тока короткого замыкания. Выберите автоматический выключатель с Icu (IEC) или отключающей способностью (NEC), превышающей общий расчетный ток короткого замыкания.
В: Какую температуру следует использовать для снижения номинальных характеристик проводников в солнечных установках на крышах?
О: Для проводников, проложенных в трубах на крышах, температура окружающей среды может превышать 60-70°C под прямыми солнечными лучами. Используйте местные климатические данные и NEC 310.15(B)(3)(c) для добавок температуры на крыше (обычно +33°C выше температуры окружающей среды). В консервативных проектах используется температура окружающей среды 70°C для пустынного климата или темных крыш с плохой вентиляцией.
Заключение: Обеспечение безопасной и соответствующей требованиям защиты постоянного тока
Правильный выбор автоматического выключателя постоянного тока является основой безопасной и надежной установки солнечных фотоэлектрических систем и систем хранения энергии. Независимо от того, работаете ли вы в соответствии со стандартами NEC 690 или IEC 60947-2, понимание методологий расчета, коэффициентов безопасности и требований к отключающей способности гарантирует, что ваши системы защищают как оборудование, так и персонал.
Ключевые принципы, которые следует помнить:
- Применяйте правильный стандарт для вашей юрисдикции и применения
- Никогда не пропускайте снижение номинальных характеристик по температуре – это критически важно для защиты проводников
- Проверьте отключающую способность от максимального доступного тока короткого замыкания
- Используйте автоматические выключатели постоянного тока – никогда не заменяйте автоматические выключатели переменного тока для приложений постоянного тока
- Тщательно документируйте – правильная маркировка и записи о вводе в эксплуатацию необходимы
Для сложных установок, включающих несколько источников, аккумуляторные накопители или международные требования соответствия, консультации с опытными инженерами-электриками и использование оборудования от надежных производителей гарантирует, что ваши системы защиты будут работать должным образом, когда это необходимо больше всего.
VIOX Electric предлагает широкий ассортимент автоматических выключателей постоянного тока, соответствующих стандартам NEC и IEC, подкрепленных строгими испытаниями и технической поддержкой для правильного применения. Независимо от того, проектируете ли вы жилые солнечные батареи или крупномасштабные системы хранения энергии, надлежащая защита цепей начинается с точных расчетов размеров и качественных компонентов.
