Güneş fotovoltaik sistemləri üçün DC izolyasiya açarı nəyə görə vacibdir?

AC-nin yox, lakin DC-nin sahib olduğu problem

IEC 60364-7-712 kimi standartlar fotovoltaik qurağışlarda həm AC, həm də DC təchizatlarından izolyasiya vasitəsinin olması tələbini açıq şəkildə qoyur lakin bu tələbin arxasındakı həqiqi səbəb qaydalar deyil, fizika ilə bağlıdır.

AC sistemlərin açma işlərində özünə məxsus üstünlüyü var: gərginlik hər dövr ərzində iki dəfə sıfır keçir. Bu təbii sıfır keçid qövsün söndürülməsinə kömək edir lakin DC belə etmir. Gərginlik sabit qalır. Yük altında açılan DC dövrəsində qövs öz-özünə sönmür. Qövs yalnız kontaktlar kifayət qədər uzaqlaşana və ya bir şey yanana qədər davam edir.

Buna görə də DC izolyasiya açarı sadəcə başqa bir ayırma cihazı deyil. Bu, DC qövsün yaratdığı xüsusi çətinliklərlə mübarizə aparmaq üçün xüsusi olaraq hazırlanmış mühəndislik təhlükəsizlik avadanlığıdır. Sıra gərginliyi adətən 600 V-dan artıq və 1500 V-a qədər çata bilən günəş PV sistemlərində bu düzgün edilməlidir – başqa variant yoxdur.

DC izolyasiyanın həqiqi mənası

DC izolyasiya açarı — həmçinin DC ayırıcı və ya DC izolyasiya edən açar kimi də tanınır — dövrədə fiziki, yoxlanıla bilən bir pozulma yaradır . Qısa qapanma cərəyanlarını kəsmək üçün nəzərdə tutulan avtomatik açarla fərqli olaraq, izolyatorun vəzifəsi enerjinin söndüyünü təsdiqləmək və təmir zamanı qeyri-qəsdən yenidən enerjiləndirilməni maneə törətməkdir .

Burada əsas söz "yoxlanıla bilən"dir. Tənzimləmələr izolyatorun aydın görünən və ya müsbət göstərilən açıq dövrə şərtini təmin etməsini tələb edir bir çox dizaynda, kontakt aralığı elə böyükdür ki, texnik bu ayrılığı baxma pəncərəsindən görə bilər. Bu vizual təsdiq əhəmiyyətlidir, çünki qeyri-müəyyənliyi aradan qaldırır. Açar "söndürülüb" dedikdə, bunun fiziki sübutu mövcuddur.

Lakin vizual aralıq yalnız hekayənin bir hissəsidir. Kontaktlar özü yük altında açılma prosesinə dözə bilməlidir. Bu, xüsusi qövs söndürmə kameraları, sürətli kontakt ayırma mexanizmləri və kontaktların həndəsi formasının diqqətlə mühəndislikləşdirilməsini nəzərdə tutur. .

DC dövrələrdə qövs söndürmə problemi

Yük altında DC dövrəni açma, işıq açarını çevirən kimi sadə deyil. Kontaktlar ayrılmağa başlayanda cərəyan dayanmır. O, genişlənən aralığın üzərində qövs əmələ gətirir, havanı ionlaşdırır və plazma kanalını davam etdirir. aC-də gərginlik sıfır keçidi qövsün hər yarım dövrədə sönməsinə imkan verir. DC-də isə belə bir imkan heç vaxt yoxdur.

Keyfiyyətli DC izolyatorları bu problemi bir neçə mühəndislik strategiyası ilə həll edir. Yay köməkli mexanizmlər kontaktların idarəetmə qolu necə sürətlə hərəkət etsə də, sabit sürətlə açılmasını təmin edir yaxşı dizayn olunmuş vahidlərdə "snap-action" (sürətli açılan) keçid 5 millisaniyədən çox olmayaraq tamamilə başa çatır və yaylanma müddətini minimuma endirir. Bir neçə kontaktdakı kəsilmə nöqtələri yaylanma yolu uzadır və bununla da yaylanmanın davam etməsini çətinləşdirir yaylanma çuxurları və maqnit yaylanma çıxarma sistemləri ionlaşmış qazları soyudur və onları kontaktlardan uzaqlaşdırır .

Bütün bu tədbirlər vacibdir, çünki davamlı DC yaylanması yalnız səmərəsiz deyil — o, təhlükəlidir. Uyğun yaylanma söndürməsi olmadan istilik kontaktları zədələyə, ətrafdakı komponentlərə ziyan vuracaq və ən pis halda yanğın çıxaracaq.

Standartlar Nə Tələb Edir

PV sistemlərinin izolyasiyasını tənzimləyən əsas standart IEC 60364-7-712-dir. Bu standart invertorun DC tərəfində ayırıcı vasitə tələb edir və bu cihaz PV massivini invertordan izolyasiya edə bilməlidir .

Güneş enerjisi fotovoltaik tətbiqləri üçün keçid-ayırıcılar IEC 60947-3 standartına əsasən DC-PV istifadə kateqoriyaları altına qruplaşdırılır . DC-PV 0 yüklənmə altında keçid etmək üçün uyğun deyil və icazə verilmir. DC-PV 1 tək simli üçün nəzərdə tutulub. Çoxsaylı simlər paralel olaraq qoşulduqda və aşırı yüklənmə riski mövcud olduqda DC-PV 2 tələb olunur.

Seçim prosesi yalnız doğru cərəyan dəyərinə malik keçid aparatını seçməkdən ibarət deyil. Dizaynın maksimum açıq dövrə gərginliyi — temperatur əmsalları və sahə şəraiti nəzərə alınmaqla — tələb olunan gərginlik dəyərini müəyyən edir . Bu rəqəmi aşağı qiymətləndirərsinizsə, sim gərginliyi soyuq hava şəraitində zirvəyə çatdıqda keçid aparatı təhlükəsiz kəsmə əməliyyatını yerinə yetirə bilməyə bilər.

ABŞ-da NEC Məqaləsi 690 başqa bir tələb əlavə edir: PV DC ayırıcısının asanlıqla əlçatan olması və damda yerləşdirilən dizaynlarda sürətli söndürmə funksiyasının təmin edilməsi. Ayrışdırıcı bu tətbiq üçün sertifikatlaşdırılmış olmalı və aydın etiketlənməlidir.

Sahədən bir baxış: Yanlış izolyator problemlərə səbəb olur

Bir neçə il əvvəl Cənub-Qərbdə bir ticari dam qurğusu zamanı quraşdırma komandası qeyri-adi bir problemlə üzləşdi. Massiv və invertor arasındakı DC izolyatoru yük altında bəzən təmiz açılmırdı. İnvertorun anti-qəsri qoruma sistemi aktivləşirdi, lakin izolyatorun kontaktları yalnız bir neçə əməliyyatdan sonra görünən pittinglər göstərirdi.

Kök səbəb spesifikasiyaya gedib çıxdı. Quraşdırıcı, sabit cərəyan üçün qiymətləndirilmiş, lakin tətbiqin tələb etdiyi istifadə kateqoriyası üçün sınaqdan keçirilməmiş ümumi təyinatlı DC açarından istifadə etmişdi. IEC 60947-3 standartına görə bu açar daha çox DC-PV 0 sinifinə uyğun gəlirdi — yəni yüklü vəziyyətdə açmaq üçün nəzərdə tutulmamışdı. normal söndürmə əməliyyatları zamanı meydana gələn arklanma kontaktları yavaş-yavaş aşındırırdı, kontakt müqavimətini artırırdı və gələcəkdə saxlanma problemlərinə səbəb olacaq etibarlılıq narahatlığı yaradırdı.

Düzəliş sadə idi, lakin bahalı oldu: DC-PV 2 qiymətləndirilmiş açar-ayırıcı ilə yetərsiz spesifikasiyalı izolyatoru əvəz etmək. Dərs bir məhsulun digərindən daha yaxşı olması ilə bağlı deyildi. Bu, cihazın faktiki iş dövrü ilə uyğunlaşdırılması haqqındadır.

DC izolyatorlarının sistem arxitekturasında yerləşdirilməsi

Tipik bir günəş PV sisteminin DC izolyasiyasının vacib olduğu bir neçə nöqtəsi var. Massiv səviyyəsində bir simli izolyator, bütün sistemi dayandırmadan ayrı-ayrı simlər üzərində təmir işləri görməyə imkan verir. Birləşdirici qutusunda izolyasiya texniklərinin birləşdirilmiş çıxış üzərində təhlükəsiz şəkildə işləməsinə imkan verir. İnvertorda isə DC ayırıcı, invertoru xidmət və ya təcili dayandırma üçün massivdən izolyasiya etmək üçün vasitə təmin edir.

Hər bir yerin fərqli tələbləri var. Sətir səviyyəsində izolyatorlar adətən daha aşağı cərəyanları idarə edir və sətirin açıq dövrə gərginliyinə uyğun qiymətləndirilməlidir. Birləşdirici qutusundakı izolyatorlar paralel sətirlərdən daha yüksək cərəyan görür və DC-PV 2 reytinqinə ehtiyac duyur. İnvertorun DC ayırıcısı tez-tez tam massiv cərəyanını idarə etməlidir və təcili hallarda istifadə üçün asanlıqla əlçatan olmalıdır.

Bütün yerlərdə ümumi xüsusiyyət: açar yalnız AC deyil, həmçinin DC üçün qiymətləndirilməlidir. AC açarlar arxın sönməsi üçün sıfır keçidinə əsaslanır. DC dövrəsində isə bu imkan yoxdur. AC üçün qiymətləndirilmiş açarı DC tətbiqində istifadə etmək sadəcə və açıq şəkildə təhlükəsizlik riskidir.

Praktik seçmə meyarları

PV sistemi üçün DC izolyasiya açarı seçilməsi bir neçə əsas parametrə əsaslanır. İlk növbədə gərginlik reytinqi vacibdir — açar, temperatur düzəldilmiş açıq dövrə gərginliyini nəzərə alaraq, maksimum sistem gərginliyi üçün reytinqlənmiş olmalıdır. İkinci növbədə cərəyan reytinqi gəlir; bu, massivin maksimum işləmə cərəyanı üçün marja malik olmalıdır. İstifadə kateqoriyası açarın yüklü vəziyyətdə açılıb-bağlanmasına imkan verib-vermədiyini müəyyən edir və əgər belədirsə, hansı şərtlərdə həyata keçirilə bilər. .

Etiketdəki reytinqlərin beyond, sahədə əhəmiyyətli olan xüsusiyyətlərə diqqət yetirin. Yayla köməkli mexanizm operatorun bacarığından asılı olmayaraq, sabit açma/bağlama sürəti təmin edir. Görünən kontakt göstəricisi — pəncərə vasitəsilə və ya müsbət mexaniki göstərici ilə — təhlükəsizlik prosedurlarının tələb etdiyi təsdiqi verir. Xüsusi olaraq DC üçün hazırlanmış qövs söndürmə kameraları müzakirəsiz zəruridir; AC üslublu qövs çuxurları DC şəraitində kifayət qədər effektiv işləməyə bilər.

DC izolyasiyası haqqında əsas məsələ

DC izolyasiya açarları günəş PV sistemlərində isteğe bağlı aksesuarlar deyil — onlar qaydalara görə tələb olunan və fizika ilə əsaslandırılan əsas təhlükəsizlik cihazlarıdır. DC dövrələrdə natural cərəyan sıfırının olmaması arxın söndürülməsini həqiqi mühəndislik çətinliyi halına gətirir və açar dizaynı bu çətinliyə birbaşa cavab verməlidir.

Sistem dizaynerləri üçün praktik çıxarış, DC izolyatorunun seçilməsinə invertorun ölçüsünü və modulların seçilməsini təyin edərkən eyni dərəcədə ciddi yanaşmaq lazımdır. Səhv açar müəyyən müddət işləyə bilər, lakin uzunmüddətli etibarlılıq və təhlükəsizlik baxımından fərqli bir şəkil ortaya çıxar. Doğru istifadə kateqoriyasını təyin edin, gərginlik və cərəyan reytinqlərini faktiki sahə şəraitinə uyğun olaraq yoxlayın və sübut edilmiş DC qövs söndürmə qabiliyyətinə malik açarı seçin.

ZHNYU ELECTRIC müasir fotovoltaik sistemlərin tələblərinə uyğun reytinqlərə və istifadə kateqoriyalarına malik olan, günəş PV tətbiqləri üçün nəzərdə tutulmuş DC izolyasiya açarlarının geniş çeşidini təklif edir — bu da montajçılar və sistem sahibləri üçün bu kritik təhlükəsizlik funksiyası üçün etibarlı bir seçim təmin edir.