Wyładowania atmosferyczne są częstą przyczyną awarii systemów fotowoltaicznych (PV) i wiatrowych.Szkodliwe przepięcie może wystąpić w wyniku uderzenia pioruna z dużej odległości od systemu, a nawet między chmurami.Ale większości szkód wyładowań atmosferycznych można zapobiec.Oto niektóre z najbardziej opłacalnych technik, które są ogólnie akceptowane przez instalatorów systemów elektroenergetycznych, w oparciu o wieloletnie doświadczenie.Postępuj zgodnie z tą radą, a masz bardzo duże szanse na uniknięcie uszkodzenia systemu energii odnawialnej (RE) przez piorun.
Zdobądź uziemienie
Uziemienie jest najbardziej podstawową techniką ochrony przed wyładowaniami atmosferycznymi.Nie możesz zatrzymać uderzenia pioruna, ale możesz zapewnić mu bezpośrednią ścieżkę do ziemi, która ominie twój cenny sprzęt i bezpiecznie odprowadzi falę do ziemi.Ścieżka elektryczna do ziemi będzie stale rozładowywać elektryczność statyczną, która gromadzi się w konstrukcji naziemnej.Często zapobiega to przede wszystkim przyciąganiu piorunów.
Odgromniki i ochronniki przeciwprzepięciowe są przeznaczone do ochrony sprzętu elektronicznego poprzez pochłanianie przepięć elektrycznych.Urządzenia te nie zastępują jednak dobrego uziemienia.Działają tylko w połączeniu ze skutecznym uziemieniem.System uziemienia jest ważną częścią infrastruktury okablowania.Zainstaluj go przed lub podczas instalowania okablowania zasilającego.W przeciwnym razie po uruchomieniu systemu ten ważny element może nigdy nie zostać odhaczony na liście rzeczy do zrobienia.
Pierwszym krokiem w uziemianiu jest zbudowanie ścieżki wyładowania do ziemi poprzez połączenie (połączenie) wszystkich metalowych elementów konstrukcyjnych i obudów elektrycznych, takich jak ramy modułów fotowoltaicznych, stojaki montażowe i wieże generatorów wiatrowych.National Electrical Code (NEC), Artykuł 250 i Artykuły 690.41 do 690.47 określają rozmiary przewodów, materiały i techniki zgodne z przepisami.Unikaj ostrych zagięć przewodów uziemiających — przepięcia o wysokim natężeniu nie lubią skręcać w ciasnych zakrętach i mogą łatwo przeskoczyć do pobliskiego okablowania.Należy zwrócić szczególną uwagę na mocowania drutu miedzianego do aluminiowych elementów konstrukcyjnych (zwłaszcza ram modułów PV).Stosować łączniki oznaczone „AL/CU” oraz łączniki ze stali nierdzewnej, które zmniejszają ryzyko korozji.Przewody uziemiające obwodów prądu stałego i przemiennego również zostaną podłączone do tego systemu uziemienia.(Więcej porad można znaleźć w artykułach Code Corner na temat uziemienia paneli fotowoltaicznych w HP102 i HP103).
Pręty uziemiające
Najsłabszym aspektem wielu instalacji jest samo połączenie z ziemią.W końcu nie możesz po prostu przykręcić drutu do planety!Zamiast tego należy zakopać lub wbić w ziemię pręt z przewodzącego, niekorodującego metalu (zwykle miedzianego) i upewnić się, że większość jego powierzchni styka się z przewodzącą (czyli wilgotną) glebą.W ten sposób, gdy elektryczność statyczna lub przepięcie schodzą z linii, elektrony mogą spłynąć do ziemi przy minimalnym oporze.
W podobny sposób jak pole drenażowe rozprasza wodę, uziemienie rozprasza elektrony.Jeśli rura odpływowa nie odprowadza odpowiednio do gruntu, występują kopie zapasowe.Kiedy elektrony cofają się, przeskakują szczelinę (tworząc łuk elektryczny) do okablowania zasilającego, przez sprzęt, a dopiero potem do uziemienia.
Aby temu zapobiec, zainstaluj jeden lub więcej miedziowanych prętów uziemiających o długości 8 stóp (2,4 m) i średnicy 5/8 cala (16 mm), najlepiej w wilgotnej ziemi.Pojedyncza wędka zwykle nie wystarcza, zwłaszcza na suchym podłożu.Na obszarach, gdzie grunt jest bardzo suchy, zainstaluj kilka prętów, rozstawiając je w odległości co najmniej 3 m od siebie i łącząc je ze sobą gołym drutem miedzianym, zakopanym.Alternatywnym podejściem jest zakopanie gołego drutu miedzianego nr 6 (13 mm2), podwójnego nr 8 (8 mm2) lub większego w wykopie o długości co najmniej 100 stóp (30 m).(Odsłonięty miedziany przewód uziemiający można również poprowadzić wzdłuż dna wykopu, w którym znajdują się rury wodociągowe lub kanalizacyjne lub inne przewody elektryczne). Można też przeciąć przewód uziemiający na pół i rozłożyć go w dwóch kierunkach.Podłącz jeden koniec każdego zakopanego przewodu do systemu uziemiającego.
Spróbuj poprowadzić część systemu do bardziej wilgotnych miejsc, takich jak odpływy z dachu lub miejsca, w których rośliny mają być podlewane.Jeśli w pobliżu znajduje się stalowa obudowa studni, możesz użyć jej jako pręta uziemiającego (wykonaj mocne, śrubowe połączenie z obudową).
W wilgotnym klimacie betonowe stopki zestawów montowanych na ziemi lub słupach, wieże generatorów wiatrowych lub pręty uziemiające zatopione w betonie nie zapewnią idealnego uziemienia.W tych miejscach beton będzie zwykle mniej przewodził niż wilgotna gleba otaczająca stopy fundamentowe.W takim przypadku zainstaluj pręt uziemiający w ziemi obok betonu u podstawy tablicy lub u podstawy wieży generatora wiatrowego i na każdej kotwicy z drutem odciągowym, a następnie połącz je wszystkie razem gołym, zakopanym drutem.
W suchym lub suchym klimacie często jest odwrotnie — stopy betonowe mogą mieć wyższą zawartość wilgoci niż otaczająca gleba i stwarzają ekonomiczną okazję do uziemienia.Jeśli pręt zbrojeniowy o długości 20 stóp (lub dłuższy) ma być osadzony w betonie, sam pręt zbrojeniowy może służyć jako pręt uziemiający.(Uwaga: Należy to zaplanować przed wylaniem betonu.) Ta metoda uziemienia jest powszechna w suchych miejscach i jest opisana w NEC, artykuł 250.52 (A3), „Elektroda w obudowie betonowej”.
Jeśli nie masz pewności, jaka metoda uziemienia jest najlepsza dla Twojej lokalizacji, porozmawiaj ze swoim inspektorem elektrycznym na etapie projektowania systemu.Nie można mieć zbyt dużego uziemienia.W suchym miejscu należy wykorzystać każdą okazję do zainstalowania zbędnych prętów uziemiających, zakopanego drutu itp. Aby uniknąć korozji, należy używać wyłącznie zatwierdzonego sprzętu do wykonywania połączeń z prętami uziemiającymi.Do niezawodnego łączenia przewodów uziemiających używaj miedzianych śrub rozporowych.
Uziemienie obwodów zasilania
W przypadku okablowania budynków NEC wymaga, aby jedna strona systemu zasilania prądem stałym była podłączona — lub „połączona” — do uziemienia.Część AC takiego systemu musi być również uziemiona w konwencjonalny sposób każdego systemu podłączonego do sieci.(Tak jest w Stanach Zjednoczonych. W innych krajach nieuziemione obwody zasilania są normą.) Uziemienie systemu zasilania jest wymagane w nowoczesnych systemach domowych w Stanach Zjednoczonych.Istotne jest, aby przewód ujemny prądu stałego i przewód neutralny prądu przemiennego były podłączone do uziemienia tylko w jednym punkcie w swoich odpowiednich systemach i oba do tego samego punktu w systemie uziemienia.Odbywa się to na centralnym panelu zasilania.
Producenci niektórych jednozadaniowych, samodzielnych systemów (takich jak słoneczne pompy wodne i przekaźniki radiowe) zalecają, aby nie uziemiać obwodu zasilania.Szczegółowe zalecenia znajdują się w instrukcjach producenta.
Okablowanie macierzy i technika „skrętki”.
Okablowanie tablicy powinno wykorzystywać przewody o minimalnej długości, schowane w metalowej ramie.Przewody dodatnie i ujemne powinny być równej długości iw miarę możliwości powinny być prowadzone razem.Zminimalizuje to indukcję nadmiernego napięcia między przewodami.Metalowy przewód (uziemiony) dodaje również warstwę ochronną.Zakop długie przewody zewnętrzne zamiast układać je nad głową.Przewód o długości 100 stóp (30 m) lub więcej jest jak antena — odbiera przepięcia nawet od wyładowań atmosferycznych w chmurach.Podobne przepięcia mogą nadal występować, nawet jeśli przewody są zakopane, ale większość instalatorów zgadza się, że zakopane przewody transmisyjne dodatkowo ograniczają możliwość uszkodzenia przez wyładowania atmosferyczne.
Prostą strategią zmniejszania podatności na przepięcia jest technika „skrętki”, która pomaga wyrównać i zniwelować wszelkie indukowane napięcia między dwoma lub więcej przewodami.Znalezienie odpowiedniego kabla zasilającego, który jest już skręcony, może być trudne, więc wykonaj następujące czynności: Rozłóż parę przewodów zasilających wzdłuż ziemi.Włóż patyk między druty i skręć je razem.Co 30 stóp (10 m) zmieniaj kierunek.(Jest to o wiele łatwiejsze niż próba skręcenia całej odległości w jednym kierunku.) Wiertarki elektrycznej można czasem użyć również do skręcenia przewodów, w zależności od rozmiaru drutu.Po prostu zamocuj końce przewodów w uchwycie wiertarki i pozwól, aby wiertarka skręciła ze sobą kable.Jeśli spróbujesz tej techniki, upewnij się, że wiertarka pracuje z najniższą możliwą prędkością.
Przewód uziemiający nie musi być skręcony z przewodami zasilającymi.W przypadku tras zakopanych należy użyć gołego drutu miedzianego;jeśli używasz kanału kablowego, poprowadź przewód uziemiający na zewnątrz kanału.Dodatkowy styk uziemiający poprawi uziemienie systemu.
Użyj skrętki dwużyłowej do wszelkich kabli komunikacyjnych lub sterujących (na przykład kabel przełącznika pływakowego do odcięcia pełnego zbiornika słonecznej pompy wodnej).Ten drut o mniejszej średnicy jest łatwo dostępny w postaci wstępnie skręconych, wielokrotnych lub jednoparowych kabli.Możesz także kupić ekranowaną skrętkę, która ma metalową folię otaczającą skręcone przewody i zwykle również oddzielny, goły przewód „drenowy”.Ekran kabla i przewód uziemiający należy uziemić tylko na jednym końcu, aby wyeliminować możliwość powstania pętli uziemienia (mniej bezpośredniej ścieżki do uziemienia) w okablowaniu.
Dodatkowa ochrona odgromowa
Oprócz szeroko zakrojonych środków uziemiających, specjalistyczne urządzenia przeciwprzepięciowe i (ewentualnie) piorunochrony są zalecane w miejscach, w których występują którekolwiek z poniższych warunków:
• Odosobniona lokalizacja na wzniesieniu w obszarze silnych wyładowań atmosferycznych
• Sucha, skalista lub w inny sposób słabo przewodząca gleba
• Przewód biegnie dłużej niż 100 stóp (30 m)
Odgromniki
Odgromniki (przepięcia) są przeznaczone do pochłaniania skoków napięcia spowodowanych burzami elektrycznymi (lub zasilaniem sieciowym niezgodnym ze specyfikacją) i skutecznie umożliwiają ominięcie okablowania zasilającego i sprzętu.Ochronniki przeciwprzepięciowe powinny być instalowane na obu końcach każdego długiego przewodu, który jest podłączony do dowolnej części systemu, w tym linii prądu przemiennego z falownika.Ograniczniki są wykonane dla różnych napięć zarówno dla prądu przemiennego, jak i stałego.Upewnij się, że używasz odpowiednich ograniczników do swojego zastosowania.Wielu instalatorów systemów rutynowo stosuje ograniczniki przepięć Delta, które są niedrogie i zapewniają pewną ochronę tam, gdzie zagrożenie wyładowaniami atmosferycznymi jest umiarkowane, ale jednostki te nie są już wymienione na liście UL.
Odgromniki PolyPhaser i Transtector to wysokiej jakości produkty do miejsc narażonych na wyładowania atmosferyczne i większych instalacji.Te trwałe jednostki zapewniają solidną ochronę i kompatybilność z szeroką gamą napięć systemowych.Niektóre urządzenia mają wskaźniki do wyświetlania trybów awarii.
Piorunochrony
„Porunochrony” to urządzenia do wyładowań statycznych, które są umieszczane nad budynkami i panelami fotowoltaicznymi i podłączane do ziemi.Mają zapobiegać gromadzeniu się ładunków elektrostatycznych i ewentualnej jonizacji otaczającej atmosfery.Mogą pomóc w zapobieganiu uderzeniu i mogą zapewnić ścieżkę dla bardzo wysokiego prądu do ziemi, jeśli wystąpi uderzenie.Nowoczesne urządzenia mają kształt kolca, często z wieloma punktami.
Piorunochrony są zwykle używane tylko w miejscach, w których występują ekstremalne burze elektryczne.Jeśli uważasz, że Twoja witryna należy do tej kategorii, zatrudnij wykonawcę, który ma doświadczenie w ochronie odgromowej.Jeśli instalator systemu nie jest odpowiednio wykwalifikowany, przed zainstalowaniem systemu należy rozważyć konsultację ze specjalistą ds. ochrony odgromowej.Jeśli to możliwe, wybierz instalatora PV z certyfikatem North American Board of Certified Energy Practitioners (NABCEP) (patrz Dostęp).Chociaż ten certyfikat nie dotyczy ochrony odgromowej, może wskazywać na poziom ogólnych kompetencji instalatora.
Poza zasięgiem wzroku nie z umysłu
Wiele prac związanych z ochroną odgromową jest zakopanych i poza zasięgiem wzroku.Aby upewnić się, że zostanie to wykonane poprawnie, zapisz to w umowie (umowach) z instalatorem systemu, elektrykiem, koparką, hydraulikiem, wiertnikiem lub kimkolwiek, kto wykonuje prace ziemne, które będą obejmować twój system uziemiający.
Czas postu: 10 sierpnia 2020 r