Основные компоненты распределительной коробки постоянного тока обычно включают предохранители и держатели предохранителей для фотоэлектрических систем, устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП, SPD) и выключатель-разъединитель постоянного тока. Они выполняют разные функции: отключение чрезмерного аварийного тока, ограничение импульсных перенапряжений и отключение цепи. Клеммы, соединения защитного заземления, кабельные вводы и корпус обеспечивают работу всей сборки.
Конкретная компоновка зависит от количества стрингов и схемы системы. Стринг — это последовательная цепочка фотоэлектрических модулей. Подробнее о месте коробки в солнечной установке читайте в нашем руководстве по распределительным коробкам для фотоэлектрических систем.
Основные выводы
- Предохранители для фотоэлектрических систем обеспечивают защиту от сверхтока при правильном выборе для данной цепи.
- УЗИП постоянного тока ограничивают импульсные перенапряжения и не заменяют предохранители или автоматические выключатели.
- Выключатели-разъединители постоянного тока обеспечивают коммутацию и разъединение в пределах указанных номинальных параметров, как правило, без автоматической защиты от сверхтока.
- Номинальные параметры компонентов: номинальный ток предохранителя, номинальный ток выключателя и разрядный ток УЗИП характеризуют разные возможности устройств.
Из каких основных компонентов состоит распределительная коробка постоянного тока?
Большинство компонентов распределительных коробок для солнечных батарей делятся на три группы: защитные устройства, электрические соединения и элементы корпуса.
| Компонент | Основная функция | Что проверить |
| Предохранитель и держатель для PV-цепей | Отключение чрезмерного аварийного тока и подключение плавкой вставки | Пригодность для PV-цепей, ток, напряжение DC, отключающая способность и размер |
| УЗИП постоянного тока | Ограничение импульсных перенапряжений | Ucpv, тип УЗИП, разрядные токи и уровень защиты |
| Выключатель-разъединитель постоянного тока | Отключение и разъединение заданной цепи | Рабочие напряжение и ток, схема соединения полюсов и категория применения |
| Клеммы и шины при их наличии | Соединение цепей и сбор токов в схемах объединения стрингов | Сечение проводников, допустимый ток и требования к подключению |
| Клеммы защитного заземления | Подключение необходимых защитных проводников | Схема заземления и требования к проводникам |
| Корпус и кабельные вводы | Защита внутренних компонентов и герметизация вводов | Степень IP, материал, диаметр кабеля и условия монтажа |
В некоторых коробках используются автоматические выключатели, устройства мониторинга или дополнительная защита. Поэтому перечень компонентов следует сверять с конкретной моделью, а не рассматривать как универсальную спецификацию.
saipwell DC 500V 1000V 1 in 1 out PV Solar Power Combiner Box
Предохранители постоянного тока и держатели предохранителей: как они защищают фотоэлектрические цепи.
От чего защищает фотоэлектрический предохранитель?
Предохранитель для фотоэлектрических систем отключает чрезмерный ток в соответствии со своей время-токовой характеристикой. В массиве с параллельно соединенными стрингами исправные стринги могут подавать обратный ток в поврежденный стринг. Если этот ток способен превысить допустимые пределы, правильно подобранная защита помогает защитить соответствующую цепь.
При повреждении фотоэлектрической системы сверхток может быть относительно небольшим. Поэтому предохранитель должен быть рассчитан на фотоэлектрическое применение и соответствующее напряжение постоянного тока. Предохранитель переменного тока с аналогичным номинальным током нельзя автоматически считать подходящей заменой.
Необходимость установки предохранителя в стринге зависит от возможного аварийного тока, ограничений модуля, допустимого тока проводников и применимых требований к монтажу. Для одного стринга не обязательно требуется такая же схема защиты, как для нескольких параллельно соединенных стрингов.
В чём разница между предохранителем и держателем предохранителя?
Плавкая вставка выполняет защитную функцию. Держатель предохранителя служит для ее установки и электрического подключения.
Их номинальные параметры могут различаться. Например, держатель, в который установлена плавкая вставка на 15 А, может иметь более высокий номинальный ток. Это не меняет защитных характеристик установленной вставки. Обе части должны быть совместимы по размерам, электрическим параметрам и условиям эксплуатации.
Какие параметры предохранителя нужно проверить?
- Номинальный ток: рассматривается вместе с время-токовой характеристикой для согласования защиты; это не точный порог мгновенного срабатывания.
- Номинальное напряжение постоянного тока: должно соответствовать максимальному напряжению цепи, включая напряжение холостого хода стринга с учетом температурной поправки.
- Отключающая способность: указывает аварийный ток, который предохранитель может безопасно отключить при заданных условиях.
- Размер и пригодность для фотоэлектрических цепей: определяют совместимость с держателем и возможность применения в PV-системах.
При выборе также учитываются ток короткого замыкания модуля (Isc), максимально допустимый номинальный ток последовательного предохранителя по документации модуля, допустимый ток проводников и температурное снижение номинальных характеристик. Предохранитель большего номинала не обязательно является лучшим выбором.
УЗИП постоянного тока и его роль в распределительной коробке
Чем защита от импульсных перенапряжений отличается от защиты от сверхтока?
УЗИП постоянного тока ограничивает кратковременные импульсные перенапряжения, например, наведенные близким ударом молнии или вызванные коммутацией. Предохранитель реагирует на чрезмерный ток в соответствии со своей время-токовой характеристикой. Это разные электрические явления, поэтому устройства не взаимозаменяемы.
УЗИП также не регулирует нормальное напряжение стринга и не гарантирует защиту от любых последствий удара молнии. Его эффективность зависит от правильного выбора и согласования с общей системой защиты от перенапряжений и молниезащиты.
Почему УЗИП подключается в отдельной защитной ветви?
Защитные элементы УЗИП обычно подключаются параллельно между соответствующими проводниками, а не последовательно в цепи всего рабочего тока нагрузки. В зависимости от схемы устройства защита может действовать между проводниками постоянного тока и/или между ними и защитным заземлением.
Правильное подключение и короткие, надлежащим образом проложенные соединительные проводники важны, поскольку монтаж влияет на напряжение, достигающее защищаемого оборудования. Подключение клемм должно соответствовать схеме конкретного УЗИП и схеме заземления системы. Отрицательный полюс PV-цепи не является автоматически защитным заземлением PE.
Как понимать номинальные параметры УЗИП?
| Параметр | Значение | Как его оценивать |
| Ucpv | Максимальное длительно допустимое рабочее напряжение для PV-применения | Сопоставить с максимальным напряжением, воздействующим на УЗИП |
| Тип 2 | Классификация УЗИП по испытаниям | Сам по себе тип 2 не подтверждает выполнение всех требований к молниезащите установки |
| In / Imax | Номинальный / максимальный разрядный ток при заданных импульсных испытаниях | Характеризуют способность выдерживать импульсные токи, а не длительный ток нагрузки |
| Up | Уровень напряжения защиты | Согласовать с импульсной стойкостью защищаемого оборудования |
Например, максимальный разрядный ток 40 кА характеризует способность УЗИП выдерживать кратковременный импульс при заданных условиях испытаний. Это не означает, что распределительная коробка может непрерывно выдавать ток 40 000 А.
Выключатели-разъединители постоянного тока и функции отключения
Для чего нужен выключатель-разъединитель постоянного тока?
Разъединитель постоянного тока обеспечивает разъединение заданной PV-цепи. Выключатель-разъединитель с соответствующими характеристиками также может включать и отключать ток нагрузки в установленных условиях эксплуатации. Устройство, рассчитанное только на разъединение, нельзя считать пригодным для коммутации под нагрузкой.
Открытие выключателя не делает всю солнечную установку полностью обесточенной. Проводники со стороны фотоэлектрических модулей могут оставаться под напряжением, пока на модули падает свет. Оборудование также может иметь другие источники питания или запасенную энергию. Поэтому обслуживание требует предусмотренных для установки процедур отключения и проверки отсутствия напряжения.
Чем выключатель-разъединитель отличается от автоматического выключателя?
| Характеристика | Выключатель-разъединитель DC | Автоматический выключатель DC |
| Основная функция | Коммутация и разъединение в пределах характеристик устройства | Автоматическая защита от сверхтока и отключение аварийного тока |
| Автоматическое отключение при сверхтоке | Как правило, нет | В соответствии с характеристикой срабатывания |
| Что проверить | Рабочие параметры DC, категорию применения и схему соединения полюсов | Напряжение DC, ток, отключающую способность и характеристику срабатывания |
Некоторые автоматические выключатели также обеспечивают разъединение. Наличие этой функции необходимо подтвердить по документации устройства.
Какие параметры выключателя-разъединителя нужно проверить?
Проверьте номинальное рабочее напряжение (Ue), номинальный рабочий ток (Ie), категорию применения, число полюсов и требуемую схему их соединения. Коммутационная способность при постоянном токе зависит от схемы соединения полюсов и условий эксплуатации.
Не следует путать номинальное напряжение изоляции (Ui) с номинальным рабочим напряжением. Одна лишь маркировка Ui не подтверждает, что выключатель может отключать номинальный ток при этом напряжении в любой схеме соединения полюсов.
Почему предохранители УЗИП и выключатели-разъединители применяются совместно
Эти устройства решают разные задачи. Повреждение, вызывающее чрезмерный ток, требует правильно согласованной защиты от сверхтока. Импульсное перенапряжение требует УЗИП. Для планового отключения цепи нужно устройство с подходящими функциями коммутации и разъединения.
Размещение устройств в одном корпусе создает удобную защитную сборку, но не делает их номинальные параметры взаимозаменяемыми. Устройства необходимо согласовать с фотоэлектрическими модулями, проводниками и инвертором. Если УЗИП требует дополнительной защиты от сверхтока, это требование следует проверить по его документации.
Вспомогательные компоненты соединения заземление и корпус
Внутренние соединения и элементы корпуса также влияют на надежность и работоспособность сборки.
Клеммы и шины: должны соответствовать сечению проводников и требуемому току. В схемах объединения стрингов шины собирают их токи; наличие и расположение шин зависят от модели. Правильная затяжка клемм помогает предотвратить перегрев соединений.
Защитное заземление: защитные проводники и соединения заземления УЗИП должны соответствовать схеме системы. Их не следует путать с отрицательным проводником PV-цепи.
Корпус и кабельные вводы: степень защиты IP описывает защиту от проникновения твердых частиц и воды при заданных условиях испытаний. Для ее сохранения необходимы подходящие кабельные вводы, кабели соответствующего диаметра и правильно закрытые крышки. Пригодность для наружной установки также зависит от свойств материала, температуры, воздействия солнечного света и места монтажа.
Внутренняя компоновка: достаточное пространство для проводников, отвод тепла и удобный доступ облегчают сборку, осмотр и обслуживание.
Пример Saipwell SP-PV-1/1 с одним входом и одним выходом
Распределительная коробка постоянного тока Saipwell SP-PV-1/1 показывает, как защитные и коммутационные устройства могут быть размещены в одном корпусе для одного стринга. Модель имеет один вход и один выход и не объединяет несколько параллельных стрингов.
saipwell DC 500V 1000V 1 in 1 out PV Solar Power Combiner Box
| Указанная комплектация | Что означают параметры |
| Плавкая вставка 10 × 38 мм, 15 А | Размер плавкой вставки и ее номинальный ток |
| УЗИП типа 2, Ucpv 1000 В, максимальный разрядный ток 40 кА | Длительно допустимое рабочее напряжение и импульсная разрядная способность |
| Выключатель-разъединитель DC, номинальный ток 32 А | Указанный номинальный ток коммутационного устройства |
| IP65, корпус из поликарбоната/АБС-пластика, настенный монтаж | Степень защиты корпуса, материал и способ монтажа |
В названии изделия указаны версии на 500 В и 1000 В; приведенные выше значения соответствуют таблице параметров версии на 1000 В. Перед выбором изделия необходимо подтвердить требуемую версию, перечень компонентов и схему подключения.
Предохранитель на 15 А, выключатель-разъединитель на 32 А и УЗИП с максимальным разрядным током 40 кА характеризуют разные свойства устройств. Эти значения нельзя трактовать как три альтернативных допустимых тока стринга. Для оценки пригодности изделия необходимо проверить параметры всей сборки и PV-цепи.
Часто задаваемые вопросы о компонентах распределительной коробки постоянного тока
Все ли распределительные коробки постоянного тока содержат одинаковые компоненты?
Нет. Состав компонентов зависит от количества стрингов, схемы выходов, напряжения системы и требований к защите. Некоторые модели включают автоматические выключатели или устройства мониторинга, а другие — предохранители, УЗИП и выключатель-разъединитель.
Может ли УЗИП постоянного тока заменить предохранитель?
Нет. УЗИП ограничивает импульсные перенапряжения, а предохранитель обеспечивает защиту от сверхтока. Дополнительную защиту от сверхтока, требуемую для УЗИП, также необходимо правильно согласовать.
Является ли выключатель-разъединитель постоянного тока автоматическим выключателем?
Нет. Обычный выключатель-разъединитель не отключается автоматически при сверхтоке. Автоматический выключатель обеспечивает автоматическую защиту и может также обеспечивать разъединение, если рассчитан на эту функцию.
Зачем в солнечном боксе с одним входом и одним выходом находятся защитные устройства?
Такая коробка позволяет разместить в одном корпусе устройства защиты и разъединения, предусмотренные для одного стринга, даже без объединения нескольких стрингов. Необходимость каждого устройства зависит от схемы системы.
Означает ли выключатель-разъединитель на 32 А допустимый ток стринга 32 А?
Нет. Номинальный ток выключателя сам по себе не определяет допустимый ток стринга. Необходимо проверить номинальные параметры входа, согласование предохранителя, допустимый ток проводников, ограничения модуля и требования инвертора.
Подбор компонентов для вашей фотоэлектрической системы
Проверяйте всю комплектацию, а не выбирайте коробку по самому большому значению напряжения или тока. Количество стрингов, максимальное напряжение цепи, ток, защитные устройства и условия эксплуатации должны соответствовать установке.
Другие варианты входов и выходов представлены в ассортименте распределительных коробок Saipwell для фотоэлектрических систем. При запросе коммерческого предложения укажите количество стрингов, напряжение холостого хода (Voc) и ток короткого замыкания (Isc) модулей, минимальную расчетную температуру, параметры входов инвертора и условия установки, чтобы можно было проверить предлагаемую комплектацию.
