Cuadros Eléctricos y Protecciones
41.1 Introducción a los Cuadros Eléctricos
Los cuadros eléctricos son el centro de control y protección de cualquier instalación eléctrica. En las instalaciones solares, los cuadros eléctricos agrupan todos los elementos de protección, control y maniobra, permitiendo un control seguro y organizado de toda la instalación.
Un cuadro eléctrico bien diseñado y dimensionado es esencial para la seguridad de las personas, la protección de los equipos y el correcto funcionamiento de la instalación solar.
41.2 Tipos de Cuadros Eléctricos
| Tipo | Función | Ubicación |
|---|---|---|
| Cuadro general (CG) | Protección y control general | Entrada de instalación |
| Cuadro de protecciones | Protección de circuitos | Distribución |
| Cuadro de maniobra | Control de maniobras | Control de cargas |
| Cuadro de automatismos | Control automático | Automatismos |
| Cuadro solar | Control instalación solar | Cerca de paneles |
41.3 Componentes de los Cuadros Eléctricos
- Interruptor general automático (IGA): Protección general y corte general
- Interruptor diferencial (ID): Protección contra contactos
- Pequeños interruptores automáticos (PIA): Protección de circuitos
- Interruptor de control de potencia (ICP): Control de potencia contratada
- Protectores contra sobretensiones (SPD): Protección contra sobretensiones
- Seccionadores: Corte en carga y en vacío
- Contactores: Maniobra automática de cargas
- Relés térmicos: Protección contra sobrecargas
- Fusibles: Protección contra cortocircuitos
- Bornes de conexión: Conexión de conductores
41.4 Interruptor General Automático (IGA)
- Función: Protección general y corte general de la instalación
- Ubicación: Cabecera del cuadro general
- Características:
- Magnetotérmico
- Calibre según potencia contratada
- Poder de corte ≥ 6 kA
- Curva C (uso general) o B (cargas sensibles)
- Calibres normalizados: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A
41.5 Interruptor Diferencial (ID)
- Función: Protección contra contactos directos e indirectos
- Principio: Detecta diferencias de corriente entre fase y neutro
- Características:
- Sensibilidad: 30 mA (protección personas)
- Sensibilidad: 300 mA (protección contra incendios)
- Tiempo de corte: < 30 ms (30 mA)
- Calibre: según instalación
- Tipos:
- Tipo A: Corriente alterna y pulsante
- Tipo B: Corriente alterna, pulsante y continua
- Tipo AC: Solo corriente alterna
41.6 Pequeños Interruptores Automáticos (PIA)
- Función: Protección de circuitos contra sobrecargas y cortocircuitos
- Funcionamiento:
- Protección térmica: contra sobrecargas
- Protección magnética: contra cortocircuitos
- Curvas de disparo:
- Curva B: Disparo magnético 3-5 In (circuitos sensibles)
- Curva C: Disparo magnético 5-10 In (uso general)
- Curva D: Disparo magnético 10-14 In (motores)
- Calibres normalizados: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A
41.7 Protectores contra Sobretensiones (SPD)
| Tipo | Clase | Ubicación | Protección |
|---|---|---|---|
| Tipo 1 | Clase I (B) | Cabecera instalación | Descargas directas |
| Tipo 2 | Clase II (C) | Cuadro general | Descargas indirectas |
| Tipo 3 | Clase III (D) | Cerca de equipos | Protección fina |
| Tipo 1+2 | Clase I+II | Cabecera instalación | Protección completa |
41.8 Seccionadores
- Función: Corte en carga y en vacío para mantenimiento
- Características:
- Corte visible
- Enclavamiento
- Bloqueo en posición OFF
- Acceso con llave
- Tipos:
- Seccionadores en carga
- Seccionadores en vacío
- Seccionadores-fusibles
41.9 Contactores
- Función: Maniobra automática de cargas
- Principio: Bobina que acciona contactos
- Características:
- Bobina de mando: 230V AC, 24V DC, etc.
- Contactos principales: 2, 3, 4 polos
- Contactos auxiliares: NA, NC
- Calibre según carga
- Aplicaciones:
- Arranque de motores
- Control de cargas
- Automatismos
41.10 Relés Térmicos
- Función: Protección contra sobrecargas de motores
- Principio: Bimetálicos que se calientan
- Características:
- Ajuste de intensidad
- Clase de disparo: 10, 20, 30
- Rearme manual o automático
- Combinación con contactor
- Aplicaciones:
- Protección de motores
- Protección contra sobrecargas
- Protección contra falta de fase
41.11 Fusibles
| Tipo | Aplicación | Velocidad | Capacidad ruptura |
|---|---|---|---|
| gG | Uso general | Rápida | 50-100 kA |
| aM | Protección motores | Retardada | 50-100 kA |
| gPV | Protección solar | Rápida | DC hasta 1500V |
| aR | Protección semiconductores | Ultra-rápida | Alta |
41.12 Bornes de Conexión
- Tipos:
- Bornes de tornillo
- Bornes de jaula
- Bornes de resorte
- Bornes de corte
- Bornes de puesta a tierra
- Bornes de neutro
- Características:
- Sección según conductor
- Tensión nominal
- Corriente nominal
- Número de polos
41.13 Cuadros para Instalaciones Solares
Los cuadros para instalaciones solares requieren componentes específicos:
- Cuadro DC (paneles):
- Seccionador DC
- Fusibles gPV por string
- SPD tipo 2 DC
- Detectores de aislamiento
- Cuadro AC (inversor):
- IGA
- ID tipo A
- PIA por circuito
- SPD tipo 2 AC
- Cuadro baterías:
- Seccionador baterías
- Fusibles baterías
- Control de baterías
41.14 Dimensionamiento de Cuadros
Dimensiones:
- Según número de módulos
- Módulos: 17.5 mm por polo
- Reserva: 20% de espacio libre
Número de módulos:
- IGA: 2 módulos (1P+N) o 4 módulos (3P+N)
- ID: 2 módulos (1P+N) o 4 módulos (3P+N)
- PIA: 1 módulo por polo
- SPD: 2-4 módulos
- Bornes: según número
Ejemplo:
- IGA 3P+N: 4 módulos
- ID 3P+N 30mA: 4 módulos
- 6 PIA 1P: 6 módulos
- 2 PIA 3P: 6 módulos
- SPD: 4 módulos
- Bornes: 20 módulos
- Total: 44 módulos → Cuadro 48 módulos
31.15 Esquemas de Cuadros Solares
- Cuadro DC:
- Paneles → Fusibles gPV → Seccionador DC → SPD DC → Inversor
- Cuadro AC:
- Inversor → IGA → ID → PIA circuitos → SPD AC
- Cuadro baterías:
- Baterías → Fusibles → Seccionador → Regulador
41.16 Normativa Aplicable
| Norma | Ámbito | Contenido |
|---|---|---|
| IEC 61439 | Cuadros eléctricos | Requisitos cuadros |
| IEC 60364 | Instalaciones BT | Protecciones |
| REBT (España) | Reglamento BT | Cuadros, protecciones |
| IEC 62109 | Seguridad convertidores | Seguridad inversores |
41.17 Normativa REBT (España)
El REBT exige en cuadros de viviendas:
- IGA: Interruptor general automático
- IDS: Interruptor diferencial sensible 30 mA
- PIAs: Pequeños interruptores automáticos por circuito
- ICP: Interruptor de control de potencia
- SPD: Protectores contra sobretensiones (obligatorio en nuevos)
41.18 Configuración Solener
Cuadro general:
- IGA con poder de corte ≥ 6 kA
- ID tipo A 30 mA
- SPD tipo 2 (obligatorio)
- Reserva 20% espacio
Cuadro solar DC:
- Seccionador DC
- Fusibles gPV por string
- SPD tipo 2 DC
- Detectores de aislamiento
Cuadro solar AC:
- IGA
- ID tipo A
- PIA por circuito
- SPD tipo 2 AC
Cuadro baterías:
- Seccionador baterías
- Fusibles baterías
- Control de baterías
Recomendaciones generales:
- Cuadros certificados (CE)
- Grado de protección IP ≥ 40
- Grado de protección IK ≥ 7
- Reserva 20% espacio libre
41.1 Introduction aux Tableaux Électriques
Les tableaux électriques sont le centre de contrôle et de protection de toute installation électrique. Dans les installations solaires, les tableaux électriques regroupent tous les éléments de protection, contrôle et manœuvre, permettant un contrôle sûr et organisé de toute l'installation.
Un tableau électrique bien conçu et dimensionné est essentiel pour la sécurité des personnes, la protection des équipements et le bon fonctionnement de l'installation solaire.
41.2 Types de Tableaux Électriques
| Type | Fonction | Emplacement |
|---|---|---|
| Tableau général (CG) | Protection et contrôle général | Entrée d'installation |
| Tableau de protections | Protection de circuits | Distribution |
| Tableau de manœuvre | Contrôle de manœuvres | Contrôle de charges |
| Tableau d'automatismes | Contrôle automatique | Automatismes |
| Tableau solaire | Contrôle installation solaire | Près de panneaux |
41.3 Composants des Tableaux Électriques
- Interrupteur général automatique (IGA): Protection générale et coupure générale
- Interrupteur différentiel (ID): Protection contre contacts
- Petits interrupteurs automatiques (PIA): Protection de circuits
- Interrupteur de contrôle de puissance (ICP): Contrôle de puissance contractée
- Protecteurs contre surtensions (SPD): Protection contre surtensions
- Sectionneurs: Coupure en charge et à vide
- Contacteurs: Manœuvre automatique de charges
- Relais thermiques: Protection contre surcharges
- Fusibles: Protection contre courts-circuits
- Bornes de connexion: Connexion de conducteurs
41.4 Interrupteur Général Automatique (IGA)
- Fonction: Protection générale et coupure générale de l'installation
- Emplacement: Tête du tableau général
- Caractéristiques:
- Magnétothermique
- Calibre selon puissance contractée
- Pouvoir de coupure ≥ 6 kA
- Courbe C (usage général) ou B (charges sensibles)
- Calibres normalisés: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A
41.5 Interrupteur Différentiel (ID)
- Fonction: Protection contre contacts directs et indirects
- Principe: Détecte différences de courant entre phase et neutre
- Caractéristiques:
- Sensibilité: 30 mA (protection personnes)
- Sensibilité: 300 mA (protection contre incendies)
- Temps de coupure: < 30 ms (30 mA)
- Calibre: selon installation
- Types:
- Type A: Courant alternatif et pulsé
- Type B: Courant alternatif, pulsé et continu
- Type AC: Seulement courant alternatif
41.6 Petits Interrupteurs Automatiques (PIA)
- Fonction: Protection de circuits contre surcharges et courts-circuits
- Fonctionnement:
- Protection thermique: contre surcharges
- Protection magnétique: contre courts-circuits
- Courbes de déclenchement:
- Courbe B: Déclenchement magnétique 3-5 In (circuits sensibles)
- Courbe C: Déclenchement magnétique 5-10 In (usage général)
- Courbe D: Déclenchement magnétique 10-14 In (moteurs)
- Calibres normalisés: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A
41.7 Protecteurs contre Surtensions (SPD)
| Type | Classe | Emplacement | Protection |
|---|---|---|---|
| Type 1 | Classe I (B) | Tête d'installation | Décharges directes |
| Type 2 | Classe II (C) | Tableau général | Décharges indirectes |
| Type 3 | Classe III (D) | Près d'équipements | Protection fine |
| Type 1+2 | Classe I+II | Tête d'installation | Protection complète |
41.8 Sectionneurs
- Fonction: Coupure en charge et à vide pour maintenance
- Caractéristiques:
- Coupure visible
- Enclenchement
- Blocage en position OFF
- Accès avec clé
- Types:
- Sectionneurs en charge
- Sectionneurs à vide
- Sectionneurs-fusibles
41.9 Contacteurs
- Fonction: Manœuvre automatique de charges
- Principe: Bobine qui actionne contacts
- Caractéristiques:
- Bobine de commande: 230V AC, 24V DC, etc.
- Contacts principaux: 2, 3, 4 pôles
- Contacts auxiliaires: NA, NC
- Calibre selon charge
- Applications:
- Démarrage de moteurs
- Contrôle de charges
- Automatismes
41.10 Relais Thermiques
- Fonction: Protection contre surcharges de moteurs
- Principe: Bimétalliques qui se chauffent
- Caractéristiques:
- Réglage d'intensité
- Classe de déclenchement: 10, 20, 30
- Réarmement manuel ou automatique
- Combinaison avec contacteur
- Applications:
- Protection de moteurs
- Protection contre surcharges
- Protection contre manque de phase
41.11 Fusibles
| Type | Application | Vitesse | Capacité rupture |
|---|---|---|---|
| gG | Usage général | Rapide | 50-100 kA |
| aM | Protection moteurs | Retardée | 50-100 kA |
| gPV | Protection solaire | Rapide | DC jusqu'à 1500V |
| aR | Protection semi-conducteurs | Ultra-rapide | Élevée |
41.12 Bornes de Connexion
- Types:
- Bornes à vis
- Bornes à cage
- Bornes à ressort
- Bornes de coupure
- Bornes de mise à terre
- Bornes de neutre
- Caractéristiques:
- Section selon conducteur
- Tension nominale
- Courant nominal
- Nombre de pôles
41.13 Tableaux pour Installations Solaires
Les tableaux pour installations solaires requièrent des composants spécifiques:
- Tableau DC (panneaux):
- Sectionneur DC
- Fusibles gPV par string
- SPD type 2 DC
- Détecteurs d'isolement
- Tableau AC (onduleur):
- IGA
- ID type A
- PIA par circuit
- SPD type 2 AC
- Tableau batteries:
- Sectionneur batteries
- Fusibles batteries
- Contrôle de batteries
41.14 Dimensionnement de Tableaux
Dimensions:
- Selon nombre de modules
- Modules: 17.5 mm par pôle
- Réserve: 20% d'espace libre
Nombre de modules:
- IGA: 2 modules (1P+N) ou 4 modules (3P+N)
- ID: 2 modules (1P+N) ou 4 modules (3P+N)
- PIA: 1 module par pôle
- SPD: 2-4 modules
- Bornes: selon nombre
Exemple:
- IGA 3P+N: 4 modules
- ID 3P+N 30mA: 4 modules
- 6 PIA 1P: 6 modules
- 2 PIA 3P: 6 modules
- SPD: 4 modules
- Bornes: 20 modules
- Total: 44 modules → Tableau 48 modules
31.15 Schémas de Tableaux Solaires
- Tableau DC:
- Panneaux → Fusibles gPV → Sectionneur DC → SPD DC → Onduleur
- Tableau AC:
- Onduleur → IGA → ID → PIA circuits → SPD AC
- Tableau batteries:
- Batteries → Fusibles → Sectionneur → Régulateur
41.16 Normative Applicable
| Norme | Domaine | Contenu |
|---|---|---|
| IEC 61439 | Tableaux électriques | Exigences tableaux |
| IEC 60364 | Installations BT | Protections |
| REBT (Espagne) | Règlement BT | Tableaux, protections |
| IEC 62109 | Sécurité convertisseurs | Sécurité onduleurs |
41.17 Normative REBT (Espagne)
Le REBT exige dans les tableaux de logements:
- IGA: Interrupteur général automatique
- IDS: Interrupteur différentiel sensible 30 mA
- PIAs: Petits interrupteurs automatiques par circuit
- ICP: Interrupteur de contrôle de puissance
- SPD: Protecteurs contre surtensions (obligatoire dans nouveaux)
41.18 Configuration Solener
Tableau général:
- IGA avec pouvoir de coupure ≥ 6 kA
- ID type A 30 mA
- SPD type 2 (obligatoire)
- Réserve 20% espace
Tableau solaire DC:
- Sectionneur DC
- Fusibles gPV par string
- SPD type 2 DC
- Détecteurs d'isolement
Tableau solaire AC:
- IGA
- ID type A
- PIA par circuit
- SPD type 2 AC
Tableau batteries:
- Sectionneur batteries
- Fusibles batteries
- Contrôle de batteries
Recommandations générales:
- Tableaux certifiés (CE)
- Degré de protection IP ≥ 40
- Degré de protection IK ≥ 7
- Réserve 20% espace libre
41.1 Introduction to Electrical Panels
Electrical panels are the control and protection center of any electrical installation. In solar installations, electrical panels group all protection, control and switching elements, allowing safe and organized control of the entire installation.
A well-designed and sized electrical panel is essential for people's safety, equipment protection, and correct operation of the solar installation.
41.2 Types of Electrical Panels
| Type | Function | Location |
|---|---|---|
| Main panel (CG) | General protection and control | Installation entrance |
| Protection panel | Circuit protection | Distribution |
| Switching panel | Switching control | Load control |
| Automation panel | Automatic control | Automations |
| Solar panel | Solar installation control | Near panels |
41.3 Electrical Panel Components
- Main circuit breaker (IGA): General protection and main cut-off
- Residual current device (ID): Contact protection
- Miniature circuit breakers (PIA): Circuit protection
- Power control switch (ICP): Contracted power control
- Surge protective devices (SPD): Surge protection
- Disconnectors: Load and no-load cut-off
- Contactors: Automatic load switching
- Thermal relays: Overload protection
- Fuses: Short circuit protection
- Connection terminals: Conductor connection
41.4 Main Circuit Breaker (IGA)
- Function: General protection and main cut-off of installation
- Location: Head of main panel
- Characteristics:
- Magneto-thermal
- Rating according to contracted power
- Breaking capacity ≥ 6 kA
- Curve C (general use) or B (sensitive loads)
- Standard ratings: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A
41.5 Residual Current Device (ID)
- Function: Protection against direct and indirect contacts
- Principle: Detects current differences between phase and neutral
- Characteristics:
- Sensitivity: 30 mA (people protection)
- Sensitivity: 300 mA (fire protection)
- Trip time: < 30 ms (30 mA)
- Rating: according to installation
- Types:
- Type A: AC and pulsating current
- Type B: AC, pulsating and DC current
- Type AC: Only AC current
41.6 Miniature Circuit Breakers (PIA)
- Function: Circuit protection against overloads and short circuits
- Operation:
- Thermal protection: against overloads
- Magnetic protection: against short circuits
- Trip curves:
- Curve B: Magnetic trip 3-5 In (sensitive circuits)
- Curve C: Magnetic trip 5-10 In (general use)
- Curve D: Magnetic trip 10-14 In (motors)
- Standard ratings: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A
41.7 Surge Protective Devices (SPD)
| Type | Class | Location | Protection |
|---|---|---|---|
| Type 1 | Class I (B) | Installation head | Direct discharges |
| Type 2 | Class II (C) | Main panel | Indirect discharges |
| Type 3 | Class III (D) | Near equipment | Fine protection |
| Type 1+2 | Class I+II | Installation head | Complete protection |
41.8 Disconnectors
- Function: Load and no-load cut-off for maintenance
- Characteristics:
- Visible cut-off
- Interlocking
- Locking in OFF position
- Key access
- Types:
- Load disconnectors
- No-load disconnectors
- Fuse disconnectors
41.9 Contactors
- Function: Automatic load switching
- Principle: Coil that operates contacts
- Characteristics:
- Control coil: 230V AC, 24V DC, etc.
- Main contacts: 2, 3, 4 poles
- Auxiliary contacts: NO, NC
- Rating according to load
- Applications:
- Motor starting
- Load control
- Automations
41.10 Thermal Relays
- Function: Motor overload protection
- Principle: Bimetallics that heat up
- Characteristics:
- Current adjustment
- Trip class: 10, 20, 30
- Manual or automatic reset
- Combination with contactor
- Applications:
- Motor protection
- Overload protection
- Phase loss protection
41.11 Fuses
| Type | Application | Speed | Breaking capacity |
|---|---|---|---|
| gG | General use | Fast | 50-100 kA |
| aM | Motor protection | Delayed | 50-100 kA |
| gPV | Solar protection | Fast | DC up to 1500V |
| aR | Semiconductor protection | Ultra-fast | High |
41.12 Connection Terminals
- Types:
- Screw terminals
- Cage terminals
- Spring terminals
- Cut-off terminals
- Ground terminals
- Neutral terminals
- Characteristics:
- Section according to conductor
- Rated voltage
- Rated current
- Number of poles
41.13 Panels for Solar Installations
Panels for solar installations require specific components:
- DC panel (panels):
- DC disconnector
- gPV fuses per string
- Type 2 DC SPD
- Insulation detectors
- AC panel (inverter):
- IGA
- Type A ID
- PIA per circuit
- Type 2 AC SPD
- Battery panel:
- Battery disconnector
- Battery fuses
- Battery control
41.14 Panel Sizing
Dimensions:
- According to number of modules
- Modules: 17.5 mm per pole
- Reserve: 20% free space
Number of modules:
- IGA: 2 modules (1P+N) or 4 modules (3P+N)
- ID: 2 modules (1P+N) or 4 modules (3P+N)
- PIA: 1 module per pole
- SPD: 2-4 modules
- Terminals: according to number
Example:
- IGA 3P+N: 4 modules
- ID 3P+N 30mA: 4 modules
- 6 PIA 1P: 6 modules
- 2 PIA 3P: 6 modules
- SPD: 4 modules
- Terminals: 20 modules
- Total: 44 modules → 48-module panel
31.15 Solar Panel Schemes
- DC panel:
- Panels → gPV fuses → DC disconnector → DC SPD → Inverter
- AC panel:
- Inverter → IGA → ID → PIA circuits → AC SPD
- Battery panel:
- Batteries → Fuses → Disconnector → Regulator
41.16 Applicable Regulations
| Standard | Scope | Content |
|---|---|---|
| IEC 61439 | Electrical panels | Panel requirements |
| IEC 60364 | LV installations | Protections |
| REBT (Spain) | LV regulation | Panels, protections |
| IEC 62109 | Converter safety | Inverter safety |
41.17 REBT Regulation (Spain)
The REBT requires in residential panels:
- IGA: Main automatic circuit breaker
- IDS: Sensitive residual current device 30 mA
- PIAs: Miniature circuit breakers per circuit
- ICP: Power control switch
- SPD: Surge protective devices (mandatory in new ones)
41.18 Solener Configuration
Main panel:
- IGA with breaking capacity ≥ 6 kA
- Type A ID 30 mA
- Type 2 SPD (mandatory)
- 20% space reserve
DC solar panel:
- DC disconnector
- gPV fuses per string
- Type 2 DC SPD
- Insulation detectors
AC solar panel:
- IGA
- Type A ID
- PIA per circuit
- Type 2 AC SPD
Battery panel:
- Battery disconnector
- Battery fuses
- Battery control
General recommendations:
- Certified panels (CE)
- Protection degree IP ≥ 40
- Protection degree IK ≥ 7
- 20% free space reserve
41.1 مقدمة عن اللوحات الكهربائية
اللوحات الكهربائية هي مركز التحكم والحماية لأي تركيب كهربائي. في التركيبات الشمسية، تجمع اللوحات الكهربائية جميع عناصر الحماية والتحكم والمناورة، مما يتيح تحكماً آمناً ومنظماً في التركيب بأكمله.
اللوحة الكهربائية المصممة والمقاسة جيداً ضرورية لسلامة الأشخاص، وحماية المعدات، والتشغيل الصحيح للتركيب الشمسي.
41.2 أنواع اللوحات الكهربائية
| النوع | الوظيفة | الموقع |
|---|---|---|
| اللوحة العامة (CG) | الحماية والتحكم العام | مدخل التركيب |
| لوحة الحماية | حماية الدوائر | التوزيع |
| لوحة المناورة | التحكم في المناورات | التحكم في الأحمال |
| لوحة الأتمتة | التحكم التلقائي | الأتمتة |
| اللوحة الشمسية | التحكم في التركيب الشمسي | قرب الألواح |
41.3 مكونات اللوحات الكهربائية
- قاطع الدائرة العام التلقائي (IGA): الحماية العامة والقطع العام
- قاطع التيار المتبقي (ID): الحماية من التلامس
- قواطع الدائرة الصغيرة (PIA): حماية الدوائر
- قاطع التحكم في القدرة (ICP): التحكم في القدرة المتعاقد عليها
- حمايات من الجهود الزائدة (SPD): الحماية من الجهود الزائدة
- قواطع الفصل: القطع تحت الحمل وفي الفراغ
- المفاتيح الكهربائية: المناورة التلقائية للأحمال
- المفاتيح الحرارية: الحماية من الأحمال الزائدة
- المصاهر: الحماية من الدوائر القصيرة
- محطات التوصيل: توصيل الموصلات
41.4 قاطع الدائرة العام التلقائي (IGA)
- الوظيفة: الحماية العامة والقطع العام للتركيب
- الموقع: رأس اللوحة العامة
- الخصائص:
- مغناطيسي حراري
- العيار حسب القدرة المتعاقد عليها
- قدرة القطع ≥ 6 kA
- منحنى C (استخدام عام) أو B (أحمال حساسة)
- العيارات المعيارية: 10، 16، 20، 25، 32، 40، 50، 63 أمبير
41.5 قاطع التيار المتبقي (ID)
- الوظيفة: الحماية من التلامس المباشر وغير المباشر
- المبدأ: يكتشف اختلافات التيار بين الطور والمحايد
- الخصائص:
- الحساسية: 30 مللي أمبير (حماية الأشخاص)
- الحساسية: 300 مللي أمبير (الحماية من الحرائق)
- زمن الفصل: < 30 مللي ثانية (30 مللي أمبير)
- العيار: حسب التركيب
- الأنواع:
- النوع A: تيار متردد ونبضي
- النوع B: تيار متردد، نبضي ومباشر
- النوع AC: تيار متردد فقط
41.6 قواطع الدائرة الصغيرة (PIA)
- الوظيفة: حماية الدوائر من الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة
- التشغيل:
- الحماية الحرارية: ضد الأحمال الزائدة
- الحماية المغناطيسية: ضد الدوائر القصيرة
- منحنيات الفصل:
- منحنى B: الفصل المغناطيسي 3-5 In (دوائر حساسة)
- منحنى C: الفصل المغناطيسي 5-10 In (استخدام عام)
- منحنى D: الفصل المغناطيسي 10-14 In (محركات)
- العيارات المعيارية: 6، 10، 16، 20، 25، 32، 40، 50، 63 أمبير
41.7 حمايات من الجهود الزائدة (SPD)
| النوع | الفئة | الموقع | الحماية |
|---|---|---|---|
| النوع 1 | الفئة I (B) | رأس التركيب | التفريغ المباشر |
| النوع 2 | الفئة II (C) | اللوحة العامة | التفريغ غير المباشر |
| النوع 3 | الفئة III (D) | قرب المعدات | الحماية الدقيقة |
| النوع 1+2 | الفئة I+II | رأس التركيب | الحماية الكاملة |
41.8 قواطع الفصل
- الوظيفة: القطع تحت الحمل وفي الفراغ للصيانة
- الخصائص:
- قطع مرئي
- التشابك
- القفل في وضع OFF
- الوصول بالمفتاح
- الأنواع:
- قواطع الفصل تحت الحمل
- قواطع الفصل في الفراغ
- قواطع الفصل-المصاهر
41.9 المفاتيح الكهربائية
- الوظيفة: المناورة التلقائية للأحمال
- المبدأ: ملف يقوم بتشغيل جهات الاتصال
- الخصائص:
- ملف التحكم: 230V AC، 24V DC، إلخ.
- جهات الاتصال الرئيسية: 2، 3، 4 أقطاب
- جهات الاتصال المساعدة: NO، NC
- العيار حسب الحمل
- التطبيقات:
- بدء تشغيل المحركات
- التحكم في الأحمال
- الأتمتة
41.10 المفاتيح الحرارية
- الوظيفة: الحماية من الأحمال الزائدة للمحركات
- المبدأ: ثنائيات معدنية تسخن
- الخصائص:
- ضبط الشدة
- فئة الفصل: 10، 20، 30
- إعادة الضبط اليدوية أو التلقائية
- التركيب مع المفتاح الكهربائي
- التطبيقات:
- حماية المحركات
- الحماية من الأحمال الزائدة
- الحماية من فقدان الطور
41.11 المصاهر
| النوع | التطبيق | السرعة | قدرة القطع |
|---|---|---|---|
| gG | الاستخدام العام | سريع | 50-100 kA |
| aM | حماية المحركات | متأخر | 50-100 kA |
| gPV | الحماية الشمسية | سريع | DC حتى 1500V |
| aR | حماية أشباه الموصلات | فائق السرعة | عالي |
41.12 محطات التوصيل
- الأنواع:
- محطات البرغي
- محطات القفص
- محطات الزنبرك
- محطات القطع
- محطات التأريض
- محطات المحايد
- الخصائص:
- المقطع حسب الموصل
- الجهد الاسمي
- التيار الاسمي
- عدد الأقطاب
41.13 لوحات التركيبات الشمسية
تتطلب لوحات التركيبات الشمسية مكونات محددة:
- اللوحة DC (الألواح):
- قاطع فصل DC
- مصاهر gPV لكل سلسلة
- SPD النوع 2 DC
- كاشفات العزل
- اللوحة AC (العاكس):
- IGA
- ID النوع A
- PIA لكل دائرة
- SPD النوع 2 AC
- لوحة البطاريات:
- قاطع فصل البطاريات
- مصاهر البطاريات
- التحكم في البطاريات
41.14 تحجيم اللوحات
الأبعاد:
- حسب عدد الوحدات
- الوحدات: 17.5 ملم لكل قطب
- الاحتياطي: 20% مساحة حرة
عدد الوحدات:
- IGA: وحدتان (1P+N) أو 4 وحدات (3P+N)
- ID: وحدتان (1P+N) أو 4 وحدات (3P+N)
- PIA: وحدة واحدة لكل قطب
- SPD: 2-4 وحدات
- المحطات: حسب العدد
مثال:
- IGA 3P+N: 4 وحدات
- ID 3P+N 30mA: 4 وحدات
- 6 PIA 1P: 6 وحدات
- 2 PIA 3P: 6 وحدات
- SPD: 4 وحدات
- المحطات: 20 وحدة
- الإجمالي: 44 وحدة → لوحة 48 وحدة
31.15 مخططات اللوحات الشمسية
- اللوحة DC:
- الألواح → مصاهر gPV → قاطع فصل DC → SPD DC → العاكس
- اللوحة AC:
- العاكس → IGA → ID → دوائر PIA → SPD AC
- لوحة البطاريات:
- البطاريات → مصاهر → قاطع فصل → المنظم
41.16 اللوائح المعمول بها
| المعيار | النطاق | المحتوى |
|---|---|---|
| IEC 61439 | اللوحات الكهربائية | متطلبات اللوحات |
| IEC 60364 | تركيبات الجهد المنخفض | الحمايات |
| REBT (إسبانيا) | لائحة الجهد المنخفض | اللوحات، الحمايات |
| IEC 62109 | سلامة المحولات | سلامة العواكس |
41.17 لائحة REBT (إسبانيا)
تتطلب لائحة REBT في لوحات المساكن:
- IGA: قاطع الدائرة العام التلقائي
- IDS: قاطع التيار المتبقي الحساس 30 مللي أمبير
- PIAs: قواطع الدائرة الصغيرة لكل دائرة
- ICP: قاطع التحكم في القدرة
- SPD: حمايات من الجهود الزائدة (إلزامية في الجديدة)
41.18 تكوين Solener
اللوحة العامة:
- IGA بقدرة قطع ≥ 6 kA
- ID النوع A 30 مللي أمبير
- SPD النوع 2 (إلزامي)
- احتياطي 20% مساحة
اللوحة الشمسية DC:
- قاطع فصل DC
- مصاهر gPV لكل سلسلة
- SPD النوع 2 DC
- كاشفات العزل
اللوحة الشمسية AC:
- IGA
- ID النوع A
- PIA لكل دائرة
- SPD النوع 2 AC
لوحة البطاريات:
- قاطع فصل البطاريات
- مصاهر البطاريات
- التحكم في البطاريات
التوصيات العامة:
- لوحات معتمدة (CE)
- درجة الحماية IP ≥ 40
- درجة الحماية IK ≥ 7
- احتياطي 20% مساحة حرة
41.1 مقدمهای بر تابلوهای الکتریکی
تابلوهای الکتریکی مرکز کنترل و حفاظت هر نصب الکتریکی هستند. در نصبهای خورشیدی، تابلوهای الکتریکی تمام عناصر حفاظت، کنترل و مانور را گروهبندی میکنند، که امکان کنترل ایمن و منظم کل نصب را فراهم میکند.
یک تابلوی الکتریکی به خوبی طراحی شده و اندازهگیری شده برای ایمنی افراد، حفاظت از تجهیزات و عملکرد صحیح نصب خورشیدی ضروری است.
41.2 انواع تابلوهای الکتریکی
| نوع | عملکرد | موقعیت |
|---|---|---|
| تابلوی عمومی (CG) | حفاظت و کنترل عمومی | ورودی نصب |
| تابلوی حفاظت | حفاظت مدارها | توزیع |
| تابلوی مانور | کنترل مانورها | کنترل بارها |
| تابلوی اتوماسیون | کنترل خودکار | اتوماسیونها |
| تابلوی خورشیدی | کنترل نصب خورشیدی | نزدیک پنلها |
41.3 اجزای تابلوهای الکتریکی
- کلید اتوماتیک عمومی (IGA): حفاظت عمومی و قطع عمومی
- کلید دیفرانسیل (ID): حفاظت در برابر تماس
- کلیدهای اتوماتیک کوچک (PIA): حفاظت مدارها
- کلید کنترل توان (ICP): کنترل توان قرارداد شده
- محافظان در برابر ولتاژهای بیش از حد (SPD): حفاظت در برابر ولتاژهای بیش از حد
- سکسیونرها: قطع در بار و در خلاء
- کنتاکتورها: مانور خودکار بارها
- رلههای حرارتی: حفاظت در برابر بارهای بیش از حد
- فیوزها: حفاظت در برابر اتصال کوتاه
- ترمینالهای اتصال: اتصال هادیها
41.4 کلید اتوماتیک عمومی (IGA)
- عملکرد: حفاظت عمومی و قطع عمومی نصب
- موقعیت: سر تابلوی عمومی
- ویژگیها:
- مغناطیسی حرارتی
- عیار بر اساس توان قرارداد شده
- ظرفیت قطع ≥ 6 kA
- منحنی C (استفاده عمومی) یا B (بارهای حساس)
- عیارهای استاندارد: 10، 16، 20، 25، 32، 40، 50، 63 آمپر
41.5 کلید دیفرانسیل (ID)
- عملکرد: حفاظت در برابر تماس مستقیم و غیرمستقیم
- اصل: اختلافات جریان بین فاز و نول را تشخیص میدهد
- ویژگیها:
- حساسیت: 30 میلیآمپر (حفاظت افراد)
- حساسیت: 300 میلیآمپر (حفاظت در برابر آتشسوزی)
- زمان قطع: < 30 میلیثانیه (30 میلیآمپر)
- عیار: بر اساس نصب
- انواع:
- نوع A: جریان متناوب و پالسی
- نوع B: جریان متناوب، پالسی و مستقیم
- نوع AC: فقط جریان متناوب
41.6 کلیدهای اتوماتیک کوچک (PIA)
- عملکرد: حفاظت مدارها در برابر بارهای بیش از حد و اتصال کوتاه
- عملکرد:
- حفاظت حرارتی: در برابر بارهای بیش از حد
- حفاظت مغناطیسی: در برابر اتصال کوتاه
- منحنیهای قطع:
- منحنی B: قطع مغناطیسی 3-5 In (مدارهای حساس)
- منحنی C: قطع مغناطیسی 5-10 In (استفاده عمومی)
- منحنی D: قطع مغناطیسی 10-14 In (موتورها)
- عیارهای استاندارد: 6، 10، 16، 20، 25، 32، 40، 50، 63 آمپر
41.7 محافظان در برابر ولتاژهای بیش از حد (SPD)
| نوع | کلاس | موقعیت | حفاظت |
|---|---|---|---|
| نوع 1 | کلاس I (B) | سر نصب | تخلیه مستقیم |
| نوع 2 | کلاس II (C) | تابلوی عمومی | تخلیه غیرمستقیم |
| نوع 3 | کلاس III (D) | نزدیک تجهیزات | حفاظت ظریف |
| نوع 1+2 | کلاس I+II | سر نصب | حفاظت کامل |
41.8 سکسیونرها
- عملکرد: قطع در بار و در خلاء برای نگهداری
- ویژگیها:
- قطع قابل مشاهده
- قفل شدن
- قفل در موقعیت OFF
- دسترسی با کلید
- انواع:
- سکسیونرهای در بار
- سکسیونرهای در خلاء
- سکسیونرهای فیوز
41.9 کنتاکتورها
- عملکرد: مانور خودکار بارها
- اصل: سیمپیچی که کنتاکتها را فعال میکند
- ویژگیها:
- سیمپیچی فرمان: 230V AC، 24V DC، و غیره
- کنتاکتهای اصلی: 2، 3، 4 قطب
- کنتاکتهای کمکی: NO، NC
- عیار بر اساس بار
- کاربردها:
- راهاندازی موتورها
- کنترل بارها
- اتوماسیونها
41.10 رلههای حرارتی
- عملکرد: حفاظت در برابر بارهای بیش از حد موتورها
- اصل: بیمتالیکهایی که گرم میشوند
- ویژگیها:
- تنظیم شدت
- کلاس قطع: 10، 20، 30
- بازنشانی دستی یا خودکار
- ترکیب با کنتاکتور
- کاربردها:
- حفاظت موتورها
- حفاظت در برابر بارهای بیش از حد
- حفاظت در برابر فقدان فاز
41.11 فیوزها
| نوع | کاربرد | سرعت | ظرفیت قطع |
|---|---|---|---|
| gG | استفاده عمومی | سریع | 50-100 kA |
| aM | حفاظت موتورها | تأخیری | 50-100 kA |
| gPV | حفاظت خورشیدی | سریع | DC تا 1500V |
| aR | حفاظت نیمههادیها | فوق سریع | بالا |
41.12 ترمینالهای اتصال
- انواع:
- ترمینالهای پیچ
- ترمینالهای قفس
- ترمینالهای فنر
- ترمینالهای قطع
- ترمینالهای ارت
- ترمینالهای نول
- ویژگیها:
- مقطع بر اساس هادی
- ولتاژ نامی
- جریان نامی
- تعداد قطبها
41.13 تابلوهای نصبهای خورشیدی
تابلوهای نصبهای خورشیدی به اجزای خاصی نیاز دارند:
- تابلوی DC (پنلها):
- سکسیونر DC
- فیوزهای gPV برای هر رشته
- SPD نوع 2 DC
- آشکارسازهای عایق
- تابلوی AC (اینورتر):
- IGA
- ID نوع A
- PIA برای هر مدار
- SPD نوع 2 AC
- تابلوی باتریها:
- سکسیونر باتریها
- فیوزهای باتریها
- کنترل باتریها
41.14 اندازهگیری تابلوها
ابعاد:
- بر اساس تعداد ماژولها
- ماژولها: 17.5 میلیمتر برای هر قطب
- ذخیره: 20% فضای آزاد
تعداد ماژولها:
- IGA: 2 ماژول (1P+N) یا 4 ماژول (3P+N)
- ID: 2 ماژول (1P+N) یا 4 ماژول (3P+N)
- PIA: 1 ماژول برای هر قطب
- SPD: 2-4 ماژول
- ترمینالها: بر اساس تعداد
مثال:
- IGA 3P+N: 4 ماژول
- ID 3P+N 30mA: 4 ماژول
- 6 PIA 1P: 6 ماژول
- 2 PIA 3P: 6 ماژول
- SPD: 4 ماژول
- ترمینالها: 20 ماژول
- کل: 44 ماژول → تابلوی 48 ماژول
31.15 طرحهای تابلوهای خورشیدی
- تابلوی DC:
- پنلها → فیوزهای gPV → سکسیونر DC → SPD DC → اینورتر
- تابلوی AC:
- اینورتر → IGA → ID → مدارهای PIA → SPD AC
- تابلوی باتریها:
- باتریها → فیوزها → سکسیونر → تنظیمکننده
41.16 مقررات قابل اعمال
| استاندارد | حوزه | محتوا |
|---|---|---|
| IEC 61439 | تابلوهای الکتریکی | الزامات تابلوها |
| IEC 60364 | نصبهای ولتاژ پایین | حفاظتها |
| REBT (اسپانیا) | مقررات ولتاژ پایین | تابلوها، حفاظتها |
| IEC 62109 | ایمنی مبدلها | ایمنی اینورترها |
41.17 مقررات REBT (اسپانیا)
مقررات REBT در تابلوهای مسکونی الزامی میکند:
- IGA: کلید اتوماتیک عمومی
- IDS: کلید دیفرانسیل حساس 30 میلیآمپر
- PIAs: کلیدهای اتوماتیک کوچک برای هر مدار
- ICP: کلید کنترل توان
- SPD: محافظان در برابر ولتاژهای بیش از حد (الزامی در جدیدها)
41.18 پیکربندی Solener
تابلوی عمومی:
- IGA با ظرفیت قطع ≥ 6 kA
- ID نوع A 30 میلیآمپر
- SPD نوع 2 (الزامی)
- ذخیره 20% فضا
تابلوی خورشیدی DC:
- سکسیونر DC
- فیوزهای gPV برای هر رشته
- SPD نوع 2 DC
- آشکارسازهای عایق
تابلوی خورشیدی AC:
- IGA
- ID نوع A
- PIA برای هر مدار
- SPD نوع 2 AC
تابلوی باتریها:
- سکسیونر باتریها
- فیوزهای باتریها
- کنترل باتریها
توصیههای عمومی:
- تابلوهای تأیید شده (CE)
- درجه حفاظت IP ≥ 40
- درجه حفاظت IK ≥ 7
- ذخیره 20% فضای آزاد
41.1 Introdução aos Quadros Elétricos
Os quadros elétricos são o centro de controle e proteção de qualquer instalação elétrica. Nas instalações solares, os quadros elétricos agrupam todos os elementos de proteção, controle e manobra, permitindo um controle seguro e organizado de toda a instalação.
Um quadro elétrico bem projetado e dimensionado é essencial para a segurança das pessoas, proteção dos equipamentos e correto funcionamento da instalação solar.
41.2 Tipos de Quadros Elétricos
| Tipo | Função | Localização |
|---|---|---|
| Quadro geral (CG) | Proteção e controle geral | Entrada de instalação |
| Quadro de proteções | Proteção de circuitos | Distribuição |
| Quadro de manobra | Controle de manobras | Controle de cargas |
| Quadro de automatismos | Controle automático | Automatismos |
| Quadro solar | Controle instalação solar | Perto de painéis |
41.3 Componentes dos Quadros Elétricos
- Interruptor geral automático (IGA): Proteção geral e corte geral
- Interruptor diferencial (ID): Proteção contra contatos
- Pequenos interruptores automáticos (PIA): Proteção de circuitos
- Interruptor de controle de potência (ICP): Controle de potência contratada
- Protectores contra sobretensões (SPD): Proteção contra sobretensões
- Seccionadores: Corte em carga e em vazio
- Contatores: Manobra automática de cargas
- Relés térmicos: Proteção contra sobrecargas
- Fusíveis: Proteção contra curto-circuitos
- Bornes de conexão: Conexão de condutores
41.4 Interruptor Geral Automático (IGA)
- Função: Proteção geral e corte geral da instalação
- Localização: Cabeceira do quadro geral
- Características:
- Magnetotérmico
- Calibre segundo potência contratada
- Poder de corte ≥ 6 kA
- Curva C (uso geral) ou B (cargas sensíveis)
- Calibres normalizados: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A
41.5 Interruptor Diferencial (ID)
- Função: Proteção contra contatos diretos e indiretos
- Princípio: Detecta diferenças de corrente entre fase e neutro
- Características:
- Sensibilidade: 30 mA (proteção pessoas)
- Sensibilidade: 300 mA (proteção contra incêndios)
- Tempo de corte: < 30 ms (30 mA)
- Calibre: segundo instalação
- Tipos:
- Tipo A: Corrente alternada e pulsante
- Tipo B: Corrente alternada, pulsante e contínua
- Tipo AC: Só corrente alternada
41.6 Pequenos Interruptores Automáticos (PIA)
- Função: Proteção de circuitos contra sobrecargas e curto-circuitos
- Funcionamento:
- Proteção térmica: contra sobrecargas
- Proteção magnética: contra curto-circuitos
- Curvas de disparo:
- Curva B: Disparo magnético 3-5 In (circuitos sensíveis)
- Curva C: Disparo magnético 5-10 In (uso geral)
- Curva D: Disparo magnético 10-14 In (motores)
- Calibres normalizados: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A
41.7 Protectores contra Sobretensões (SPD)
| Tipo | Classe | Localização | Proteção |
|---|---|---|---|
| Tipo 1 | Classe I (B) | Cabeceira instalação | Descargas diretas |
| Tipo 2 | Classe II (C) | Quadro geral | Descargas indiretas |
| Tipo 3 | Classe III (D) | Perto de equipamentos | Proteção fina |
| Tipo 1+2 | Classe I+II | Cabeceira instalação | Proteção completa |
41.8 Seccionadores
- Função: Corte em carga e em vazio para manutenção
- Características:
- Corte visível
- Enclavamento
- Bloqueio em posição OFF
- Acesso com chave
- Tipos:
- Seccionadores em carga
- Seccionadores em vazio
- Seccionadores-fusíveis
41.9 Contatores
- Função: Manobra automática de cargas
- Princípio: Bobina que aciona contatos
- Características:
- Bobina de mando: 230V AC, 24V DC, etc.
- Contatos principais: 2, 3, 4 polos
- Contatos auxiliares: NA, NC
- Calibre segundo carga
- Aplicações:
- Arranque de motores
- Controle de cargas
- Automatismos
41.10 Relés Térmicos
- Função: Proteção contra sobrecargas de motores
- Princípio: Bimetálicos que se aquecem
- Características:
- Ajuste de intensidade
- Classe de disparo: 10, 20, 30
- Rearme manual ou automático
- Combinação com contator
- Aplicações:
- Proteção de motores
- Proteção contra sobrecargas
- Proteção contra falta de fase
41.11 Fusíveis
| Tipo | Aplicação | Velocidade | Capacidade ruptura |
|---|---|---|---|
| gG | Uso geral | Rápida | 50-100 kA |
| aM | Proteção motores | Retardada | 50-100 kA |
| gPV | Proteção solar | Rápida | DC até 1500V |
| aR | Proteção semicondutores | Ultra-rápida | Alta |
41.12 Bornes de Conexão
- Tipos:
- Bornes de parafuso
- Bornes de gaiola
- Bornes de mola
- Bornes de corte
- Bornes de posta à terra
- Bornes de neutro
- Características:
- Seção segundo condutor
- Tensão nominal
- Corrente nominal
- Número de polos
41.13 Quadros para Instalações Solares
Os quadros para instalações solares requerem componentes específicos:
- Quadro DC (painéis):
- Seccionador DC
- Fusíveis gPV por string
- SPD tipo 2 DC
- Detectores de isolamento
- Quadro AC (inversor):
- IGA
- ID tipo A
- PIA por circuito
- SPD tipo 2 AC
- Quadro baterias:
- Seccionador baterias
- Fusíveis baterias
- Controle de baterias
41.14 Dimensionamento de Quadros
Dimensões:
- Segundo número de módulos
- Módulos: 17.5 mm por polo
- Reserva: 20% de espaço livre
Número de módulos:
- IGA: 2 módulos (1P+N) ou 4 módulos (3P+N)
- ID: 2 módulos (1P+N) ou 4 módulos (3P+N)
- PIA: 1 módulo por polo
- SPD: 2-4 módulos
- Bornes: segundo número
Exemplo:
- IGA 3P+N: 4 módulos
- ID 3P+N 30mA: 4 módulos
- 6 PIA 1P: 6 módulos
- 2 PIA 3P: 6 módulos
- SPD: 4 módulos
- Bornes: 20 módulos
- Total: 44 módulos → Quadro 48 módulos
31.15 Esquemas de Quadros Solares
- Quadro DC:
- Painéis → Fusíveis gPV → Seccionador DC → SPD DC → Inversor
- Quadro AC:
- Inversor → IGA → ID → PIA circuitos → SPD AC
- Quadro baterias:
- Baterias → Fusíveis → Seccionador → Regulador
41.16 Normativa Aplicável
| Norma | Âmbito | Conteúdo |
|---|---|---|
| IEC 61439 | Quadros elétricos | Requisitos quadros |
| IEC 60364 | Instalações BT | Proteções |
| REBT (Espanha) | Regulamento BT | Quadros, proteções |
| IEC 62109 | Segurança conversores | Segurança inversores |
41.17 Normativa REBT (Espanha)
O REBT exige em quadros de vivendas:
- IGA: Interruptor geral automático
- IDS: Interruptor diferencial sensível 30 mA
- PIAs: Pequenos interruptores automáticos por circuito
- ICP: Interruptor de controle de potência
- SPD: Protectores contra sobretensões (obrigatório em novos)
41.18 Configuração Solener
Quadro geral:
- IGA com poder de corte ≥ 6 kA
- ID tipo A 30 mA
- SPD tipo 2 (obrigatório)
- Reserva 20% espaço
Quadro solar DC:
- Seccionador DC
- Fusíveis gPV por string
- SPD tipo 2 DC
- Detectores de isolamento
Quadro solar AC:
- IGA
- ID tipo A
- PIA por circuito
- SPD tipo 2 AC
Quadro baterias:
- Seccionador baterias
- Fusíveis baterias
- Controle de baterias
Recomendações gerais:
- Quadros certificados (CE)
- Grau de proteção IP ≥ 40
- Grau de proteção IK ≥ 7
- Reserva 20% espaço livre
41.1 电气面板简介
电气面板是任何电气装置的控制和保护中心。在太阳能装置中,电气面板将所有保护、控制和操作元件分组,允许对整个装置进行安全和有组织的控制。
一个设计良好且尺寸合适的电气面板对于人员安全、设备保护和太阳能装置的正确运行至关重要。
41.2 电气面板类型
| 类型 | 功能 | 位置 |
|---|---|---|
| 主面板(CG) | 一般保护和控制 | 装置入口 |
| 保护面板 | 电路保护 | 分配 |
| 操作面板 | 操作控制 | 负载控制 |
| 自动化面板 | 自动控制 | 自动化 |
| 太阳能面板 | 太阳能装置控制 | 靠近面板 |
41.3 电气面板组件
- 主自动断路器(IGA): 一般保护和主切断
- 漏电断路器(ID): 接触保护
- 小型断路器(PIA): 电路保护
- 功率控制开关(ICP): 合同功率控制
- 浪涌保护器(SPD): 浪涌保护
- 隔离开关: 负载和无负载切断
- 接触器: 负载自动操作
- 热继电器: 过载保护
- 保险丝: 短路保护
- 连接端子: 导体连接
41.4 主自动断路器(IGA)
- 功能: 装置的一般保护和主切断
- 位置: 主面板头部
- 特性:
- 磁热
- 根据合同功率的规格
- 断路能力 ≥ 6 kA
- 曲线C(一般用途)或B(敏感负载)
- 标准规格: 10、16、20、25、32、40、50、63 A
41.5 漏电断路器(ID)
- 功能: 防止直接和间接接触
- 原理: 检测相线和中性线之间的电流差异
- 特性:
- 灵敏度: 30 mA(人员保护)
- 灵敏度: 300 mA(防火保护)
- 切断时间: < 30 ms(30 mA)
- 规格: 根据装置
- 类型:
- A型: 交流和脉动电流
- B型: 交流、脉动和直流电流
- AC型: 仅交流电流
41.6 小型断路器(PIA)
- 功能: 防止电路过载和短路
- 操作:
- 热保护: 防止过载
- 磁保护: 防止短路
- 跳闸曲线:
- B曲线: 磁跳闸3-5 In(敏感电路)
- C曲线: 磁跳闸5-10 In(一般用途)
- D曲线: 磁跳闸10-14 In(电机)
- 标准规格: 6、10、16、20、25、32、40、50、63 A
41.7 浪涌保护器(SPD)
| 类型 | 等级 | 位置 | 保护 |
|---|---|---|---|
| 类型1 | I类(B) | 装置头部 | 直接放电 |
| 类型2 | II类(C) | 主面板 | 间接放电 |
| 类型3 | III类(D) | 设备附近 | 精细保护 |
| 类型1+2 | I+II类 | 装置头部 | 完全保护 |
41.8 隔离开关
- 功能: 维护时的负载和无负载切断
- 特性:
- 可见切断
- 联锁
- OFF位置锁定
- 钥匙访问
- 类型:
- 负载隔离开关
- 无负载隔离开关
- 保险丝隔离开关
41.9 接触器
- 功能: 负载自动操作
- 原理: 操作触点的线圈
- 特性:
- 控制线圈: 230V AC、24V DC等
- 主触点: 2、3、4极
- 辅助触点: NO、NC
- 根据负载的规格
- 应用:
- 电机启动
- 负载控制
- 自动化
41.10 热继电器
- 功能: 电机过载保护
- 原理: 加热的双金属
- 特性:
- 电流调节
- 跳闸等级: 10、20、30
- 手动或自动复位
- 与接触器组合
- 应用:
- 电机保护
- 过载保护
- 缺相保护
41.11 保险丝
| 类型 | 应用 | 速度 | 断路能力 |
|---|---|---|---|
| gG | 一般用途 | 快速 | 50-100 kA |
| aM | 电机保护 | 延迟 | 50-100 kA |
| gPV | 太阳能保护 | 快速 | DC高达1500V |
| aR | 半导体保护 | 超快速 | 高 |
41.12 连接端子
- 类型:
- 螺钉端子
- 笼式端子
- 弹簧端子
- 切断端子
- 接地端子
- 中性端子
- 特性:
- 根据导体的截面
- 额定电压
- 额定电流
- 极数
41.13 太阳能装置的面板
太阳能装置的面板需要特定组件:
- DC面板(面板):
- DC隔离开关
- 每个串gPV保险丝
- 类型2 DC SPD
- 绝缘检测器
- AC面板(逆变器):
- IGA
- A型ID
- 每个电路PIA
- 类型2 AC SPD
- 电池面板:
- 电池隔离开关
- 电池保险丝
- 电池控制
41.14 面板尺寸确定
尺寸:
- 根据模块数量
- 模块: 每极17.5 mm
- 储备: 20%自由空间
模块数量:
- IGA: 2个模块(1P+N)或4个模块(3P+N)
- ID: 2个模块(1P+N)或4个模块(3P+N)
- PIA: 每极1个模块
- SPD: 2-4个模块
- 端子: 根据数量
示例:
- IGA 3P+N: 4个模块
- ID 3P+N 30mA: 4个模块
- 6个PIA 1P: 6个模块
- 2个PIA 3P: 6个模块
- SPD: 4个模块
- 端子: 20个模块
- 总计: 44个模块 → 48模块面板
31.15 太阳能面板方案
- DC面板:
- 面板 → gPV保险丝 → DC隔离开关 → DC SPD → 逆变器
- AC面板:
- 逆变器 → IGA → ID → PIA电路 → AC SPD
- 电池面板:
- 电池 → 保险丝 → 隔离开关 → 调节器
41.16 适用法规
| 标准 | 范围 | 内容 |
|---|---|---|
| IEC 61439 | 电气面板 | 面板要求 |
| IEC 60364 | 低压装置 | 保护 |
| REBT(西班牙) | 低压法规 | 面板、保护 |
| IEC 62109 | 转换器安全 | 逆变器安全 |
41.17 REBT法规(西班牙)
REBT在住宅面板中要求:
- IGA: 主自动断路器
- IDS: 灵敏漏电断路器30 mA
- PIAs: 每个电路的小型断路器
- ICP: 功率控制开关
- SPD: 浪涌保护器(新设备中强制)
41.18 Solener配置
主面板:
- 断路能力 ≥ 6 kA的IGA
- A型ID 30 mA
- 类型2 SPD(强制)
- 20%空间储备
DC太阳能面板:
- DC隔离开关
- 每个串gPV保险丝
- 类型2 DC SPD
- 绝缘检测器
AC太阳能面板:
- IGA
- A型ID
- 每个电路PIA
- 类型2 AC SPD
电池面板:
- 电池隔离开关
- 电池保险丝
- 电池控制
一般建议:
- 认证面板(CE)
- 防护等级IP ≥ 40
- 防护等级IK ≥ 7
- 20%自由空间储备
41.1 Введение в электрические щиты
Электрические щиты - это центр управления и защиты любой электрической установки. В солнечных установках электрические щиты группируют все элементы защиты, управления и коммутации, позволяя безопасное и организованное управление всей установкой.
Хорошо спроектированный и рассчитанный электрический щит необходим для безопасности людей, защиты оборудования и правильной работы солнечной установки.
41.2 Типы электрических щитов
| Тип | Функция | Расположение |
|---|---|---|
| Главный щит (CG) | Общая защита и управление | Вход установки |
| Щит защит | Защита цепей | Распределение |
| Щит коммутации | Управление коммутациями | Управление нагрузками |
| Щит автоматики | Автоматическое управление | Автоматика |
| Солнечный щит | Управление солнечной установкой | Рядом с панелями |
41.3 Компоненты электрических щитов
- Главный автоматический выключатель (IGA): Общая защита и общее отключение
- Устройство защитного отключения (ID): Защита от контактов
- Малые автоматические выключатели (PIA): Защита цепей
- Выключатель контроля мощности (ICP): Контроль договорной мощности
- Устройства защиты от перенапряжений (SPD): Защита от перенапряжений
- Разъединители: Отключение под нагрузкой и в холостом ходу
- Контакторы: Автоматическая коммутация нагрузок
- Тепловые реле: Защита от перегрузок
- Предохранители: Защита от коротких замыканий
- Клеммы соединения: Соединение проводников
41.4 Главный автоматический выключатель (IGA)
- Функция: Общая защита и общее отключение установки
- Расположение: Голова главного щита
- Характеристики:
- Магнитотепловой
- Калибр согласно договорной мощности
- Отключающая способность ≥ 6 kA
- Кривая C (общее использование) или B (чувствительные нагрузки)
- Стандартные калибры: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A
41.5 Устройство защитного отключения (ID)
- Функция: Защита от прямых и косвенных контактов
- Принцип: Обнаруживает разницы тока между фазой и нейтралью
- Характеристики:
- Чувствительность: 30 мА (защита людей)
- Чувствительность: 300 мА (защита от пожаров)
- Время отключения: < 30 мс (30 мА)
- Калибр: согласно установке
- Типы:
- Тип A: Переменный и пульсирующий ток
- Тип B: Переменный, пульсирующий и постоянный ток
- Тип AC: Только переменный ток
41.6 Малые автоматические выключатели (PIA)
- Функция: Защита цепей от перегрузок и коротких замыканий
- Работа:
- Тепловая защита: от перегрузок
- Магнитная защита: от коротких замыканий
- Кривые срабатывания:
- Кривая B: Магнитное срабатывание 3-5 In (чувствительные цепи)
- Кривая C: Магнитное срабатывание 5-10 In (общее использование)
- Кривая D: Магнитное срабатывание 10-14 In (двигатели)
- Стандартные калибры: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A
41.7 Устройства защиты от перенапряжений (SPD)
| Тип | Класс | Расположение | Защита |
|---|---|---|---|
| Тип 1 | Класс I (B) | Голова установки | Прямые разряды |
| Тип 2 | Класс II (C) | Главный щит | Косвенные разряды |
| Тип 3 | Класс III (D) | Рядом с оборудованием | Тонкая защита |
| Тип 1+2 | Класс I+II | Голова установки | Полная защита |
41.8 Разъединители
- Функция: Отключение под нагрузкой и в холостом ходу для обслуживания
- Характеристики:
- Видимое отключение
- Блокировка
- Блокировка в положении OFF
- Доступ с ключом
- Типы:
- Разъединители под нагрузкой
- Разъединители в холостом ходу
- Разъединители-предохранители
41.9 Контакторы
- Функция: Автоматическая коммутация нагрузок
- Принцип: Катушка, которая приводит в действие контакты
- Характеристики:
- Командная катушка: 230V AC, 24V DC, и т.д.
- Главные контакты: 2, 3, 4 полюса
- Вспомогательные контакты: NO, NC
- Калибр согласно нагрузке
- Применения:
- Запуск двигателей
- Управление нагрузками
- Автоматика
41.10 Тепловые реле
- Функция: Защита двигателей от перегрузок
- Принцип: Биметаллы, которые нагреваются
- Характеристики:
- Регулировка интенсивности
- Класс срабатывания: 10, 20, 30
- Ручной или автоматический сброс
- Комбинация с контактором
- Применения:
- Защита двигателей
- Защита от перегрузок
- Защита от потери фазы
41.11 Предохранители
| Тип | Применение | Скорость | Отключающая способность |
|---|---|---|---|
| gG | Общее использование | Быстрая | 50-100 kA |
| aM | Защита двигателей | Задержанная | 50-100 kA |
| gPV | Солнечная защита | Быстрая | DC до 1500V |
| aR | Защита полупроводников | Ультра-быстрая | Высокая |
41.12 Клеммы соединения
- Типы:
- Винтовые клеммы
- Клеточные клеммы
- Пружинные клеммы
- Отключающие клеммы
- Заземляющие клеммы
- Нейтральные клеммы
- Характеристики:
- Сечение согласно проводнику
- Номинальное напряжение
- Номинальный ток
- Количество полюсов
41.13 Щиты для солнечных установок
Щиты для солнечных установок требуют специфических компонентов:
- DC щит (панели):
- DC разъединитель
- gPV предохранители на строку
- SPD тип 2 DC
- Детекторы изоляции
- AC щит (инвертор):
- IGA
- ID тип A
- PIA на цепь
- SPD тип 2 AC
- Батарейный щит:
- Батарейный разъединитель
- Батарейные предохранители
- Контроль батарей
41.14 Размерение щитов
Размеры:
- Согласно количеству модулей
- Модули: 17.5 мм на полюс
- Резерв: 20% свободного пространства
Количество модулей:
- IGA: 2 модуля (1P+N) или 4 модуля (3P+N)
- ID: 2 модуля (1P+N) или 4 модуля (3P+N)
- PIA: 1 модуль на полюс
- SPD: 2-4 модуля
- Клеммы: согласно количеству
Пример:
- IGA 3P+N: 4 модуля
- ID 3P+N 30mA: 4 модуля
- 6 PIA 1P: 6 модулей
- 2 PIA 3P: 6 модулей
- SPD: 4 модуля
- Клеммы: 20 модулей
- Всего: 44 модуля → Щит 48 модулей
31.15 Схемы солнечных щитов
- DC щит:
- Панели → gPV предохранители → DC разъединитель → DC SPD → Инвертор
- AC щит:
- Инвертор → IGA → ID → PIA цепи → AC SPD
- Батарейный щит:
- Батареи → Предохранители → Разъединитель → Регулятор
41.16 Применимые нормативы
| Норматив | Область | Содержание |
|---|---|---|
| IEC 61439 | Электрические щиты | Требования щитов |
| IEC 60364 | Установки НН | Защиты |
| REBT (Испания) | Регламент НН | Щиты, защиты |
| IEC 62109 | Безопасность преобразователей | Безопасность инверторов |
41.17 Норматив REBT (Испания)
REBT требует в щитах жилых помещений:
- IGA: Главный автоматический выключатель
- IDS: Чувствительное устройство защитного отключения 30 мА
- PIAs: Малые автоматические выключатели на цепь
- ICP: Выключатель контроля мощности
- SPD: Устройства защиты от перенапряжений (обязательно в новых)
41.18 Конфигурация Solener
Главный щит:
- IGA с отключающей способностью ≥ 6 kA
- ID тип A 30 мА
- SPD тип 2 (обязательно)
- Резерв 20% пространства
DC солнечный щит:
- DC разъединитель
- gPV предохранители на строку
- SPD тип 2 DC
- Детекторы изоляции
AC солнечный щит:
- IGA
- ID тип A
- PIA на цепь
- SPD тип 2 AC
Батарейный щит:
- Батарейный разъединитель
- Батарейные предохранители
- Контроль батарей
Общие рекомендации:
- Сертифицированные щиты (CE)
- Степень защиты IP ≥ 40
- Степень защиты IK ≥ 7
- Резерв 20% свободного пространства