Dòng cuối cùng ở phía trước: Kết nối bộ cách ly DC yêu cầu phải xác định đúng đầu nối, đấu dây đúng cực tính và tuân thủ tiêu chuẩn an toàn AS/NZS 5033. Cáp DC sử dụng dây dẫn mềm loại 5, phải được đấu nối đúng cách để tránh hỏng hóc, và cần cân nhắc đến việc đấu nối dây dẫn DC tại các đầu nối của bộ cách ly (526.9.1).
Bộ cách ly DC là gì và tại sao kết nối lại quan trọng?
Bộ cách ly DC (còn gọi là bộ ngắt mạch DC) là một thiết bị an toàn cung cấp khả năng cách ly điện hoàn toàn trong các hệ thống điện một chiều, đặc biệt là trong các hệ thống điện mặt trời. Bằng cách cách ly hoàn toàn nguồn điện khi cần bảo trì hoặc sửa chữa, nó đảm bảo không ai bị điện giật nếu tiếp xúc với bộ phận đang mang điện của hệ thống.
Dr. Trước Cảnh Báo An Toàn: Bộ cách ly DC là nguyên nhân gây ra nhiều vụ cháy và là nguyên nhân chính gây ra sự cố cho các hệ thống điện mặt trời. Việc kết nối và lắp đặt đúng cách rất quan trọng đối với sự an toàn và hiệu suất của hệ thống.
Sự khác biệt chính: Kết nối bộ cách ly DC so với AC
Bộ cách ly DC gặp phải những thách thức riêng so với bộ cách ly AC. Với hệ thống AC hoạt động ở tần số 50 Hz, điện áp sẽ vượt qua điểm 0 hai lần mỗi chu kỳ, xảy ra cứ sau 10 mili giây, giúp ngăn chặn hồ quang điện. Tuy nhiên, điện áp DC không đổi và không có điểm giao nhau này, khiến việc dập hồ quang trở nên khó khăn hơn.
Tiêu chuẩn và yêu cầu kết nối bộ cách ly DC
Tiêu chuẩn chính và tuân thủ
- AS/NZS 5033:2021: Yêu cầu về lắp đặt và an toàn cho mảng quang điện
- Tiêu chuẩn AS 60947.3:2018: Phiên bản sửa đổi của IEC 60947-3 với các yêu cầu cụ thể của Úc
- Tiêu chuẩn IEC 60947-3: Tiêu chuẩn quốc tế cho thiết bị đóng cắt và điều khiển điện áp thấp
Thiết bị ngắt kết nối hiện phải tuân thủ AS 60947.3:2018, phiên bản sửa đổi của tiêu chuẩn quốc tế IEC 60947.3 với các yêu cầu cụ thể dành cho Úc.
Thông số kỹ thuật kết nối thiết yếu
| Đặc điểm kỹ thuật | Yêu cầu | Chuẩn Tài Liệu Tham Khảo |
|---|---|---|
| Lớp nhạc trưởng | Lớp 5 (linh hoạt) | Tiêu chuẩn AS/NZS 5033 |
| Đánh dấu đầu cuối | Phải phù hợp với tất cả các lớp nhạc trưởng | 526.2 Ghi chú 2 |
| Xếp hạng IP | Tối thiểu IP56NW ngoài trời | AS 60947.3 |
| Xếp hạng nhiệt độ | 40°C (bóng râm) / 60°C (tiếp xúc) | AS/NZS 5033:2021 |
| Thể loại sử dụng | DC-PV2 cho hệ thống PV | AS 60947.3 |
Quy trình kết nối bộ cách ly DC từng bước
Bước 1: An toàn và lập kế hoạch trước khi kết nối
🔧 Mẹo của chuyên gia: Luôn đảm bảo nguồn điện được cách ly hoàn toàn trước khi bắt đầu bất kỳ công việc kết nối nào. Sử dụng đồng hồ vạn năng để kiểm tra điện áp bằng không ở tất cả các đầu nối.
- Tắt tất cả các nguồn điện đầu nguồn
- Quy trình khóa/gắn thẻ (LOTO)
- Xác minh sự cô lập bằng thiết bị thử nghiệm phù hợp
- Xác định dây dẫn dương và âm bằng cách sử dụng dấu hiệu cáp thích hợp
Bước 2: Xác định và chuẩn bị thiết bị đầu cuối
Cáp DC thường sử dụng dây dẫn loại 5 (dẻo). Trường hợp các đầu nối thiết bị không được đánh dấu, chúng phải phù hợp với tất cả các loại dây dẫn mà không cần sửa đổi.
Yêu cầu chuẩn bị đầu cuối:
- Bóc lớp cách điện của cáp theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất
- Khi cần xử lý các dây dẫn ở các điểm kết thúc, cần tham khảo dữ liệu của nhà sản xuất, trong đó có thể nêu rõ rằng dây dẫn dạng sợi mảnh cần có ống bọc hoặc vòng đệm.
- Đảm bảo bề mặt đầu cuối sạch sẽ, không bị ăn mòn
- Áp dụng hợp chất chống oxy hóa nếu được chỉ định
Bước 3: Hiểu về cấu hình kết nối
Các loại bộ cách ly DC khác nhau yêu cầu cấu hình dây dẫn cụ thể dựa trên yêu cầu về điện áp và dòng điện:
Tùy chọn cấu hình tiêu chuẩn
| Cấu hình | Điện Đánh Giá | Công suất hiện tại | Ứng dụng |
|---|---|---|---|
| Dòng 2 cực | Lên đến 600V | Dòng điện thấp hơn | Hệ thống dây đơn |
| Dòng 4 cực | Lên đến 1000V | Dòng điện trung bình | Mảng điện áp cao |
| Nối tiếp 2 cực + Song song 2 cực | Biến | Dòng điện cao hơn | Hệ thống nhiều chuỗi |
Sử dụng các giá trị điện áp và dòng điện đã xác định trước đó, có thể chọn cấu hình dây điện phù hợp từ Bảng 1. Để chuyển mạch 15,6 A ở 936 V, bộ ngắt kết nối phải được nối theo cấu hình nối tiếp 4 cực hoặc cấu hình nối tiếp 2 cực + song song 2 cực.
Bước 4: Quá trình kết nối vật lý
Đối với Bộ cách ly DC 2 cực tiêu chuẩn:
- Xác định các đầu vào và đầu ra (thường được đánh dấu L1/L2 cho đầu vào, T1/T2 cho đầu ra)
- Kết nối dây dẫn dương với cực dương được chỉ định
- Kết nối dây dẫn âm với cực âm được chỉ định
- Siết chặt các kết nối theo thông số mô-men xoắn của nhà sản xuất
- Xác minh cực trước khi năng lượng
⚠️ Cảnh báo quan trọng: Các kết nối được thiết kế theo đường chéo, do đó việc đấu dây thẳng sẽ dẫn đến đảo cực. Luôn kiểm tra đường dẫn kết nối bằng cách sử dụng thử nghiệm tính liên tục.
Bước 5: Xác minh và kiểm tra kết nối
Các bước xác minh cần thiết:
- Kiểm tra trực quan tất cả các kết nối
- Kiểm tra tính liên tục với bộ cách ly ở vị trí BẬT
- Kiểm tra điện trở cách điện với bộ cách ly ở vị trí TẮT
- Xác minh cực tính bằng thiết bị kiểm tra phù hợp
- Kiểm tra hoạt động của cơ chế chuyển mạch
Định cỡ dòng điện và điện áp cho kết nối bộ cách ly DC
Tính toán nhu cầu dòng điện tối đa
Khi lựa chọn thiết bị cho mảng PV, bao gồm cả bộ cách ly DC, cần sử dụng dòng điện ngắn mạch cực đại (ISC MAX) (712.512.1.2). Có thể sử dụng công thức 2 để tính giá trị này: ISC MAX = Số chuỗi x ISC STC x 1,25
Nơi:
ISC MAX = Dòng điện ngắn mạch tối đa của mảng
Số chuỗi = Tổng số chuỗi song song
Hội thảo CHUYÊN = chập mạch hiện theo tiêu chuẩn kiểm tra điều kiện
1,25 = Hệ số an toàn cho điều kiện bức xạ cao hơn
Cân nhắc về nhiệt độ
Đối với bộ cách ly được đặt trong nhà hoặc ngoài trời ở nơi râm mát hoàn toàn, nhiệt độ môi trường quy định áp dụng là 40 độ C. Đối với bộ cách ly được đặt ngoài trời và tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, nhiệt độ môi trường áp dụng là 60 độ C.
Các loại bộ cách ly DC và phương pháp kết nối
Các loại công tắc ngắt kết nối
| Loại | Phương pháp kết nối | Ứng dụng | Các tính năng chính |
|---|---|---|---|
| Bộ cách ly quay | Cấu hình đầu cuối chéo | Hệ thống điện mặt trời PV | Tiếp điểm cạnh dao, xếp hạng IP67 |
| Công tắc ngắt tải | Tiêu chuẩn thiết bị đầu cuối khối | Hệ thống DC công nghiệp | Khả năng phá vỡ cao |
| Bộ cách ly tích hợp | Lắp đặt biến tần bên trong | Năng lượng mặt trời dân dụng | Thiết kế tiết kiệm không gian |
Bộ cách ly DC thực sự so với bộ cách ly AC giảm định mức
🔧 Mẹo của chuyên gia: IMO SI là công tắc True DC – không phải phiên bản AC được hạ công suất hoặc đấu lại dây để hoạt động DC. Luôn sử dụng bộ cách ly True DC để đảm bảo hiệu suất và an toàn đáng tin cậy.
Tính năng của bộ cách ly DC thực sự:
- Buồng dập tắt hồ quang chuyên dụng
- Vật liệu tiếp xúc định mức DC
- Khả năng chịu điện áp cao hơn
- Thiết kế chịu nhiệt
Vị trí lắp đặt và yêu cầu lắp đặt
Yêu cầu về bề mặt lắp đặt
Energy Safe khuyến nghị lắp đặt bộ cách ly DC trên bề mặt không dễ cháy. AS/NZS 5033:2021 Điều 4.5.4.1 yêu cầu phải có rào cản không cháy giữa bộ cách ly DC và bề mặt dễ cháy.
Thông số kỹ thuật của rào cản không cháy:
- Phải mở rộng 200mm qua các cạnh cách ly
- Chất trám chống cháy cho các lỗ xuyên thủng có đường kính >5mm
- Vật liệu đáp ứng tiêu chuẩn AS 1530.1
Xếp hạng IP và Bảo vệ thời tiết
Để giảm thiểu sự xâm nhập của nước và hỏng sớm của bộ cách ly DC, các yêu cầu an toàn lắp đặt tối thiểu phải được đáp ứng theo AS/NZS 5033:2021 Cl. 4.4.7 bao gồm: Giảm ứng suất cho các dây dẫn (khi không sử dụng ống dẫn để đi vào vỏ bọc) Duy trì xếp hạng IP66 của bộ cách ly DC, chỉ sử dụng các điểm vào của nhà sản xuất.
Các vấn đề kết nối phổ biến và cách khắc phục sự cố
Các vấn đề kết nối thường gặp
| Vấn đề | Gây ra | Giải pháp |
|---|---|---|
| Đảo ngược cực tính | Nhận dạng thiết bị đầu cuối không chính xác | Sử dụng thử nghiệm tính liên tục để xác minh đường dẫn kết nối |
| Thiết bị đầu cuối quá nhiệt | Mất kết nối | Siết chặt đến giá trị mô-men xoắn được chỉ định |
| Hư hỏng hồ quang | Chuyển mạch không đúng khi tải | Thực hiện theo trình tự chuyển mạch thích hợp |
| Nước xâm nhập | Bịt kín tuyến cáp kém | Sử dụng các tuyến được xếp hạng IP và các ống lót nhiều lỗ |
Chiến lược phòng ngừa
🔧 Mẹo của chuyên gia: Điều quan trọng là phải tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất về cấu hình bộ ngắt kết nối DC để tránh hỏng thiết bị.
Thực hành tốt nhất:
- Luôn sử dụng các điểm vào cáp được nhà sản xuất chấp thuận
- Áp dụng thông số mô-men xoắn thích hợp cho tất cả các kết nối
- Kiểm tra cực tính trước khi cấp điện cho mạch
- Thực hiện lịch trình kiểm tra thường xuyên
Tiêu chuẩn an toàn và yêu cầu chứng nhận
Yêu cầu quy định của Úc
Bộ cách ly DC được phân loại là thiết bị điện cấp độ 3 và phải được chứng nhận và đăng ký theo quy định quốc gia Hệ thống an toàn thiết bị điện (EES).
Các điểm tuân thủ chính:
- Đăng ký EESS cho tất cả các bộ cách ly DC
- Tuân thủ AS 60947.3:2018
- Xác minh xếp hạng IP56NW
- Chứng nhận đánh giá nhiệt ở 40°C
Tài liệu cài đặt
Tài liệu là yêu cầu quan trọng được nêu trong các tiêu chuẩn lắp đặt, AS/NZS 5033 & AS/NZS 4777.1 phải tuân thủ khi lắp đặt hệ thống PV.
Tiêu chí lựa chọn bộ cách ly DC
Chọn bộ cách ly phù hợp
Khi lựa chọn bộ cách ly DC cho hệ thống của bạn, hãy cân nhắc những yếu tố quan trọng sau:
Thông số kỹ thuật điện:
- Điện áp hệ thống tối đa (thường là 600V dân dụng, 1000V thương mại)
- Khả năng chịu dòng ngắn mạch tối đa
- Phá vỡ và tạo ra xếp hạng hiện tại
- Hạng mục sử dụng (DC-PV2 cho hệ thống PV)
Các yếu tố môi trường:
- Vị trí lắp đặt (trong nhà/ngoài trời)
- Tiếp xúc với nhiệt độ (bóng râm/ánh nắng trực tiếp)
- Yêu cầu về xếp hạng IP
- Khả năng tương thích của bề mặt lắp đặt
Cân nhắc về chi phí
Giá của bộ cách ly DC thường thấp hơn so với máy cắt DC. Tuy nhiên, chi phí chính xác của một công tắc phụ thuộc vào kích thước và các tính năng đi kèm. Các mẫu cơ bản có thể bắt đầu từ khoảng $20, trong khi các mẫu lớn hơn và cao cấp hơn có thể có giá lên đến $200.
Những câu hỏi thường gặp về kết nối bộ cách ly DC
Điểm khác biệt giữa kết nối bộ cách ly DC và kết nối AC là gì?
Điện áp DC không đổi và không có điểm giao nhau bằng không, khiến việc dập hồ quang trở nên khó khăn hơn. Điều này đòi hỏi vật liệu tiếp xúc chuyên dụng và buồng dập hồ quang trong bộ cách ly DC, vốn không cần thiết trong các ứng dụng AC.
Tôi có thể sử dụng bộ cách ly AC cho ứng dụng DC không?
Không. Công tắc cách ly DC được thiết kế riêng cho hệ thống điện DC. Đối với hệ thống điện AC, bạn cần sử dụng công tắc cách ly định mức AC. Sử dụng sai loại có thể dẫn đến hỏng hóc nguy hiểm và nguy cơ hỏa hoạn.
Nên sử dụng loại cáp nào với bộ cách ly DC?
Cáp DC thường sử dụng dây dẫn loại 5 (dẻo). Loại dây này mang lại độ linh hoạt và độ tin cậy cao hơn trong lắp đặt hệ thống PV so với dây dẫn đặc.
Làm thế nào để xác minh đúng cực sau khi kết nối?
Kiểm tra tính liên tục bằng cách bật bộ cách ly và đảm bảo đường kết nối khớp với cực tính mạch dự định. Các kết nối được thiết kế theo đường chéo, do đó, đấu dây thẳng sẽ dẫn đến cực tính bị đảo ngược.
Cấp IP nào là bắt buộc đối với bộ cách ly DC ngoài trời?
Xếp hạng bảo vệ chống xâm nhập (IP) tối thiểu là IP56NW được yêu cầu đối với bộ cách ly ngoài trời trong từng hộp riêng lẻ.
Bộ cách ly DC có yêu cầu lưu ý đặc biệt khi lắp đặt không?
Có. Energy Safe khuyến nghị lắp đặt bộ cách ly DC trên bề mặt không cháy và phải có biện pháp giảm ứng suất và bảo vệ khỏi thời tiết phù hợp theo tiêu chuẩn AS/NZS 5033:2021.
Khuyến nghị lắp đặt và bảo trì chuyên nghiệp
Khi nào nên thuê thợ điện chuyên nghiệp
Mặc dù các kết nối bộ cách ly DC cơ bản có vẻ đơn giản, nhưng việc lắp đặt chuyên nghiệp được khuyến nghị cho:
- Hệ thống trên 48V DC
- Cơ sở thương mại và công nghiệp
- Cấu hình nhiều chuỗi phức tạp
- Yêu cầu chứng nhận tuân thủ
Lịch Trình Bảo Trì
Kiểm tra hàng năm nên bao gồm:
- Kiểm tra trực quan các kết nối để tìm dấu hiệu quá nhiệt
- Xác minh tính toàn vẹn của xếp hạng IP
- Kiểm tra hoạt động của cơ chế chuyển mạch
- Kiểm tra mô-men xoắn của các kết nối đầu cuối
- Cập nhật tài liệu theo yêu cầu
Điểm chính: Việc kết nối bộ cách ly DC đúng cách đòi hỏi phải hiểu rõ các yêu cầu chuyển mạch DC chuyên biệt, tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn hiện hành và chú ý đến các chi tiết quan trọng như nhận dạng đầu nối và xác minh cực tính. Luôn ưu tiên an toàn và cân nhắc lắp đặt chuyên nghiệp cho các hệ thống phức tạp hoặc khi không chắc chắn về các yêu cầu cụ thể.
Dành cho lắp đặt chuyên nghiệp: Liên hệ với nhà thầu điện được cấp phép, am hiểu các yêu cầu của AS/NZS 5033:2021 và hệ thống cách ly DC để đảm bảo lắp đặt an toàn, tuân thủ quy định, bảo vệ cả nhân sự và thiết bị.
