Protección contra Sobretensiones y Sobrecorrientes
39.1 Introducción a las Protecciones Eléctricas
Las protecciones eléctricas son esenciales en cualquier instalación solar para proteger los equipos contra sobretensiones, sobrecorrientes, cortocircuitos y otros fenómenos eléctricos que pueden dañar los equipos o causar incendios. Una correcta protección es esencial para la seguridad de las personas y la protección de los equipos.
Las instalaciones solares requieren protecciones específicas tanto en el lado de corriente continua (paneles, baterías) como en el lado de corriente alterna (inversor, cargas).
39.2 Tipos de Sobretensiones
| Tipo | Origen | Duración | Amplitud |
|---|---|---|---|
| Sobretensión temporal | Falta en red, maniobras | ms a segundos | 1.5-3 Un |
| Sobretensión transitoria | Rayos, maniobras | μs a ms | Hasta 10 kV |
| Sobretensión permanente | Falta de neutro | Segundos a infinito | 1.5-2 Un |
| Sobretensión atmosférica | Rayos directos/indirectos | μs | Hasta 100 kV |
39.3 Dispositivos de Protección contra Sobretensiones (SPD)
| Tipo | Tecnología | Clase | Aplicación |
|---|---|---|---|
| Tipo 1 | Descargador de rayos | Clase I (B) | Entrada principal, pararrayos |
| Tipo 2 | Varistor (MOV) | Clase II (C) | Cuadro general, cuadros secundarios |
| Tipo 3 | Varistor + bobina | Clase III (D) | Cerca de equipos sensibles |
| Tipo 1+2 | Combinado | Clase I+II | Entrada principal |
39.4 Características de los SPD
- Uc (Tensión máxima continua): Máxima tensión continua aplicable
- Un (Tensión nominal): Tensión nominal del sistema
- Up (Nivel de protección): Tensión residual máxima
- In (Corriente nominal de descarga): Corriente de descarga nominal (8/20 μs)
- Imax (Corriente máxima de descarga): Corriente máxima de descarga (8/20 μs)
- Iimp (Corriente de impulso): Corriente de impulso (10/350 μs) - Tipo 1
39.5 Coordinación de Protecciones
La coordinación de protecciones es esencial para una protección escalonada:
Nivel 1 (Entrada principal):
- SPD Tipo 1 o Tipo 1+2
- Imax = 25-50 kA (8/20 μs)
- Iimp = 12.5-25 kA (10/350 μs)
- Up < 4 kV
Nivel 2 (Cuadro general):
- SPD Tipo 2
- In = 20-40 kA (8/20 μs)
- Up < 2.5 kV
Nivel 3 (Cerca de equipos):
- SPD Tipo 3
- In = 5-10 kA (8/20 μs)
- Up < 1.5 kV
39.6 Protecciones en el Lado DC
El lado DC (paneles, baterías) requiere protecciones específicas:
- Protección contra sobretensiones:
- SPD específicos para DC
- Uc ≥ 1.2 × Voc paneles
- Entre positivo y negativo
- Entre cada polo y tierra
- Protección contra sobrecorrientes:
- Fusibles DC específicos
- Interruptores automáticos DC
- Seccionadores DC
39.7 Protecciones en el Lado AC
El lado AC (inversor, cargas) requiere protecciones específicas:
- Protección contra sobretensiones:
- SPD Tipo 2 en cuadro general
- SPD Tipo 3 cerca de equipos sensibles
- Uc ≥ 1.1 × Un sistema
- Protección contra sobrecorrientes:
- Interruptores automáticos magnetotérmicos
- Diferenciales (protección contra contactos)
- Fusibles
39.8 Fusibles
| Tipo | Aplicación | Velocidad | Capacidad ruptura |
|---|---|---|---|
| Fusibles DC | Paneles solares | Rápida (aR) | 33 kA |
| Fusibles AC | Circuitos AC | Rápida (gG) | 6-10 kA |
| Fusibles baterías | Baterías | Ultra-rápida (aR) | 50-100 kA |
39.9 Interruptores Automáticos
- Magnetotérmicos:
- Protección contra sobrecargas
- Protección contra cortocircuitos
- Curvas: B, C, D
- Diferenciales:
- Protección contra contactos directos
- Protección contra contactos indirectos
- Sensibilidad: 30 mA (personas), 300 mA (incendios)
- Magnetotérmico-diferenciales:
- Combinan ambas protecciones
- Un solo dispositivo
39.10 Puesta a Tierra
La puesta a tierra es esencial para la seguridad:
- Toma de tierra:
- Pica vertical
- Placa horizontal
- Anillo cerrado
- Resistencia < 10 Ω (general), < 1 Ω (electrónica)
- Conductor de tierra:
- Sección mínima: 16 mm² (cobre)
- Color: Verde-amarillo
- Equipos a conectar:
- Estructuras metálicas
- Carcazas de equipos
- Masas metálicas
- Tomas de tierra
39.11 Protección contra Rayos
La protección contra rayos es esencial en zonas con alta actividad tormentosa:
- Pararrayos:
- Pararrayos con dispositivo de cebado (PDC)
- Pararrayos tipo Franklin
- Altura según nivel de protección
- Red de captación:
- Conductores de cobre
- Malla en cubierta
- Bajadas:
- Mínimo 2 bajadas
- Sección mínima 50 mm²
- Trayectoria más corta posible
- Toma de tierra:
- Resistencia < 10 Ω
- Electrodos enterrados
39.12 Coordinación de Aislamientos
Sistema 230V AC:
- Tensión nominal: 230V
- Tensión de aislamiento: 400V
- Tensión de impulso: 2.5-4 kV
Sistema 400V AC:
- Tensión nominal: 400V
- Tensión de aislamiento: 690V
- Tensión de impulso: 4-6 kV
Sistema DC (paneles):
- Tensión nominal: Voc máx
- Tensión de aislamiento: 1000V DC
- Tensión de impulso: 4-8 kV
39.13 Seccionadores
- Seccionadores DC:
- Entre paneles e inversor
- Entre baterías e inversor
- Corte bipolar
- Capacidad de ruptura DC
- Seccionadores AC:
- Entre inversor y cuadro
- En cuadro general
- Corte omnipolar
39.14 Normativa Aplicable
| Norma | Ámbito | Contenido |
|---|---|---|
| IEC 60364 | Instalaciones BT | Protecciones, puesta a tierra |
| IEC 61643 | SPD | Dispositivos protección sobretensiones |
| IEC 62305 | Protección rayos | Protección contra rayos |
| IEC 62446 | Sistemas FV | Requisitos sistemas FV |
39.15 Configuración Solener
Lado DC:
- Seccionador DC bipolar
- Fusibles DC específicos
- SPD DC (si procede)
Lado AC:
- Interruptor magnetotérmico-diferencial
- SPD Tipo 2 en cuadro general
- SPD Tipo 3 cerca de equipos sensibles
Puesta a tierra:
- Toma de tierra < 10 Ω
- Conductor verde-amarillo
- Todas las masas conectadas
Protección contra rayos:
- Pararrayos si zona tormentosa
- SPD Tipo 1 si procede
- Red de equipotencialidad
39.1 Introduction aux Protections Électriques
Les protections électriques sont essentielles dans toute installation solaire pour protéger les équipements contre les surtensions, surcourants, courts-circuits et autres phénomènes électriques qui peuvent endommager les équipements ou causer des incendies. Une protection correcte est essentielle pour la sécurité des personnes et la protection des équipements.
Les installations solaires requièrent des protections spécifiques tant du côté courant continu (panneaux, batteries) que du côté courant alternatif (onduleur, charges).
39.2 Types de Surtensions
| Type | Origine | Durée | Amplitude |
|---|---|---|---|
| Surtension temporaire | Défaut réseau, manœuvres | ms à secondes | 1.5-3 Un |
| Surtension transitoire | Foudre, manœuvres | μs à ms | Jusqu'à 10 kV |
| Surtension permanente | Défaut de neutre | Secondes à infini | 1.5-2 Un |
| Surtension atmosphérique | Foudre directe/indirecte | μs | Jusqu'à 100 kV |
39.3 Dispositifs de Protection contre les Surtensions (SPD)
| Type | Technologie | Classe | Application |
|---|---|---|---|
| Type 1 | Parafoudre | Classe I (B) | Entrée principale, paratonnerre |
| Type 2 | Varistance (MOV) | Classe II (C) | Tableau général, tableaux secondaires |
| Type 3 | Varistance + bobine | Classe III (D) | Près d'équipements sensibles |
| Type 1+2 | Combiné | Classe I+II | Entrée principale |
39.4 Caractéristiques des SPD
- Uc (Tension maximale continue): Maximum tension continue applicable
- Un (Tension nominale): Tension nominale du système
- Up (Niveau de protection): Tension résiduelle maximale
- In (Courant nominal de décharge): Courant de décharge nominal (8/20 μs)
- Imax (Courant maximal de décharge): Courant maximal de décharge (8/20 μs)
- Iimp (Courant d'impulsion): Courant d'impulsion (10/350 μs) - Type 1
39.5 Coordination des Protections
La coordination des protections est essentielle pour une protection étagée:
Niveau 1 (Entrée principale):
- SPD Type 1 ou Type 1+2
- Imax = 25-50 kA (8/20 μs)
- Iimp = 12.5-25 kA (10/350 μs)
- Up < 4 kV
Niveau 2 (Tableau général):
- SPD Type 2
- In = 20-40 kA (8/20 μs)
- Up < 2.5 kV
Niveau 3 (Près d'équipements):
- SPD Type 3
- In = 5-10 kA (8/20 μs)
- Up < 1.5 kV
39.6 Protections du Côté DC
Le côté DC (panneaux, batteries) requiert des protections spécifiques:
- Protection contre surtensions:
- SPD spécifiques pour DC
- Uc ≥ 1.2 × Voc panneaux
- Entre positif et négatif
- Entre chaque pôle et terre
- Protection contre surcourants:
- Fusibles DC spécifiques
- Interrupteurs automatiques DC
- Sectionneurs DC
39.7 Protections du Côté AC
Le côté AC (onduleur, charges) requiert des protections spécifiques:
- Protection contre surtensions:
- SPD Type 2 en tableau général
- SPD Type 3 près d'équipements sensibles
- Uc ≥ 1.1 × Un système
- Protection contre surcourants:
- Interrupteurs automatiques magnétothermiques Différentiels (protection contre contacts)
- Fusibles
39.8 Fusibles
| Type | Application | Vitesse | Capacité rupture |
|---|---|---|---|
| Fusibles DC | Panneaux solaires | Rapide (aR) | 33 kA |
| Fusibles AC | Circuits AC | Rapide (gG) | 6-10 kA |
| Fusibles batteries | Batteries | Ultra-rapide (aR) | 50-100 kA |
39.9 Interrupteurs Automatiques
- Magnétothermiques:
- Protection contre surcharges
- Protection contre courts-circuits
- Courbes: B, C, D
- Différentiels:
- Protection contre contacts directs
- Protection contre contacts indirects
- Sensibilité: 30 mA (personnes), 300 mA (incendies)
- Magnétothermique-différentiels:
- Combinent les deux protections
- Un seul dispositif
39.10 Mise à la Terre
La mise à la terre est essentielle pour la sécurité:
- Prise de terre:
- Pique verticale
- Plaque horizontale
- Anneau fermé
- Résistance < 10 Ω (général), < 1 Ω (électronique)
- Conducteur de terre:
- Section minimale: 16 mm² (cuivre)
- Couleur: Vert-jaune
- Équipements à connecter:
- Structures métalliques
- Carcasses d'équipements
- Masses métalliques
- Prises de terre
39.11 Protection contre la Foudre
La protection contre la foudre est essentielle en zones avec haute activité orageuse:
- Paratonnerre:
- Paratonnerre avec dispositif d'amorçage (PDC)
- Paratonnerre type Franklin
- Hauteur selon niveau de protection
- Réseau de captation:
- Conducteurs de cuivre
- Maille en couverture
- Descentes:
- Minimum 2 descentes
- Section minimale 50 mm²
- Trajectoire la plus courte possible
- Prise de terre:
- Résistance < 10 Ω
- Électrodes enterrées
39.12 Coordination des Isolements
Système 230V AC:
- Tension nominale: 230V
- Tension d'isolement: 400V
- Tension d'impulsion: 2.5-4 kV
Système 400V AC:
- Tension nominale: 400V
- Tension d'isolement: 690V
- Tension d'impulsion: 4-6 kV
Système DC (panneaux):
- Tension nominale: Voc max
- Tension d'isolement: 1000V DC
- Tension d'impulsion: 4-8 kV
39.13 Sectionneurs
- Sectionneurs DC:
- Entre panneaux et onduleur
- Entre batteries et onduleur
- Coupure bipolaire
- Capacité de rupture DC
- Sectionneurs AC:
- Entre onduleur et tableau
- En tableau général
- Coupure omnipolaire
39.14 Normative Applicable
| Norme | Domaine | Contenu |
|---|---|---|
| IEC 60364 | Installations BT | Protections, mise à terre |
| IEC 61643 | SPD | Dispositifs protection surtensions |
| IEC 62305 | Protection foudre | Protection contre foudre |
| IEC 62446 | Systèmes PV | Exigences systèmes PV |
39.15 Configuration Solener
Côté DC:
- Sectionneur DC bipolaire
- Fusibles DC spécifiques
- SPD DC (si procédé)
Côté AC:
- Interrupteur magnétothermique-différentiel
- SPD Type 2 en tableau général
- SPD Type 3 près d'équipements sensibles
Mise à terre:
- Prise de terre < 10 Ω
- Conducteur vert-jaune
- Toutes masses connectées
Protection foudre:
- Paratonnerre si zone orageuse
- SPD Type 1 si procédé
- Réseau d'équipotentialité
39.1 Introduction to Electrical Protections
Electrical protections are essential in any solar installation to protect equipment against overvoltages, overcurrents, short circuits and other electrical phenomena that can damage equipment or cause fires. Correct protection is essential for people's safety and equipment protection.
Solar installations require specific protections both on the direct current side (panels, batteries) and on the alternating current side (inverter, loads).
39.2 Types of Overvoltages
| Type | Origin | Duration | Amplitude |
|---|---|---|---|
| Temporary overvoltage | Grid fault, maneuvers | ms to seconds | 1.5-3 Un |
| Transient overvoltage | Lightning, maneuvers | μs to ms | Up to 10 kV |
| Permanent overvoltage | Neutral fault | Seconds to infinite | 1.5-2 Un |
| Atmospheric overvoltage | Direct/indirect lightning | μs | Up to 100 kV |
39.3 Surge Protection Devices (SPD)
| Type | Technology | Class | Application |
|---|---|---|---|
| Type 1 | Lightning arrester | Class I (B) | Main input, lightning rod |
| Type 2 | Varistor (MOV) | Class II (C) | Main panel, secondary panels |
| Type 3 | Varistor + coil | Class III (D) | Near sensitive equipment |
| Type 1+2 | Combined | Class I+II | Main input |
39.4 SPD Characteristics
- Uc (Maximum continuous voltage): Maximum continuous applicable voltage
- Un (Nominal voltage): System nominal voltage
- Up (Protection level): Maximum residual voltage
- In (Nominal discharge current): Nominal discharge current (8/20 μs)
- Imax (Maximum discharge current): Maximum discharge current (8/20 μs)
- Iimp (Impulse current): Impulse current (10/350 μs) - Type 1
39.5 Protection Coordination
Protection coordination is essential for staged protection:
Level 1 (Main input):
- SPD Type 1 or Type 1+2
- Imax = 25-50 kA (8/20 μs)
- Iimp = 12.5-25 kA (10/350 μs)
- Up < 4 kV
Level 2 (Main panel):
- SPD Type 2
- In = 20-40 kA (8/20 μs)
- Up < 2.5 kV
Level 3 (Near equipment):
- SPD Type 3
- In = 5-10 kA (8/20 μs)
- Up < 1.5 kV
39.6 DC Side Protections
The DC side (panels, batteries) requires specific protections:
- Overvoltage protection:
- SPD specific for DC
- Uc ≥ 1.2 × Voc panels
- Between positive and negative
- Between each pole and ground
- Overcurrent protection:
- DC specific fuses
- DC circuit breakers
- DC disconnectors
39.7 AC Side Protections
The AC side (inverter, loads) requires specific protections:
- Overvoltage protection:
- SPD Type 2 in main panel
- SPD Type 3 near sensitive equipment
- Uc ≥ 1.1 × Un system
- Overcurrent protection:
- Magneto-thermal circuit breakers
- Differential (contact protection)
- Fuses
39.8 Fuses
| Type | Application | Speed | Breaking capacity |
|---|---|---|---|
| DC fuses | Solar panels | Fast (aR) | 33 kA |
| AC fuses | AC circuits | Fast (gG) | 6-10 kA |
| Battery fuses | Batteries | Ultra-fast (aR) | 50-100 kA |
39.9 Circuit Breakers
- Magneto-thermal:
- Overload protection
- Short circuit protection
- Curves: B, C, D
- Differential:
- Direct contact protection
- Indirect contact protection
- Sensitivity: 30 mA (people), 300 mA (fires)
- Magneto-thermal-differential:
- Combine both protections
- Single device
39.10 Grounding
Grounding is essential for safety:
- Ground connection:
- Vertical spike
- Horizontal plate
- Closed ring
- Resistance < 10 Ω (general), < 1 Ω (electronic)
- Ground conductor:
- Minimum section: 16 mm² (copper)
- Color: Green-yellow
- Equipment to connect:
- Metal structures
- Equipment enclosures
- Metal masses
- Ground connections
39.11 Lightning Protection
Lightning protection is essential in areas with high storm activity:
- Lightning rod:
- Lightning rod with priming device (PDC)
- Franklin type lightning rod
- Height according to protection level
- Capture network:
- Copper conductors
- Mesh on roof
- Down conductors:
- Minimum 2 down conductors
- Minimum section 50 mm²
- Shortest possible path
- Ground connection:
- Resistance < 10 Ω
- Buried electrodes
39.12 Insulation Coordination
230V AC system:
- Nominal voltage: 230V
- Insulation voltage: 400V
- Impulse voltage: 2.5-4 kV
400V AC system:
- Nominal voltage: 400V
- Insulation voltage: 690V
- Impulse voltage: 4-6 kV
DC system (panels):
- Nominal voltage: Voc max
- Insulation voltage: 1000V DC
- Impulse voltage: 4-8 kV
39.13 Disconnectors
- DC disconnectors:
- Between panels and inverter
- Between batteries and inverter
- Bipolar cut
- DC breaking capacity
- AC disconnectors:
- Between inverter and panel
- In main panel
- Omnipolar cut
39.14 Applicable Regulations
| Standard | Scope | Content |
|---|---|---|
| IEC 60364 | LV installations | Protections, grounding |
| IEC 61643 | SPD | Surge protection devices |
| IEC 62305 | Lightning protection | Lightning protection |
| IEC 62446 | PV systems | PV systems requirements |
39.15 Solener Configuration
DC side:
- Bipolar DC disconnector
- DC specific fuses
- DC SPD (if applicable)
AC side:
- Magneto-thermal-differential circuit breaker
- SPD Type 2 in main panel
- SPD Type 3 near sensitive equipment
Grounding:
- Ground connection < 10 Ω
- Green-yellow conductor
- All masses connected
Lightning protection:
- Lightning rod if stormy area
- SPD Type 1 if applicable
- Equipotentiality network
39.1 مقدمة عن الحماية الكهربائية
الحماية الكهربائية ضرورية في أي تركيب شمسي لحماية المعدات من الجهود الزائدة، والتيارات الزائدة، والدوائر القصيرة، والظواهر الكهربائية الأخرى التي يمكن أن تتلف المعدات أو تسبب حرائق. الحماية الصحيحة ضرورية لسلامة الأشخاص وحماية المعدات.
تتطلب التركيبات الشمسية حمايات محددة سواء على جانب التيار المستمر (الألواح، البطاريات) أو على جانب التيار المتردد (العاكس، الأحمال).
39.2 أنواع الجهود الزائدة
| النوع | الأصل | المدة | السعة |
|---|---|---|---|
| الجهد الزائد المؤقت | عطل الشبكة، المناورات | مللي ثانية إلى ثوان | 1.5-3 Un |
| الجهد الزائد العابر | البرق، المناورات | ميكرو ثانية إلى مللي ثانية | حتى 10 kV |
| الجهد الزائد الدائم | عطل المحايد | ثوان إلى ما لا نهاية | 1.5-2 Un |
| الجهد الزائد الجوي | البرق المباشر/غير المباشر | ميكرو ثانية | حتى 100 kV |
39.3 أجهزة الحماية من الجهود الزائدة (SPD)
| النوع | التكنولوجيا | الفئة | التطبيق |
|---|---|---|---|
| النوع 1 | مانع الصواعق | الفئة I (B) | المدخل الرئيسي، مانع الصواعق |
| النوع 2 | فاريستور (MOV) | الفئة II (C) | اللوحة الرئيسية، اللوحات الثانوية |
| النوع 3 | فاريستور + ملف | الفئة III (D) | قرب المعدات الحساسة |
| النوع 1+2 | مجمع | الفئة I+II | المدخل الرئيسي |
39.4 خصائص SPD
- Uc (أقصى جهد مستمر): أقصى جهد مستمر قابل للتطبيق
- Un (الجهد الاسمي): الجهد الاسمي للنظام
- Up (مستوى الحماية): أقصى جهد متبقي
- In (تيار التفريغ الاسمي): تيار التفريغ الاسمي (8/20 ميكرو ثانية)
- Imax (أقصى تيار تفريغ): أقصى تيار تفريغ (8/20 ميكرو ثانية)
- Iimp (تيار النبضة): تيار النبضة (10/350 ميكرو ثانية) - النوع 1
39.5 تنسيق الحماية
تنسيق الحماية ضروري للحماية المتدرجة:
المستوى 1 (المدخل الرئيسي):
- SPD النوع 1 أو النوع 1+2
- Imax = 25-50 kA (8/20 ميكرو ثانية)
- Iimp = 12.5-25 kA (10/350 ميكرو ثانية)
- Up < 4 kV
المستوى 2 (اللوحة الرئيسية):
- SPD النوع 2
- In = 20-40 kA (8/20 ميكرو ثانية)
- Up < 2.5 kV
المستوى 3 (قرب المعدات):
- SPD النوع 3
- In = 5-10 kA (8/20 ميكرو ثانية)
- Up < 1.5 kV
39.6 حمايات جانب DC
جانب DC (الألواح، البطاريات) يتطلب حمايات محددة:
- الحماية من الجهود الزائدة:
- SPD محددة لـ DC
- Uc ≥ 1.2 × Voc الألواح
- بين الموجب والسالب
- بين كل قطب والأرض
- الحماية من التيارات الزائدة:
- مصاهر DC محددة
- قواطع دوائر DC
- قواطع فصل DC
39.7 حمايات جانب AC
جانب AC (العاكس، الأحمال) يتطلب حمايات محددة:
- الحماية من الجهود الزائدة:
- SPD النوع 2 في اللوحة الرئيسية
- SPD النوع 3 قرب المعدات الحساسة
- Uc ≥ 1.1 × Un النظام
- الحماية من التيارات الزائدة:
- قواطع دوائر مغناطيسية حرارية
- فروق (حماية من التلامس)
- مصاهر
39.8 المصاهر
| النوع | التطبيق | السرعة | سعة القطع |
|---|---|---|---|
| مصاهر DC | الألواح الشمسية | سريعة (aR) | 33 kA |
| مصاهر AC | دوائر AC | سريعة (gG) | 6-10 kA |
| مصاهر البطاريات | البطاريات | سريعة جداً (aR) | 50-100 kA |
39.9 قواطع الدوائر
- مغناطيسية حرارية:
- حماية من الأحمال الزائدة
- حماية من الدوائر القصيرة
- منحنيات: B، C، D
- فروق:
- حماية من التلامس المباشر
- حماية من التلامس غير المباشر
- الحساسية: 30 مللي أمبير (الأشخاص)، 300 مللي أمبير (الحرائق)
- مغناطيسية حرارية-فرقية:
- تجمع بين الحمايتين
- جهاز واحد
39.10 التأريض
التأريض ضروري للسلامة:
- اتصال الأرض:
- مسمار عمودي
- لوحة أفقية
- حلقة مغلقة
- المقاومة < 10 Ω (عام)، < 1 Ω (إلكتروني)
- موصل الأرض:
- الحد الأدنى للمقطع: 16 مم² (نحاس)
- اللون: أخضر-أصفر
- المعدات المراد توصيلها:
- الهياكل المعدنية
- هياكل المعدات
- الكتل المعدنية
- توصيلات الأرض
39.11 الحماية من البرق
الحماية من البرق ضرورية في المناطق ذات النشاط العاصفي العالي:
- مانع الصواعق:
- مانع الصواعق مع جهاز الإشعال (PDC)
- مانع الصواعق نوع فرانكلين
- الارتفاع حسب مستوى الحماية
- شبكة الالتقاط:
- موصلات نحاسية
- شبكة على السقف
- النازلات:
- الحد الأدنى 2 نازلات
- الحد الأدنى للمقطع 50 مم²
- أقصر مسار ممكن
- اتصال الأرض:
- المقاومة < 10 Ω
- أقطاب مدفونة
39.12 تنسيق العزل
نظام 230V AC:
- الجهد الاسمي: 230V
- جهد العزل: 400V
- جهد النبضة: 2.5-4 kV
نظام 400V AC:
- الجهد الاسمي: 400V
- جهد العزل: 690V
- جهد النبضة: 4-6 kV
نظام DC (الألواح):
- الجهد الاسمي: Voc الأقصى
- جهد العزل: 1000V DC
- جهد النبضة: 4-8 kV
39.13 قواطع الفصل
- قواطع فصل DC:
- بين الألواح والعاكس
- بين البطاريات والعاكس
- قطع ثنائي القطب
- سعة قطع DC
- قواطع فصل AC:
- بين العاكس واللوحة
- في اللوحة الرئيسية
- قطع شامل الأقطاب
39.14 اللوائح المعمول بها
| المعيار | النطاق | المحتوى |
|---|---|---|
| IEC 60364 | تركيبات الجهد المنخفض | الحمايات، التأريض |
| IEC 61643 | SPD | أجهزة الحماية من الجهود الزائدة |
| IEC 62305 | الحماية من البرق | الحماية من البرق |
| IEC 62446 | أنظمة PV | متطلبات أنظمة PV |
39.15 تكوين Solener
جانب DC:
- قاطع فصل DC ثنائي القطب
- مصاهر DC محددة
- SPD DC (إذا كان ذلك مناسبًا)
جانب AC:
- قاطع دائرة مغناطيسي حراري-فرقي
- SPD النوع 2 في اللوحة الرئيسية
- SPD النوع 3 قرب المعدات الحساسة
التأريض:
- اتصال الأرض < 10 Ω
- موصل أخضر-أصفر
- جميع الكتل متصلة
الحماية من البرق:
- مانع الصواعق إذا كانت المنطقة عاصفة
- SPD النوع 1 إذا كان ذلك مناسبًا
- شبكة تساوي الجهد
39.1 مقدمهای بر حفاظتهای الکتریکی
حفاظتهای الکتریکی در هر نصب خورشیدی برای حفاظت از تجهیزات در برابر ولتاژهای بیش از حد، جریانهای بیش از حد، اتصال کوتاه و پدیدههای الکتریکی دیگر که میتوانند تجهیزات را آسیب برسانند یا آتشسوزی ایجاد کنند ضروری هستند. حفاظت صحیح برای ایمنی افراد و حفاظت از تجهیزات ضروری است.
نصبهای خورشیدی حفاظتهای خاصی هم در سمت جریان مستقیم (پنلها، باتریها) و هم در سمت جریان متناوب (اینورتر، بارها) نیاز دارند.
39.2 انواع ولتاژهای بیش از حد
| نوع | منشأ | مدت | دامنه |
|---|---|---|---|
| ولتاژ بیش از حد موقت | خرابی شبکه، مانورها | میلیثانیه تا ثانیه | 1.5-3 Un |
| ولتاژ بیش از حد گذرا | صاعقه، مانورها | میکروثانیه تا میلیثانیه | تا 10 kV |
| ولتاژ بیش از حد دائمی | خرابی نول | ثانیه تا بینهایت | 1.5-2 Un |
| ولتاژ بیش از حد جوی | صاعقه مستقیم/غیرمستقیم | میکروثانیه | تا 100 kV |
39.3 دستگاههای حفاظت از ولتاژهای بیش از حد (SPD)
| نوع | فناوری | کلاس | کاربرد |
|---|---|---|---|
| نوع 1 | صاعقهگیر | کلاس I (B) | ورودی اصلی، صاعقهگیر |
| نوع 2 | واریستور (MOV) | کلاس II (C) | تابلو اصلی، تابلوهای ثانویه |
| نوع 3 | واریستور + سیمپیچ | کلاس III (D) | نزدیک تجهیزات حساس |
| نوع 1+2 | ترکیبی | کلاس I+II | ورودی اصلی |
39.4 ویژگیهای SPD
- Uc (حداکثر ولتاژ مداوم): حداکثر ولتاژ مداوم قابل اعمال
- Un (ولتاژ اسمی): ولتاژ اسمی سیستم
- Up (سطح حفاظت): حداکثر ولتاژ باقیمانده
- In (جریان تخلیه اسمی): جریان تخلیه اسمی (8/20 میکروثانیه)
- Imax (حداکثر جریان تخلیه): حداکثر جریان تخلیه (8/20 میکروثانیه)
- Iimp (جریان ضربه): جریان ضربه (10/350 میکروثانیه) - نوع 1
39.5 هماهنگی حفاظتها
هماهنگی حفاظتها برای حفاظت پلکانی ضروری است:
سطح 1 (ورودی اصلی):
- SPD نوع 1 یا نوع 1+2
- Imax = 25-50 kA (8/20 میکروثانیه)
- Iimp = 12.5-25 kA (10/350 میکروثانیه)
- Up < 4 kV
سطح 2 (تابلو اصلی):
- SPD نوع 2
- In = 20-40 kA (8/20 میکروثانیه)
- Up < 2.5 kV
سطح 3 (نزدیک تجهیزات):
- SPD نوع 3
- In = 5-10 kA (8/20 میکروثانیه)
- Up < 1.5 kV
39.6 حفاظتهای سمت DC
سمت DC (پنلها، باتریها) حفاظتهای خاصی نیاز دارد:
- حفاظت از ولتاژهای بیش از حد:
- SPD خاص برای DC
- Uc ≥ 1.2 × Voc پنلها
- بین مثبت و منفی
- بین هر قطب و زمین
- حفاظت از جریانهای بیش از حد:
- فیوزهای DC خاص
- کلیدهای اتوماتیک DC
- سکسیونرهای DC
39.7 حفاظتهای سمت AC
سمت AC (اینورتر، بارها) حفاظتهای خاصی نیاز دارد:
- حفاظت از ولتاژهای بیش از حد:
- SPD نوع 2 در تابلو اصلی
- SPD نوع 3 نزدیک تجهیزات حساس
- Uc ≥ 1.1 × Un سیستم
- حفاظت از جریانهای بیش از حد:
- کلیدهای اتوماتیک مغناطیسی حرارتی
- دیفرانسیل (حفاظت از تماس)
- فیوزها
39.8 فیوزها
| نوع | کاربرد | سرعت | ظرفیت قطع |
|---|---|---|---|
| فیوزهای DC | پنلهای خورشیدی | سریع (aR) | 33 kA |
| فیوزهای AC | مدارهای AC | سریع (gG) | 6-10 kA |
| فیوزهای باتریها | باتریها | فوق سریع (aR) | 50-100 kA |
39.9 کلیدهای اتوماتیک
- مغناطیسی حرارتی:
- حفاظت از بارهای بیش از حد
- حفاظت از اتصال کوتاه
- منحنیها: B، C، D
- دیفرانسیل:
- حفاظت از تماس مستقیم
- حفاظت از تماس غیرمستقیم
- حساسیت: 30 میلیآمپر (افراد)، 300 میلیآمپر (آتشسوزیها)
- مغناطیسی حرارتی-دیفرانسیل:
- هر دو حفاظت را ترکیب میکنند
- یک دستگاه واحد
39.10 ارتینگ
ارتینگ برای ایمنی ضروری است:
- اتصال زمین:
- میخ عمودی
- صفحه افقی
- حلقه بسته
- مقاومت < 10 Ω (عمومی)، < 1 Ω (الکترونیکی)
- هادی زمین:
- حداقل مقطع: 16 میلیمتر مربع (مس)
- رنگ: سبز-زرد
- تجهیزات برای اتصال:
- سازههای فلزی
- محفظههای تجهیزات
- تودههای فلزی
- اتصالات زمین
39.11 حفاظت از صاعقه
حفاظت از صاعقه در مناطق با فعالیت طوفانی بالا ضروری است:
- صاعقهگیر:
- صاعقهگیر با دستگاه جرقهزنی (PDC)
- صاعقهگیر نوع فرانکلین
- ارتفاع بر اساس سطح حفاظت
- شبکه جذب:
- هادیهای مسی
- شبکه در سقف
- نازلها:
- حداقل 2 نازل
- حداقل مقطع 50 میلیمتر مربع
- کوتاهترین مسیر ممکن
- اتصال زمین:
- مقاومت < 10 Ω
- الکترودهای دفن شده
39.12 هماهنگی عایقها
سیستم 230V AC:
- ولتاژ اسمی: 230V
- ولتاژ عایق: 400V
- ولتاژ ضربه: 2.5-4 kV
سیستم 400V AC:
- ولتاژ اسمی: 400V
- ولتاژ عایق: 690V
- ولتاژ ضربه: 4-6 kV
سیستم DC (پنلها):
- ولتاژ اسمی: Voc حداکثر
- ولتاژ عایق: 1000V DC
- ولتاژ ضربه: 4-8 kV
39.13 سکسیونرها
- سکسیونرهای DC:
- بین پنلها و اینورتر
- بین باتریها و اینورتر
- قطع دوقطبی
- ظرفیت قطع DC
- سکسیونرهای AC:
- بین اینورتر و تابلو
- در تابلو اصلی
- قطع همهقطبی
39.14 مقررات قابل اعمال
| استاندارد | حوزه | محتوا |
|---|---|---|
| IEC 60364 | نصبهای ولتاژ پایین | حفاظتها، ارتینگ |
| IEC 61643 | SPD | دستگاههای حفاظت از ولتاژهای بیش از حد |
| IEC 62305 | حفاظت از صاعقه | حفاظت از صاعقه |
| IEC 62446 | سیستمهای PV | الزامات سیستمهای PV |
39.15 پیکربندی Solener
سمت DC:
- سکسیونر DC دوقطبی
- فیوزهای DC خاص
- SPD DC (در صورت لزوم)
سمت AC:
- کلید اتوماتیک مغناطیسی حرارتی-دیفرانسیل
- SPD نوع 2 در تابلو اصلی
- SPD نوع 3 نزدیک تجهیزات حساس
ارتینگ:
- اتصال زمین < 10 Ω
- هادی سبز-زرد
- همه تودهها متصل
حفاظت از صاعقه:
- صاعقهگیر اگر منطقه طوفانی
- SPD نوع 1 در صورت لزوم
- شبکه همپتانسیلی
39.1 Introdução às Proteções Elétricas
As proteções elétricas são essenciais em qualquer instalação solar para proteger os equipamentos contra sobretensões, sobrecorrentes, curto-circuitos e outros fenômenos elétricos que podem danificar os equipamentos ou causar incêndios. Uma proteção correta é essencial para a segurança das pessoas e proteção dos equipamentos.
As instalações solares requerem proteções específicas tanto no lado de corrente contínua (painéis, baterias) como no lado de corrente alternada (inversor, cargas).
39.2 Tipos de Sobretensões
| Tipo | Origem | Duração | Amplitude |
|---|---|---|---|
| Sobretensão temporária | Falta na rede, manobras | ms a segundos | 1.5-3 Un |
| Sobretensão transitória | Raios, manobras | μs a ms | Até 10 kV |
| Sobretensão permanente | Falta de neutro | Segundos a infinito | 1.5-2 Un |
| Sobretensão atmosférica | Raios diretos/indiretos | μs | Até 100 kV |
39.3 Dispositivos de Proteção contra Sobretensões (SPD)
| Tipo | Tecnologia | Classe | Aplicação |
|---|---|---|---|
| Tipo 1 | Descarregador de raios | Classe I (B) | Entrada principal, para-raios |
| Tipo 2 | Varistor (MOV) | Classe II (C) | Quadro geral, quadros secundários |
| Tipo 3 | Varistor + bobina | Classe III (D) | Perto de equipamentos sensíveis |
| Tipo 1+2 | Combinado | Classe I+II | Entrada principal |
39.4 Características dos SPD
- Uc (Tensão máxima contínua): Máxima tensão contínua aplicável
- Un (Tensão nominal): Tensão nominal do sistema
- Up (Nível de proteção): Tensão residual máxima
- In (Corrente nominal de descarga): Corrente de descarga nominal (8/20 μs)
- Imax (Corrente máxima de descarga): Corrente máxima de descarga (8/20 μs)
- Iimp (Corrente de impulso): Corrente de impulso (10/350 μs) - Tipo 1
39.5 Coordenação de Proteções
A coordenação de proteções é essencial para uma proteção escalonada:
Nível 1 (Entrada principal):
- SPD Tipo 1 ou Tipo 1+2
- Imax = 25-50 kA (8/20 μs)
- Iimp = 12.5-25 kA (10/350 μs)
- Up < 4 kV
Nível 2 (Quadro geral):
- SPD Tipo 2
- In = 20-40 kA (8/20 μs)
- Up < 2.5 kV
Nível 3 (Perto de equipamentos):
- SPD Tipo 3
- In = 5-10 kA (8/20 μs)
- Up < 1.5 kV
39.6 Proteções no Lado DC
O lado DC (painéis, baterias) requer proteções específicas:
- Proteção contra sobretensões:
- SPD específicos para DC
- Uc ≥ 1.2 × Voc painéis
- Entre positivo e negativo
- Entre cada polo e terra
- Proteção contra sobrecorrentes:
- Fusíveis DC específicos
- Interruptores automáticos DC
- Seccionadores DC
39.7 Proteções no Lado AC
O lado AC (inversor, cargas) requer proteções específicas:
- Proteção contra sobretensões:
- SPD Tipo 2 em quadro geral
- SPD Tipo 3 perto de equipamentos sensíveis
- Uc ≥ 1.1 × Un sistema
- Proteção contra sobrecorrentes:
- Interruptores automáticos magnetotérmicos
- Diferenciais (proteção contra contatos)
- Fusíveis
39.8 Fusíveis
| Tipo | Aplicação | Velocidade | Capacidade ruptura |
|---|---|---|---|
| Fusíveis DC | Painéis solares | Rápida (aR) | 33 kA |
| Fusíveis AC | Circuitos AC | Rápida (gG) | 6-10 kA |
| Fusíveis baterias | Baterias | Ultra-rápida (aR) | 50-100 kA |
39.9 Interruptores Automáticos
- Magnetotérmicos:
- Proteção contra sobrecargas
- Proteção contra curto-circuitos
- Curvas: B, C, D
- Diferenciais:
- Proteção contra contatos diretos
- Proteção contra contatos indiretos
- Sensibilidade: 30 mA (pessoas), 300 mA (incêndios)
- Magnetotérmico-diferenciais:
- Combinam ambas proteções
- Um só dispositivo
39.10 Aterramento
O aterramento é essencial para a segurança:
- Tomada de terra:
- Pica vertical
- Placa horizontal
- Anel fechado
- Resistência < 10 Ω (geral), < 1 Ω (eletrônica)
- Condutor de terra:
- Seção mínima: 16 mm² (cobre)
- Cor: Verde-amarelo
- Equipamentos a conectar:
- Estruturas metálicas
- Carcaças de equipamentos
- Massas metálicas
- Tomadas de terra
39.11 Proteção contra Raios
A proteção contra raios é essencial em zonas com alta atividade tempestuosa:
- Para-raios:
- Para-raios com dispositivo de cebagem (PDC)
- Para-raios tipo Franklin
- Altura segundo nível de proteção
- Rede de captação:
- Condutores de cobre
- Malha em cobertura
- Descidas:
- Mínimo 2 descidas
- Seção mínima 50 mm²
- Trajetória mais curta possível
- Tomada de terra:
- Resistência < 10 Ω
- Eletrodos enterrados
39.12 Coordenação de Isolamentos
Sistema 230V AC:
- Tensão nominal: 230V
- Tensão de isolamento: 400V
- Tensão de impulso: 2.5-4 kV
Sistema 400V AC:
- Tensão nominal: 400V
- Tensão de isolamento: 690V
- Tensão de impulso: 4-6 kV
Sistema DC (painéis):
- Tensão nominal: Voc máx
- Tensão de isolamento: 1000V DC
- Tensão de impulso: 4-8 kV
39.13 Seccionadores
- Seccionadores DC:
- Entre painéis e inversor
- Entre baterias e inversor
- Corte bipolar
- Capacidade de ruptura DC
- Seccionadores AC:
- Entre inversor e quadro
- Em quadro geral
- Corte omnipolar
39.14 Normativa Aplicável
| Norma | Âmbito | Conteúdo |
|---|---|---|
| IEC 60364 | Instalações BT | Proteções, aterramento |
| IEC 61643 | SPD | Dispositivos proteção sobretensões |
| IEC 62305 | Proteção raios | Proteção contra raios |
| IEC 62446 | Sistemas PV | Requisitos sistemas PV |
39.15 Configuração Solener
Lado DC:
- Seccionador DC bipolar
- Fusíveis DC específicos
- SPD DC (se procede)
Lado AC:
- Interruptor magnetotérmico-diferencial
- SPD Tipo 2 em quadro geral
- SPD Tipo 3 perto de equipamentos sensíveis
Aterramento:
- Tomada de terra < 10 Ω
- Condutor verde-amarelo
- Todas massas conectadas
Proteção raios:
- Para-raios se zona tempestuosa
- SPD Tipo 1 se procede
- Rede de equipotencialidade
39.1 电气保护简介
电气保护在任何太阳能装置中对于保护设备免受过电压、过电流、短路和其他可能损坏设备或引起火灾的电气现象都是必不可少的。正确的保护对于人员安全和设备保护至关重要。
太阳能装置在直流侧(面板、电池)和交流侧(逆变器、负载)都需要特定的保护。
39.2 过电压类型
| 类型 | 来源 | 持续时间 | 幅度 |
|---|---|---|---|
| 暂时过电压 | 电网故障、操作 | 毫秒到秒 | 1.5-3 Un |
| 瞬态过电压 | 雷电、操作 | 微秒到毫秒 | 高达10 kV |
| 永久过电压 | 中性点故障 | 秒到无限 | 1.5-2 Un |
| 大气过电压 | 直接/间接雷电 | 微秒 | 高达100 kV |
39.3 浪涌保护器(SPD)
| 类型 | 技术 | 等级 | 应用 |
|---|---|---|---|
| 类型1 | 避雷器 | I类(B) | 主入口、避雷针 |
| 类型2 | 压敏电阻(MOV) | II类(C) | 主面板、次级面板 |
| 类型3 | 压敏电阻+线圈 | III类(D) | 敏感设备附近 |
| 类型1+2 | 组合 | I+II类 | 主入口 |
39.4 SPD特性
- Uc(最大持续电压): 最大可施加的持续电压
- Un(额定电压): 系统额定电压
- Up(保护等级): 最大残余电压
- In(额定放电电流): 额定放电电流(8/20 μs)
- Imax(最大放电电流): 最大放电电流(8/20 μs)
- Iimp(冲击电流): 冲击电流(10/350 μs) - 类型1
39.5 保护协调
保护协调对于分级保护至关重要:
级别1(主入口):
- SPD类型1或类型1+2
- Imax = 25-50 kA (8/20 μs)
- Iimp = 12.5-25 kA (10/350 μs)
- Up < 4 kV
级别2(主面板):
- SPD类型2
- In = 20-40 kA (8/20 μs)
- Up < 2.5 kV
级别3(设备附近):
- SPD类型3
- In = 5-10 kA (8/20 μs)
- Up < 1.5 kV
39.6 直流侧保护
直流侧(面板、电池)需要特定的保护:
- 过电压保护:
- 直流专用SPD
- Uc ≥ 1.2 × Voc面板
- 正极和负极之间
- 每个极和地之间
- 过电流保护:
- 直流专用保险丝
- 直流断路器
- 直流隔离开关
39.7 交流侧保护
交流侧(逆变器、负载)需要特定的保护:
- 过电压保护:
- 主面板中的SPD类型2
- 敏感设备附近的SPD类型3
- Uc ≥ 1.1 × Un系统
- 过电流保护:
- 磁热断路器
- 差动(接触保护)
- 保险丝
39.8 保险丝
| 类型 | 应用 | 速度 | 断路能力 |
|---|---|---|---|
| 直流保险丝 | 太阳能电池板 | 快速(aR) | 33 kA |
| 交流保险丝 | 交流电路 | 快速(gG) | 6-10 kA |
| 电池保险丝 | 电池 | 超快速(aR) | 50-100 kA |
39.9 断路器
- 磁热:
- 过载保护
- 短路保护
- 曲线: B、C、D
- 差动:
- 直接接触保护
- 间接接触保护
- 灵敏度: 30 mA(人员)、300 mA(火灾)
- 磁热-差动:
- 结合两种保护
- 单个设备
39.10 接地
接地对于安全至关重要:
- 接地连接:
- 垂直尖桩
- 水平板
- 闭合环
- 电阻 < 10 Ω(一般)、< 1 Ω(电子)
- 接地导体:
- 最小截面: 16 mm²(铜)
- 颜色: 绿-黄
- 要连接的设备:
- 金属结构
- 设备外壳
- 金属质量
- 接地连接
39.11 防雷保护
防雷保护在雷暴活动频繁的地区至关重要:
- 避雷针:
- 带点火装置的避雷针(PDC)
- 富兰克林型避雷针
- 根据保护等级的高度
- 捕获网络:
- 铜导体
- 屋顶网格
- 下导体:
- 最少2个下导体
- 最小截面50 mm²
- 尽可能短的路径
- 接地连接:
- 电阻 < 10 Ω
- 埋地电极
39.12 绝缘协调
230V交流系统:
- 额定电压: 230V
- 绝缘电压: 400V
- 冲击电压: 2.5-4 kV
400V交流系统:
- 额定电压: 400V
- 绝缘电压: 690V
- 冲击电压: 4-6 kV
直流系统(面板):
- 额定电压: Voc最大
- 绝缘电压: 1000V DC
- 冲击电压: 4-8 kV
39.13 隔离开关
- 直流隔离开关:
- 面板和逆变器之间
- 电池和逆变器之间
- 双极切断
- 直流断路能力
- 交流隔离开关:
- 逆变器和面板之间
- 在主面板中
- 全极切断
39.14 适用法规
| 标准 | 范围 | 内容 |
|---|---|---|
| IEC 60364 | 低压装置 | 保护、接地 |
| IEC 61643 | SPD | 浪涌保护装置 |
| IEC 62305 | 防雷保护 | 防雷保护 |
| IEC 62446 | PV系统 | PV系统要求 |
39.15 Solener配置
直流侧:
- 双极直流隔离开关
- 直流专用保险丝
- 直流SPD(如适用)
交流侧:
- 磁热-差动断路器
- 主面板中的SPD类型2
- 敏感设备附近的SPD类型3
接地:
- 接地连接 < 10 Ω
- 绿-黄导体
- 所有质量连接
防雷保护:
- 雷暴区域的避雷针
- 如适用的SPD类型1
- 等电位网络
39.1 Введение в электрические защиты
Электрические защиты необходимы в любой солнечной установке для защиты оборудования от перенапряжений, сверхтоков, коротких замыканий и других электрических явлений, которые могут повредить оборудование или вызвать пожары. Правильная защита необходима для безопасности людей и защиты оборудования.
Солнечные установки требуют специальных защит как на стороне постоянного тока (панели, батареи), так и на стороне переменного тока (инвертор, нагрузки).
39.2 Типы перенапряжений
| Тип | Источник | Продолжительность | Амплитуда |
|---|---|---|---|
| Временное перенапряжение | Сбой сети, маневры | мс до секунд | 1.5-3 Un |
| Переходное перенапряжение | Молнии, маневры | мкс до мс | До 10 кВ |
| Постоянное перенапряжение | Сбой нейтрали | Секунды до бесконечности | 1.5-2 Un |
| Атмосферное перенапряжение | Прямая/косвенная молния | мкс | До 100 кВ |
39.3 Устройства защиты от перенапряжений (SPD)
| Тип | Технология | Класс | Применение |
|---|---|---|---|
| Тип 1 | Молниеотвод | Класс I (B) | Главный вход, молниеотвод |
| Тип 2 | Варистор (MOV) | Класс II (C) | Главная панель, вторичные панели |
| Тип 3 | Варистор + катушка | Класс III (D) | Рядом с чувствительным оборудованием |
| Тип 1+2 | Комбинированный | Класс I+II | Главный вход |
39.4 Характеристики SPD
- Uc (Максимальное постоянное напряжение): Максимальное применимое постоянное напряжение
- Un (Номинальное напряжение): Номинальное напряжение системы
- Up (Уровень защиты): Максимальное остаточное напряжение
- In (Номинальный ток разряда): Номинальный ток разряда (8/20 мкс)
- Imax (Максимальный ток разряда): Максимальный ток разряда (8/20 мкс)
- Iimp (Импульсный ток): Импульсный ток (10/350 мкс) - Тип 1
39.5 Координация защит
Координация защит необходима для ступенчатой защиты:
Уровень 1 (Главный вход):
- SPD Тип 1 или Тип 1+2
- Imax = 25-50 кА (8/20 мкс)
- Iimp = 12.5-25 кА (10/350 мкс)
- Up < 4 кВ
Уровень 2 (Главная панель):
- SPD Тип 2
- In = 20-40 кА (8/20 мкс)
- Up < 2.5 кВ
Уровень 3 (Рядом с оборудованием):
- SPD Тип 3
- In = 5-10 кА (8/20 мкс)
- Up < 1.5 кВ
39.6 Защиты стороны DC
Сторона DC (панели, батареи) требует специальных защит:
- Защита от перенапряжений:
- SPD специальные для DC
- Uc ≥ 1.2 × Voc панели
- Между положительным и отрицательным
- Между каждым полюсом и землей
- Защита от сверхтоков:
- Предохранители DC специальные
- Автоматические выключатели DC
- Разъединители DC
39.7 Защиты стороны AC
Сторона AC (инвертор, нагрузки) требует специальных защит:
- Защита от перенапряжений:
- SPD Тип 2 в главной панели
- SPD Тип 3 рядом с чувствительным оборудованием
- Uc ≥ 1.1 × Un системы
- Защита от сверхтоков:
- Магнитотепловые автоматические выключатели
- Дифференциальные (защита от контактов)
- Предохранители
39.8 Предохранители
| Тип | Применение | Скорость | Способность разрыва |
|---|---|---|---|
| Предохранители DC | Солнечные панели | Быстрая (aR) | 33 кА |
| Предохранители AC | Цепи AC | Быстрая (gG) | 6-10 кА |
| Предохранители батарей | Батареи | Ультра-быстрая (aR) | 50-100 кА |
39.9 Автоматические выключатели
- Магнитотепловые:
- Защита от перегрузок
- Защита от коротких замыканий
- Кривые: B, C, D
- Дифференциальные:
- Защита от прямых контактов
- Защита от косвенных контактов
- Чувствительность: 30 мА (люди), 300 мА (пожары)
- Магнитотепловые-дифференциальные:
- Объединяют обе защиты
- Одно устройство
39.10 Заземление
Заземление необходимо для безопасности:
- Заземляющее соединение:
- Вертикальный штырь
- Горизонтальная пластина
- Замкнутое кольцо
- Сопротивление < 10 Ом (общее), < 1 Ом (электронное)
- Заземляющий проводник:
- Минимальное сечение: 16 мм² (медь)
- Цвет: Зелено-желтый
- Оборудование для подключения:
- Металлические структуры
- Корпуса оборудования
- Металлические массы
- Заземляющие соединения
39.11 Защита от молний
Защита от молний необходима в зонах с высокой грозовой активностью:
- Молниеотвод:
- Молниеотвод с устройством зажигания (PDC)
- Молниеотвод типа Франклина
- Высота согласно уровню защиты
- Сеть захвата:
- Медные проводники
- Сетка на крыше
- Спуски:
- Минимум 2 спуска
- Минимальное сечение 50 мм²
- Кратчайший возможный путь
- Заземляющее соединение:
- Сопротивление < 10 Ом
- Закопанные электроды
39.12 Координация изоляций
Система 230V AC:
- Номинальное напряжение: 230V
- Напряжение изоляции: 400V
- Импульсное напряжение: 2.5-4 кВ
Система 400V AC:
- Номинальное напряжение: 400V
- Напряжение изоляции: 690V
- Импульсное напряжение: 4-6 кВ
Система DC (панели):
- Номинальное напряжение: Voc макс
- Напряжение изоляции: 1000V DC
- Импульсное напряжение: 4-8 кВ
39.13 Разъединители
- Разъединители DC:
- Между панелями и инвертором
- Между батареями и инвертором
- Двухполюсное отключение
- Способность разрыва DC
- Разъединители AC:
- Между инвертором и панелью
- В главной панели
- Всеполюсное отключение
39.14 Применимые нормы
| Норма | Область | Содержание |
|---|---|---|
| IEC 60364 | Установки НН | Защиты, заземление |
| IEC 61643 | SPD | Устройства защиты от перенапряжений |
| IEC 62305 | Защита от молний | Защита от молний |
| IEC 62446 | Системы PV | Требования систем PV |
39.15 Конфигурация Solener
Сторона DC:
- Двухполюсный разъединитель DC
- Предохранители DC специальные
- SPD DC (если применимо)
Сторона AC:
- Магнитотепловой-дифференциальный выключатель
- SPD Тип 2 в главной панели
- SPD Тип 3 рядом с чувствительным оборудованием
Заземление:
- Заземляющее соединение < 10 Ом
- Зелено-желтый проводник
- Все массы подключены
Защита от молний:
- Молниеотвод если грозовая зона
- SPD Тип 1 если применимо
- Сеть эквипотенциальности