Контрольный список проверки распределительной коробки солнечных батарей: Руководство UL и IEC

Введение: Почему стандарты инспекции важны для солнечных распределительных коробок

Солнечные распределительные коробки служат критически важными узлами безопасности в фотоэлектрических системах, объединяя ток постоянного тока от нескольких цепочек солнечных панелей перед направлением энергии к инверторам или аккумуляторным системам. Несмотря на их относительно простую функцию, эти корпуса являются одними из наиболее тщательно проверяемых компонентов во время инспекций фотоэлектрических систем — и не зря. Неисправная солнечная распределительная коробка может привести к дуговым пробоям, пожароопасности, простоям системы и дорогостоящим гарантийным претензиям.

Для инспекторов, инженеров и представителей уполномоченных органов (AHJ) навигация по перекрывающимся требованиям стандартов UL и IEC представляет собой постоянную проблему. UL 1741 доминирует в североамериканских установках, в то время как IEC 60364-7-712 и IEC 62852 регулируют проекты в Европе, Азии и большей части развивающегося мира. Многие производители, в том числе VIOX Electric, стремятся к двойной сертификации для обслуживания глобальных рынков, но это создает дополнительные сложности во время полевой проверки.

Это руководство для инспекторов предоставляет практические, основанные на контрольных списках, структуры для проверки соответствия солнечных распределительных коробок стандартам UL и IEC. Независимо от того, утверждаете ли вы жилой массив на крыше в Калифорнии или промышленную установку в Германии, эти контрольные списки помогут вам выявить несоответствия, сократить время проверки и защитить целостность системы с самого начала.

Структура стандартов UL для солнечных распределительных коробок

UL 1741: Североамериканский эталон

UL 1741, озаглавленный “Инверторы, преобразователи, контроллеры и оборудование системы межсоединений для использования с распределенными энергетическими ресурсами”, служит основным стандартом сертификации для солнечных распределительных коробок в Соединенных Штатах и Канаде. Хотя UL 1741 часто ассоциируется с инверторами, он явно охватывает компоненты баланса системы, включая корпуса распределительных коробок постоянного тока.

Распределительные коробки, перечисленные в UL 1741, были протестированы Национально признанными испытательными лабораториями (NRTL) на электрическую безопасность, огнестойкость, устойчивость к токам короткого замыкания и экологическую долговечность. Стандарт касается как конструкции продукта, так и маркировки, которая должна быть нанесена на сертифицированное оборудование.

Ключевые требования UL 1741, которые проверяют инспекторы:

• Наличие маркировки NRTL: Маркировка UL или ETL должна быть постоянно прикреплена к корпусу.
• Номинальные значения напряжения и тока: Максимальное напряжение постоянного тока (1000 В или 1500 В) и номинальный ток должны быть четко обозначены.
• Интеграция разъединителя постоянного тока: Если они присутствуют, разъединители должны соответствовать UL 98B.
• Спецификации предохранителей: В цепочках предохранителей (когда это требуется) должны использоваться предохранители, рассчитанные на постоянный ток, с видимой маркировкой ампер/вольт.
• Соответствие требованиям заземления и выравнивания потенциалов: В соответствии с требованиями статьи 690 NEC.
• Предупреждающие этикетки: Предупреждения о незаземленных проводниках и уведомления об опасности поражения электрическим током должны быть разборчивыми.

UL 50: Экологические рейтинги корпусов

UL 50 определяет NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования) рейтинги корпусов, используемые по всей Северной Америке. Для солнечных распределительных коробок доминируют два рейтинга:

• Защита от дождя, града, снега с дренажными отверстиями: Устойчивый к атмосферным воздействиям, подходит для большинства наружных установок; защищает от дождя и мокрого снега.
• NEMA 4X: Коррозионностойкий, требуется для прибрежных или суровых промышленных сред; обеспечивает превосходную защиту от переносимой ветром пыли и воды, направленной из шланга.

Инспекторы должны убедиться, что рейтинг корпуса соответствует условиям установки. Коробка NEMA 3R, установленная в 500 футах от океана, преждевременно выйдет из строя из-за коррозии от солевого тумана.

Структура стандартов IEC для Распределительные коробки для солнечных батарей

IEC 60364-7-712: Требования к установке фотоэлектрических систем

IEC 60364-7-712 устанавливает стандарты электрической установки для фотоэлектрических систем электроснабжения по всему миру. Раздел 712.422 конкретно касается защиты от перегрузки по току в фотоэлектрических массивах, а раздел 712.537 охватывает требования к изоляции и переключению — оба непосредственно применимы к инспекциям распределительных коробок.

Ключевые положения IEC 60364-7-712:

• Определение размера защиты от перегрузки по току: Номинальные значения предохранителей цепочки должны находиться в диапазоне от 1,5x до 2,4x тока короткого замыкания цепочки (Isc_mod); защита подмассива должна быть в диапазоне от 1,25x до 2,4x Isc подмассива.
• Требование двойной изоляции: Для систем с напряжением холостого хода более 120 В постоянного тока обязателен класс II (двойная или усиленная изоляция).
• Спецификации отключающего устройства: Выключатели-разъединители под нагрузкой должны быть способны прерывать максимальный ток постоянного тока под нагрузкой.
• Полярность проводника: Для заземленных массивов устройства защиты от перегрузки по току должны находиться на незаземленном проводнике; плавающие массивы требуют защиты на обоих полюсах.
• Соответствие корпуса: Корпуса распределительных коробок должны соответствовать стандартам IEC 61439 для низковольтных комплектных устройств распределения и управления, касающимся повышения температуры и внутренних зазоров.

IEC 62852 и система IP-рейтинга

Хотя IEC 62852 в первую очередь касается разъемов постоянного тока для фотоэлектрических систем, он устанавливает критерии защиты окружающей среды, которые также применяются к корпусам распределительных коробок. Система защиты от проникновения (IP), определенная в IEC 60529, использует двухзначный код:

• Первая цифра (защита от твердых тел):
  • 5 = Защита от пыли (допускается ограниченное проникновение)
  • 6 = Пыленепроницаемый (нет проникновения)
• Вторая цифра (защита от жидкостей):
  • 5 = Защита от струй воды
  • 6 = Защита от мощных струй воды
  • 7 = Защита от временного погружения (до 1 метра)

Для большинства наружных солнечных установок IP65 является минимальным приемлемым рейтингом. Прибрежные, подверженные наводнениям или с высокой влажностью среды обычно требуют защиты IP66 или IP67. Инспекторы должны убедиться, что указанный рейтинг IP соответствует как условиям окружающей среды, так и спецификациям проекта.

Контрольный список документации перед инспекцией

Перед проведением физической проверки убедитесь, что следующая документация доступна и заполнена. Отсутствие или неполная документация является основанием для отсрочки проверки в большинстве юрисдикций.

Необходимые документы (установки UL и IEC)

• Сертификат соответствия UL 1741 (Северная Америка) или Декларация соответствия IEC 61439/60947 (Международные)
  • Проверка маркировки NRTL (для UL) или проверка маркировки CE (для IEC)
• Однолинейная электрическая схема с указанием конфигурации цепочки
  • Расчеты напряжения и тока цепочки (Voc, Isc, Vmp, Imp)
  • Расчеты размеров устройств защиты от перегрузки по току
• Руководство по установке производителя для конкретной модели распределительной коробки
  • Моменты затяжки для всех электрических соединений
  • Подтверждение класса защиты окружающей среды (NEMA или IP)
• Заявление о соответствии статье 690 NEC (Для установок в США)
  • Разрешение на подключение от местной энергокомпании
  • Разрешение на строительство и утвержденные электрические схемы
• Спецификации моделей солнечных панелей
  • Максимальные номиналы последовательных предохранителей (соответствие NFPA 70E)
  • Данные о температурном коэффициенте для расчетов напряжения

Проверка документации должна подтвердить, что установленная модель распределительной коробки соответствует утвержденным схемам. Любые замены на месте требуют одобрения AHJ (органа, имеющего юрисдикцию) до начала проверки.

Контрольный список физического и визуального осмотра

Физический осмотр выявляет дефекты установки, уязвимости к воздействию окружающей среды и угрозы безопасности, которые могут быть неочевидны при проверке документации.

Корпус и монтаж

• Целостность: Отсутствие трещин, отверстий или повреждений корпуса или крышки.
  • Целостность уплотнителей, отсутствие зазоров (критично для класса защиты IP/NEMA)
  • Подтверждено использование УФ-стойких материалов (для наружных установок)
  • Отсутствие признаков ржавчины или коррозии на металлических корпусах
• Монтаж: Распределительная коробка надежно закреплена на конструкции или монтажной системе.
  • На крепеже нет признаков коррозии или ослабления
  • Место установки обеспечивает необходимую доступность (NEC 110.26)
  • Соблюдены зазоры в соответствии со спецификациями производителя
• Терморегулирование: Вентиляционные отверстия очищены от мусора и препятствий.
  • Коробка не подвергается прямому концентрированному солнечному нагреву (если не рассчитана на это)
  • Обеспечен достаточный зазор от другого тепловыделяющего оборудования

Ввод кабеля и разгрузка от натяжения

• Герметизация: Все кабельные вводы оснащены соответствующими сальниками или разъемами.
  • Сальники правильно затянуты для поддержания класса защиты IP/NEMA
  • Неиспользуемые кабельные вводы заглушены
  • Соединения кабелепроводов надежны и герметичны
• Поддерживать: Кабели правильно идентифицированы и промаркированы в точках ввода.
  • Обеспечена надлежащая разгрузка от натяжения для всех проводников
  • Подтверждено соответствие PV-кабеля требованиям для открытой однопроводной проводки постоянного тока
  • Обеспечена поддержка кабеля на требуемых расстояниях

Осмотр внутренних компонентов

• Предохранители: Все позиции цепей оснащены соответствующими предохранителями (если это требуется в соответствии с NEC 690.9).
  • Предохранители рассчитаны на работу с постоянным током с правильным номинальным напряжением
  • Отсутствие признаков перегрева (обесцвечивание, расплавленная изоляция)
  • Держатели предохранителей надежно закреплены и обеспечивают надлежащий контакт
• Переключение: Переключатель плавно работает во всем диапазоне перемещения.
  • Положения ВКЛ/ВЫКЛ четко обозначены и функциональны
  • Предусмотрена и функциональна блокировка ручки
  • Контакты переключателя не имеют точечной коррозии или обгорания
• Заземление: Заземляющий проводник оборудования присутствует и правильно подключен.
  • Заземляющая шина надежно закреплена и имеет достаточный размер
  • Установлены соединительные перемычки на всех металлических компонентах
  • Сопротивление заземления проверено <25 Ом (в соответствии с требованиями NEC)
• Окончания: Все клеммы визуально затянуты (для проверки используйте динамометрический ключ).
  • Отсутствие признаков коррозии на медных клеммах или шинах
  • Соблюдена правильная полярность (плюс к плюсу, минус к минусу)
  • Ввод провода в клеммы в соответствии со спецификациями производителя

Контрольный список электрических испытаний и проверок

Предупреждение о безопасности: Все электрические испытания должны выполняться с использованием соответствующих средств индивидуальной защиты (СИЗ) и после подтверждения того, что распределительная коробка может быть безопасно изолирована. Напряжения постоянного тока в солнечных распределительных коробках могут превышать 1000 В и представлять серьезную опасность поражения электрическим током и возникновения дугового разряда.

Предварительная проверка безопасности

• Выключатель находится в положении ВЫКЛ и заблокирован (если установлен).
  • Входы цепей могут быть безопасно изолированы для тестирования
  • Во время процедур тестирования размещены предупреждающие знаки
• Используются СИЗ с защитой от дугового разряда в соответствии с расчетами границы дугового разряда NFPA 70E.
  • Используются изолированные инструменты и правильно рассчитанное испытательное оборудование
  • Для испытаний высокого напряжения присутствует второй квалифицированный специалист

Измерения напряжения и тока

• Напряжение холостого хода (Voc): Измерьте Voc на каждой струне при солнечном излучении.
  • Убедитесь, что Voc не превышает максимальное номинальное напряжение распределительной коробки.
  • Сравните измеренные значения Voc с расчетными (должны быть в пределах 5%).
• Рабочий ток: Измерьте рабочий ток от каждой струны под нагрузкой.
  • Убедитесь в балансе тока между струнами (отклонение <10% указывает на потенциальные проблемы).
  • Убедитесь, что ток не превышает номинальные значения предохранителя или шины.
• Полярность: Убедитесь в правильной полярности на всех входах струн (плюс и минус).
  • Убедитесь в последовательной цветовой кодировке (обычно красный = положительный, черный = отрицательный).
  • Проверьте наличие соединений с обратной полярностью (немедленное отклонение).

Испытания изоляции и заземления

• Сопротивление изоляции:
  • Испытание между положительным проводником и землей: минимум 1 мегаом.
  • Испытание между отрицательным проводником и землей: минимум 1 мегаом.
  • Испытание между положительным и отрицательным проводниками: минимум 1 мегаом.
  • Примечание: Проконсультируйтесь с производителем модуля перед тестированием; некоторые гарантии исключают мегомметрические испытания.
• Непрерывность заземления: Убедитесь в непрерывности пути заземления от распределительной коробки до системного заземления.
  • Измерьте сопротивление заземления: должно быть <25 Ом в соответствии с NEC 250.53.
  • Убедитесь в соединении между всеми металлическими частями корпуса.
• Защита от перенапряжения: Проверьте СПД индикатор состояния (зеленый = хорошо, красный = заменить).
  • Убедитесь, что номинальное напряжение УЗИП соответствует или превышает Voc системы.
  • Убедитесь, что УЗИП правильно подключен между каждым полюсом и землей.

Функциональное тестирование

• Работа переключателя: Убедитесь, что переключатель прерывает ток в условиях нагрузки.
  • Проверьте функциональность механической блокировки/вывешивания предупреждений.
  • Убедитесь в наличии видимого разрыва при открытом переключателе.
• Мониторинг: Убедитесь в точности мониторинга тока на уровне струны (если имеется).
  • Проверьте функции сигнализации при перегрузке по току или неисправности.
  • Убедитесь, что связь для удаленного мониторинга работает.

Требования к сертификации и маркировке

Правильная маркировка и знаки сертификации - это не просто административные формальности, они предоставляют важную информацию о безопасности и юридическую защиту от ответственности. Отсутствие или неправильная маркировка являются распространенными причинами отказа при проверке.

Требования к маркировке UL (Северная Америка)

• Знак сертификации: Знак UL, ETL, CSA или другой знак NRTL, постоянно прикрепленный к корпусу.
  • Знак хорошо виден без открытия корпуса.
  • Контрольный номер, отслеживаемый в базе данных сертификации.
• Паспортная табличка: Наименование производителя и номер модели.
  • Максимальное номинальное напряжение постоянного тока (например, “1000 В DC Max” или “1500 В DC Max”).
  • Максимальный ток на струну и общая пропускная способность по току.
  • Экологический рейтинг (например, “NEMA 4X” или “Для наружного использования”).
  • Номинальная температура окружающей среды, если она отличается от 25°C (77°F).
• Предупреждения о безопасности: На видном месте отображается надпись “ОСТОРОЖНО: ОПАСНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ”.
  • Предупреждение о незаземленном проводнике (если применимо): “Проводники постоянного тока могут быть под напряжением”.”
  • “Маркировка ”ВКЛ“ и ”ВЫКЛ» для разъединительных выключателей.
  • Спецификации замены предохранителей (сила тока, напряжение, номинал постоянного тока).

Требования к маркировке IEC (международные)

• Знак CE: Видно на корпусе или паспортной табличке.
  • Сопровождается декларацией соответствия.
  • Соответствие Директиве по низковольтному оборудованию 2014/35/EU.
• Стандартная Ссылка: Ссылка на IEC 61439 или IEC 60947 на паспортной табличке.
  • Четко указана степень защиты IP (например, “IP65” или “IP66”).
  • Номинальное рабочее напряжение (Ue) и ток (Ie).
• Символы: Символ предупреждения о напряжении постоянного тока (символ IEC 60417).
  • Многоязычные предупреждения, если это требуется рынком назначения.
  • Символ заземления/соединения, где это применимо.

Наклейки, наносимые на месте эксплуатации.

• Идентификация стрингов: Каждый вход стринга маркирован соответствующим местоположением в массиве.
• Идентификация выходов: Выходные клеммы маркированы для назначения (инвертор, контроллер заряда и т.д.).
  • Маркировка полярности (символы + и –) на всех клеммах постоянного тока
• Информация о системе: Максимальное присутствующее напряжение системы.
  • Номинальный ток короткого замыкания
  • Дата установки и идентификация установщика
  • Информация для экстренной связи

Распространенные проблемы несоблюдения требований

На основании данных полевых инспекций и отчетов AHJ, следующие проблемы составляют большинство отказов при инспекции солнечных распределительных коробок:

1. Отсутствующее или неправильное предохранение: Предохранители стрингов отсутствуют, когда они требуются в соответствии с NEC 690.9 (три или более стринга), или предохранители имеют заниженный/завышенный номинал относительно максимального номинала последовательного предохранителя модуля.
2. Неправильный экологический рейтинг: Коробки NEMA 3R установлены в коррозионных прибрежных средах, или корпуса с рейтингом для помещений используются на открытом воздухе без надлежащей защиты от атмосферных воздействий.
3. Недостаточное заземление: Отсутствующие проводники заземления оборудования, провода заземления недостаточного размера или плохое соединение, приводящее к сопротивлению заземления >25 Ом.
4. Нарушения спецификации крутящего момента: Ослабленные клеммные соединения из-за неправильного применения крутящего момента, что приводит к перегреву и потенциальным дуговым пробоям.
5. Отказы кабельных вводов: Неиспользуемые кабельные вводы оставлены открытыми (что ставит под угрозу рейтинг IP/NEMA) или используются неправильные типы вводов для имеющихся размеров кабелей.
6. Недостаточная маркировка: Отсутствующие предупреждающие этикетки, выцветшие или неразборчивые маркировки или отсутствие маркировки отдельных цепей стрингов для идентификации.
7. Несоответствия номинального напряжения: Распределительная коробка, рассчитанная на 1000 В постоянного тока, установлена в системе с расчетным Voc, превышающим это значение из-за условий низкой температуры.

Заключение: Лучшие практики для эффективных инспекций

Инспектирование солнечных распределительных коробок на соответствие стандартам UL и IEC требует баланса между тщательностью и эффективностью. Следуя структурированным контрольным спискам и уделяя приоритетное внимание критически важным для безопасности элементам — проверке сертификации, защите от перегрузки по току, заземлению и экологическим рейтингам — инспекторы могут выявлять наиболее существенные несоответствия, сохраняя при этом разумные сроки инспекции.

Производители, такие как VIOX Electric, которые стремятся к двойной сертификации UL/IEC, упрощают задачу инспектора, гарантируя, что продукты соответствуют как североамериканским, так и международным требованиям. При оценке солнечных распределительных коробок для утверждения всегда проверяйте, что документация соответствует установленному оборудованию, что вся маркировка безопасности присутствует и разборчива, и что электрические испытания подтверждают целостность системы.

Регулярное использование этих контрольных списков позволит сократить объем переделок при инспекциях, защитить надежность системы и, в конечном итоге, будет способствовать безопасному развертыванию солнечных фотоэлектрических установок по всему миру.