Усунення несправностей пристрою швидкого відключення 101

Пожежна безпека — це найважливіше, про що слід пам’ятати, коли йдеться про сонячну енергію. Численні правила щодо сонячної енергії зменшують ризик пожежі, але їх необхідно регулярно оновлювати, щоб зменшити небезпеку для пожежників під час виконання своїх завдань на або в будівлях з PV масиви.

Щоб гарантувати це, багато країн поставили заходи безпеки на перше місце функції сонячної енергії безпечно та дозволяє пожежникам та іншим службам першої допомоги вийти до зони пожежної безпеки. У цій ситуації можна використовувати швидке відключення. 

Давайте детальніше розглянемо критерії швидкого відключення та з’ясуємо, чому важливо знати про них усім інсталяторам і власникам сонячних систем.

Як це працює? 

Команда Національний електричний кодекс запровадив вимогу швидкого відключення як вимогу електричної безпеки в Сполучених Штатах (NEC). 

Solar PV системи повинні мати спосіб знеструмлення або зниження напруги сонячних модулів на даху, щоб відповідати цьому критерію. Для цього потрібно додати перемикач «увімкнути або вимкнути».

Швидке відключення забезпечує безпечний спосіб для монтажників сонячних батарей або пожежників зупинити або зменшити напругу та струм від фотоелектричної батареї, дозволяючи їм працювати безпечно та продуктивно, уникаючи небезпеки ураження електричним струмом.

Інвертори мають здатність вимикатися, щоб перервати потік енергії, що генерується модулями через них. Однак сонячні панелі продовжуватимуть виробляти електроенергію, доки сонце встане, надаючи напругу та струм на дроти, які з’єднують панелі з інвертором.

Вимкнення або зменшення напруги на даху на рівні модуля знижує або усуває ймовірність того, що пожежник отримає шок від надмірної напруги, що надходить від сонячних модулів.

Інвертор і пристрій швидкого відключення на рівні модуля повинні обмінюватися даними один з одним відповідно до Національного електричного кодексу США, і разом вони утворюють систему.

Чому пристрій швидкого відключення перестає працювати? 

Пристрій швидкого відключення – це свого роду мікроінвертор або силова електроніка на рівні модуля (MLPE). Вони оснащені інструментами, які можуть вимикати та знижувати вихідну напругу по всій сонячній системі, щоб дотримуватися PV Правила швидкого відключення.

Нарешті, для системи швидкого відключення потрібен інвертор. Електроенергія, вироблена сонячними модулями, перетворюється на корисну для вашого дому енергію за допомогою інвертора (додаткову інформацію про цей процес читайте в нашому попередньому блозі). Всередині інвертора є кілька ініціаторів швидкого відключення.

Ці три компоненти відомі як фотоелектричне обладнання для швидкого відключення. Ці пристрої забезпечують систему швидкого відключення для зниження напруги до безпечного рівня. З метою швидкого вимкнення PVRSE та PVRSS мають бути занесені до списку UL. Перемикач швидкого вимкнення може перестати працювати, якщо ці частини не працюють належним чином.

Кроки для виявлення поширених збоїв пристрою швидкого відключення 

Більш глибокі зміни в енергетичній структурі світу призвели до розширення нової енергосистеми, яка використовує нову енергію як основне паливо, і збільшення кількості структур з даховими фотоелектричними системами. 

Незалежно від того, чи це домашня система, чи промислова та комерційна електростанція, очікується, що встановлена ​​потужність фотоелектричної енергії значно зросте, а питання безпеки, пов’язані з цим, завжди привертали увагу галузі.

• Екстрене вимкнення пристрою

Рішення мають бути надійними, оскільки безпека пожежників вимагає відключення на рівні модуля. Масив повинен бути успішно вимкнений і знеструмлений, коли швидке відключення включено пристроями швидкого відключення. 

Пожежники припускають, що масив фактично знеструмлений, тому, якщо цього не станеться, ризик може бути навіть більшим, ніж без процедури відключення взагалі.

Отже, як ми гарантуємо безпечне перемикання? Механічні роз’єднувачі постійного струму, такі як ті, що використовуються в інверторах, повинні пройти випробування відповідно до UL 98B. На додаток до інших випробувань на безпеку, цей стандарт вимагає проведення випробувань в умовах, подібних до тих, у яких роз’єднувач має працювати. 

Сучасні твердотільні вимикачі постійного струму, навпаки, перевіряються лише на UL1741 і використовуються для сумісності з відключенням на рівні модуля. Роз’єднувач постійного струму або захисний вимикач не охоплюється UL 1741. 

Робоче середовище для пристроїв MLPE насправді суворіше, ніж робоче середовище для типового відключення постійного струму на або на інверторі. Рекомендується перевірити функцію швидкого вимкнення за межами діапазону нормальних робочих температур.

• Виявлення дугового замикання та належна реакція на відключення

Електронні шуми можуть створюватися електронними компонентами. Зазвичай це не проблема на стороні постійного струму сонячної системи. Однак рівень шуму може різко зрости та перешкоджати точному виявленню дугового замикання при використанні сучасного обладнання для швидкого відключення. 

Переривник електродуги (AFCI) алгоритми відстежують постійний струм і напругу сонячної системи та шукають певні ознаки (наприклад, різкі коливання), які нагадують дуги. Вони базують своє виявлення на колекції дугових сигнатур, які описують, як виглядає типова дуга. 

Команда AFCI активується для гасіння дуги або зупинки потенційної дуги до того, як станеться будь-яке пошкодження, якщо виявлені моделі струму та напруги нагадують сигнатуру дуги. The AFCI Алгоритм має проблеми з розпізнаванням справжньої дуги, коли електричний шум створюється швидким пристрої відключення (наприклад, від частот перемикання оптимізаторів) забезпечує сигнали, які нагадують справжні дуги. 

Через метушню існує більша ймовірність неприємного спотикання або, що ще гірше, непомітити справжню дугу. Крім того, це може бути дивно, що цей додатковий шум заважає сигналам відключення деяких систем, ускладнюючи віру в те, що вони вимкнуться, коли це необхідно.

• Визначення кількості з’єднань для зменшення ризику утворення дуги

Роз’єми постійного струму є основним джерелом послідовних дуг у a PV згідно з дослідженнями Інституту Фраунгофера в Німеччині та Національного сонячного центру BRE у Великобританії. Проблеми з роз’ємом постійного струму зазвичай мають одну з двох основних причин:

1. Помилки при встановленні: найпоширенішими помилками при встановленні є неправильне обтискання на місці та з’єднувачі, які встановлені не повністю, що призводить до слабких з’єднань, що може спричинити дугу. 

2. Поширені помилки включають використання неправильних обтискних інструментів, неправильне встановлення з’єднувачів або просто недостатнє навчання монтажу.

Роз'єми постійного струму, виготовлені різними виробниками, називаються невідповідними з'єднаннями. Несумісність спричиняє ослаблення з’єднань, корозію, проникнення води та змінне теплове розширення.

Будь-який спосіб швидкого завершення роботи, який суттєво збільшує кількість точок підключення, може зробити систему більш небезпечною.

• Виявлення довговічності пристрою

Впровадження сонячної енергії обумовлено економічною ефективністю, тому дуже важливо, щоб технології швидкого відключення не підвищували витрати на систему до рівня, недоступного для споживачів. Сонячні системи також є інвестицією на 20+ років. Системи з меншою кількістю частин і такі, які не піддають електроніку жорстким умовам на даху, повинні бути більш надійними.

Безпека має стояти на першому місці при оцінці доступних на ринку технологій швидкого відключення, а потім – додаткових витрат.

Швидке відключення спочатку було включено в Національний електричний кодекс (NEC) 2014 року, щоб надати пожежникам простий спосіб знеструмити провідники постійного струму сонячної системи під час надзвичайної ситуації та підтримувати безпечне середовище на даху будівлі. 

Це робиться для того, щоб у типовій сонячній системі зі струнним інвертором дріт постійного струму від сонячної системи залишався живим, коли світить сонце, навіть після вимкнення інвертора.

NEC 2017 року змінила стандарти швидкого вимкнення залежно від того, наскільки близько PV провідники системи до PV межа масиву, яка тепер є областю, яка простягається на 1 фут (305 мм) у всіх напрямках від масиву.

Протягом 30 секунд після початку швидкого вимкнення PV ланцюги всередині будівель, які знаходяться за межами, що перевищують 3 фути (1 м) від точки входу, повинні бути обмежені напругою не більше 30 вольт.

Починаючи з 1 січня 2019 року, необхідно використовувати одну з наступних трьох альтернатив PV схеми, які знаходяться всередині межі масиву:

Команда PV необхідно згадати масив або поле позначити як a PV масив з швидким відключенням. Такий PV масив має бути налаштований і використаний відповідно до вказівок, наведених у мітках полів або списку для швидкого вимкнення PV масиви.

PV провідники всередині периметра або менше ніж 3 фути (1 м) від точки, де поверхня будівлі проникає в них, повинні бути обмежені не більше ніж 80 вольтами протягом 30 секунд після початку швидкого відключення.

PV масиви, встановлені на відстані більше ніж 8 футів від відкритих заземлених провідних елементів або землі та не мають відкритих методів підключення та провідних частин, звільняються від правил.

Розширення нової енергосистеми, яка використовує нову енергію як основне паливо, і збільшення кількості будівель з фотоелектричними системами на даху є результатом більш глибокої трансформації глобальної енергетичної структури.

Очікується, що встановлена ​​потужність фотовольтаїки різко зросте, незалежно від того, чи це побутова система, чи промислова та комерційна електростанція, а питання безпеки, пов’язані з цим, завжди привертали увагу промисловості.

Взаємодія Rapid Shutdown з інверторами та оптимізаторами потужності

У той час як інші інверторні системи потребують додаткових компонентів для забезпечення швидкого відключення, інші вже принципово сумісні з швидким відключенням на рівні модуля (NEC 2017 і пізніші версії).

Найпопулярнішим вибором інверторів для житлових систем сонячних панелей у Сполучених Штатах є мікроінвертори та системи оптимізації потужності. На щастя, оптимізатори потужності та мікроінвертори працюють на місці панелі та мають вбудовані функції швидкого відключення.

«Для відповідності вимогам NEC 2017 або NEC 2020 вам може знадобитися додатково встановити силову електроніку на рівні модуля (MLPE), якщо ви встановлюєте лише струнний інвертор. Це повинно працювати, якщо ви поєднуєте оптимізатори потужності з інвертором, як це робить SolarEdge.

Однак, коли інші штати почали впроваджувати NEC 2017, багато виробників струнних інверторів та інші компанії, що займаються сонячною енергією, розробили нові технології MLPE із можливостями швидкого відключення, тому оптимізатори живлення не були вашим єдиним вибором для швидкого відключення. Ці MLPE, розроблені спеціально для швидкого відключення, часто є більш економічним вибором, ніж додавання оптимізаторів потужності або мікроінверторів.

У той час як деякі інверторні системи можуть ініціювати швидке відключення без необхідності додаткових компонентів, інші ні. Оптимізатори живлення і мікроінвертори обидва містять вбудовані функції завершення роботи. Для відповідності коду NEC 2017 вам може знадобитися додати пристрої на рівні модуля, якщо у вас є струнний інвертор.

Перш ніж вносити будь-які налаштування в систему сонячних панелей, вам слід перевірити, чи відповідає ваша система критеріям швидкого відключення, оскільки вас перевірять на те саме. Щоб знайти найкращі компоненти швидкого завершення роботи для вашої системи, ви можете звернутися за професійною допомогою.

Оптимізатори живлення подають низьку напругу постійного струму до централізованого інвертора для перетворення на сумісну з мережею напругу змінного струму, а мікроінвертори перетворюють низьку напругу постійного струму на сумісну з мережею напругу змінного струму. Потім електроенергія змінного струму експортується в електричну службу для використання навантаженнями на місці або експортується в мережу для використання іншими, коли комунальна мережа доступна. 

Ці MLPE припиняють виробляти живлення змінного струму та більше не можуть подавати напругу змінного струму або струм у вихідні кола інвертора або в мережу, таким чином задовольняючи вимоги статті 690.12, коли мережа виходить з ладу або PV Системні ланцюги змінного струму від’єднані від комунальних послуг автоматичним вимикачем змінного струму, видаленням лічильника або іншим способом. Відключити змінний струм.

Коли живлення змінного струму до системного інвертора відключається, системи з оптимізаторами живлення досягають швидкого відключення. 

Інвертор передає сигнал оптимізаторам, щоб вони могли автоматично зменшити вихідну напругу до одного вольта після втрати сигналу змінного струму. У цьому випадку середні 350 вольт лінії з 18 панелей з оптимізаторами будуть знижені до 18 вольт.

10 футів кінцевої відстані для проводів постійного струму всередині PV масив буде зменшено до межі в 1 фут як частину запропонованої NEC 2017 року зміни до статті 690.12. Крім того, це збереже існуюче обмеження 30-вольтового провідника, але потребуватиме обмеження 80-вольтового масиву всередині межі в один фут. 

Як наслідок, необхідно було б дистанційно вимикати кожну окрему панель за допомогою головного вимикача. Струнні напруги між панелями та блоком швидкого відключення можуть існувати до 600 вольт постійного струму, отже, системи швидкого відключення, які зараз використовуються відповідно до критеріїв NEC 2014 року, не відповідатимуть цьому новому критерію. 

По суті, цей новий план вимагає певного пристрою відключення на рівні масиву або модуля для всіх дахових PV систем.

Хоча незрозуміло, як нове обмеження на 80 вольт підвищить безпеку пожежників та інших служб швидкого реагування, додаткове правило може фактично зробити монтажників менш безпечними. 

Де хвилювання про подовжений час, який інсталятори повинні витратити на заміну несправних або зношених пристроїв модульного рівня, якщо сонячна промисловість змушена впроваджувати більш суворе відключення на рівні модуля? 

Ви повинні взяти до уваги, що обслуговуючі люди частіше зазнають падінь, які є основною причиною професійних смертей у будівельній галузі.

Це додаткове правило NEC від 2017 року до статті 690.12 буде посилюватись із невеликим приростом продуктивності. PV складність системи, ризик монтажника та обслуговування, витрати та труднощі з надійністю, які вплинуть на майбутній потенціал дахових PV установки. 

Такі модифікації повинні бути добре продуманими. Схоже, NEC намагається вирішити проблему, якої може навіть не існувати.

Критерії NEC 2017 відзначають розвиток безпеки PV системи. На ринку є кілька конструкцій і пристроїв, які відповідають критеріям контролю NEC. Використовуйте систему швидкого відключення, щоб захистити себе та себе PV систему безпечно.

Ви повинні переконатися, що ви оновили свою сонячну систему відповідно до оновлених вимог пристрою швидкого відключення вашого штату, якщо у вашому штаті є коди безпеки вашого PV системи.

Електрика виробляється за допомогою масиву сонячних панелей для забезпечення постійного струму (DC). Змінний струм (AC), який можуть використовувати ваші прилади, створюється інверторами. Більші інвертори можна розташувати поблизу електричного лічильника будівлі або головної розподільчої панелі, або система може включати численні маленькі окремі інвертори, з’єднані з окремими сонячними панелями.

Більшість електричних ліній будівлі прокладено через труби вздовж зовнішньої частини. Вимикач змінного струму зазвичай встановлюється поблизу головного розподільного щита будинку або електричного лічильника. Кожен роз’єднувальний вимикач повинен мати ярлик із зазначенням, до якої сонячної батареї він підключений.

Лише підключення будинку до сонячної батареї буде розірвано вимикачем. Панелі можуть шокувати людей, оскільки вони продовжують виробляти постійний струм. The сонячної енергії система продовжить виробляти електроенергію, якщо вона має резервний акумулятор.

Майте на увазі, що сонячні батареї продовжуватимуть працювати, поки сонце не буде. Сонячні панелі можуть бути небезпечними, як і будь-яке інше джерело електроенергії. 

Пам’ятайте про небезпеку та дотримуйтесь безпечної відстані від будь-якого електричного обладнання, якщо на вашому даху чи в іншому місці вашої власності встановлено сонячні панелі. Персонал служби екстреної допомоги повинен бути проінформований про небезпеку, пов’язану з сонячними батареями.

Поради щодо здорового сонячного пристрою швидкого відключення

Щоразу, коли сонце сходить, провідники в системі сонячних панелей стають електрично зарядженими.

Немає безпечного способу зупинити струм, що протікає через ці провідники, без механізму швидкого відключення.

Всупереч думці більшості людей, живлення не можна вимкнути, просто вимкнувши сонячний інвертор. Сонячні батареї все ще вироблятимуть електрику, а електричні з’єднання, що з’єднують сонячні батареї, продовжуватимуть передавати електроенергію.

Будь-хто, хто контактує з системою сонячних панелей, піддається ризику ураження електричним струмом через цей струм під напругою, включно зі службами швидкого реагування, які можуть бути викликані в разі інциденту на вашому даху.

Пожежники особливо вразливі, оскільки вони часто провітрюють палаючі будівлі, просвердлюючи отвори в стінах або дахах, через що вони можуть безпосередньо торкатися проводів або кабелів системи сонячних панелей.

Цю проблему вирішує сонячний пристрій швидкого відключення, який миттєво знеструмлює систему сонячних панелей і усуває ризик ураження електричним струмом для тих, хто піднімається на дах.

Кілька порад для здорового сонячного світла пристрій швидкого відключення є: 

• Встановіть систему швидкого вимкнення «в списку» або з позначкою поля

Слово «перерахований» походить від першої назви програми сертифікації UL, яка була створена більше століття тому. 

Національний електричний кодекс містить слово «перераховано», але не вказує, що системи та продукти повинні бути сертифіковані UL; скоріше, тут обговорюються загальні якості організацій, які нададуть такі послуги сертифікації. 

Хоча UL, очевидно, вважає, що виробники повинні сертифікувати свої продукти для швидкого припинення роботи через UL, інші відомі національні випробувальні лабораторії також можуть допомогти.

• Встановіть систему, здатну знизити напругу до 80 В протягом 30 секунд

Через те, що вони перетворюють високу напругу постійного струму в низьковольтну, безпечнішу змінну напругу, яка може впасти до 80 В за 30 секунд, мікроінвертори часто вважаються такими, що вроджено сумісні з pv швидке відключення.

Тестування після встановлення інверторів є складним, але UL заздалегідь провела ці тести, щоб підтвердити, що конкретні мікроінвертори можуть відповідати порогу 80 В.

• Встановити BIPV систему без металевих компонентів, без відкритих провідників і не в межах 8 футів від заземленого металу

Критерії NEC 2017 можуть відповідати сонячній черепиці, черепиці або іншим інтегрованим будівлям PV (BIPV) за умови, що вони не мають жодних відкритих металевих провідників або металевих компонентів, або якщо вони не розташовані поряд із заземленим металом. Ці системи зберігаються окремо від струмопровідних і заземлених компонентів.

Висновок

Це все, що ви повинні знати як компанія, що займається встановленням сонячних батарей. У всьому світі розробляються правила швидкого відключення, щоб захистити пожежників, коли вони працюють поблизу сонячної енергії PV обладнання. Щоб детальніше ознайомитися з цими перевагами безпеки, перегляньте Пристрої швидкого відключення: незамінні рішення безпеки для фотоелектричних систем.

Система швидкого відключення (PVRSE), яку вимагає NEC, використовує ряд пристроїв для зниження напруги до безпечного рівня (PVRSS). Щоб відповідати вимогам NEC, потрібні такі компоненти, як інвертори, ініціатори та пристрої швидкого відключення, такі як MLPE або мікроінвертори.

Ти можеш Контакти провідний виробник пристроїв швидкого відключення, якщо ви шукаєте постачальника для свого бізнесу.