급속 차단 배선도: NEC 690.12 준수 (연결부터 라벨 부착까지)

급속 차단이란 무엇이며 NEC 690.12에서 이를 요구하는 이유는 무엇입니까?

급속 차단은 교류 전원이 차단되는 순간 옥상 태양광 발전 시스템의 직류 전압을 안전한 수준으로 자동으로 낮추는 안전 기능입니다. 쉽게 이해하자면, 가스 차단 밸브와 같은 원리입니다. PV 이 시스템은 소방관이 화재 현장에 도착하면 주 전원을 차단하는 방식입니다. 신속한 차단 기능은 옥상 패널에서 위험한 전압이 즉시, 몇 분이 아닌 바로 차단되도록 합니다.

그 권한은 다음으로부터 나옵니다. NEC 기사 690.122014년 이후 꾸준히 강화되어 온 이 규정은 2017년 개정판에서 전환점을 맞았습니다. 가동 중단 시작 후 30초 이내에 어레이 경계 내부의 DC 도체는 전압을 일정 수준으로 낮춰야 합니다. 80볼트 이하그리고 경계 외부의 도체 30볼트 이하이로써 모듈 수준의 차단 장치가 옥상 설치의 표준이 되었습니다. 2020년판에는 다음 내용이 추가되었습니다. UL 3741 대안적인 규정 준수 경로로서 PV 위험 제어 시스템. 2023년 개정판에서는 노출 배선이 없는 어레이에 대한 예외 조항을 삭제하면서 핵심 80V/30초 임계값은 유지했습니다(NFPA, NEC 690.12, 2017–2023).

배선 방식이 왜 중요할까요? 제조사마다 전력선 통신 신호, 저항 기반 감지, AC 제어 회로, 무접점 단자대 등 근본적으로 다른 제어 메커니즘을 사용하기 때문입니다. 이러한 장치들을 잘못 연결하면 시스템이 제대로 꺼지지 않습니다. 아래 섹션에서는 각 토폴로지를 구체적인 다이어그램과 단자 연결 세부 정보와 함께 설명합니다.

스트링 레벨 RSD와 모듈 레벨 RSD: 주요 배선 차이점

구체적인 배선도를 살펴보기 전에 먼저 두 가지 아키텍처 접근 방식을 이해해야 합니다. 배선의 복잡성과 NEC 규정 준수 경로는 전적으로 이 선택에 따라 달라집니다.

실질적인 핵심은 다음과 같습니다. 관할 당국(AHJ)에서 UL 3741 예외 조항 없이 NEC 2017 또는 그 이후 버전을 시행하는 경우, 모듈 레벨 차단이 기본 규정 준수 경로입니다. 스트링 레벨 솔루션은 지상 설치형 어레이(빠른 차단이 적용되지 않을 수 있는 경우) 또는 인증된 제품과 함께 사용할 경우 여전히 유효합니다. PV 위험 제어 시스템.

배선 작업 전에 확정해야 할 사항이 하나 더 있습니다. 모든 RSD 토폴로지는 두 가지 범주로 나뉩니다. PLC 기반 (제어 신호는 직류 전력선을 통해 전달됩니다) 유선 (별도의 물리적 회로가 차단 신호를 전달합니다.) 다음 두 섹션에서는 가장 일반적인 경우부터 시작하여 각각에 대해 자세히 설명합니다.

PLC 기반 RSD 배선도: Tigo 및 APsmart

모든 PLC 기반 급속 차단 시스템은 동일한 원리로 작동합니다. 송신기가 DC 버스에 고주파 유지 신호를 주입하고, 각 모듈의 수신기가 이 신호를 지속적으로 수신합니다. 송신기의 AC 전원을 차단하면(건물의 주 차단기를 내리면) 신호가 끊기고 모든 수신기는 30초 이내에 출력을 차단합니다. 이 시스템의 작동 여부를 결정하는 것은 바로 이 신호가 DC 배선에 어떻게 연결되는지입니다.

Tigo TS4-A-2F 배선도

Tigo TS4-A-2F는 가장 널리 사용되는 모듈형 PLC 고속 종료 장치입니다. 각 장치는 두 개의 기능을 처리합니다. PV 모듈을 사용하면 일반적인 14개 패널 스트링에서 단일 채널 대안에 비해 연결 수를 약 16% 줄일 수 있습니다.

시스템 구성 요소 :

• Tigo RSS 송신기(PLC를 통해 유지 신호를 전송함)
• TS4-A-2F 1개당 2개 PV 모듈
• PV 인버터(Tigo의 PLC 신호와 호환되어야 함)

TS4-A-2F 터미널 레이아웃:
각 장치에는 두 개의 독립적인 입력 채널과 하나의 출력 채널이 있습니다. 라벨이 보이도록 놓고 다음과 같이 표시하십시오.

• 입력 1: 음극(왼쪽), 양극(오른쪽) — 최대 80V, 25A, 700W
• 입력 2: 음극(왼쪽), 양극(오른쪽) — 최대 80V, 25A, 700W
• 출력: 음수(왼쪽), 양수(오른쪽) — 문자열 홈런에 입력됩니다.

배선 단계:

1. 연결하기 PV 모듈 1의 양극 및 음극 리드는 TS4-A-2F 입력 1에 연결됩니다(장치에 표시된 극성을 확인하십시오).
2. 연결하기 PV 모듈 2의 양극 및 음극 리드는 TS4-A-2F 입력 2에 연결됩니다.
3. TS4-A-2F 출력 리드를 스트링에 연결하십시오. 동일한 스트링의 모든 출력은 직렬로 연결되어 인버터 MPPT 입력에 연결됩니다.

RSS 송신기 배선(중요):
송신기는 분할 코어 전류 변압기(CT)를 사용합니다. 경로 모든 PV+ 홈런 케이블은 CT 코어를 통해 동일한 방향으로 설치됩니다.이 단계는 다른 어떤 단계보다 실패 빈도가 높습니다. 동일한 CT를 통해 양극과 음극 도체를 혼합하면 PLC 신호가 상쇄됩니다. 결과적으로 모듈에 신호가 전달되지 않아 시스템이 셧다운 모드에 고정됩니다.

• CT는 모든 스트링의 모든 양극 도체를 감싸거나 모든 음극 도체를 감싸야 하며, 절대로 둘 다를 감싸서는 안 됩니다.
• 장거리 홈런(200피트 이상)의 경우, 신호 진폭을 높이기 위해 전선을 CT에 두 번 통과시키십시오.
• 신호 검증에는 오실로스코프가 필요합니다 (일반 멀티미터로는 반송파 파형을 감지할 수 없습니다).

주요 매개 변수 :

• TS4-A-2F 채널별 제한: 80V / 25A / 700W (단위당 총 1,400W)
• 최대 직렬 전압: 1,000V 또는 1,500V DC (커넥터에 따라 다름)
• 작동 온도: -40°C ~ +80°C
• 보호 등급: IP68 / NEMA 3R
• 급속 차단 기능 작동 후 30초가 지난 후에 DC 커넥터를 분리하십시오. — 잔류 전압 위험

APsmart RSD-S-PLC 배선도

APsmart의 PLC 기반 시스템은 Tigo와 동일한 DC 버스 신호 전송 방식을 따르면서 SunSpec Alliance와의 상호 운용성을 추가했습니다. 호환 가능한 인버터에 내장된 SunSpec 인증 트랜스미터는 외부 트랜스미터-PLC를 제거하여 배선 단계를 하나 줄이고 고장 발생 가능성을 낮춥니다.

시스템 구성 요소 :

• 송신기-PLC(외부형) 또는 인버터 통합형 SunSpec 송신기
• RSD-S-PLC 장치(각 장치당 1개) PV 모듈, 단일 채널)
• MPPT 입력이 있는 인버터

배선 방식과 Tigo의 차이점:

• 외부 송신기-PLC는 다음만 라우팅합니다. PV+ 홈런 케이블 CT 코어를 통해 — Tigo와 동일한 단일 극성 규칙을 따릅니다.
• 인버터에 SunSpec 인증을 받은 고속 차단 트랜스미터가 내장되어 있는 경우, 외부 트랜스미터-PLC를 다이어그램에서 완전히 제거하십시오. 인버터가 신호 생성을 처리합니다.
• 송신기 전원 공급 장치: 주거용 설치 시 85~264V AC, 상업용/삼상 설치 시 180~550V AC

NEC 규정 준수:
APsmart RSD-S-PLC는 NEC 2017, 2020 및 2023 규정을 준수하도록 인증되었습니다. SunSpec과의 호환성을 통해 향후 인버터 업그레이드 시에도 지붕 배선을 변경하지 않고 새 인버터의 통합 트랜스미터와 연동하여 RSD 장치를 사용할 수 있어 설치의 안정성을 보장합니다.

하드와이어링 및 AC 제어 방식 RSD 배선: SolarEdge, Solis 및 SMA

PLC 시스템은 DC 버스에 신호를 중첩합니다. 하드웨어 방식의 RSD 솔루션은 저항 루프, AC 제어 회로 또는 건식 접점 신호 터미널 블록과 같은 다른 경로를 사용합니다. 세 가지 설계 철학과 세 가지 배선 규칙이 있습니다.

SolarEdge 급속 차단 키트 배선(저항 케이블 방식)

SolarEdge는 인버터의 DC 안전 스위치 하우징 내부에 저항이 장착된 케이블 쌍을 사용합니다. 인버터는 전용 감지 회로의 저항을 지속적으로 모니터링합니다. 안전 스위치가 열리면 저항 루프가 끊어지고 인버터가 급속 차단됩니다.

구성 요소 식별:

• 빨간색 케이블: 한쪽 끝에 저항기가 내장되어 있습니다 (절대 제거하거나 우회하지 마십시오).
• 검정색 케이블: 표준형, 저항 없음

배선 규칙 (두 가지 옵션, 기존 배선 순서에 따라 다름):

먼저, 전선관 쪽에서 DC 안전 스위치로 들어가는 상단 케이블을 살펴보십시오.

• 옵션 1 — 위쪽 왼쪽에서 오른쪽으로 빨간색(+), 검은색(−) 순입니다. 급속 차단 케이블은 반대로 연결하십시오. 검은색 케이블은 오른쪽(DC+), 빨간색 케이블(저항 포함)은 왼쪽(DC−)의 아래쪽 단자에 연결하십시오.
• 옵션 2 — 위쪽 왼쪽에서 오른쪽으로 검정색(−), 빨간색(+) 순입니다. 아래쪽 단자에 검은색 선은 왼쪽(DC−)에, 빨간색 선(저항 포함)은 오른쪽(DC+)에 연결하십시오.

황금률: 저항기는 스위치 쪽에 있어야 하며, DC 단자 블록 쪽에 있으면 안 됩니다. 저항 케이블을 거꾸로 설치하면(스위치가 아닌 DC 스프링 클램프 단자에 저항을 연결하면) 스위치가 열릴 때 인버터가 저항 단선을 감지할 수 없습니다.

단계별 :

1. 인버터와 안전 스위치를 끄십시오. 직류 전압이 50V 이하로 떨어질 때까지 기다리십시오.
2. 스위치 단자에서 기존 DC 케이블을 분리하십시오.
3. 저항이 장착된 빨간색 케이블과 검은색 케이블을 위의 회선 순서 규칙에 따라 스위치 단자에 연결하십시오. 토크: 2 N·m (18 lb·in).
4. 나머지 끝부분을 DC 스프링 클램프 단자에 연결하십시오. 검은색 선은 DC− 단자에, 빨간색 선은 DC+ 단자에 연결하십시오.
5. 스위치 덮개를 닫고 나사 4개를 조이세요. 1.2 N·m (0.9 ft·lb).

솔리스 AC 제어 RSD 배선

솔리스는 근본적으로 다른 접근 방식을 취합니다. DC 측을 조작하는 대신, 인버터에서 옥상에 설치된 RSD 장치로 연결되는 240V AC 제어 회로를 통해 급속 차단이 작동합니다. 건물에 AC 전원이 차단되면(메인 차단기 작동), 제어 회로의 전원이 차단되고 모든 RSD 장치가 꺼집니다. 이는 의도적인 설계로, 소방관이 별도의 장치를 찾을 필요가 없습니다. PV 차단 스위치. 메인 차단기를 내리면 보호됩니다.

제어 회로 배선:

• L1 및 L2: 240V AC, 소비 전류는 0.1A에 불과함
• 전선 사양: THHN/THWN-2, #14 또는 #16 AWG
• 인버터(또는 연결 지점 차단기)에서 지붕에 있는 각 RSD 장치까지 제어 케이블을 연결하십시오.

도관 공유 규칙(중요 준수 사항):
당 NEC 300.3(C)(1)AC 제어 도체는 동일한 전선관을 공유할 수 있습니다. PV 직류 전원 회로. 이는 특별한 허용 사항입니다. 하지만 인버터 출력 회로는 그렇지 않습니다. 금지 경주로를 공유하는 것부터 PV DC 회로당 NEC 690.31(B)이러한 구분을 제대로 하면 배관 설치와 인건비를 절약할 수 있습니다.

접지:
RSD 인클로저를 옥상 접지 시스템(레일, WEEB 와셔, MLPE 접지 키트)에 연결하십시오. AC 제어 케이블의 접지 도체를 사용하지 마십시오. AC 접지는 다른 기능을 합니다.

진단 팁:
전원 차단 후 각 수신 모듈은 약 0.67V를 출력합니다. 전체 스트링 전압을 0.67로 나누면 연결된 모듈 수를 확인할 수 있습니다. 이는 현장에서 유용한 점검 방법입니다.

백업 모드 참고:
인버터가 백업/오프그리드 모드인 경우, RSD(저항 차단) 기능이 작동하려면 인버터의 DC 스위치도 꺼야 합니다. 인버터가 독립 운전 상태일 때는 AC 전원 손실만으로는 차단이 작동하지 않을 수 있습니다.

SMA 급속 차단 박스 배선 (신호 단자 방식)

SMA의 RSD 시스템은 다중 도체 신호 케이블을 통해 하나 이상의 급속 차단 박스에 연결된 전용 급속 차단 컨트롤러를 사용합니다. 배선은 산업용 제어 패널의 관례를 따르며, 각 핀은 특정 기능을 수행합니다. 핀 매핑이 잘못되면 컨트롤러가 시스템을 작동시킬 수 없습니다.

RSD 박스 터미널 블록(하단 핀 행):

컨트롤러-박스 매핑:

• RSD 박스 핀 1 → 컨트롤러 단자 X2 (+12V 전원 공급)
• RSD 박스 핀 2 → 컨트롤러 단자 2 (스위치)
• RSD 박스 핀 3 → 컨트롤러 단자 NC 1 (접지)
• RSD 박스 핀 4 → 컨트롤러 단자 X1 (녹색 LED)
• RSD 박스 핀 5 → 컨트롤러 단자 X1 (빨간색 LED)

멀티박스 데이지 체이닝:
위의 연결도에 따라 첫 번째 RSD 박스를 컨트롤러에 연결하십시오. 추가 RSD 박스는 각각 이전 박스에서 병렬로 연결하십시오. 모든 박스가 연결되어 있어야 시스템이 작동됩니다.

케이블 유연성:
SMA는 적절한 케이블 글랜드를 외함 입구에 설치하여 기밀성을 유지하는 조건으로 TC-ER(트레이 케이블 - 노출형) 등급 케이블을 전선관 대신 사용할 수 있도록 허용합니다.

급속 차단 라벨 및 표지판: NEC 690.12 준수 가이드

배선이 완벽하게 되어 있는 급속 차단 시스템이라도 라벨이 없거나, 잘못되었거나, 판독 불가능하면 검사에 불합격됩니다. NEC 690.12에서는 두 가지 특정 표시를 요구하는데, 이 표시는 위치에 따라 다른 대상에게 전달됩니다. 라벨 누락은 태양광 시스템 검사 불합격의 가장 흔한 원인 중 하나입니다. PV 검사.

프레임워크는 다음과 같습니다. 계량기에 안내판을, 스위치에 라벨을 붙여야 합니다. 최초 대응자는 (1) 신속 차단 시스템이 존재하고 (2) 이를 활성화할 위치를 몇 초 안에 파악해야 합니다. 둘 중 하나라도 누락되면 라벨링이 규정을 준수하지 않는 것입니다.

건물 신속 폐쇄 안내 표지판: 요구 사항 및 설치 위치

이것은 더 크고 상세한 표시로, 소방관들이 가장 먼저 도착하는 서비스 장비 위치에 설치되어 있습니다.

필수 내용 (NEC 2023, 690.12(D)):

• 표준 문구: “태양광 PV 본 시스템은 급속 차단 기능을 갖추고 있습니다. 급속 차단 스위치를 'OFF' 위치로 돌리면 시스템이 꺼집니다. PV 시스템을 개선하고 어레이의 충격 위험을 줄입니다.
• 지붕이 있는 건물의 간단한 도면입니다. PV 배열 경계
• 제어되는 도체를 표시합니다(내부 경계만 해당, 또는 내부 및 외부 모두 해당).
• The 물리적 위치 표지판에 명시된 급속 차단 개시 스위치에 관한 내용입니다.

배치 규칙:

• 각 서비스 장비 위치(메인 패널, 계량기 또는 그룹 계량 구역)에서
• 응급 구조대원이 서비스 입구로 접근할 때 명확하게 볼 수 있습니다.
• RSD 개시 스위치가 계량기에 없는 경우, 표지판에 스위치의 위치를 ​​명시해야 합니다.

시스템 유형별 표현 변형:

• 현 수준(외부 전용 제어): "...어레이 경계 외부의 도체는 안전한 수준으로 감소합니다..."
• 모듈 수준(내부 + 외부 제어): "...어레이 경계 내부 및 외부의 도체 수가 안전한 수준으로 감소합니다..."

NEC 버전별 차이점:

• NEC 2017/2020 (690.56(C)): 노란색 바탕에 검은색 글자 (또는 빨간색 바탕에 흰색 글자), 반사 재질, 최소 글자 높이 3/8인치 필수
• NEC 2023(690.12(D)): 색상 요구 사항이 삭제되었으며, 텍스트 대비만 요구됩니다. 빨간색/흰색은 대부분의 관할 당국에서 인정하는 업계 관례로 유지됩니다.

내구성 기준:

• 현장 부착형 위험 표시에 대한 NEC 110.21(B) 규정을 준수해야 합니다. 내후성, 자외선 안정성, 영구 부착이 필요합니다.
• 권장 재질: UL 969 등급 폴리에스터 또는 UV 코팅 처리된 폴리카보네이트

급속 차단 개시 장치 라벨: 사양

이것은 더 간단하지만 마찬가지로 필수적인 라벨입니다. 이는 최초 대응자에게 "이것이 스위치입니다"라는 것을 확인시켜 줍니다.

태양광 발전 시스템용 급속 차단 스위치 PV 시스템

이 문구는 절대 변경할 수 없습니다. 약어를 사용하거나 다른 표현으로 대체하지 마십시오. 최근 NEC 개정판 전체에서 이 문구는 변함없이 유지되었습니다.

사양 (모든 NEC 버전에서 변경되지 않음):

• 빨간색 배경, 흰색 글자
• 모두 대문자, 최소 글자 높이는 3/8인치(9.5mm)
• 반사성이 있어야 합니다
• 급속 차단 시작 스위치 위 또는 1미터(3피트) 이내에 설치하십시오.

두 라벨은 서로 연동됩니다. 건물 표지판은 구조대원에게 건물의 현황과 스위치 위치를 알려주고, 스위치 라벨은 구조대원이 스위치를 찾았음을 확인시켜 줍니다.

RSD 배선 문제 해결: 흔히 발생하는 오류 및 방지 방법

숙련된 설치 기사조차도 급속 차단 배선 관련 실수를 저지르곤 합니다. 다음은 가장 흔한 네 가지 오류와 그 증상 및 해결 방법입니다.

배선 외에도 장기적인 신뢰성을 위해서는 장치 품질이 중요합니다. 여러 관할권의 인증을 획득한 고속 차단 장치가 필요합니다. UL 508i, UL 2202, CE, TUV, UKCA 및 CB — 단일 인증서 대안보다 훨씬 더 엄격한 테스트 과정을 거쳤습니다. BenyUL 508i 인증을 획득한 최초의 중국 제조업체인 이 회사는 모듈 레벨 및 스트링 레벨 구성을 모두 지원하는 고속 차단 장치를 25년 보증과 함께 제공합니다.Beny's의 급속 종료 장치 카탈로그) — 예상 서비스 수명과 일치 PV 그들이 보호하는 모듈.

참고자료

1. NFPA. "NEC 조항 690.12 - 급속 정지" PV 건물 시스템.” 미국 전기 규정집, 2017/2020/2023년판. https://www.nfpa.org/
2. 전기 면허 갱신. “690.12(B)(2) 급속 차단 - 어레이 경계 내부.” https://www.electricallicenserenewal.com/…/NEC-Content.php?sectionID=963
3. Solar Power World. “Tigo Energy, 최대 700W 패널용 급속 차단 장치 출시.” 2022. https://www.solarpowerworldonline.com/2022/08/tigo-energy-releases-rapid-shutdown-devices-up-to-700-w/
4. 솔라 빌더 매거진.PV 위험 제어: UL 3741 및 새로운 신속 차단 솔루션에 대해 알아보세요. https://solarbuildermag.com/featured/pv-hazard-control-understand-ul-3741-and-new-rapid-shutdown-solutions/
5. 태양광 허가 솔루션. "NEC 690.56(C) 라벨" PV 급속 차단 시스템. https://www.solarpermitsolutions.com/blog/nec-690-56c-labels-pv-rapid-shutdown
6. Beny 신에너지. "신속 차단 제품 카탈로그." https://www.beny.com/products/
7. Beny 새로운 에너지. "문의하기" https://www.beny.com/contact-us/