Защита от дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем: 9 правил предотвращения риска возгорания солнечных установок

Краткий обзор

Дуговые замыкания в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем являются одним из самых опасных скрытых рисков. Они часто возникают из-за ослабленных разъемов, поврежденных кабелей, некачественной опрессовки, старения изоляции, попадания влаги или неправильного монтажа. В отличие от обычных перегрузок по току, дуга постоянного тока может продолжать гореть, поскольку ток постоянного тока не проходит через нулевое значение, как переменный ток.

Эффективная защита от дуговых замыканий в фотоэлектрических системах не должна полагаться только на одно устройство. Более безопасная конструкция предполагает использование нескольких уровней защиты: правильную прокладку кабелей, высококачественные разъемы постоянного тока, предохранители типа gPV, устройства защиты от перенапряжения постоянного тока, защиту сумматорных коробок, функции AFCI, тепловизионный контроль и противопожарную защиту электротехнических шкафов.

Для EPC-подрядчиков, монтажников солнечных систем, инженеров-электриков и групп эксплуатации и технического обслуживания цель состоит не только в прохождении инспекции. Настоящая цель — снизить вероятность выхода инверторов из строя, избежать ущерба от пожара, повысить время безотказной работы системы и упростить техническое обслуживание.

Оглавление

1. Что такое дуговое замыкание в цепи постоянного тока фотоэлектрической системы?
2. Почему дуговые замыкания постоянного тока опасны в солнечных энергосистемах
3. Распространенные причины возникновения дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем
4. Последовательная дуга, параллельная дуга и дуга на землю
5. Почему стандартной защиты от сверхтоков недостаточно
6. 9 практических правил защиты от дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем
7. Как предохранители типа gPV помогают предотвратить развитие аварийных ситуаций
8. Почему защита с помощью УЗИП постоянного тока остается необходимой
9. Проектирование сумматорных коробок (комбайнеров) для повышения безопасности солнечных энергосистем
10. Противопожарная защита шкафов как последний рубеж обеспечения безопасности
11. Контрольный список для инженеров и монтажников
12. ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое дуговое замыкание в цепи постоянного тока фотоэлектрической системы?

Дуговое замыкание в цепи постоянного тока фотоэлектрической системы — это аномальный электрический разряд, возникающий на стороне постоянного тока. Он может произойти, когда ток перескакивает через зазор между проводниками, контактами разъемов, поврежденной изоляцией или в местах ослабления соединений проводов.

В солнечных фотоэлектрических системах дуговые замыкания постоянного тока особенно опасны, поскольку фотоэлектрический массив продолжает генерировать энергию при наличии солнечного света. Если напряжение системы высокое, особенно в проектах на 1000 В или 1500 В постоянного тока, дуга может стать достаточно стабильной, чтобы вызвать высокую температуру, обугливание, задымление и, в конечном итоге, возгорание.

В современных солнечных проектах используются более длинные цепочки (стринги), более высокое напряжение постоянного тока, более крупные распределительные коробки и более компактные инверторные станции. Эти конструктивные решения повышают эффективность, но также увеличивают важность защиты от дуговых замыканий постоянного тока в фотоэлектрических системах.

Исследования дуговых замыканий постоянного тока в фотоэлектрических системах неоднократно подтверждали, что необнаруженные дуговые замыкания представляют серьезную пожарную опасность для жилых, коммерческих и промышленных фотоэлектрических систем.

2. Почему дуговые замыкания постоянного тока опасны в солнечных системах

Дуговое замыкание постоянного тока — это не просто небольшая электрическая искра. Оно может перерасти в непрерывный высокотемпературный разряд. Как только он возникает, он может повредить изоляцию, расплавить детали разъемов, сжечь оболочку кабеля и воспламенить близлежащие горючие материалы.

Опасность в фотоэлектрических системах выше, так как сторона постоянного тока находится под напряжением в светлое время суток. Даже если автоматический выключатель переменного тока выключен, фотоэлектрические модули могут продолжать подавать напряжение в цепь постоянного тока.

Именно поэтому защита от дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем должна учитываться на всех этапах: от проектирования до монтажа и технического обслуживания. Ждать появления видимого дыма — слишком поздно.

Практическая стратегия обеспечения безопасности солнечных электростанций должна отвечать на три вопроса:

• Как снизить вероятность возникновения дуговых замыканий?
• Как заблаговременно обнаружить нештатные ситуации?
• Как предотвратить перерастание небольшого электрического повреждения в пожар?

Безопасность фотоэлектрических систем достигается не одним устройством, а комплексной скоординированной защитой.

3. Распространенные причины дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем

Большинство дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем не вызваны одним критическим отказом. Обычно они возникают из-за мелких неисправностей, которые прогрессируют со временем.

К распространенным причинам относятся:

• Ослабленные разъемы типа MC4
• Некачественное обжатие контактов разъемов
• Несовместимость разъемов разных производителей
• Повреждение изоляции кабеля постоянного тока
• Изгиб кабеля с превышением допустимого радиуса
• УФ-старение кабелей, проложенных вне помещений
• Попадание влаги внутрь сумматорных коробок (комбайнеров)
• Пыль, соляной туман или коррозия
• Неправильный момент затяжки на клеммах
• Некачественная прокладка кабелей
• Ущерб от грызунов
• Вибрация в крышных или наземных системах
• Перегрев держателей предохранителей или клемм
• Задержка технического обслуживания после срабатывания аварийных сигналов

На крупных фотоэлектрических станциях проблема часто заключается не в том, что инженеры не знают о рисках. Проблема в том, что тысячи разъемов, кабелей, предохранителей, клемм и сумматоров должны оставаться надежными в течение многих лет в условиях эксплуатации на открытом воздухе.

Именно поэтому защита от дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем должна рассматриваться как вопрос проектирования на уровне системы, а не только как вопрос выбора конкретного продукта.

4. Последовательная дуга против параллельной дуги против дуги на землю

Дуговые замыкания в фотоэлектрических системах обычно делятся на три типа: последовательные дуговые замыкания, параллельные дуговые замыкания и дуговые замыкания на землю.

Последовательное дуговое замыкание

Последовательная дуга возникает при частичном разрыве токопроводящей цепи. Например, это может быть ослабленный разъем, поврежденный кабель или плохой контакт в клемме.

Ток продолжает протекать по цепи, но преодолевает небольшой воздушный зазор или точку с высоким сопротивлением. Это приводит к выделению тепла и возникновению дуги.

Последовательные дуги опасны тем, что ток может оставаться в пределах нормального рабочего диапазона. Обычный предохранитель может не сработать, так как отсутствует значительная перегрузка по току.

Параллельное дуговое замыкание

Параллельная дуга возникает, когда ток перескакивает между двумя проводниками с разным потенциалом. Это может произойти между положительным и отрицательным кабелями постоянного тока, между стрингами или внутри поврежденной изоляции.

Параллельные дуги могут создавать более высокий ток повреждения, чем последовательные дуги, особенно при параллельном соединении нескольких стрингов.

Дуговое замыкание на землю

Дуговое замыкание на землю происходит, когда возникает дуга между токоведущим проводником постоянного тока и заземленной металлической частью или корпусом оборудования. Это может быть вызвано повреждением изоляции, механическим повреждением, попаданием воды или некачественным монтажом.

Каждый тип дуги требует различных методов обнаружения и защиты. Именно поэтому защита от дуговых замыканий в фотоэлектрических системах постоянного тока должна сочетать в себе качество монтажа, мониторинг, плавкие предохранители, защиту от перенапряжений и безопасность на уровне корпуса.

Почему стандартной защиты от сверхтоков недостаточно

Многие полагают, что плавкий предохранитель или автоматический выключатель могут решить любую проблему с электричеством. Это не так.

Устройства защиты от сверхтоков предназначены для отключения при чрезмерном токе. Однако некоторые дуговые замыкания постоянного тока могут не создавать достаточного тока для быстрого срабатывания предохранителя, особенно в случае последовательных дуговых замыканий.

Это не означает, что предохранители бесполезны. Это означает, что необходимо правильно понимать их назначение.

Предохранитель типа gPV необходим для защиты фотоэлектрических стрингов и массивов от обратного тока и определенных условий неисправности. Стандарт IEC 60269-6 содержит дополнительные требования к плавким вставкам, используемым для защиты фотоэлектрических стрингов и массивов с напряжением до 1500 В постоянного тока.

Тем не менее, защита от дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем требует большего, чем просто защита от сверхтоков. Она также включает обнаружение дуги, правильный монтаж проводки, защиту от перенапряжений, безопасные корпуса и регулярные проверки.

6. 9 Практических правил защиты от дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем

Правило 1: Используйте правильную прокладку кабелей постоянного тока

Неправильная прокладка кабелей — один из самых простых способов создать риск долгосрочного отказа. Кабели постоянного тока не должны быть натянуты, раздавлены, иметь резкие изгибы или подвергаться ненужным механическим нагрузкам.

Правильная прокладка кабелей должна:

• Избегать острых металлических кромок
• Обеспечивать упорядоченное расположение положительных и отрицательных кабелей
• Уменьшите перемещение кабеля при ветре или вибрации
• Избегайте точек скопления воды
• Соблюдайте правильный радиус изгиба
• Используйте устойчивые к ультрафиолету кабельные стяжки или опоры
• Держите кабели вдали от горячих поверхностей

Аккуратная прокладка кабелей упрощает осмотр и снижает скрытые точки напряжения.

Правило 2: Избегайте несоответствия разъемов

Несоответствие разъемов — это распространенный, но часто игнорируемый риск. Даже если два разъема выглядят одинаково, они могут иметь разную конструкцию контактов, допуски материалов, герметичность или сертификацию.

Несоответствующие друг другу разъемы могут привести к увеличению переходного сопротивления. Повышенное сопротивление вызывает нагрев. Со временем нагрев может повредить пластиковые детали, ослабить контактное давление и повысить риск возникновения дугового замыкания.

Для защиты от дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем монтажникам следует избегать использования разъемов разных брендов, если их совместимость не подтверждена производителем.

Правило 3: Контроль момента затяжки клемм

Ослабленные клеммы являются основным источником перегрева. Чрезмерная затяжка клемм также может привести к повреждению проводников или оборудования.

Каждая клемма в сумматорной коробке (комбайнере), держателе предохранителя, автоматическом выключателе постоянного тока, устройстве защиты от перенапряжения (УЗИП) и на входе инвертора должна быть затянута в соответствии с моментом затяжки, указанным производителем.

В проектах EPC контроль момента затяжки не должен считаться необязательным. Он должен быть частью протокола монтажных работ.

Правило 4: Используйте соответствующие предохранители типа gPV

В фотоэлектрических цепочках следует использовать предохранители, предназначенные для цепей постоянного тока фотоэлектрических систем, а не обычные предохранители переменного тока.

Предохранители типа gPV предназначены для разрыва токов короткого замыкания постоянного тока в фотоэлектрических системах. Они широко используются в сумматорах (комбайнер-боксах), для защиты входов инверторов и защиты фотоэлектрических стрингов.

Стандарт IEC 60269-6 специально охватывает плавкие вставки для защиты солнечных фотоэлектрических энергетических систем.

При выборе предохранителя инженерам следует учитывать:

• Номинальное напряжение
• Номинальный ток
• Разрывная способность
• Ток фотоэлектрического стринга
• Количество параллельных стрингов
• Температура окружающей среды
• Совместимость с держателем предохранителя
• Требования к снижению номинальных характеристик (дерейтингу)
• Координацию с кабелями и вышестоящими устройствами

Неправильно подобранный предохранитель может привести к ложным срабатываниям или не обеспечить надлежащую защиту цепи.

Правило 5: Установите защиту УЗИП постоянного тока

Молниевые и коммутационные перенапряжения могут повредить инверторы, устройства мониторинга, сумматоры и системы изоляции. Повреждения от перенапряжения не всегда приводят к немедленному выходу из строя. Иногда они ослабляют изоляцию и повышают риск возникновения неисправностей в будущем.

Поэтому устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) постоянного тока являются важной частью защиты фотоэлектрических систем от дуговых замыканий.

Стандарт IEC 61643-31 применяется к УЗИП, предназначенным для стороны постоянного тока фотоэлектрических установок с напряжением до 1500 В постоянного тока. Эти УЗИП разработаны для ограничения перенапряжений и отвода импульсных токов.

Стандарт IEC 61643-32 также описывает принципы выбора, установки и координации УЗИП, используемых на стороне постоянного тока фотоэлектрических установок с напряжением до 1500 В постоянного тока.

Для обеспечения лучшей защиты УЗИП постоянного тока обычно устанавливаются:

• Внутри сумматоров фотоэлектрических систем
• Рядом с входами постоянного тока инвертора
• В распределительных щитах постоянного тока
• В системах, подверженных риску удара молнии
• Там, где длинные линии кабелей постоянного тока повышают риск перенапряжения

Правило 6: Улучшение защиты сумматорной коробки (комбайнера)

Сумматорная коробка является одним из важнейших мест для установки защиты от дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем. Она содержит множество стрингов, предохранителей, клемм, модулей УЗИП, выключателей постоянного тока и кабельных вводов.

Если сумматорная коробка спроектирована некачественно, внутри корпуса могут возникнуть попадание влаги, перегрев, ослабление контактов и нарушение изоляции.

Более безопасная сумматорная коробка должна включать:

• Корпус с соответствующим классом защиты IP
• Правильные кабельные вводы
• Держатели предохранителей для цепей постоянного тока
• Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) типа 2 для цепей постоянного тока
• Четкое разделение положительных и отрицательных проводников
• Соблюдение путей утечки и воздушных зазоров
• Эффективный отвод тепла
• Четкая маркировка
• Удобная для обслуживания компоновка
• Надежное заземление

Блок сумматоров не следует рассматривать как простую распределительную коробку. Это центр защиты.

Правило 7: Используйте AFCI или устройства обнаружения дуги там, где это требуется

Технология автоматических выключателей дугового замыкания предназначена для обнаружения опасного искрения и размыкания цепи или отключения системы.

На некоторых рынках защита от дуговых замыканий в фотоэлектрических системах требуется согласно электротехническим нормам. Например, документы, связанные с NEC, включают требования к защите от дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем, когда напряжение между проводниками составляет 80 В постоянного тока или выше.

Для международных проектов инженерам следует проверять местные нормы, функции инвертора и спецификации проекта. Требования к AFCI могут варьироваться в зависимости от страны, типа системы, места установки и полномочного органа.

Правило 8: Добавьте тепловизионный контроль в техническое обслуживание и эксплуатацию

Тепловизионный контроль — один из наиболее практичных методов раннего обнаружения рисков. Многие риски дуговых замыканий начинаются с аномального нагрева.

Группы эксплуатации и технического обслуживания должны проверять:

• Температуру разъемов
• Температуру держателей предохранителей
• Температуру клемм УЗИП
• Клеммы автоматических выключателей постоянного тока
• Кабельные вводы
• Входные клеммы постоянного тока инвертора
• Шины сумматорной коробки
• Признаки изменения цвета или оплавления

Небольшую локальную зону перегрева нельзя игнорировать. Это может указывать на ослабление контакта, перегрузку, коррозию, некачественную опрессовку или деградацию внутренних компонентов.

Правило 9: Добавьте систему пожаротушения для критически важных электротехнических шкафов.

Даже при грамотном проектировании электроустановки ни одна система не может полностью исключить риск. Для критически важных шкафов система пожаротушения может стать последним рубежом безопасности.

Автоматические устройства пожаротушения могут быть установлены внутри электротехнических шкафов, сумматорных коробок, распределительных щитов, телекоммуникационных шкафов и вспомогательных шкафов систем накопления энергии.

Для солнечных электростанций шкафная система пожаротушения особенно полезна в следующих случаях:

• Инверторные станции
• Распределительные щиты постоянного тока
• Сумматорные коробки в условиях повышенного риска
• Электротехнические шкафы наружной установки
• Удаленные фотоэлектрические станции
• Промышленные крышные фотоэлектрические проекты
• Телекоммуникационные шкафы с питанием от солнечных батарей
• Шкафы аккумуляторных батарей и вспомогательного оборудования постоянного тока

Цель состоит не в замене надлежащей электрической защиты. Цель заключается в подавлении небольшого внутреннего возгорания до того, как оно распространится на соседнее оборудование.

Как предохранители gPV помогают уменьшить эскалацию неисправностей

Предохранитель gPV является одним из важнейших защитных компонентов в цепях постоянного тока солнечных электростанций.

В многостринговых фотоэлектрических системах обратный ток может течь от исправных стрингов к поврежденному. Это может привести к перегреву кабелей, разъемов и модулей. Правильно подобранный предохранитель gPV помогает прервать этот ток повреждения до того, как ущерб распространится дальше.

Промышленный держатель предохранителя переменного тока RT18 серии 32A-125A | Kuangya

Для защиты от дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем плавкий предохранитель выполняет несколько функций:

• Он ограничивает развитие неисправности в параллельных цепочках стрингов.
• Он защищает кабели от воздействия чрезмерных токов.
• Он снижает количество энергии, выделяемой при определенных видах неисправностей.
• Он изолирует неисправные стринги для обеспечения безопасности при техническом обслуживании.
• Он улучшает координацию защиты системы.

Однако качество предохранителя имеет решающее значение. Низкокачественный предохранитель или держатель предохранителя могут перегреваться во время нормальной работы. Плохой контакт внутри держателя предохранителя сам по себе может стать источником риска.

По этой причине инженерам следует рассматривать плавкую вставку и держатель предохранителя как единую систему защиты.

Требования стандарта IEC 60269-6 к фотоэлектрическим предохранителям

8. Почему защита с помощью УЗИП постоянного тока по-прежнему необходима

Некоторые монтажники задаются вопросом, необходима ли защита с помощью УЗИП постоянного тока, если инвертор уже оснащен встроенной защитой.

Ответ — да, особенно в фотоэлектрических установках, расположенных на открытом воздухе.

Фотоэлектрические массивы часто имеют протяженные кабельные трассы вне помещений. Эти кабели могут улавливать энергию наведенных импульсных перенапряжений от близких ударов молнии. Энергия импульса может распространяться по кабелям постоянного тока в инвертор, оборудование мониторинга и системы связи.

УЗИП постоянного тока помогает отвести импульсный ток и ограничить переходное перенапряжение до того, как оно повредит чувствительное оборудование.

Для комплексной стратегии защиты от дуговых замыканий в фотоэлектрических системах постоянного тока использование УЗИП имеет важное значение, поскольку импульсные перенапряжения могут ослабить изоляцию, повредить электронные компоненты и привести к скрытой деградации. Система может продолжать работать после скачка напряжения, но ее долгосрочная надежность может снизиться.

При проектировании качественной системы защиты с помощью УЗИП следует учитывать:

• Напряжение фотоэлектрической системы
• Максимальное длительное рабочее напряжение
• Требования к типу 1 или типу 2
• Номинальный разрядный ток
• Максимальный разрядный ток
• Место установки
• Система заземления
• Длина кабеля
• Координация между УЗИП
• Требование к дистанционной сигнализации

Для промышленных и коммерческих фотоэлектрических проектов устройства защиты от перенапряжения (УЗИП) не должны выбираться только по цене. Их следует выбирать в соответствии с напряжением системы, риском установки и координацией защиты.

9. Проектирование сумматорных коробок для более безопасных солнечных систем

Сумматорная коробка может как снижать риск, так и создавать его. Разница заключается в качестве проектирования.

Хорошая фотоэлектрическая сумматорная коробка должна упрощать проверку системы, повышать безопасность обслуживания и надежность при возникновении нештатных ситуаций.

Важные аспекты проектирования включают:

Компоненты, рассчитанные на постоянный ток (DC)

Все компоненты внутри сумматорной коробки должны быть пригодны для работы с постоянным напряжением и применения в фотоэлектрических системах. Устройства, рассчитанные на переменный ток (AC), не должны использоваться в качестве замены.

Четкое разделение проводки

Положительные и отрицательные проводники должны быть расположены четко. Неправильная компоновка проводки повышает вероятность повреждения изоляции, возникновения путаницы при техническом обслуживании и случайного контакта.

Правильное расположение УЗИП

УЗИП постоянного тока должно быть установлено с использованием коротких и прямых проводов. Длинные соединительные провода снижают эффективность защиты.

Правильный выбор держателя предохранителя

Держатель предохранителя должен соответствовать размеру, напряжению, току и тепловым характеристикам предохранителя. Перегрев держателей предохранителей — распространенная проблема в низкокачественных сумматорах (комбайнерах).

Степень защиты IP

Уличные сумматоры должны быть устойчивы к воздействию воды, пыли, ультрафиолетового излучения и перепадам температур. Попадание воды может привести к пробою изоляции и коррозии.

Видимость технического обслуживания

Маркировка, электрические схемы, индикаторные окна и системы дистанционной сигнализации помогают ремонтным бригадам быстро находить неисправные компоненты.

Блок сумматора — это не просто точка подключения. Это первый рубеж защиты между фотоэлектрической матрицей и инвертором.

10. Противопожарная защита шкафа как последний уровень безопасности

Устройства электрической защиты снижают вероятность возникновения неисправности. Противопожарная защита снижает последствия в случае ее возникновения.

Это различие важно.

Плавкий предохранитель не тушит пожар.
УЗИП не тушит пожар.
Автоматический выключатель не предназначен для тушения пожара.
Устройство защиты от дугового пробоя (AFCI) не восстанавливает поврежденную изоляцию.

При реализации дорогостоящих фотоэлектрических проектов инженерам следует применять многоуровневый подход:

1. Предотвращение неисправностей за счет качественного проектирования.
2. Ограничение электрических повреждений с помощью плавких предохранителей и устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).
3. Обнаружение аномальных дуговых разрядов или перегрева.
4. Изоляция поврежденной цепи.
5. Подавление возгораний внутри критически важных электротехнических шкафов.

Противопожарная защита шкафов особенно полезна при установке электрооборудования в удаленных или необслуживаемых местах. Если неисправность возникнет ночью, в периоды высокой инсоляции или на удаленной солнечной электростанции в пустыне, реакция персонала может быть замедлена.

Автоматическое устройство пожаротушения в шкафу помогает подавить возгорание на ранней стадии внутри закрытых электрических пространств до того, как огонь распространится на весь шкаф или соседнее оборудование.

11. Контрольный список для инженеров и монтажников

Используйте этот контрольный список во время монтажа, пусконаладочных работ и регулярного технического обслуживания.

Проверка кабелей и разъемов

• Все ли разъемы от совместимых брендов?
• Полностью ли зафиксированы разъемы?
• Защищены ли кабели от острых кромок?
• Обеспечена ли надлежащая поддержка кабелей?
• Допустим ли радиус изгиба?
• Есть ли признаки старения под воздействием УФ-излучения?
• Есть ли признаки повреждений, вызванных животными?
• Правильно ли герметизированы кабельные вводы?

Осмотр сумматорной коробки (комбайнера)

• Правильно ли герметизирован корпус?
• Соответствуют ли держатели предохранителей номинальным параметрам для использования в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем?
• Правильно ли установлено устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) постоянного тока?
• В норме ли индикаторы УЗИП?
• Затянуты ли клеммы с требуемым моментом затяжки?
• Выполнена ли разводка аккуратно и с соблюдением разделения цепей?
• Есть ли признаки изменения цвета вблизи клемм?
• Надежно ли выполнено заземление?

Проверка плавких предохранителей

• Выбраны ли предохранители типа gPV в соответствии с током стринга?
• Соответствует ли номинальное напряжение данной системе?
• Достаточна ли отключающая способность?
• Не перегреваются ли держатели предохранителей?
• Соответствуют ли сменные предохранители требуемым техническим характеристикам?
• Ведется ли журнал технического обслуживания?

Проверка УЗИП

• Подходит ли УЗИП для систем с напряжением 1000 В пост. тока или 1500 В пост. тока?
• Является ли УЗИП устройством типа 1 или типа 2 в соответствии с требованиями проекта?
• Являются ли длины кабелей короткими и прямыми?
• Требуется ли дистанционная сигнализация?
• Изменил ли цвет индикатор неисправности УЗИП?
• Является ли сопротивление заземления допустимым?

Проверка противопожарной защиты

• Оснащены ли критически важные шкафы внутренней противопожарной защитой?
• Установлено ли устройство в правильном положении?
• Достаточен ли объем защищаемого пространства?
• Подходит ли метод активации?
• Находится ли устройство в пределах срока службы?
• Задокументирована ли проверка?

12. Рекомендуемая архитектура защиты

Надежная конструкция защиты от дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем должна использовать многоуровневую архитектуру.

Данная архитектура помогает инженерам перейти от мышления на уровне отдельных устройств к защите на уровне системы.

13. Руководство по выбору продукции

Для команд по закупкам EPC-контракторов и солнечных проектов выбор продукции должен основываться на проектных рисках, а не только на цене за единицу товара.

DC SPD

Выбирайте устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) постоянного тока на основе:

• Напряжение системы 1000 В пост. тока или 1500 В пост. тока
• Требования к типу 1 или типу 2
• Значения In и Imax
• Время отклика
• Конструкция со сменными модулями
• Контакт дистанционной сигнализации
• Соответствие стандарту IEC 61643-31
• Место установки

gPV Предохранитель

Выбор предохранителя gPV на основе:

• Номинальный ток
• Номинальное напряжение
• Разрывная способность
• Типоразмер предохранителя, например 10×38, 14×51, 10×85, 14×85 или 22×125
• Ток фотоэлектрического стринга
• Температура окружающей среды
• Совместимость с держателем предохранителя
• Соответствие стандарту IEC 60269-6

Комбинированная коробка

Выбирайте сумматорную коробку (комбайнер) на основе:

• Количество стрингов
• Напряжения системы
• Конфигурации предохранителей и УЗИП
• Степень защиты IP
• Материала корпуса
• Качества кабельных вводов
• Конструкции заземления
• Доступность обслуживания

Устройства пожаротушения шкафа

Выбирайте систему противопожарной защиты шкафа на основе:

• Объем шкафа
• Способ установки
• Температура срабатывания
• Электрическая изоляционная безопасность
• Требования к техническому обслуживанию
• Стоимость защищаемого оборудования
• Условия окружающей среды

14. Часто задаваемые вопросы

Что такое защита от дугового замыкания в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем?

Защита от дуговых замыканий в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем означает снижение вероятности, обнаружение, локализацию и контроль дуговых замыканий на стороне постоянного тока солнечной фотоэлектрической системы. Она включает в себя соблюдение правил монтажа, контроль разъемов, прокладку кабелей постоянного тока, использование предохранителей типа gPV, устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) постоянного тока, функций AFCI, мониторинг, инспекцию и противопожарную защиту электротехнических шкафов.

Может ли предохранитель остановить любое дуговое замыкание в цепи постоянного тока?

Нет. Предохранитель помогает защитить систему от сверхтоков и обратных токов, однако некоторые последовательные дуговые замыкания могут не создавать достаточного тока для быстрого срабатывания предохранителя. Именно поэтому защита от дуговых замыканий должна быть многоуровневой.

Почему дуговые замыкания в цепях постоянного тока опаснее, чем в цепях переменного тока?

Ток постоянного тока не проходит через нулевое значение естественным образом, как переменный ток. Это означает, что дугу постоянного тока труднее погасить после её возникновения, особенно в высоковольтных фотоэлектрических системах.

Где следует устанавливать УЗИП постоянного тока в солнечной системе?

УЗИП постоянного тока обычно устанавливаются внутри сумматорных коробок (комбайнеров), рядом с входами постоянного тока инвертора и в распределительных шкафах постоянного тока. Точное местоположение зависит от длины кабеля, подверженности воздействию молнии, напряжения системы и координации защиты.

Отличаются ли предохранители типа gPV от обычных предохранителей?

Да. Предохранители типа gPV предназначены для фотоэлектрических цепей постоянного тока. Они используются для защиты фотоэлектрических стрингов и массивов от обратного тока и определенных аварийных режимов. Обычные предохранители переменного тока не должны использоваться в качестве замены.

Почему перегреваются сумматорные коробки (комбайнеры)?

Сумматорные коробки могут перегреваться из-за ослабленных клемм, плохого контакта в держателе предохранителя, неправильного выбора предохранителя, высокой температуры окружающей среды, попадания воды, коррозии или плохой вентиляции.

Необходима ли противопожарная защита шкафов для каждой фотоэлектрической системы?

Не всегда. Но она настоятельно рекомендуется для критически важных электрических шкафов, инверторных станций, удаленных фотоэлектрических установок, промышленных проектов на крышах, телекоммуникационных шкафов питания и помещений с дорогостоящим оборудованием.

Какой лучший способ предотвращения дуговых замыканий в цепях постоянного тока солнечных электростанций?

Лучший метод — это многоуровневая защита. Используйте правильную прокладку кабелей, совместимые разъемы, соблюдайте моменты затяжки, применяйте предохранители gPV, устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) постоянного тока, устройства обнаружения дугового замыкания (AFCI) там, где это требуется, проводите тепловизионный контроль и устанавливайте системы пожаротушения в критически важных шкафах.

Заключение

Дуговые замыкания в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем — это скрытые, но серьезные риски для солнечных электростанций. Они могут возникать из-за мелких проблем при монтаже, таких как ослабленные разъемы, некачественная опрессовка, поврежденная изоляция, попадание воды или перегрев клемм.

Безопасный солнечный проект не должен зависеть от одного устройства. Настоящая защита от дугового замыкания в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем требует комплексной цепи защиты: правильного проектирования, качественного монтажа, использования предохранителей gPV, устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) постоянного тока, более безопасных сумматорных коробок, функций AFCI, регулярных проверок и автоматических систем пожаротушения для критически важных шкафов управления.

Для EPC-подрядчиков, монтажников солнечных электростанций и инженеров-электриков ценность такого подхода очевидна. Он снижает риск возгорания, защищает инверторы, увеличивает время безотказной работы системы, обеспечивает более безопасное техническое обслуживание и помогает солнечным проектам надежно функционировать в долгосрочной перспективе.

KUANGYA предоставляет компоненты электрической защиты для фотоэлектрических систем и энергетической инфраструктуры, включая УЗИП постоянного тока, предохранители gPV, держатели предохранителей, компоненты защиты сумматорных коробок, автоматические выключатели и решения для автоматического пожаротушения в шкафах. Для выбора оборудования под проект, OEM-кастомизации или получения технических паспортов свяжитесь с KUANGYA для получения поддержки.