Pikasammutuslaitteen vianmääritys 101

Paloturvallisuus on tärkeintä muistaa aurinkoenergian suhteen. Lukuisat aurinkomääräykset vähentävät tulipalon vaaraa, mutta niitä on päivitettävä säännöllisesti, jotta palomiehille aiheutuu vaaroja heidän suorittaessaan tehtäviään rakennuksissa tai rakennuksissa. PV taulukot.

Monet maat ovat asettaneet turvatoimet etusijalle sen takaamiseksi aurinkoenergian toiminnot turvallisesti ja sallii palomiesten ja muiden ensiapuhenkilöiden mennä paloturvallisuusalueelle. Nopeaa sammutusta voidaan käyttää tässä tilanteessa. 

Tarkastellaan yksityiskohtaisemmin nopean sammutuksen kriteerejä ja katsotaan, miksi kaikkien aurinkosähköasentajien ja -järjestelmien omistajien on tärkeää olla tietoisia niistä.

Kuinka se toimii? 

Kansallinen sähkölaki otti käyttöön nopean sammutusvaatimuksen sähköturvallisuusvaatimuksena Yhdysvalloissa (NEC). 

Aurinko- PV järjestelmissä on oltava menetelmä, jolla katolla olevien aurinkomoduulien jännite katkaistaan ​​tai alennetaan, jotta ne täyttäisivät tämän kriteerin. Tämä vaatii "on tai off" -kytkimen lisäämisen.

Nopea sammutus tarjoaa aurinkosähköasentajille tai palomiehille turvallisen tavan pysäyttää tai vähentää aurinkosähköjärjestelmän jännitettä ja virtaa, jolloin he voivat työskennellä turvallisesti ja tuottavasti samalla kun vältetään sähkövaarat.

Invertterit pystyvät sammuttamaan moduulien tuottaman energian virtauksen katkaisemiseksi niiden läpi. Aurinkopaneelit kuitenkin jatkavat sähköntuotantoa niin kauan kuin aurinko on noussut, jolloin paneelit ja invertteri yhdistävät johtoihin jännitteen ja virran.

Katon jännitteen katkaiseminen tai alentaminen moduulitasolla alentaa tai eliminoi sen mahdollisuuden, että palomies saa sähköiskun aurinkomoduuleista tulevasta liiallisesta jännitteestä.

Invertterin ja moduulitason pikasammutuslaitteen on oltava yhteydessä toisiinsa Yhdysvaltain kansallisen sähkösäännöstön mukaisesti ja ne yhdessä muodostavat järjestelmän.

Miksi nopea sammutuslaite lakkaisi toimimasta? 

Rapid Shutdown Device on eräänlainen mikroinvertteri tai moduulitason tehoelektroniikka (MLPE). Ne on varustettu työkaluilla, jotka voivat sammuttaa ja alentaa jännitettä koko aurinkokunnassa, jotta ne noudattavat PV Nopean sammutuksen määräykset.

Lopuksi nopea sammutusjärjestelmä vaatii invertterin. Aurinkomoduulien tuottama sähkö muunnetaan kotisi hyödylliseksi energiaksi invertterin kautta (lisätietoja tästä prosessista on aiemmassa blogissamme). Invertterin sisällä on useita Rapid Shutdown -käynnistimiä.

Nämä kolme komponenttia tunnetaan aurinkosähkön pikasammutuslaitteina. Nämä laitteet mahdollistavat nopean sammutusjärjestelmän jännitteen laskemiseksi turvalliselle tasolle. Nopeaa sammutusta varten PVRSE:n ja PVRSS:n on oltava UL-luettelossa. Pikasammutuskytkin voi lakata toimimasta, jos nämä osat eivät toimi kunnolla.

Ohjeet yleisten nopean sammutuksen laitevikojen tunnistamiseen 

Syvällisempi muutos maailman energiarakenteessa on johtanut uuden energiajärjestelmän laajentamiseen, joka käyttää uutta energiaa ensisijaisena polttoaineena, ja katolla olevien aurinkosähköjärjestelmillä varustettujen rakenteiden määrän kasvuun. 

Olipa kyseessä kotijärjestelmä tai teollinen ja kaupallinen voimalaitos, aurinkosähkön asennetun kapasiteetin odotetaan kasvavan merkittävästi ja siihen liittyvät turvallisuuskysymykset ovat aina kiinnittäneet alan huomion.

• Laitteen sammuttaminen hätätilanteessa

Ratkaisujen on oltava luotettavia, koska paloturvallisuus edellyttää moduulitason sammuttamista. Ryhmän tulee olla onnistuneesti sammutettu ja jännitteettömänä, kun pikapysäytyslaitteet mahdollistavat nopean sammutuksen. 

Palomiehet olettavat, että järjestelmä on todella jännitteetön, joten jos näin ei tapahdu, riski saattaa olla jopa suurempi kuin se olisi ilman sammutusmenettelyä.

Joten miten varmistamme turvallisen vaihdon? Mekaanisten tasavirtakytkimien, kuten inverttereissä käytettävien, on läpäistävä UL 98B:n mukainen testaus. Muiden turvallisuustestien lisäksi tämä standardi velvoittaa testaamaan olosuhteissa, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin ne, joissa katkaisimen on tarkoitus toimia. 

Nykypäivän puolijohde-DC-kytkimet sitä vastoin testataan vain UL1741-standardin mukaisesti, ja niitä käytetään moduulitason sammutusyhteensopivuuteen. UL 1741 ei kata DC-eroa tai turvakytkintä. 

MLPE-laitteiden työympäristö on itse asiassa ankarampi kuin tyypillisen DC-katkaisun työympäristö invertterissä tai sen päällä. On suositeltavaa testata pikasammutustoiminto normaalin käyttölämpötila-alueen ulkopuolella.

• Valokaarivian havaitseminen ja oikea sammutusreaktio

Elektroniset komponentit voivat tuottaa sähköistä kohinaa. Tämä ei yleensä ole ongelma aurinkokunnan tasavirtapuolella. Melutasot voivat kuitenkin nousta dramaattisesti ja estää tarkan kaarivian havaitsemisen, kun käytetään nykypäivän nopeaa sammutuslaitteistoa. 

Valokaarivikapiirikatkaisin (AFCI) -algoritmit seuraavat aurinkokunnan tasavirtaa ja jännitettä ja etsivät erityisiä piirteitä (kuten äkillisiä vaihteluja), jotka muistuttavat kaaria. He perustavat havaitsemisensa kokoelmaan kaaritunnisteita, jotka kuvaavat tyypillisen kaarikuvan. 

AFCI aktivoituu sammuttamaan valokaaren tai pysäyttämään mahdollisen kaaren ennen kuin mitään vahinkoa tapahtuu, jos havaitut virta- ja jännitekuviot muistuttavat kaaren tunnusmerkkiä. The AFCI Algoritmilla on vaikeuksia erottaa todellista valokaaren sähköistä kohinaa nopeasti sammutuslaitteet (kuten optimoijien kytkentätaajuuksilta) tarjoaa signaaleja, jotka muistuttavat todellisia kaaria. 

Melun vuoksi on suurempi mahdollisuus kompastumiseen tai, mikä vielä pahempaa, todellisen kaaren huomaamatta jättämiseen. Lisäksi voi olla ironista, että tämä ylimääräinen kohina häiritsee joidenkin järjestelmien sammutussignaaleja, jolloin on vaikea luottaa siihen, että ne sammuvat tarvittaessa.

• Liitäntöjen lukumäärän tunnistaminen valokaaririskin pienentämiseksi

DC-liittimet ovat tärkeä tekijä sarjakaarien muodostuksessa a PV Saksan Fraunhofer-instituutin ja Iso-Britannian BRE National Solar Centerin tutkimuksen mukaan. Tasavirtaliittimen ongelmilla on yleensä toinen kahdesta perimmäisestä syystä:

1. Asennusvirheet: Yleisimmät asennusvirheet ovat virheellinen paikan päällä tapahtuva puristus ja liittimet, joita ei ole asennettu kokonaan, jotka molemmat johtavat heikkoihin liitäntöihin, jotka voivat aiheuttaa kipinöintiä. 

2. Yleisiä virheitä ovat väärien puristustyökalujen käyttö, liittimien epätarkka asennus tai vain riittämätön asennuskoulutus.

Eri valmistajien valmistamia tasavirtaliittimiä kutsutaan yhteensopimattomiksi liitoksiksi. Yhteensopimattomuus aiheuttaa löystyneitä liitoksia, korroosiota, veden tunkeutumista ja vaihtelevaa lämpölaajenemiskäyttäytymistä.

Mikä tahansa nopea sammutusmenetelmä, joka lisää merkittävästi liitäntäpisteiden määrää, voi tehdä järjestelmästä vaarallisemman.

• Tutustu laitteen pitkäikäisyyteen

Aurinkoenergian käyttöönottoa ohjaa kustannustehokkuus, joten on tärkeää, että nopeat sammutustekniikat eivät nosta järjestelmän kustannuksia tasolle, joka on kuluttajien ulottumattomissa. Aurinkojärjestelmät ovat myös yli 20 vuoden investointi. Järjestelmien, joissa on vähemmän osia ja jotka eivät altista elektroniikkaa vaikeille kattoolosuhteille, pitäisi olla luotettavampia.

Turvallisuuden tulee olla etusijalla arvioitaessa markkinoilla saatavilla olevia pikapysäytystekniikoita, ja sen jälkeen lisäkustannuksia.

Nopea sammutus sisältyi alun perin 2014 National Electrical Code (NEC) -säännökseen, jotta palomiehille olisi helppo tapa kytkeä aurinkoenergiajärjestelmän tasavirtajohtimet jännitteettömiksi hätätilanteessa ja ylläpitää turvallista ympäristöä rakennuksen katolla. 

Tämä johtuu siitä, että tyypillisessä aurinkoenergiajärjestelmässä aurinkokunnan tasavirtajohto pysyy elossa auringon paistaessa, vaikka invertteri on sammutettu.

2017 NEC muutti nopean sammutuksen standardeja sen mukaan, kuinka lähellä PV järjestelmän johtimet ovat PV taulukon raja, joka on nyt alue, joka ulottuu 1 jalkaa (305 mm) kaikkiin suuntiin taulukosta.

30 sekunnin sisällä nopeasta sammutuksesta, PV rakennusten sisällä olevat piirit, jotka ovat yli 3 m:n etäisyydellä sisääntulopaikasta, saa rajoittaa enintään 1 volttiin.

1 alkaen on käytettävä jotakin seuraavista kolmesta vaihtoehdosta PV piirit, jotka ovat taulukon rajojen sisällä:

PV matriisi on mainittava tai kenttä merkitään a PV joukko nopealla sammutuksella. Sellainen a PV taulukko on määritettävä ja sitä on käytettävä kentän merkinnöissä tai luettelossa lueteltujen ohjeiden mukaisesti nopeaa sammutusta varten PV taulukot.

PV johtimet kehän sisällä tai alle 3 metrin päässä kohdasta, jossa rakennuksen pinta läpäisee ne, on rajoitettava enintään 1 volttiin 80 sekunnin sisällä nopean sammutuksen alkamisesta.

PV paneelit, jotka on asennettu yli 8 metrin päähän paljaista maadoitetuista johtavista elementeistä tai maasta ja joista puuttuu paljaita johdotusmenetelmiä ja johtavia osia, on vapautettu määräyksistä.

Uutta energiaa pääpolttoaineena käyttävän uuden sähköjärjestelmän laajeneminen ja katolla aurinkosähköjärjestelmillä varustettujen rakennusten määrän kasvu ovat seurausta globaalin energiarakenteen syvällisemmästä muutoksesta.

Aurinkosähkön asennetun kapasiteetin odotetaan kasvavan rajusti riippumatta siitä, onko kyseessä kotitalousjärjestelmä tai teollisuus- ja kaupallinen voimalaitos, ja siihen liittyvät turvallisuushuolet ovat aina herättäneet alan huomion.

Rapid Shutdownin vuorovaikutus invertterien ja tehon optimoijien kanssa

Toiset invertterijärjestelmät tarvitsevat lisäkomponentteja nopean sammutuksen mahdollistamiseksi, kun taas toiset ovat jo pohjimmiltaan yhteensopivia moduulitason nopean sammutuksen kanssa (NEC 2017 ja uudemmat).

Suosituimmat invertterivaihtoehdot asuinrakennusten aurinkopaneelijärjestelmiin Yhdysvalloissa ovat mikroinvertteri- ja tehonoptimointijärjestelmät. Onneksi virranoptimoijat ja mikroinvertterit toimivat molemmat paneelipaikalla ja niissä on sisäänrakennetut nopeat sammutusominaisuudet.

"Jotta asennat NEC 2017:n tai NEC 2020:n, saatat joutua lisäksi asentamaan moduulitason tehoelektroniikan (MLPE), jos asennat pelkän merkkijonoinvertterin. Sen pitäisi toimia, jos yhdistät tehonoptimoijat merkkijonoinvertteriin, kuten SolarEdge tekee.

Kuitenkin, kun muut osavaltiot aloittivat NEC 2017:n käyttöönoton, monet merkkijonoinvertterien valmistajat ja muut aurinkoenergiayhtiöt kehittivät uusia MLPE-tekniikoita, joissa on nopeat sammutusominaisuudet, joten tehonoptimoijat eivät olleet ainoa valintasi nopean sammutuksen noudattamiseen. Nämä nimenomaan nopeaa sammuttamista varten suunnitellut MLPE:t ovat usein taloudellisempi valinta kuin tehonoptimoijien tai mikroinvertterien lisääminen.

Vaikka jotkut invertterijärjestelmät voivat laukaista nopean sammutuksen ilman lisäkomponenttien tarvetta, toiset eivät. Tehonoptimoijat ja mikroinvertterit molemmissa on sisäänrakennetut sammutusominaisuudet. Jotta voit noudattaa 2017 NEC-koodia, saatat joutua lisäämään moduulitason laitteita, jos sinulla on merkkijonoinvertteri.

Ennen kuin teet mitään säätöjä aurinkopaneelijärjestelmääsi, sinun tulee tarkistaa, täyttääkö järjestelmäsi nopean sammutuksen kriteerit, koska sinut tarkastetaan samoin. Voit etsiä asiantuntija-apua löytääksesi parhaat nopeat sammutuskomponentit järjestelmällesi.

Tehonoptimoijat toimittavat matalajännitteisen tasajännitteen keskitettyyn invertteriin, joka muunnetaan verkkoyhteensopivaksi AC-jännitteeksi, ja mikroinvertterit muuntavat matalajännitteisen tasajännitteen sähköverkon yhteensopivaksi AC-jännitteeksi. Vaihtovirta viedään sitten sähköpalveluun paikan päällä olevien kuormien käyttöön tai viedään verkkoon muiden käyttöön, kun sähköverkko on käytettävissä. 

Nämä MLPE:t lakkaavat tuottamasta vaihtovirtaa eivätkä enää pysty syöttämään vaihtojännitettä tai virtaa invertterin lähtöpiireihin tai verkkoon, mikä täyttää artiklan 690.12 vaatimukset, kun verkko katkeaa tai PV järjestelmän vaihtovirtapiirit on irrotettu sähköpalvelusta vaihtovirtakatkaisijalla, sähkömittarin poistolla tai muulla AC irrotus.

Kun vaihtovirta järjestelmän invertteriin katkeaa, tehonoptimoijalla varustetut järjestelmät saavuttavat nopean sammutusyhteensopivuuden. 

Invertteri lähettää signaalin optimoijille, jotta ne voivat automaattisesti laskea ulostulon jännitteen yhteen volttiin AC-signaalin katoamisen jälkeen. Tässä tapauksessa 350 paneelin ja optimoijien linjan keskimääräinen 18 volttia laskettaisiin 18 volttiin.

10 jalan pääteetäisyys tasavirtajohtoille sisällä PV taulukko pienennetään 1 jalan rajaksi osana 2017 NEC:n ehdottamaa muutosta artiklaan 690.12. Lisäksi se säilyttäisi nykyisen 30 voltin johtimen rajoituksen samalla, kun se tarvitsee 80 voltin sisäisen rajoituksen yhden jalan rajan sisällä. 

Tämän seurauksena jokainen yksittäinen paneeli olisi katkaistava etänä pääkytkimestä. Paneeleiden ja pikasammutuslaatikon väliset jännitteet saattavat edelleen olla olemassa 600 voltin tasavirtaan asti, joten vuoden 2014 NEC-kriteerien mukaan nyt käytössä olevat pikasammutusjärjestelmät eivät täytä tätä uutta kriteeriä. 

Pohjimmiltaan tämä uusi suunnitelma vaatii jonkinlaisen matriisin tai moduulitason sammutuslaitteen kaikille katoille PV järjestelmät.

Vaikka on epäselvää, kuinka uusi 80 voltin rajoitus parantaisi palomiesten ja muiden ensiaputoimien turvallisuutta, lisäsääntö voi itse asiassa heikentää asentajien turvallisuutta. 

Missä on huoli siitä, että asentajien on käytettävä pidentynyttä aikaa viallisten tai kuluneiden moduulitason laitteiden vaihtamiseen, jos aurinkoenergiateollisuuden on pakko ottaa käyttöön ankarampi moduulitason sammutus? 

Sinun on otettava huomioon, että palveluhenkilöt joutuvat todennäköisemmin kokemaan kaatumisia, jotka ovat rakennusalan yleisin työkuolemien syy.

Tämä vuodelle 2017 ehdotettu NEC-lisäsääntö artiklaan 690.12 kasvaa, jos suorituskyvyn paraneminen on vähäistä tai ei ollenkaan PV järjestelmän monimutkaisuus, asentajan ja ylläpidon riskit, kustannukset ja luotettavuusongelmat, jotka vaikuttavat kattojen tulevaisuuteen PV laitteistot. 

Tällaiset muutokset on harkittava hyvin. NEC näyttää yrittävän ratkaista ongelmaa, jota ei ehkä ole edes olemassa.

NEC 2017 -kriteerit merkitsevät kehitystä turvallisuudessa PV järjestelmät. Markkinoilla on useita malleja ja laitteita, jotka noudattavat NEC-koodin ohjauskriteerejä. Käytä nopeaa sammutusjärjestelmää suojataksesi itsesi ja itsesi PV järjestelmä turvallisesti.

Sinun on varmistettava, että päivität aurinkokuntasi osavaltiosi pikasammutuslaitteen päivitettyjen vaatimusten mukaisesti, jos osavaltiossasi on turvakoodit PV järjestelmään.

Sähkö tuotetaan aurinkopaneelijärjestelmän avulla tasavirran (DC) tuottamiseksi. Vaihtovirta (AC), jota laitteesi voivat hyödyntää, syntyy invertterien avulla. Suuremmat invertterit voidaan sijoittaa lähelle rakennuksen sähkömittaria tai pääjakotaulua, tai järjestelmä voi sisältää useita pieniä yksittäisiä inverttereitä, jotka on kytketty yksittäisiin aurinkopaneeleihin.

Suurin osa rakennuksen sähköjohdoista on reititetty ulkopintaa pitkin olevien putkien kautta. AC-katkaisin asennetaan tyypillisesti lähelle talon pääjakotaulua tai sähkömittaria. Jokaisessa katkaisijassa on oltava tarra, joka osoittaa, mihin aurinkopaneeliin se on kytketty.

Katkaisija katkaisee vain kodin yhteyden aurinkopaneeliin. Paneelit voivat järkyttää ihmisiä, koska ne tuottavat edelleen tasavirtaa. The aurinkoenergiaa järjestelmä jatkaa sähköntuotantoa, jos siinä on vara-akku.

Muista, että aurinkopaneelit toimivat niin kauan kuin aurinko paistaa. Aurinkopaneelit voivat olla vaarallisia, kuten mikä tahansa muu sähkölähde. 

Ole tietoinen vaaroista ja säilytä turvallinen etäisyys sähkölaitteista, jos sinulla on aurinkopaneeleja asennettuna katollesi tai muuhun paikkaan kiinteistösi. Pelastushenkilökunnalle tulee kertoa aurinkopaneeleihin liittyvistä vaaroista.

Vinkkejä terveeseen aurinkoenergian nopeaan sammutuslaitteeseen

Aina kun aurinko paistaa, aurinkopaneelijärjestelmän johtimet latautuvat sähköisesti.

Ei ole turvallista tapaa pysäyttää näiden johtimien läpi kulkeva virta ilman nopeaa sammutusmekanismia.

Virtaa ei voi sammuttaa sammuttamalla aurinkoinvertteri, toisin kuin useimmat ihmiset uskovat. Aurinkopaneelit tuottaisivat edelleen sähköä ja aurinkopaneeleja yhdistävät sähköliitännät kuljettaisivat edelleen sähköä.

Jokainen, joka joutuu kosketuksiin aurinkopaneelijärjestelmän kanssa, on vaarassa saada sähköiskun tämän jännitteisen virran vuoksi, mukaan lukien ensiapuhenkilöt, jotka voivat saada kutsun katollasi tapahtuneeseen tapaukseen.

Palomiehet ovat erityisen haavoittuvia, koska he tuulettavat palavia rakennuksia usein poraamalla reikiä seiniin tai kattoon, jolloin ne voivat joutua suoraan kosketukseen aurinkopaneelijärjestelmän johtimien tai kaapeleiden kanssa.

Tämä ongelma on ratkaistu nopealla sammutuslaitteella aurinkoenergialla, joka katkaisee välittömästi aurinkopaneelijärjestelmän virran ja eliminoi sähköiskun vaaran katolle kiipeäviltä.

Muutama vinkki terveelliseen aurinkoenergiaan nopea sammutuslaite ovat: 

• Asenna "luettelossa oleva" tai kentällä merkitty pikasammutusjärjestelmä

Sana "listattu" tulee yli sata vuotta sitten luodun UL-sertifiointiohjelman etunimestä. 

National Electric Code sisältää sanan "luettelossa", mutta siinä ei sanota, että järjestelmien ja tuotteiden on oltava UL-sertifioituja; pikemminkin se käsittelee tällaisia ​​varmennepalveluja tarjoavien organisaatioiden yleisiä ominaisuuksia. 

Vaikka UL luonnollisesti uskoo, että valmistajien tulee sertifioida tuotteensa nopeaa sammuttamista varten UL:n kautta, muut kansallisesti tunnetut testauslaboratoriot voivat myös auttaa.

• Asenna järjestelmä, joka pystyy laskemaan jännitteensä 80 V:iin 30 sekunnissa

Koska ne muuttavat korkeajännitteisen tasavirran matalajännitteiseksi, turvallisemmaksi AC-tehoksi, joka voi pudota 80 V:iin 30 sekunnissa, mikroinvertterien ajatellaan usein olevan luonnostaan ​​yhteensopivia pv nopea sammutus.

Testaus invertterien asennuksen jälkeen on vaikeaa, mutta UL on proaktiivisesti suorittanut nämä testit varmistaakseen, että tietyt mikroinvertterit voivat saavuttaa 80 V:n kynnyksen.

• Asenna BIPV järjestelmä, jossa ei ole metalliosia, ei paljaita johtimia ja enintään 8 jalan etäisyydellä maadoitetusta metallista

NEC 2017 -kriteerit voivat täyttää aurinkopaanut, laatat tai muut rakennukseen integroidut PV (BIPV) -järjestelmät, kunhan niissä ei ole paljaita metallijohtimia tai metalliosia tai jos ne eivät ole maadoitettujen metallien vieressä. Nämä järjestelmät pidetään erillään johtavista ja maadoitetuista komponenteista.

Yhteenveto

Tämä oli kaikki, mitä sinun pitäisi tietää aurinkosähköasennusyrityksenä. Maailmanlaajuisesti kehitetään nopeita sammutussääntöjä palomiesten turvaamiseksi heidän toimiessaan lähellä aurinkoenergiaa PV laitteita. Jos haluat tutustua näihin turvallisuusetuihin tarkemmin, tutustu Nopeat sammutuslaitteet: välttämättömät turvallisuusratkaisut aurinkosähköjärjestelmille.

NEC:n vaatima nopea sammutusjärjestelmä (PVRSE) käyttää useita laitteita jännitteen laskemiseksi turvalliselle tasolle (PVRSS). NEC-vaatimusten täyttämiseksi tarvitaan komponentteja, kuten invertterit, initiaattorit ja nopeat sammutuslaitteet, kuten MLPE tai mikroinvertterit.

Sinä pystyt ottaa yhteyttä johtava Rapid-sammutuslaitteiden valmistaja, jos etsit toimittajaa yrityksellesi.