Схеми на свързване за бързо изключване: Съответствие с NEC 690.12 от свързването до етикета

Какво е бързо изключване и защо NEC 690.12 го изисква

Бързото изключване е функция за безопасност, която автоматично понижава постояннотоковото напрежение на соларния панел на покрива до безопасни нива в момента, в който променливотоковото захранване бъде изключено. Най-добрият начин да си го представим: спирателен вентил за газ за вашия... PV система. Когато пожарникарите пристигнат на място в горяща сграда, те спират основното електрическо захранване. Бързото изключване гарантира, че панелите на покрива ще спрат да произвеждат опасно напрежение веднага – а не минути по-късно.

Мандатът идва от NEC Член 690.12, което се затяга постоянно от 2014 г. насам. Изданието от 2017 г. беше повратната точка: в рамките на 30 секунди след започване на изключването, постояннотоковите проводници вътре в границите на решетката трябва да паднат до 80 волта или по-малкои проводници извън границата до 30 волта или по-малкоТова ефективно превърна устройствата за изключване на модулно ниво в стандарт за покривни инсталации. Изданието от 2020 г. добави UL 3741 като алтернативен път за съответствие чрез PV Системи за контрол на опасностите. Изданието от 2023 г. запази основните прагове от 80V/30 секунди, като същевременно премахна изключението за решетки без открити кабели (NFPA, NEC 690.12, 2017–2023).

Защо методът на окабеляване е от значение? Различните производители използват коренно различни механизми за управление – сигнали за комуникация по електропроводната мрежа, детекция на базата на резистори, вериги за управление на променливотоковото напрежение и клемни блокове със сух контакт. Свържете ги неправилно и системата просто няма да се изключи. Разделите по-долу разглеждат всяка топология със специфични диаграми и подробности на ниво клема.

RSD на ниво стринг срещу RSD на ниво модул: Ключови разлики в окабеляването

Преди да се впуснете в конкретни схеми на окабеляване, първо разберете двата архитектурни подхода. Сложността на окабеляването и пътят за съответствие с NEC зависят изцяло от този избор.

Практическият извод: ако вашият AHJ прилага NEC 2017 или по-нов стандарт без изключението UL 3741, изключването на ниво модул е ​​пътят за съответствие по подразбиране. Решенията на ниво низ остават приложими за наземни масиви (където бързото изключване може да не е приложимо) или когато са сдвоени с посочен... PV Система за контрол на опасностите.

Още едно нещо, което трябва да се заключи преди окабеляване: всички RSD топологии се разделят на две категории — PLC базиран (контролният сигнал се предава по постояннотокова линия) и твърдо свързан (отделна физическа верига носи сигнала за изключване). Следващите два раздела разглеждат подробно всеки от тях, започвайки с най-често срещаните.

Схеми на свързване на RSD, базирани на PLC: Tigo и APsmart

Всяка система за бързо изключване, базирана на PLC, работи на един и същ принцип: предавател инжектира високочестотен сигнал за поддържане на работоспособност към DC шината, а приемниците на всеки модул слушат непрекъснато. Прекъснете променливотоковото захранване на предавателя (чрез изключване на главния прекъсвач на сградата), сигналът спира и всеки приемник изключва изхода си в рамките на 30 секунди. Детайлите на окабеляването, които определят дали работи или не: как този сигнал се свързва с DC окабеляването.

Схема на свързване на Tigo TS4-A-2F

Tigo TS4-A-2F е най-широко използваното устройство за бързо изключване на PLC на модулно ниво. Всяко устройство обработва два... PV модули, намалявайки броя на връзките с приблизително 16% в сравнение с едноканалните алтернативи на типичен 14-панелен низ.

Системни компоненти:

• Tigo RSS предавател (изпраща сигнала за поддържане на активност чрез PLC)
• Един TS4-A-2F на двама PV модули
• PV инвертор (трябва да е съвместим със сигнала на PLC на Tigo)

Разположение на терминала TS4-A-2F:
Всяко устройство има два независими входни канала и един изход. С етикета, обърнат към вас:

• Вход 1: Отрицателен (ляв), Положителен (десен) — макс. 80V, 25A, 700W
• Вход 2: Отрицателен (ляв), Положителен (десен) — макс. 80V, 25A, 700W
• Изход: Отрицателен (ляво), Положителен (дясно) — подава към хоумръна на струната

Стъпки на окабеляване:

1. Свържете PV Положителният и отрицателният проводник на Модул 1 се свързват към вход 1 на TS4-A-2F (спазвайте маркировките за полярност на устройството).
2. Свържете PV Положителният и отрицателният проводници на Модул 2 се свързват към вход 2 на TS4-A-2F.
3. Свържете изходните кабели на TS4-A-2F към стринга — всички изходи на един и същ стринг са свързани последователно, завършвайки на MPPT входа на инвертора.

Окабеляване на предавателя RSS (критично):
Предавателят използва токов трансформатор (CT) с разделено ядро. всички PV+ кабели за домашно ползване през CT сърцевината в една и съща посокаТази стъпка се проваля по-често от която и да е друга: смесването на положителни и отрицателни проводници през един и същ токов трансформатор анулира PLC сигнала. Резултат: нулевият сигнал достига до модулите и системата остава заключена в режим на изключване.

• КТ трябва да обхваща всички положителни проводници от всички струни или всички отрицателни проводници — никога и двете
• За дълги хоумръни (над 200 метра), прекарайте проводника през токовия трансформатор два пъти, за да увеличите амплитудата на сигнала.
• Проверката на сигнала изисква осцилоскоп (стандартен мултицет не може да открие носещата вълнова форма)

Основни параметри:

• Ограничение на TS4-A-2F на канал: 80V / 25A / 700W (1,400W общо на устройство)
• Максимално напрежение на струната: 1,000V или 1,500V DC (в зависимост от конектора)
• Работна температура: −40°C до +80°C
• Корпус: IP68 / NEMA 3R
• Изчакайте 30 секунди след активиране на бързото изключване, преди да изключите DC конекторите — риск от остатъчно напрежение

Схема на свързване на APsmart RSD-S-PLC

Системата, базирана на PLC, на APsmart следва същия принцип на сигнал върху DC шина като Tigo, но добавя оперативна съвместимост със SunSpec Alliance. Сертифициран от SunSpec предавател, вграден в съвместим инвертор, елиминира външния предавател-PLC – една стъпка по-малко окабеляване и една точка на повреда по-малко.

Системни компоненти:

• Предавател-PLC (външен) или интегриран в инвертор SunSpec предавател
• RSD-S-PLC устройства (по едно на PV модул, едноканален)
• Инвертор с MPPT входове

Разлики в окабеляването спрямо Tigo:

• Външният предавател-PLC насочва само PV+ кабел за домашен монтаж чрез своето CT ядро ​​— същото правило за еднополярност като Tigo
• Ако инверторът има вграден предавател за бързо изключване, сертифициран по SunSpec, премахнете изцяло външния предавател-PLC от диаграмата — инверторът обработва генерирането на сигнала.
• Захранване на предавателя: 85–264V AC за жилищни инсталации, 180–550V AC за търговски/трифазни обекти

Съответствие с NEC:
APsmart RSD-S-PLC е посочен за съответствие с NEC 2017, 2020 и 2023. Съвместимостта със SunSpec също така осигурява бъдещи възможности за инсталация — надстройте инвертора по-късно, а RSD устройствата работят с вградения предавател на новия инвертор, без да докосват окабеляването на покрива.

Окабеляване с фиксирано и променливотоково управление RSD: SolarEdge, Solis и SMA

PLC системите наслагват сигнал върху DC шината. Решенията с фиксирано окабеляване RSD поемат по различен път — резисторна верига, AC управляваща верига или клемен блок със сух контакт. Три философии на проектиране, три набора от правила за окабеляване.

Окабеляване на комплекта за бързо изключване SolarEdge (метод с резисторен кабел)

SolarEdge използва кабелна двойка, оборудвана с резистор, вътре в корпуса на DC предпазния превключвател на инвертора. Инверторът непрекъснато следи съпротивлението в специална верига за детекция. Отварянето на предпазния превключвател прекъсва резисторната верига и инверторът задейства бързо изключване.

Идентификация на компонента:

• Червен кабел: вграден резистор в единия край (НЕ го отстранявайте и НЕ го байпасирайте)
• Черен кабел: стандартен, без резистор

Правила за окабеляване (две опции, зависят от съществуващия ред на линиите):

Първо, погледнете горните кабели, влизащи в DC предпазния превключвател от страната на тръбата:

• Вариант 1 — Червено (+), Черно (−) отляво надясно отгоре: Свържете кабелите за бързо изключване в обратен ред – черният отдясно (DC+), червеният (с резистор) отляво (DC−) към долните клеми.
• Вариант 2 — Черно (−), Червено (+) отляво надясно отгоре: Свържете черния отляво (DC−), червения (с резистор) отдясно (DC+) към долните клеми.

Златното правило: резисторът трябва да е от страната на превключвателя, а не от страната на клемния блок за постоянен ток. Монтирайте кабела на резистора обратно (резистор на клемите с пружинна скоба за постояннотоково захранване, вместо на превключвателя) и инверторът няма да може да открие прекъсване на резистора, когато превключвателят се отвори.

Стъпка по стъпка:

1. Изключете инвертора и предпазния прекъсвач. Изчакайте постояннотоковото напрежение да падне под 50V.
2. Изключете съществуващите DC кабели от клемите на превключвателя.
3. Свържете червения и черния кабел, оборудвани с резистор, към клемите на превключвателя съгласно правилото за реда на свързване по-горе. Въртящ момент: 2 N·m (18 lb·in).
4. Свържете другите краища към клемите с пружинни скоби за постояннотоково захранване: черен → DC−, червен → DC+.
5. Затворете капака на превключвателя и затегнете четирите винта към 1.2 N·m (0.9 ft·lb).

Solis AC-контролирано RSD окабеляване

Solis използва коренно различен подход: вместо да манипулира DC страната, бързото изключване се задейства чрез управляваща верига 240V AC, преминаваща от инвертора към монтираните на покрива RSD устройства. Сградата губи променливотоково захранване (главният прекъсвач се изключва), управляващата верига се деактивира и всички RSD устройства се изключват. Това е било умишлено - пожарникарите не е необходимо да намират специален PV изключвател. Прекъсването на главния прекъсвач го покрива.

Окабеляване на управляващата верига:

• L1 и L2: 240V AC, консумира само 0.1A
• Спецификация на кабела: THHN/THWN-2, #14 или #16 AWG
• Прокарайте контролния кабел от инвертора (или прекъсвача в точката на свързване) до всеки RSD модул на покрива.

Правило за споделяне на тръбопроводи (критична точка на съответствие):
на NEC 300.3(C)(1), AC управляващите проводници могат да споделят един и същ тръбопровод като PV Вериги с постоянен ток. Това е специфично допустимо отклонение. Изходните вериги на инвертора обаче са забранява от споделяне на писта с PV DC вериги на NEC 690.31(B)Правилното разграничение спестява тръбопроводи и труд.

Заземяване:
Свържете корпуса на RSD към заземителната система на покрива (релси, WEEB шайби, MLPE заземителен комплект). Не използвайте заземяващия проводник в контролния кабел за променлив ток — заземяването за променлив ток изпълнява различна функция.

Диагностичен съвет:
След изключване, всеки приемник модул извежда приблизително 0.67 V. Разделете общото напрежение на низа на 0.67, за да преброите колко модула са свързани - полезна проверка.

Забележка за режим на архивиране:
Ако инверторът е в резервен/извънмрежов режим, DC превключвателят на инвертора също трябва да е изключен, за да се задейства RSD. Само загубата на променлив ток може да не предизвика изключване, когато инверторът е в островно положение.

Окабеляване на кутията за бързо изключване SMA (метод със сигнални клеми)

Системата RSD на SMA използва специален контролер за бързо изключване, свързан към една или повече кутии за бързо изключване чрез многожилен сигнален кабел. Окабеляването следва конвенциите на индустриалните контролни панели – всеки пин има специфична функция и неправилното картографиране означава, че контролерът не може да активира системата.

Клемен блок RSD Box (долен ред с пинове):

Съпоставяне на контролер-към-кутия:

• RSD кутия Пин 1 → Клема на контролера X2 (+12V захранване)
• RSD Box Pin 2 → Контролер клема 2 (превключвател)
• RSD кутия Пин 3 → Клема на контролера NC 1 (земя)
• RSD Box Pin 4 → Клема на контролера X1 (зелен светодиод)
• RSD кутия Пин 5 → Клема на контролера X1 (червен светодиод)

Верижно свързване на няколко кутии:
Свържете първата RSD кутия към контролера съгласно горното съпоставяне. За всяка допълнителна RSD кутия, свържете паралелно от предишната кутия — всички кутии трябва да бъдат свързани, преди системата да може да се активира.

Гъвкавост на кабела:
SMA разрешава използването на кабели с клас на защита TC-ER (Tray Cable — Exposed Run) като алтернатива на тръбите, с подходящи кабелни уплътнения на входните точки на корпуса, за да се поддържа уплътнението срещу атмосферни влияния.

Етикети и табели за бързо изключване: Ръководство за съответствие с NEC 690.12

Перфектно кабелирана система за бързо изключване не преминава проверка всеки път, ако етикетите липсват, са грешни или нечетливи. NEC 690.12 изисква две специфични маркировки – те обслужват различни аудитории на различни места. Липсващите етикети остават една от най-честите причини за повреда на слънчевите инсталации. PV инспекции.

Ето рамката: „Табелка на електромера, етикет на превключвателя.“ Първият реагиращ трябва да установи в рамките на секунди, че (1) съществува система за бързо изключване и (2) къде да я активира. Ако някой от елементите липсва, етикетирането е несъответстващо.

Табела за бързо спиране на сградата: Изисквания и разположение

Това е по-голямата и по-детайлна маркировка — поставена на мястото на сервизното оборудване, където пожарникарите пристигат първи.

Задължително съдържание (NEC 2023, 690.12(D)):

• Стандартен текст: „СЛЪНЧЕВА PV СИСТЕМАТА Е ОБОРУДВАНА С БЪРЗО ИЗКЛЮЧВАНЕ. ЗАВЪРТЕТЕ ПРЕВКЛЮЧВАТЕЛЯ ЗА БЪРЗО ИЗКЛЮЧВАНЕ В ПОЛОЖЕНИЕ „ИЗКЛЮЧЕНО“, ЗА ДА Я ИЗКЛЮЧИТЕ PV СИСТЕМА И НАМАЛЯВАНЕ НА ОПАСНОСТТА ОТ ТОКОВ УДАР В РЕШЕТКАТА.“
• Проста диаграма на сграда с покрив, показваща PV граница на масива
• Индикация за това кои проводници са контролирани (само вътре в границата или и вътре, и отвън)
• - физическо местоположение на превключвателя за бързо изключване, посочен на табелата

Правила за разположение:

• На всяко място на сервизно оборудване (главен панел, измервателен уред или групова измервателна зона)
• Ясно видим за първите реагиращи, приближаващи се към входа за обслужване
• Ако превключвателят за иницииране на RSD не е на измервателния уред, табелата трябва да посочва къде се намира.

Варианти на формулировки по тип система:

• Ниво на низ (само външен контрол): „…ПРОВОДНИЦИТЕ ИЗВЪН ГРАНИЦИТЕ НА РЕШЕТКАТА СЕ НАМАЛЯВАТ ДО БЕЗОПАСНО НИВО…“
• Ниво на модул (вътрешен + външен контрол): „…ПРОВОДНИЦИТЕ ВЪТРЕ И ИЗВЪН ГРАНИЦИТЕ НА РЕШЕТКАТА НАМАЛЯВАТ ДО БЕЗОПАСНО НИВО…“

Разлики във версиите на NEC:

• NEC 2017/2020 (690.56(C)): Задължителен жълт фон с черни букви (или червен с бели букви), отразяващ, минимална височина на буквите 3/8 инча
• NEC 2023 (690.12(D)): Изискването за цвят е премахнато — изисква се само контраст на текста. Червено/бяло остава индустриалната конвенция, приета от повечето AHJ-и.

Стандарт за издръжливост:

• Трябва да отговаря на NEC 110.21(B) за маркировки за опасност, прилагани на място: устойчиви на атмосферни влияния, UV-стабилни, трайно закрепени
• Препоръчителен материал: полиестер или поликарбонат с UV ламинат, сертифициран по UL 969

Етикет на устройството за бързо иницииране на изключване: Спецификации

Това е по-простият, но също толкова задължителен етикет – той потвърждава за първия реагиращ „това е превключвателят“.

БЪРЗО ИЗКЛЮЧВАНЕ НА СЛЪНЧЕВАТА ЕЛЕКТРОЕНЕРГИЯ PV СИСТЕМА

Тази точна формулировка не подлежи на обсъждане – не съкращавайте, не замествайте. Тя е останала непроменена във всички последни издания на NEC.

Спецификации (непроменени за всички версии на NEC):

• Червен фон, бели букви
• Всички главни букви, минимална височина на знаците 3/8 инча (9.5 мм)
• Трябва да е отразяващо
• Поставете върху или на разстояние до 1 метър от превключвателя за бързо изключване

Двата етикета работят заедно: табелата на сградата казва на реагиращите какво съществува и къде се намира прекъсвачът; етикетът на прекъсвача потвърждава, че са го намерили.

Отстраняване на неизправности при окабеляване на RSD: Често срещани грешки и как да ги избегнем

Дори опитните монтажници се сблъскват със същите капани при бързото изключване на окабеляването. Ето четирите най-чести грешки, със симптоми и решения.

Освен окабеляването, качеството на устройството е от значение за дългосрочната надеждност. Устройства за бързо изключване, сертифицирани за множество юрисдикции — UL 508i, UL 2202, CE, TUV, UKCA и CB — са преминали през далеч по-строги цикли на тестване от алтернативите с един сертификат. Beny, първият китайски производител, получил сертификат UL 508i за DC изолаторни продукти, предлага устройства за бързо изключване, обхващащи както модулни, така и стрингови конфигурации с 25-годишна гаранция (Benyкаталог на устройства за бързо изключване) — съответстващ на очаквания експлоатационен живот на PV модулите, които защитават.

Източници

1. NFPA. „Член 690.12 от NEC — Бързо спиране на PV „Системи в сгради.“ Национален електрически кодекс, издания 2017/2020/2023. https://www.nfpa.org/
2. Подновяване на лиценз за електрическа инсталация. „690.12(B)(2) Бързо изключване — В рамките на границата на масива.“ https://www.electricallicenserenewal.com/…/NEC-Content.php?sectionID=963
3. Solar Power World. „Tigo Energy пуска устройства за бързо изключване за панели с мощност до 700 W.“ 2022. https://www.solarpowerworldonline.com/2022/08/tigo-energy-releases-rapid-shutdown-devices-up-to-700-w/
4. Списание „Строител на соларни панели“.PV Контрол на опасностите: Разберете UL 3741 и новите решения за бързо изключване. https://solarbuildermag.com/featured/pv-hazard-control-understand-ul-3741-and-new-rapid-shutdown-solutions/
5. Решения за разрешителни за слънчева енергия. „Етикети NEC 690.56(C) за PV Системи за бързо изключване. https://www.solarpermitsolutions.com/blog/nec-690-56c-labels-pv-rapid-shutdown
6. Beny Нова енергия. „Каталог на продукти за бързо изключване“. https://www.beny.com/products/
7. Beny Нова енергия. „Свържете се с нас.“ https://www.beny.com/contact-us/