Объяснение изоляции постоянного тока в фотоэлектрических системах: почему простого выключения инвертора недостаточно.

Солнечные фотоэлектрические (ФЭ) системы предназначены для выработки электроэнергии всякий раз, когда имеется достаточное количество солнечного света. Это создает важное отличие ФЭ-систем от многих традиционных электрических систем:

Выключение инвертора не обязательно означает, что фотоэлектрическая батарея обесточена.

Пока фотоэлектрические модули подвергаются воздействию солнечного света, они могут продолжать вырабатывать постоянное напряжение. Таким образом, цепь постоянного тока между фотоэлектрическими модулями, распределительным устройством и инвертором может оставаться под напряжением даже после прекращения работы инвертора.

Для установщиков фотоэлектрических систем, инженеров-электриков, бригад по эксплуатации и техническому обслуживанию, а также сотрудников экстренных служб это поднимает важный вопрос:

Как можно безопасно отключить источник постоянного тока в случае технического обслуживания, отказа оборудования или чрезвычайной ситуации?
Правильно подобранный и установленный выключатель постоянного тока для фотоэлектрических систем обеспечивает специальный способ ручной электрической изоляции, позволяющий преднамеренно отключать цепь постоянного тока в соответствии с проектом системы и применимыми правилами техники безопасности.

Почему фотоэлектрическая система остается под напряжением после выключения инвертора?

Распространенное заблуждение заключается в том, что выключение инвертора полностью отключает фотоэлектрическую систему.

В действительности инвертор представляет собой нагрузку и устройство преобразования мощности. Фотоэлектрические модули являются источником постоянного электрического тока.

При наличии солнечного света:
Солнечный свет → Фотоэлектрические модули → Постоянный ток → Кабели постоянного тока → Комбинирующее/защитное оборудование → Инвертор

Выключение инвертора прекращает его обычную работу по преобразованию энергии, но не приводит к автоматическому отключению напряжения, генерируемого фотоэлектрическими модулями.

Именно поэтому изоляцию постоянного тока необходимо рассматривать отдельно от отключения инвертора.

При проведении технического обслуживания и реагировании на аварийные ситуации цель состоит не просто в остановке инвертора. Цель состоит в создании безопасной точки электрической изоляции между источником энергии фотоэлектрической системы и оборудованием или цепью, к которой необходимо получить доступ.

Почему перерезание или отключение находящихся под напряжением кабелей солнечных батарей может быть опасным?

Во время возгораний фотоэлектрических систем или отказов оборудования люди иногда пытаются отсоединить видимые кабели или разъемы, поскольку это кажется самым быстрым способом разорвать электрическое соединение.

Однако цепь постоянного тока под напряжением не следует рассматривать просто как обычный провод, который можно перерезать или отключить. Отключение или перерезание цепи постоянного тока под напряжением может создать опасность возникновения электрической дуги. Прерывание дуги постоянного тока представляет собой особую инженерную проблему, поскольку, в отличие от переменного тока, форма волны постоянного тока не проходит естественным образом через точку нулевого тока в каждом цикле.

Важный принцип

Не используйте перерезание кабеля или отсоединение разъема в качестве замены правильно разработанного метода изоляции постоянного тока. При реагировании на чрезвычайные ситуации всегда следует руководствоваться действующими процедурами на объекте, инструкциями по эксплуатации оборудования, требованиями электробезопасности и указаниями квалифицированного персонала или сотрудников аварийно-спасательных служб.

Улучшенный принцип аварийной изоляции фотоэлектрических систем и важность наружного корпуса

В случае возникновения аварийной ситуации с электроснабжением, целью должно быть отключение источника электроэнергии до того, как персонал приблизится к поврежденному электрооборудованию, если это позволяют конструкция системы и аварийные процедуры.

Идентифицировать → Изолировать → Проверить → Ответить
Определите поврежденную цепь фотоэлектрической системы и соответствующее изолирующее устройство → Запустите устройство изоляции постоянного тока → Проверьте состояние изоляции с помощью соответствующих инструментов → Проведите техническое обслуживание или аварийное вмешательство.

Наружные изоляторы подвержены воздействию дождя, влажности, ультрафиолетового излучения, пыли, перепадов температуры и коррозии. Надлежащий корпус, кабельные вводы и герметизация имеют решающее значение для долгосрочной надежной работы солнечных электростанций на крышах, коммерческих и промышленных объектах, а также электроэнергетических предприятий.

Контрольный список для установки изолятора постоянного тока для фотоэлектрических систем

• Номинальное напряжение постоянного тока : рассчитано на максимальное напряжение постоянного тока системы.
• Номинальный ток : соответствует ожидаемому рабочему току.
• Конфигурация опор : обеспечивает необходимую изоляцию цепей.
• Возможность коммутации постоянного тока : Специально разработан для применения в системах постоянного тока фотоэлектрических панелей.
• Место установки : Безопасный доступ для технического обслуживания и аварийной эксплуатации.
• Защита корпуса : подходит для использования в условиях внешней среды.
• Ввод кабеля : Кабельные вводы и уплотнения должным образом закреплены.
• Условия окружающей среды : устойчивость к УФ-излучению, влажности, перепадам температур, коррозии.
• Идентификация и маркировка : Четкая маркировка для технических специалистов и сотрудников экстренных служб.
• Доступ для технического обслуживания : Работа без контакта с проводниками под напряжением.

Заключение

Безопасная и надежная фотоэлектрическая система не зависит от одного единственного устройства электрической защиты. Автоматические выключатели и предохранители обеспечивают защиту от определенных аномальных токовых условий. Разъединитель постоянного тока обеспечивает преднамеренный способ ручной электрической изоляции.

Эти функции различны, но работают вместе в рамках многоуровневой стратегии электробезопасности фотоэлектрической системы. Этот принцип особенно важен во время технического обслуживания и аварийных ситуаций: выключение инвертора не обязательно означает отключение источника постоянного тока фотоэлектрической системы.

Для наружных фотоэлектрических систем защита от воздействия окружающей среды имеет не меньшее значение. Правильный выбор корпуса, герметизация кабельных вводов, доступность оборудования и четкая идентификация — все это способствует долгосрочной надежности и более безопасному техническому обслуживанию. Сочетая надлежащую защиту от постоянного тока, электрическую изоляцию и защиту от воздействия окружающей среды, проектировщики и монтажники фотоэлектрических систем могут разработать более практичную стратегию безопасности для современных солнечных установок.