Ātrās izslēgšanas elektroinstalācijas shēmas: atbilstība NEC 690.12 standartam no savienojuma līdz etiķetei

Kas ir ātra izslēgšana un kāpēc to pieprasa NEC 690.12?

Ātrā izslēgšana ir drošības funkcija, kas automātiski pazemina jumta saules paneļu masīva līdzstrāvas spriegumu līdz drošam līmenim brīdī, kad tiek atvienota maiņstrāva. Vislabāk to var iztēloties šādi: gāzes noslēgvārsts jūsu... PV sistēma. Kad ugunsdzēsēji ierodas degošā ēkā, viņi atvieno galveno elektroapgādi. Ātra izslēgšana nodrošina, ka jumta paneļi pārstāj radīt bīstamu spriegumu tieši tajā brīdī, nevis dažas minūtes vēlāk.

Pilnvara nāk no NEC 690.12. pants, kas kopš 2014. gada ir pastāvīgi pastiprinājies. 2017. gada izdevums bija pagrieziena punkts: 30 sekunžu laikā pēc izslēgšanas sākuma līdzstrāvas vadītājiem masīva robežās ir jāsamazinās līdz 80 volti vai mazākun vadītāji ārpus robežas uz 30 volti vai mazākTas faktiski padarīja moduļu līmeņa izslēgšanas ierīces par standartu jumtu instalācijām. 2020. gada izdevumā tika pievienots LU 3741 kā alternatīvu atbilstības nodrošināšanas ceļu, izmantojot PV Apdraudējumu kontroles sistēmas. 2023. gada izdevumā tika saglabātas galvenās 80 V/30 sekunžu robežvērtības, vienlaikus atceļot atbrīvojumu attiecībā uz sistēmām bez atklātas elektroinstalācijas (NFPA, NEC 690.12, 2017.–2023. g.).

Kāpēc elektroinstalācijas metode ir svarīga? Dažādi ražotāji izmanto principiāli atšķirīgus vadības mehānismus — elektrotīkla sakaru signālus, uz rezistoru balstītu noteikšanu, maiņstrāvas vadības ķēdes un sausā kontakta spaiļu blokus. Ja tos pievienosiet nepareizi, sistēma vienkārši neizslēgsies. Tālāk esošajās sadaļās ir aprakstīta katra topoloģija ar īpašām diagrammām un detalizētu informāciju spaiļu līmenī.

Stīgas līmeņa un moduļa līmeņa RSD: galvenās elektroinstalācijas atšķirības

Pirms pievērsties konkrētām elektroinstalācijas shēmām, vispirms ir jāizprot divas arhitektūras pieejas. Elektroinstalācijas sarežģītība un atbilstības NEC ceļš ir pilnībā atkarīgs no šīs izvēles.

Praktisks secinājums: ja jūsu AHJ piemēro NEC 2017 vai jaunāku standartu bez UL 3741 izņēmuma, moduļa līmeņa izslēgšana ir noklusējuma atbilstības ceļš. Virknes līmeņa risinājumi joprojām ir piemēroti zemes montāžas masīviem (kur ātrā izslēgšana var nebūt piemērojama) vai ja tie ir savienoti pārī ar sarakstā iekļautu PV Apdraudējumu kontroles sistēma.

Vēl viena lieta, kas jānoskaidro pirms elektroinstalācijas: visas RSD topoloģijas iedalās divās kategorijās — Uz PLC bāzes (vadības signāls tiek pārraidīts pa līdzstrāvas līniju) un vads (izslēgšanas signālu pārraida atsevišķa fiziskā shēma). Nākamajās divās sadaļās katra no tām ir aplūkota detalizēti, sākot ar visizplatītāko.

PLC bāzes RSD elektroinstalācijas shēmas: Tigo un APsmart

Katra uz PLC balstīta ātrās izslēgšanas sistēma darbojas pēc viena un tā paša principa: raidītājs ievada augstfrekvences uzturošu signālu līdzstrāvas kopnē, un katra moduļa uztvērēji nepārtraukti to klausās. Atslēdzot raidītāja maiņstrāvas barošanu (izslēdzot ēkas galveno atvienotāju), signāls apstājas, un katrs uztvērējs 30 sekunžu laikā izslēdz savu izeju. Elektroinstalācijas detaļa, kas nosaka, vai tā darbojas vai nē, ir tas, kā šis signāls savienojas ar līdzstrāvas vadu.

Tigo TS4-A-2F elektroinstalācijas shēma

Tigo TS4-A-2F ir visplašāk izmantotā moduļu līmeņa PLC ātrās izslēgšanas ierīce. Katra ierīce apstrādā divus PV moduļus, samazinot savienojumu skaitu par aptuveni 16 % salīdzinājumā ar vienkanāla alternatīvām tipiskā 14 paneļu virknē.

Sistēmas sastāvdaļas:

• Tigo RSS raidītājs (nosūta uzturošo signālu, izmantojot PLC)
• Viens TS4-A-2F uz diviem PV moduļi
• PV invertors (jābūt saderīgam ar Tigo PLC signālu)

TS4-A-2F spaiļu izkārtojums:
Katrai ierīcei ir divi neatkarīgi ieejas kanāli un viena izeja. Ar etiķeti pret sevi:

• 1. ieeja: negatīva (kreisajā pusē), pozitīva (labajā pusē) — maks. 80 V, 25 A, 700 W
• 2. ieeja: negatīva (kreisajā pusē), pozitīva (labajā pusē) — maks. 80 V, 25 A, 700 W
• Izeja: negatīva (pa kreisi), pozitīva (pa labi) — pievada auklas mājas skrējienam

Elektroinstalācijas soļi:

1. Meklēt speciālistu PV 1. moduļa pozitīvais un negatīvais vads jāpievieno TS4-A-2F 1. ieejai (ievērojiet polaritātes marķējumus uz ierīces).
2. Meklēt speciālistu PV 2. moduļa pozitīvais un negatīvais vads tiek pievienots TS4-A-2F 2. ieejai.
3. Pievienojiet TS4-A-2F izejas vadus virknei — visas vienas virknes izejas ir savienotas virknē, noslēdzoties pie invertora MPPT ieejas.

RSS raidītāja elektroinstalācija (kritiska):
Raidītājs izmanto dalīta kodola strāvas transformatoru (CT). visi PV+ kabeļi, kas izvadīti caur CT serdi vienā virzienāŠis solis neizdodas biežāk nekā jebkurš cits: pozitīvo un negatīvo vadītāju sajaukšana caur vienu un to pašu CT atceļ PLC signālu. Rezultāts: moduļus sasniedz nulles signāls, un sistēma paliek bloķēta izslēgšanas režīmā.

• DT jāaptver visi pozitīvie vadītāji no visām virknēm vai visi negatīvie vadītāji — nekad abi
• Gariem mājas skrējieniem (vairāk nekā 200 pēdu) divreiz apvelciet vadu caur CT, lai palielinātu signāla amplitūdu.
• Signāla pārbaudei nepieciešams osciloskops (standarta multimetrs nevar noteikt nesēja viļņu formu)

Galvenie parametri:

• TS4-A-2F ierobežojums uz kanālu: 80 V / 25 A / 700 W (kopā 1,400 W uz vienību)
• Maksimālais virknes spriegums: 1,000 V vai 1,500 V līdzstrāva (atkarībā no savienotāja)
• Darba temperatūra: -40°C līdz +80°C
• Korpuss: IP68 / NEMA 3R
• Pēc ātrās izslēgšanas aktivizēšanas nogaidiet 30 sekundes, pirms atvienojat līdzstrāvas savienotājus. — atlikušā sprieguma risks

APsmart RSD-S-PLC elektroinstalācijas shēma

APsmart PLC bāzētā sistēma ievēro to pašu signāla uz līdzstrāvas kopnes principu kā Tigo, taču tai ir pievienota SunSpec Alliance sadarbspēja. SunSpec sertificēts raidītājs, kas iebūvēts saderīgā invertorā, novērš ārējā raidītāja-PLC nepieciešamību — par vienu vadu pievienošanas soli mazāk un par vienu atteices punktu mazāk.

Sistēmas sastāvdaļas:

• Raidītājs-PLC (ārējais) vai invertorā integrēts SunSpec raidītājs
• RSD-S-PLC bloki (pa vienam uz PV modulis, vienkanāls)
• Invertors ar MPPT ieejām

Elektroinstalācijas atšķirības salīdzinājumā ar Tigo:

• Ārējais raidītājs-PLC maršrutē tikai PV+ mājas izvades kabelis caur tā CT kodolu — tāds pats vienpolaritātes noteikums kā Tigo
• Ja invertoram ir iebūvēts SunSpec sertificēts ātrās izslēgšanas raidītājs, pilnībā izņemiet no shēmas ārējo raidītāju-PLC — signāla ģenerēšanu apstrādā invertors.
• Raidītāja barošanas avots: 85–264 V maiņstrāva dzīvojamām instalācijām, 180–550 V maiņstrāva komerciālām/trīsfāžu instalācijām

Atbilstība NEC:
APsmart RSD-S-PLC atbilst NEC 2017, 2020 un 2023 standartiem. Saderība ar SunSpec nodrošina arī nākotnes drošību uzstādīšanas laikā — invertoru var jaunināt vēlāk, un RSD ierīces darbojas ar jaunā invertora integrēto raidītāju, nepieskaroties jumta elektroinstalācijai.

Cieti savienota un ar maiņstrāvu vadāma RSD elektroinstalācija: SolarEdge, Solis un SMA

PLC sistēmas uzliek signālu uz līdzstrāvas kopnes. Cietvadu RSD risinājumi izmanto citu ceļu — rezistora cilpu, maiņstrāvas vadības ķēdi vai sausā kontakta signāla spaiļu bloku. Trīs dizaina filozofijas, trīs elektroinstalācijas noteikumu kopumi.

SolarEdge ātrās izslēgšanas komplekta elektroinstalācija (rezistoru kabeļa metode)

SolarEdge invertora līdzstrāvas drošības slēdža korpusā izmanto ar rezistoru aprīkotu kabeļu pāri. Invertors nepārtraukti uzrauga pretestību īpašā noteikšanas ķēdē. Atveriet drošības slēdzi, rezistora cilpa pārtrūkst, un invertors aktivizē ātru izslēgšanu.

Komponentu identifikācija:

• Sarkanais kabelis: integrēts rezistors vienā galā (NENOŅEMIET un neapejiet)
• Melns kabelis: standarta, bez rezistora

Elektroinstalācijas noteikumi (divas iespējas, atkarībā no esošās līniju secības):

Vispirms apskatiet augšējos kabeļus, kas ieiet līdzstrāvas drošības slēdzī no kanāla puses:

• 1. variants — sarkans (+), melns (−) no kreisās uz labo pusi augšpusē: Pievienojiet ātrās izslēgšanas kabeļus pretējā secībā — melno labajā pusē (DC+), sarkano (ar rezistoru) kreisajā pusē (DC−) pie apakšējām spailēm.
• 2. variants — melns (−), sarkans (+) no kreisās uz labo pusi augšpusē: Pievienojiet melno vadu kreisajā pusē (DC−), sarkano vadu (ar rezistoru) labajā pusē (DC+) pie apakšējām spailēm.

Zelta likums: rezistoram jāatrodas slēdža pusē, nevis līdzstrāvas spaiļu bloka pusē. Instalējiet rezistora kabeli otrādi (rezistors pie līdzstrāvas atsperes skavas spailēm, nevis pie slēdža), un invertors nevarēs noteikt rezistora pārrāvumu, kad slēdzis atveras.

Soli pa solim:

1. Izslēdziet invertoru un drošības slēdzi. Pagaidiet, līdz līdzstrāvas spriegums nokrītas zem 50 V.
2. Atvienojiet esošos līdzstrāvas kabeļus no slēdža spailēm.
3. Pievienojiet ar rezistoru aprīkoto sarkano kabeli un melno kabeli slēdža spailēm saskaņā ar iepriekš minēto līniju secības noteikumu. Griezes moments: 2 N·m (18 mārciņas collas).
4. Pievienojiet otrus galus līdzstrāvas atsperes skavu spailēm: melns → DC−, sarkans → DC+.
5. Aizveriet slēdža vāku un pievelciet četras skrūves, lai 1.2 N·m (0.9 pēdas·mārciņas).

Solis maiņstrāvas kontrolēta RSD elektroinstalācija

Solis izmanto principiāli atšķirīgu pieeju: līdzstrāvas puses manipulēšanas vietā ātra izslēgšana tiek aktivizēta, izmantojot 240 V maiņstrāvas vadības ķēdi, kas darbojas no invertora līdz uz jumta uzstādītajām RSD iekārtām. Ēkā pazūd maiņstrāva (atslēdzas galvenais slēdzis), vadības ķēde atslēdzas, un visas RSD iekārtas izslēdzas. Tas bija apzināti — ugunsdzēsējiem nav jāatrod īpaša PV izslēgšanas slēdzis. Galvenā drošinātāja atgriešana to nosedz.

Vadības ķēdes elektroinstalācija:

• L1 un L2: 240 V maiņstrāva, patērē tikai 0.1 A
• Vada specifikācija: THHN/THWN-2, #14 vai #16 AWG
• Izvelciet vadības kabeli no invertora (vai pieslēguma punkta slēdža) līdz katrai RSD ierīcei uz jumta.

Kanālu koplietošanas noteikums (kritiskais atbilstības punkts):
par NEC 300.3(C)(1)Maiņstrāvas vadības vadītāji var koplietot vienu un to pašu vadu kā PV Līdzstrāvas avota ķēdes. Šī ir īpaša atļauja. Tomēr invertora izejas ķēdes ir aizliegts no sacīkšu trases koplietošanas ar PV Līdzstrāvas ķēdes uz NEC 690.31(B)Pareizi izprotot šo atšķirību, tiek ietaupīts cauruļu vadīšanas apjoms un darbs.

Zemējums:
Savienojiet RSD korpusu ar jumta zemējuma sistēmu (sliedēm, WEEB paplāksnēm, MLPE zemējuma komplektu). Neizmantojiet maiņstrāvas vadības kabeļa zemējuma vadītāju — maiņstrāvas zemējumam ir cita funkcija.

Diagnostikas padoms:
Pēc izslēgšanas katrs uztvērēja modulis izvada aptuveni 0.67 V. Daliet kopējo virknes spriegumu ar 0.67, lai saskaitītu, cik moduļu ir pievienoti — noderīga lauka pārbaude.

Rezerves režīma piezīme:
Ja invertors darbojas rezerves/ārpus tīkla režīmā, RSD aktivizēšanai ir jāizslēdz arī invertora līdzstrāvas slēdzis. Maiņstrāvas zudums vien var neizraisīt izslēgšanu, ja invertors darbojas salu režīmā.

SMA ātrās izslēgšanas kārbas elektroinstalācija (signāla spailes metode)

SMA RSD sistēma izmanto speciālu ātrās izslēgšanas kontrolieri, kas savienots ar vienu vai vairākām ātrās izslēgšanas kastēm, izmantojot daudzvadu signāla kabeli. Elektroinstalācija atbilst rūpnieciskā vadības paneļa konvencijām — katram kontaktam ir noteikta funkcija, un nepareiza kartēšana nozīmē, ka kontrolieris nevar aktivizēt sistēmu.

RSD kārbas spaiļu bloks (apakšējā tapu rinda):

Kontroliera un ierīces sasaiste:

• RSD kārbas 1. kontakts → kontroliera spaile X2 (+12 V barošana)
• RSD kārbas 2. kontakts → kontroliera 2. kontakts (slēdzis)
• RSD kārbas 3. kontakts → kontroliera spaile NC 1 (zemējums)
• RSD kārbas 4. kontakts → kontroliera spaile X1 (zaļa gaismas diode)
• RSD kārbas 5. kontakts → kontroliera spaile X1 (sarkanā gaismas diode)

Vairāku kastīšu ziedlapu ķēde:
Pievienojiet pirmo RSD bloku kontrolierim saskaņā ar iepriekš redzamo kartējumu. Katrai papildu RSD blokam pievienojiet paralēli no iepriekšējā bloka — pirms sistēmas aktivizēšanas visām blokiem jābūt savienotiem.

Kabeļa elastība:
SMA atļauj izmantot TC-ER (teknes kabelis — atklāta rindkopa) klases kabeli kā alternatīvu caurulēm, ar atbilstošiem kabeļu blīvslēgiem korpusa ieejas punktos, lai saglabātu hermētiskumu pret laikapstākļiem.

Ātrās izslēgšanas uzlīmes un plāksnītes: NEC 690.12 atbilstības rokasgrāmata

Perfekti savienota ātrās izslēgšanas sistēma katru reizi neiztur pārbaudi, ja trūkst uzlīmju, tās ir nepareizas vai nav salasāmas. NEC 690.12 standarts pieprasa divus īpašus marķējumus — tie paredzēti dažādām auditorijām dažādās vietās. Trūkstošas ​​uzlīmes joprojām ir viens no biežākajiem saules bateriju atteices cēloņiem. PV pārbaudes.

Šeit ir ietvars: "Plāksne pie skaitītāja, uzlīme pie slēdža." Pirmās palīdzības sniedzējam dažu sekunžu laikā ir jāidentificē, ka (1) pastāv ātrās izslēgšanas sistēma un (2) kur to aktivizēt. Ja trūkst kādas no daļām, marķējums nav atbilstošs.

Ēkas ātras slēgšanas plāksne: prasības un izvietojums

Šis ir lielāks, detalizētāks marķējums, kas uzstādīts apkalpošanas aprīkojuma vietā, kur ugunsdzēsēji ierodas pirmie.

Nepieciešamais saturs (NEC 2023, 690.12(D)):

• Standarta formulējums: “SAULES PV SISTĒMA IR APRĪKOTA AR ĀTRĀS IZSLĒGŠANAS FUNKCIJU. LAI IZSLĒGTU, PAGRIEZIET ĀTRĀS IZSLĒGŠANAS SLĒDZI POZĪCIJĀ “IZSLĒGTS”. PV SISTĒMU UN SAMAZINĀT TROCES RISKU MASVĪTRĀ.”
• Vienkārša ēkas ar jumtu shēma, kurā parādīts PV masīva robeža
• Norāde par to, kuri vadītāji tiek kontrolēti (tikai robežās vai gan iekšpusē, gan ārpusē)
• The fiziskā atrašanās vieta uz plāksnītes norādītā ātrās izslēgšanas inicializācijas slēdža

Izvietošanas noteikumi:

• Katrā apkalpošanas iekārtas atrašanās vietā (galvenajā panelī, skaitītājā vai grupētajā mērīšanas zonā)
• Skaidri redzams pirmās palīdzības sniedzējiem, kas tuvojas dienesta ieejai
• Ja RSD iedarbināšanas slēdzis neatrodas pie skaitītāja, plāksnītē jānorāda, kur tas atrodas.

Formulējuma varianti pēc sistēmas veida:

• Virknes līmenis (tikai ārējai vadībai): “…VADĪTĀJI ĀRPUS MASVĪRA ROBEŽĀM SAMAZINA SAMĪKUMU LĪDZ DROŠAM LĪMENIM…”
• Moduļa līmenis (iekšējā + ārējā vadība): “…VADĪTĀJU ELEMENTI MASVĪRA ROBEŽU IEKŠPUSĒ UN ĀRPUSĒ SAMAZINA LĪDZ DROŠAM LĪMENIM…”

NEC versiju atšķirības:

• NEC 2017./2020. g. (690.56(C)): Nepieciešams dzeltens fons ar melniem burtiem (vai sarkans ar baltiem burtiem), atstarojošs, minimālais burtu augstums 3/8 collas
• NEC 2023 (690.12(D)): Krāsu prasība ir atcelta — nepieciešams tikai teksta kontrasts. Sarkans/balts joprojām ir nozares konvencija, ko akceptē lielākā daļa AHJ.

Izturības standarts:

• Jāatbilst NEC 110.21(B) prasībām attiecībā uz uz lauka uzklājamām bīstamības zīmēm: izturīgas pret laikapstākļiem, UV starojuma stabilas, pastāvīgi piestiprinātas
• Ieteicamais materiāls: UL 969 sertificēts poliesters vai polikarbonāts ar UV pārklājumu

Ātrās izslēgšanas uzsākšanas ierīces etiķete: Specifikācijas

Šī ir vienkāršāka, bet tikpat obligāta etiķete — tā pirmajam reaģētājam apstiprina, ka "šis ir slēdzis".

ĀTRĀS IZSLĒGŠANAS SLĒDZIS SAULES ENERĢIJAI PV SISTĒMA

Šis precīzais formulējums nav apspriežams — ne saīsiniet, neaizstājiet. Tas nav mainīts visos jaunākajos NEC izdevumos.

Specifikācijas (nemainīgas visās NEC versijās):

• Sarkans fons, balti burti
• Visi lielie burti, minimālais rakstzīmju augstums 3/8 collas (9.5 mm)
• Jābūt atstarojošam
• Novietojiet uz ātrās izslēgšanas inicializācijas slēdža vai 1 metra (3 pēdu) attālumā no tā.

Abas uzlīmes darbojas kopā: ēkas plāksnīte informē glābējus, kas tur atrodas un kur atrodas slēdzis; slēdža uzlīme apstiprina, ka viņi to ir atraduši.

RSD elektroinstalācijas problēmu novēršana: bieži pieļautas kļūdas un kā no tām izvairīties

Pat pieredzējuši uzstādītāji saskaras ar tām pašām ātras izslēgšanas elektroinstalācijas kļūmēm. Šeit ir četras visbiežāk pieļautās kļūdas ar simptomiem un risinājumiem.

Papildus elektroinstalācijai, ierīces kvalitātei ir nozīme ilgtermiņa uzticamībā. Ātras izslēgšanas ierīces ar vairāku jurisdikciju sertifikātiem — UL 508i, UL 2202, CE, TUV, UKCA un CB — ir izturējušas daudz stingrākus testēšanas ciklus nekā alternatīvas ar vienu sertifikātu. Beny, pirmais Ķīnas ražotājs, kas ieguvis UL 508i sertifikātu līdzstrāvas izolatoru izstrādājumiem, piedāvā ātras izslēgšanas ierīces gan moduļu līmeņa, gan virknes līmeņa konfigurācijās ar 25 gadu garantiju (Benyātrās izslēgšanas ierīču katalogs) — atbilst paredzamajam kalpošanas laikam PV moduļi, ko tie aizsargā.

Atsauces

1. NFPA. “NEC 690.12. pants — ātra darbības pārtraukšana” PV Sistēmas ēkās.” Nacionālais elektroinstalācijas kodekss, 2017./2020./2023. gada izdevumi. https://www.nfpa.org/
2. Elektroapgādes licences atjaunošana. “690.12(B)(2) Ātra izslēgšana — masīva robežās.” https://www.electricallicenserenewal.com/…/NEC-Content.php?sectionID=963
3. Saules enerģijas pasaule. “Tigo Energy izlaiž ātras izslēgšanas ierīces paneļiem līdz 700 W.” 2022. https://www.solarpowerworldonline.com/2022/08/tigo-energy-releases-rapid-shutdown-devices-up-to-700-w/
4. Žurnāls “Saules Builder”.PV Apdraudējumu kontrole: Izprotiet UL 3741 un jaunos ātrās izslēgšanas risinājumus. https://solarbuildermag.com/featured/pv-hazard-control-understand-ul-3741-and-new-rapid-shutdown-solutions/
5. Saules enerģijas atļauju risinājumi. “NEC 690.56(C) etiķetes priekš PV Ātrās izslēgšanas sistēmas. https://www.solarpermitsolutions.com/blog/nec-690-56c-labels-pv-rapid-shutdown
6. Beny Jaunā enerģija. “Ātrās slēgšanas produktu katalogs”. https://www.beny.com/products/
7. Beny Jaunā enerģija. “Sazinieties ar mums.” https://www.beny.com/contact-us/