PV DC Ark Hatası Koruması: NEC 690.11 ve IEC 63027 karşılaştırması

Hızlı Cevap

PV DC ark hatası koruması, fotovoltaik devrelerdeki tehlikeli arkları tespit etmek için kullanılan özel bir güvenlik fonksiyonudur. Bu koruma; sigorta, DC minyatür devre kesici (MCB), aşırı gerilim koruma cihazı (SPD), ayırıcı veya standart konut tipi AC ark hatası cihazları tarafından otomatik olarak sağlanmaz.

En sık karşılaştırılan iki referans farklı amaçlara hizmet eder:

NEC 690.11 Kuzey Amerika'ya özgü bir kurulum kodu gerekliliğidir. NEC'in güncel sürümlerinde, iletkenler arasında 80 V DC veya daha yüksek gerilimle çalışan DC devreli PV sistemleri, kabul edilen NEC sürümüne, istisnalarına, yerel değişikliklere ve Yetkili Makama (AHJ) bağlı olarak genellikle listelenmiş bir PV ark hatası koruması gerektirir.
IEC 63027:2023 1500 V DC'ye kadar olan PV devrelerindeki DC arklarını tespit eden ve isteğe bağlı olarak kesen ekipmanlar için uluslararası bir ürün performansı ve test standardıdır. Tek başına, her ülkenin veya her PV projesinin bu tür ekipmanları kurmasını zorunlu kılmaz.
UL 1699B fotovoltaik DC ark hatası devre koruma ekipmanları için kullanılan bir Kuzey Amerika ürün standardıdır.

Temel mühendislik noktası şudur:

Bir seri ark, normal çalışma yükünden daha az akım taşıyabilir. Bu nedenle, standart aşırı akım koruması, ark yoğun ısı üretmeye devam ederken kapalı kalabilir.

Önemli Çıkarımlar

NEC 690.11 bir tasarımcıya şunu belirtir: bir kurulumun ne zaman korumaya ihtiyaç duyduğunu kabul edilmiş bir NEC çerçevesi altında; IEC 63027 bir üreticiye veya alıcıya şunu söyler: PV ark algılama ekipmanının nasıl sınıflandırıldığını ve test edildiğini kendi kapsamı dahilinde.
IEC 63027, test prosedürlerini şunlara odaklamaktadır: seri arklar. Sadece algılama yapan ekipmanların yanı sıra algılama ve kesmeyi birleştiren ekipmanları da tanır.
"AFCI" işaretli bir solar invertör, sadece kısaltmasına bakılarak onaylanmamalıdır. Listeleme veya test standardını, korunan devre kapsamını, voltaj/akım aralığını, dizi ve kanal sayısını, kesme yöntemini, yazılımını ve yeniden bağlantı davranışını doğrulayın.
İnvertör girişini açmak, izlenen akım yolundaki bir seri arkı söndürebilir, ancak olası her türlü paralel veya toprak kaynaklı arkın temizleneceğini garanti etmez. Koruma mimarisi, hata tipiyle eşleşmelidir.
Konnektör eşleşmesi, sıkma kalitesi, terminal torku, kablo desteği, su girişi ve devreye alma kayıtları önemini korumaktadır. Ark hatası elektroniği, kötü PV kurulum uygulamalarını telafi edemez.

PV DC Ark Hatası Nedir?

Ark, iyonize gaz içinden geçen kendi kendini sürdüren bir elektriksel boşalmadır. Bir PV dizisinde, güneş ışığı modülleri enerjili tutar ve DC akım, AC dalga formundaki gibi doğal bir akım sıfır geçişine sahip değildir. Bir ark kararlı hale geldiğinde, bir konnektörün, iletkenin, terminalin, bağlantı kutusunun veya modülün küçük bir alanını ısıtmaya devam edebilir.

Yaygın başlangıç noktaları şunlardır:

tam olarak oturmamış bir konnektör;
onaylanmamış konnektör kombinasyonlarından kaynaklanan kontaklar;
hatalı veya eksik bir sıkma (krimp);
gevşek bir birleştirici kutu veya izolatör terminali;
bükülme, titreşim veya yetersiz kablo desteği nedeniyle kırılmış bir iletken;
aşınma, hayvanlar, UV maruziyeti veya montaj çalışmaları nedeniyle hasar görmüş yalıtım;
bir bağlantı çevresinde nem, kirlenme veya korozyon;
hatalı bir lehim bağlantısı, modül ucu, bağlantı kutusu veya bypass diyot bağlantısı.

Sistem, arıza kötüleşirken güç üretmeye devam edebilir. Bu durum, ark hatası korumasını normal aşırı yük korumasının bir alternatifi olmaktan ziyade bir yangın riski kontrolü haline getirir.

Seri Ark ve Paralel Ark ve Toprak Hatası

Bu hata türleri birbiriyle ilişkilidir ancak birbirinin yerine kullanılamazlar.

Hata türü	Mevcut yol	Tipik köken	Geleneksel korumanın neden yanıt verip vermeyebileceği	Temel tasarım yanıtı
Seri ark	Amaçlanan akım yolu üzerindeki bir süreksizlik boyunca	Gevşek konnektör, kopuk tel, hatalı sıkma, gevşek terminal	Ark akımı dizi ve yük tarafından sınırlandırılır; sigorta veya kesici açma değerinin altında kalabilir	Özel seri ark algılama ve test edilmiş bir kesme yöntemi
Paralel ark	Farklı potansiyellerdeki iletkenler arasında	İzolasyon bozulması, hasarlı pozitif ve negatif iletkenler, kirlenme	Akım yüksek olabilir, ancak büyüklüğü dizi topolojisine ve mevcut kaynak yollarına bağlıdır	Aşırı akım, yalıtım/toprak kaçağı koruması, ayırma ve arızaya özgü kesme
Topraklama hatası	Canlı bir iletkenden topraklanmış metale veya toprak yoluna	Hasarlı kablo, su girişi, sıkışmış yalıtım	Arıza akımı, geleneksel bir aşırı akım koruma cihazını (OCPD) çalıştırmayacak şekilde sınırlanabilir veya dağılabilir	Toprak kaçağı tespiti, yalıtım izleme, eş potansiyel bağlama ve uygulanabilir bağlantı kesme

NEC 690.11 ve temel IEC 63027 test kapsamı, PV DC devresinin amaçlanan sürekliliğindeki bir arızadan kaynaklanan hatalarla ilgilidir: seri arklar.

Bu sınır önemlidir. Sandia'dan yapılan araştırmalar, seri ve paralel arkların benzer yüksek frekanslı imzalar üretebildiğini, ancak doğru kesme işleminin farklılık gösterebileceğini göstermiştir. Bir seri akım yolunu açmak, o seri arkı söndürür. Paralel bir ark, diğer dizi yollarından enerji almaya devam edebilir ve uygun olmayan bir müdahale, akımı arıza üzerinden yönlendirebilir. Bu nedenle bir sistem, bu işlevsellik özel olarak değerlendirilmedikçe daha geniş kapsamlı bir ark koruması sağladığını iddia etmemelidir.

Bir PV Sigortası veya DC MCB Neden Seri Arkı Kesmeyebilir

Aşırı akım koruma cihazları, akım tanımlanmış bir zaman-akım eşiğini aştığında çalışır. Seri ark, normal yola empedans ekler. Akımı artırmak yerine, genellikle azaltır.

Normal çalışmada 9 A taşıyan bir dizi (string) düşünün. Hasarlı bir konnektör seri ark oluşturmaya başlarsa, akım dizi sigortası veya kesici eşiğinin üzerine çıkmak yerine çalışma seviyesinde veya altında kalabilir. Küçük ark boşluğu yine de yalıtımı karbonize edecek veya yakındaki polimer malzemeyi tutuşturacak kadar yerel sıcaklık üretebilir.

Bu nedenle, aşağıdaki cihazlar otomatik olarak seri ark koruması sağlamaz:

Cihaz	Birincil işlev	Neden bir PV ark dedektörü değildir
gPV sigorta	PV iletkenlerini ve modüllerini tanımlanmış aşırı akım koşullarına karşı korur	Bir seri ark yeterli aşırı akım oluşturmayabilir
DC MCB veya MCCB	Nominal DC uygulaması dahilinde aşırı yük ve kısa devre akımını keser	Termal-manyetik veya elektronik aşırı akım algılama, ark imzasını otomatik olarak tanımlamaz
SPD	Geçici aşırı gerilim enerjisini yönlendirir	Seri arklar için dizi akımı gürültüsünü sürekli olarak analiz etmez
DC izolatör	Beyan edilen değerleri dahilinde anahtarlama veya yalıtım sağlar	Bir işletme komutu gerektirir ve normal şartlarda ark algılaması yapmaz
Toprak kaçağı dedektörü	İstenmeyen toprak akımını veya yalıtım bozulmasını tanımlar	İletkenler arası seri bir süreksizlik toprak akımı oluşturmayabilir
AC AFDD/AFCI	AC nihai devrelerindeki belirli ark imzalarını algılar	Konut tipi AC algoritmaları ve ürün standartları, PV DC performansını belirlemez

Tasarımın gerektirdiği durumlarda bu cihazlar hala gereklidir. Ark hatası koruması, diğer koruma yöntemlerinin yerine geçen bir sistem değil, ek bir koordineli katmandır PV dereceli DC devre koruması, sigortalar, aşırı gerilim koruması veya güvenli izolasyon.

NEC 690.11 Neyi Gerektirir

NEC 690.11 başlığı şöyledir Ark Hatası Devre Koruması (Doğru Akım). Son NEC döngülerinde kullanılan ifadeye göre, DC devreleri şu değerde çalışan PV sistemleri: herhangi iki iletken arasında 80 V DC veya daha fazla listelenmiş bir PV ark hatası devre kesici veya eşdeğer koruma sağlayan listelenmiş sistem bileşenleri gerektirir.

Korunan sistemin; bir iletken, bağlantı, modül veya diğer PV DC bileşenlerindeki amaçlanan sürekliliğin kaybından kaynaklanan arkı tespit etmesi ve kesmesi beklenir.

NEC 690.11 bir kurulum kuralıdır

Hukuki etkisi şunlara bağlıdır:

eyalet, şehir, kamu hizmeti veya diğer yetkili makamlar tarafından kabul edilen NEC sürümü;
yerel değişiklikler;
DC devresinin, ilgili sürümde ele alındığı şekliyle bir binanın üzerinde, içinde veya onunla ilişkili olup olmadığı;
belirtilen bir istisnanın tam güzergah ve tesis için geçerli olup olmadığı;
ekipman listesi ve kurulum talimatları;
sunulan tasarımın yetkili makam (AHJ) tarafından kabulü.

Güncel yönetmelik dili, iletkenlerin uygun metalik kablolama yöntemleriyle veya yeraltında döşendiği durumlarda, belirli PV devreleri için bina koşullarının dışında veya bunlarla ilişkili istisnaları içermektedir. İfadeler yönetmelik döngüleri boyunca değişmiştir. Yerel olarak kabul edilen sürümü kontrol etmeden eski bir çizim notundaki istisnayı yeni bir projeye kopyalamayın.

Büyük ölçekli PV elektrik tedarik istasyonları, ek Madde 691 hükümleri ve projeye özel yangın azaltma gerekliliklerine de tabi olabilir. Sadece "zemine monte" ifadesi, uyumluluğa karar vermek için yeterli bilgi değildir.

NEC 690.11 hızlı kapatma kuralı değildir

NEC 690.11 ve NEC 690.12 farklı tehlikeleri ele alır:

Ark hatası koruması tehlikeli süreksizlik arklarını algılar ve kesintiyi başlatır.
Hızlı kapatma müdahale ekiplerinin elektrik çarpması riskini azaltmak için binalardaki dizilerin etrafındaki iletken gerilimini kontrol eder.

Bir ürün her iki işlevde de yer alabilir, ancak bir bölüme uyumluluk diğerine uyumluluğu otomatik olarak kanıtlamaz.

IEC 63027:2023 Neleri Kapsar

IEC 63027:2023, Fotovoltaik güç sistemleri – DC ark algılama ve kesme, PV sistem devrelerindeki DC arklarını algılamak ve isteğe bağlı olarak kesmek için kullanılan ekipmanlar için geçerlidir.

Yayınlanan kapsamı üç önemli sınır belirler:

Algılama için test prosedürleri sağlar seri arklar PV devrelerinde.
Bu arkları kesmek için kullanılan ekipmanın tepkisini ele alır.
Maksimum PV kaynak devresi gerilimi aşmayan PV sistemlerine bağlı ekipmanları kapsar 1500 V DC.

Bu bir ürün standardıdır, evrensel bir kurulum zorunluluğu değildir. Ark hatası korumasının nerede ve nasıl kurulacağına ulusal kablolama kuralları, bina yönetmelikleri, ihale şartnameleri, sigorta gereklilikleri veya yerel yetkili makamlar karar verir.

AFD, AFI ve AFPE

IEC terminolojisi, algılama ve kesme fonksiyonlarını birbirinden ayırır:

Dönem	Anlamı	Fonksiyon
AFD	Ark hatası dedektörü	Bir arkı algılar ve ilgili göstergeyi veya komutu üretir
AFI	Ark hatası kesicisi	Bir komut alır ve ark akım yolunu keser
AFPE	Ark hatası koruma ekipmanı	Ark algılama ve kesmeyi eksiksiz bir koruma fonksiyonu olarak birleştirir
AFS	Ark hatası sensörü	Algılama mimarisiyle ilişkili algılama elemanı veya kanalı

Bu ayrım, yaygın bir satın alma hatasını önler: bir AFD, bağımsız olarak kesintiye uğratmadan bir arkı tespit edebilir.. Eğer ürün sadece tespit amaçlıysa, proje uyumlu AFI'yi, iletişim bağlantısını, hata emniyetli (fail-safe) davranışı ve doğrulanmış eksiksiz sistemi tanımlamalıdır.

Sınıflandırma ve kapsama alanı önemlidir.

IEC 63027 sınıflandırması, aşağıdakiler dahil olmak üzere pratik kurulum özelliklerini tanımlamayı amaçlar:

PV sistemi içindeki koruma kapsamı;
entegre, bağımsız veya dağıtık uygulama;
sadece tespit etme ile tespit etme ve kesme işlevselliği karşılaştırması;
maksimum izlenen dizi (string) ve giriş sayısı;
algılama kanallarının veya sensörlerin sayısı ve tahsisi;
çalışma sonrası yeniden bağlantı yöntemi.

İki evirici, farklı sayıda dizi, farklı iletken kesitleri veya farklı kesme işlevlerini kapsarken her ikisi de "IEC 63027 ark algılama" reklamı yapabilir. Aile seviyesindeki bir broşürü onaylamak yerine, tam model ve aygıt yazılımı için sınıflandırmayı ve test kanıtlarını temin edin.

NEC 690.11 ile IEC 63027 ve UL 1699B karşılaştırması

Öğe	NEC 690.11	UL 1699B	IEC 63027:2023
Belge rolü	Elektrik tesisatı kodu gerekliliği	Kuzey Amerika ürün güvenliği standardı	Uluslararası ürün performansı ve test standardı
Ana kullanım	Kabul edilmiş bir NEC yetki alanında listelenen PV DC ark hatası korumasının ne zaman gerekli olduğunu belirler	PV DC ark hatası devre koruma ekipmanının değerlendirilmesini/listelenmesini destekler	PV DC ark algılama ve isteğe bağlı kesme ekipmanını sınıflandırır ve test eder
Yasal etki	Kabul edildiğinde uygulanır, AHJ (Yetkili Merci) tarafından yorumlanır	Listeleme, şartname ve kod kabulü yoluyla geçerlidir	Bir pazar, kurulum kuralı veya proje şartnamesi tarafından kabul edildiğinde sözleşmesel veya yasal olarak geçerli hale gelir
Gerilim sınırı	Güncel sürümler, sürüme ve istisnalara bağlı olarak iletkenler arasında 80 V DC veya daha yüksek gerilim kullanmaktadır	Ürünün listelenen kapsamını ve değerlerini kullanın	1500 V DC'ye kadar PV kaynak devrelerine bağlı ekipmanlar
Temel hata odağı	Amaçlanan sürekliliğin bozulmasından kaynaklanan seri ark	Standardın kapsamı dahilindeki PV DC ark hatası koruması	Seri ark algılama ve kesme tepkisi için test prosedürleri
Kesme	Koruyucu sonucun bir parçası olarak gereklidir	Listelenen koruma fonksiyonunun bir parçası olarak değerlendirilmiştir	Ekipman kapsamında isteğe bağlıdır: AFD sadece algılama yapabilir; AFPE ise kesintiyi içerir
Proje kanıtı	Benimsenen kod, çizimler, listelenen ekipman, talimatlar, AHJ onayı	Listeleme/sertifikasyon kaydı ve model işaretleri	Sınıflandırma, sertifika/test kanıtı, değerler, aygıt yazılımı ve kurulum sınırlamaları

UL Solutions, fotovoltaik DC ark hatası devre koruması için standart olarak UL 1699B'yi tanımlar. Bu nedenle, "NEC 690.11 ile uyumludur" iddiası, yalnızca dahili bir ark algılama algoritması ile değil, uygun listeleme veya listelenmiş eşdeğer sistem bileşenleri ile desteklenmelidir.

IEC 63027, IEC 62606 değildir

Benzer terminoloji alıcıları yanıltabilir:

IEC 62606 kapsamı dahilindeki evsel ve benzeri AC devreleri için ark hatası algılama cihazlarını (AFDD'ler) ele alır.
IEC 63027 fotovoltaik sistemler için DC ark algılama ve kesme ekipmanlarını ele alır.

IEC 62606'ya göre test edilmiş konut tipi bir AC AFDD, 1000 V veya 1500 V'luk bir PV dizisi için otomatik olarak uygun değildir. Dalga formu, kaynak davranışı, anahtarlama gürültüsü, yalıtım sistemi, çevresel koşullar ve kesme sorunu farklıdır.

AC nihai devre cihazı kategorisi için VIOX'un ayrı kılavuzuna bakınız: IEC 62606 AFDD koruması.

PV Ark Hatası Korumasının Konumlandırılabileceği Yerler

Doğru konum; test edilmiş koruma kapsamına, dizi topolojisine, dizi sayısına ve kesme yöntemine bağlıdır.

İnvertere entegre koruma

Dedektör, bir veya daha fazla DC girişini analiz eder ve inverter veya ilgili şalt cihazı, algılamadan sonra akım yolunu keser.

Avantajlar

daha az harici bileşen;
MPPT ve akım verilerine erişim;
olay günlüğü ve uzaktan teşhis imkanı bulunabilir;
dizi inverter tasarımlarında yaygındır.

Çözülmesi gereken sorular

Her bir izlenen girişe kaç dizi (string) bağlanabilir?
Her dizi bağımsız olarak mı izleniyor yoksa birkaç dizi tek bir sensörden önce birleştiriliyor mu?
İnverter girişinin açılması, korunan bölümün tamamının enerjisini kesiyor mu?
Fonksiyon belirli bir aygıt yazılımı (firmware) sürümüne veya ayara bağlı mı?
Dizi, birleştirici kutu ve inverter arasındaki hangi kablo kesiti test edilen kapsam dahilindedir?

Birleştirici kutu veya dizi seviyesinde koruma

Diziye daha yakın algılama, arıza yerinin tespitini iyileştirebilir ve tek bir algılama kanalı tarafından temsil edilen dizi sayısını azaltabilir. AFD veya AFPE şunlara entegre edilebilir: PV birleştirme kutusu veya özel dizi ekipmanı olarak kurulmalıdır.

Bu mimari şunları dikkate almalıdır:

paralel dizi sayısı;
sağlam dizilerden arıza noktasına doğru akan akım;
sensör tahsisi ve kanal bağımsızlığı;
DC kesme gerilimi ve polarite;
ortam sıcaklığı ve pano koruması;
haberleşme ve yardımcı güç kesintisi;
dizi sigortaları, ayırıcılar ve evirici kontrolleri ile koordinasyon.

Standart bir birleştirici kutu, sadece sigortalar, bir SPD ve bir DC anahtarı içerdiği için AFPE haline gelmez.

Modül seviyesinde veya dağıtık koruma

Dağıtık sensörler veya kesiciler, korunan alanı daraltabilir ve yerelleştirmeyi iyileştirebilir. Ayrıca bileşen sayısını, çatıdaki maruziyeti, iletişim karmaşıklığını ve değişim gerekliliklerini artırırlar.

Proje, şu durumlarda ne olacağını doğrulamalıdır:

bir modül cihazı güç veya iletişim kaybettiğinde;
bir dizinin sadece bir kısmı açıldığında;
merkezi kontrolör kullanılamadığında;
aygıtlar arasında aygıt yazılımı sürümleri farklılık gösterir;
paralel bir arıza, bitişik dizilerden enerji almaya devam eder.

AFCI'nin Sigortalar, Kesiciler, SPD'ler ve Ayırıcılar ile Koordinasyonu

Eksiksiz bir PV DC koruma tasarımı, her koruma katmanına bir görev atar.

Koruma katmanı	Algılar veya kontrol eder	Koordinasyon sorusu
Dizi sigortası	Ters akım ve tanımlanmış aşırı akım koşulları	Nominal değeri, modül maksimum seri sigorta değeri ve paralel dizi akımı ile uyumlu mu?
DC kesici	Beyan edildiği durumlarda aşırı yük/kısa devre koruması ve anahtarlama	PV DC gerilimi, polarite, hata akımı ve zaman-akım görev döngüsü için derecelendirilmiş mi?
SPD	Yıldırım kaynaklı ve anahtarlama aşırı gerilimleri	SPD, PV gerilim mimarisi ve topraklama düzeni için uygun mu?
DC izolatör	Manuel veya komutlu anahtarlama/izolasyon	Beyan edilen DC yükünü kesebiliyor mu ve AFPE kesme yoluna dahil mi?
Toprak hatası/yalıtım izleme	Kaçak veya yalıtım bozulması	Topraklanmamış veya fonksiyonel olarak topraklanmış bir dizide hangi arızalar tespit edilemez?
AFD/AFPE	Seri ark imzası ve test edilmiş kesme tepkisi	Hangi devre bölümü, dizi sayısı, çalışma aralığı ve arıza senaryoları kapsam dahilindedir?

Bir AFPE; bir eviriciye, kontaktöre, yarı iletken anahtara veya PV sınıfı DC ayırıcı cihaz seri akım yolunu kesmek için komut verebilir. Yürütücü cihaz, değerlendirilen mimarinin bir parçası olmalıdır. İlgisiz bir DC kesiciye şönt açtırma aksesuarı eklemek, tek başına IEC 63027 veya UL 1699B performansını sağlamaz.

PV Konnektörleri ve Sonlandırmaları Seri Arkları Nasıl Oluşturur

PV konnektörleri, küçük bir temas arayüzünü dış ortam sıcaklık döngüleri, nem, kablo hareketi ve uzun hizmet ömrü ile birleştirdikleri için sıkça endişe kaynağı olurlar.

Farklı markalara ait konnektörlerin birbiriyle eşleştirilmesi

"MC4 uyumlu" olarak tanımlanan ürünler, mutlaka bir konnektör çifti olarak onaylanmış sayılmazlar. Temas geometrisi, kaplama, yay kuvveti, conta sıkıştırması, toleranslar, kablo rakoru boyutları ve montaj aletleri farklılık gösterebilir. Modül, konnektör ve proje dokümantasyonunda izin verilen konnektör kombinasyonlarını kullanın.

Hatalı sıkma (krimp) işlemi

Yanlış kalıplar, aşınmış aletler, hatalı soyma uzunluğu, desteklenmeyen kablo kesiti veya tam yerleştirilmemiş iletken, yüksek dirençli bir bağlantıya yol açabilir. Sadece çekme testi düşük elektriksel direnci kanıtlamaz; aynı zamanda sadece elektriksel test de mekanik tutunmayı kanıtlamaz. Konnektör üreticisinin eksiksiz montaj ve denetim sürecini takip edin.

Gevşek terminaller ve hasarlı kablo

İletken hazırlığı, tork veya gerilim azaltma (strain relief) hatalı olduğunda; birleştirici (combiner) terminalleri, sigorta yuvaları, DC anahtarları ve evirici (inverter) girişlerinde zayıf bağlantılar oluşabilir. Modüllerin altındaki kablo aşınması, hem seri süreksizliklere hem de yalıtım hatalarına yol açabilir.

Bu nedenle, ark hatasını önleme çalışmaları elektronikten önce başlar:

Belgelendirilmiş konnektör kombinasyonlarını kullanın;
Kalibre edilmiş ve belirtilen sıkma (krimp) aletlerini kullanın;
İlgili bileşenin terminal tork değerlerine uyun;
Kabloları keskin kenarlardan ve durgun sudan uzak tutarak destekleyin;
Bükülme yarıçapını ve gerilim azaltıcıyı koruyun;
Dizi ve konnektör kurulum detaylarını kaydedin;
Değişiklikleri ve yedek konnektörleri, orijinal kurulumdakiyle aynı disiplinle denetleyin.

PV Ark Hatası Korumasının Devreye Alınması

Devreye alma işlemi, kontrolsüz bir ark oluşturmadan hem koruma fonksiyonunu hem de kurulum bağlamını doğrulamalıdır.

Kayıt:

evirici, AFD, AFI ve AFPE model numaraları;
listeleme veya IEC sınıflandırması ve sertifika referansı;
aygıt yazılımı ve etkinleştirilmiş koruma ayarları;
düzeltilmiş maksimum dizi açık devre gerilimi;
çalışma akımı aralığı ve giriş başına dizi sayısı;
sensör/kanal eşlemesi;
koruyucu iletken kesitleri;
kesme cihazı ve kontrol yolu;
alarm, olay günlüğü, iletişim ve sıfırlama davranışı;
konnektör aileleri, sıkma aletleri, tork kayıtları ve muayene sonuçları.

Sadece üreticinin onayladığı fonksiyonel test veya devreye alma yöntemini kullanın. Çalışmayı kanıtlamak için doğaçlama bir canlı DC arkı oluşturmayın. İzolasyon direnci ve süreklilik testleri de inverter, optimize edici, parafudr (SPD) ve AFPE talimatlarına uygun olmalıdır; böylece test gerilimi, buna dayanamayan bağlı elektronik bileşenler üzerinden uygulanmaz.

Solar AFCI Açmalarında Sorun Giderme

Bir ark hatası açması, inceleme aksini kanıtlayana kadar potansiyel olarak gerçek bir kablolama hatası olarak ele alınmalıdır. İnceleme yapmadan tekrar tekrar sıfırlama yapmak, hasarlı bir bağlantıya yeniden enerji verilmesine neden olabilir.

Devre dışı bırakılmış bir ayarla değil, kanıtlarla başlayın

Yetkili personel şunları incelemelidir:

kesin olay kodu ve zaman damgası;
etkilenen MPPT girişi, dizi, kanal veya sensör;
işlem öncesi DC gerilim ve akım değerleri;
hava durumu ve ışınım koşulları;
evirici anahtarlama, şebeke veya haberleşme olayları;
yakın zamanda yapılan bakım, modül değişimi veya kablo çalışmaları;
aynı arızanın kanallar arasında yer değiştirmesi veya tek bir dizide kalması geçmişi.

Ardından ekipman üreticisinin izolasyon ve arıza tespit sürecini izleyin. Konnektörleri, sıkmalı bağlantıları, terminalleri, kablo güzergahlarını, su girişini, aşınma noktalarını, birleştirici kutu bileşenlerini ve DC ayırıcıları inceleyin. Görünür bir yanık izinin olmaması, kesintili bir arkın meydana gelmediğini kanıtlamaz.

İstenmeyen çalışma kaynakları

Algılama algoritmaları, ark gürültüsünü normal yüksek frekanslı davranışlardan ayırt etmelidir. Zorlu koşullar şunları içerebilir:

evirici anahtarlama spektrumları;
MPPT çalışma geçişleri;
uzun DC kablo hatları ve bitişik diziler arasındaki kuplaj;
DC/DC dönüştürücüler veya modül seviyesindeki güç elektroniği;
harici elektromanyetik girişim;
Görünür bir hasar oluşmadan önce gerçek kesintili gürültüye neden olan dengesiz konnektörler;
Yanlış sensör ataması veya desteklenmeyen dizi (string) yapılandırması;
Güncel olmayan veya uyumsuz aygıt yazılımı (firmware).

Düzeltici eylem, otomatik olarak hassasiyeti düşürmek veya AFCI'yi devre dışı bırakmak değildir. Öncelikle fiziksel kusurları giderin, desteklenen dizi yapılandırmasını doğrulayın ve yalnızca üretici onaylı aygıt yazılımı ve ayarları uygulayın.

Solar AFCI ve AFPE Tedarik Kontrol Listesi

Alıcı sorusu	Talep edilecek kanıtlar
Hangi pazar gereksinimi karşılanıyor?	Benimsenen NEC maddesi ve listeleme, IEC 63027 sınıflandırma/test kanıtı veya belirtilen yerel kurulum gereksinimi
Ürün bir AFD mi yoksa tam bir AFPE mi?	Dedektör, kesici, iletişim yolu ve yardımcı gücü tanımlayan fonksiyonel blok şeması
Hangi devre bölümü korunmaktadır?	Modüllerden birleştiriciye ve evirici girişlerine kadar kapsama şeması
Elektriksel limitler nelerdir?	Maksimum PV gerilimi, Voc aralığı, Vmpp aralığı, Isc, Impp, polarite ve çevresel değer kaybı (derating)
Kaç dizi (string) ve giriş desteklenmektedir?	Giriş başına maksimum dizi sayısı, sensör başına giriş sayısı ve bağımsız kanal sayısı
Ark nasıl kesilir?	AFI tipi, DC kesme değeri, komut yolu ve hata durumu davranışı
Hangi hata tipi test ediliyor?	Seri ark test kapsamı ve ayrıca değerlendirilen paralel ark veya toprak hatası işlevselliği
Yeniden bağlantı nasıl kontrol edilir?	Manuel/otomatik kurallar, kilitleme davranışı, denetim gereksinimi ve olay kaydı
Ürün yazılımı (firmware) uyumluluğu etkiliyor mu?	Sertifikalı aygıt yazılımı sürümü, değişiklik kontrol politikası, güncelleme prosedürü ve ayar kısıtlamaları
Rahatsız edici olaylar nasıl ele alınıyor?	EMC testleri, desteklenen topoloji, tanılama günlükleri, servis prosedürü ve teknik destek
Hangi sertifikalar geçerlidir?	Sertifika numarası, düzenleyen kurum, tam model, ilgiliyse üretim yeri ve mevcut durum
Sistem nasıl devreye alınacak?	Onaylı test prosedürü, kayıtlar, alarmlar, iletişim ve bakım talimatları

Sadece "inverter AFCI içermelidir" diyen teknik özelliklerden kaçının. Bu ifade standardı, korunan bölgeyi, izlenen dizi sayısını, kesinti işlevini veya kabul kanıtını tanımlamaz.

Yaygın Spesifikasyon Hataları

NEC 690.11 ve IEC 63027 standartlarını eşdeğer dokümanlar olarak ele almak

Biri kurulum kodu hükmü, diğeri ise ürün performansı ve test standardıdır. Bir proje her ikisine de atıfta bulunabilir ancak bunlar farklı soruları yanıtlar.

Algılamanın her zaman kesintiyi de içerdiğini varsaymak

IEC 63027, kapsamı dahilinde yalnızca algılama yapan ekipmanlara izin verir. Tedarik edilen sistemin bir AFD mi yoksa eksiksiz bir AFPE mi olduğunu doğrulayın.

Yalnızca evirici (inverter) DC girişlerini saymak

Fiziksel giriş sayısı, bağımsız ark sensörlerinin veya izlenen dizilerin sayısını kanıtlamaz. Sınıflandırmayı ve kanal haritasını edinin.

Standart bir DC kesiciyi “solar AFCI” olarak kullanmak”

Bir DC kesici, yalnızca bu işlev için uygunsa ve değerlendirilmiş bir sisteme entegre edilmişse açma komutunu yerine getirebilir. Sıradan aşırı akım elemanı, seri arkı otomatik olarak algılamaz.

Tekrarlanan açmalardan sonra korumanın devre dışı bırakılması

Temassızlık yapan bir konnektör veya kablo arızası, ısı hasarı belirginleşmeden önce ark benzeri sinyaller üretebilir. Koruma ayarlarını değiştirmeden önce devreyi ve desteklenen konfigürasyonu inceleyin.

Ark hatası ile ark parlamasının karıştırılması

PV ark hatası koruması, yangına neden olabilecek sürekli ve istenmeyen arkları tespit etmeyi amaçlar. Ark parlaması analizi ise yüksek enerjili arızalar sırasında ortaya çıkan termal enerjiyi ve çalışan maruziyetini ele alır. Her ikisi de ark fiziği ile ilgili olsa da aynı çalışma veya koruma işlevi değildir.

SSS

IEC 63027 her güneş enerjisi kurulumunda AFCI zorunlu tutuyor mu?

Hayır. IEC 63027 bir ürün test ve performans standardıdır. Kurulum gereklilikleri ulusal kurallardan, yerel yönetmeliklerden, proje şartnamelerinden, sigorta şirketlerinden veya yetkili mercilerden (AHJ) gelir.

Bir IEC 62606 AFDD, PV DC dizisi için uygun mudur?

Sadece IEC 62606 temelinde uygun değildir. Bu standart, kapsamı dahilindeki AC AFDD uygulamalarını ele alır. PV DC ekipmanı; uygun voltaj, kaynak devresi, tespit, kesme ve ilgili IEC 63027 kanıtı gibi çevresel değerlendirmeler gerektirir.

NEC 690.11 her zemin montajlı PV sistemi için geçerli midir?

Zorunlu değildir. Uygulanabilirlik; benimsenen NEC sürümüne, devre gerilimine, binalarla olan ilişkiye, kablolama yöntemine, 690 veya 691. Madde istisnalarına, yerel değişikliklere ve yetkili merciin (AHJ) yorumuna bağlıdır. "Zemin montajı" etiketine güvenmek yerine projeyi özel olarak inceleyin."

İnverter entegreli bir AFCI, bir birleştirici kutu (combiner box) üzerinden bağlanan dizileri koruyabilir mi?

Sadece değerlendirilen konfigürasyonu dahilinde koruyabilir. Maksimum paralel dizi sayısını, sensör tahsisini, korunan iletken uzunluğunu ve bölgesini, birleştirici düzenini ve kesme yolunu doğrulayın. Test edilen sınırın üzerinde dizi birleştirmek, hem ark sinyal gücünü hem de hata akımı yollarını değiştirebilir.

Bir PV sigortası veya DC MCB, solar AFCI'nin yerini tutar mı?

Hayır. Bu cihazlar, belirtilen aşırı akım koşullarına karşı koruma sağlar. Seri bir ark, bu cihazların çalışma eşiğinin altında kalabilir; bu nedenle özel ark algılama cihazı gerekebilir.

Solar AFCI ile AFPE arasındaki fark nedir?

Solar AFCI, Kuzey Amerika'da PV ark hatası devre kesme işlemi için kullanılan yaygın bir terimdir. AFPE ise IEC terminolojisinde ark hatası algılama ve kesme işlevlerini birleştiren ekipman için kullanılır. Kısaltmaları evrensel olarak birbirinin yerine kullanılabilir kabul etmek yerine, her zaman geçerli standardı ve işlevi doğrulayın.

Mikroinverter sistemleri NEC 690.11 korumasına ihtiyaç duyar mı?

Birçok mikroinverter mimarisi, bireysel modül DC devrelerini NEC voltaj eşiğinin altında tutar, ancak cevap gerçek devre voltajına ve benimsenen yönetmeliğe bağlıdır. Ekipman mimarisini ve AHJ gerekliliklerini doğrulayın.

Bir AFCI açması uzaktan sıfırlanabilir mi?

Yalnızca ürün, ilgili standart/listeleme, kurulum kuralları ve işletim prosedürü buna izin veriyorsa. Uzaktan sıfırlama, gerekli bir denetimi atlamamalı veya hasarlı olduğundan şüphelenilen bir bağlantıya tekrar tekrar enerji vermemelidir. Beyan edilen yeniden bağlantı yöntemini ve olay geçmişini kontrol edin.

Nihai Mühendislik Kuralı

PV DC ark hatası koruması, bir inverter broşüründeki üç harfli bir özellik olarak değil, sistem fonksiyonu, olarak belirtilmelidir.

NEC projeleri için, NEC 690.11'in kabul edilen sürümünü, 80 V devre sınırını, geçerli istisnaları, ekipman listesini, iletken güzergahını ve AHJ onayını teyit edin. IEC projeleri için, ekipmanın bir AFD mi yoksa AFPE mi olduğunu, IEC 63027 sınıflandırmasını, gerilim/akım aralığını, izlenen dizileri ve kanalları, korunan bölgeyi, kesme yöntemini, aygıt yazılımını ve yeniden bağlantı davranışını teyit edin.

Ardından bu işlevi PV sigortaları, DC kesiciler, SPD'ler, ayırıcılar, toprak hatası koruması, konnektörler, kablo güzergahı ve devreye alma kayıtları ile koordine edin. Bir sigorta, DC MCB, SPD veya ayırıcı değerini korur, ancak komple sistem bu işlev için değerlendirilmedikçe hiçbiri özel PV seri ark koruması olarak sunulmamalıdır.