Fulgerul este o cauză comună a defecțiunilor în sistemele fotovoltaice (PV) și eoliene electrice.O supratensiune dăunătoare poate apărea din cauza fulgerelor care lovesc la o distanță lungă de sistem sau chiar între nori.Dar majoritatea daunelor cauzate de fulgere pot fi prevenite.Iată câteva dintre cele mai rentabile tehnici care sunt în general acceptate de instalatorii de sisteme de alimentare, bazate pe decenii de experiență.Urmați acest sfat și aveți șanse foarte mari să evitați daunele cauzate de fulgere la sistemul dvs. de energie regenerabilă (RE).
Pune la pământ
Împământarea este cea mai fundamentală tehnică de protecție împotriva daunelor cauzate de trăsnet.Nu puteți opri un val fulger, dar îi puteți oferi o cale directă către pământ care ocolește echipamentul dvs. valoros și descarcă în siguranță valul în pământ.O cale electrică către pământ va descărca în mod constant electricitatea statică care se acumulează într-o structură supraterană.Adesea, acest lucru împiedică în primul rând atragerea fulgerului.
Dispozitivele de paratrăsnet și de protecție la supratensiune sunt concepute pentru a proteja echipamentele electronice prin absorbția supratensiunilor electrice.Cu toate acestea, aceste dispozitive nu sunt un substitut pentru o bună împământare.Ele funcționează numai împreună cu o împământare eficientă.Sistemul de împământare este o parte importantă a infrastructurii dumneavoastră de cablare.Instalați-l înainte sau în timp ce cablul de alimentare este instalat.În caz contrar, odată ce sistemul funcționează, este posibil ca această componentă importantă să nu fie bifată niciodată pe lista „de făcut”.
Primul pas în împământare este construirea unei căi de descărcare la masă prin legarea (interconectarea) a tuturor componentelor structurale metalice și a carcasei electrice, cum ar fi cadrele modulelor fotovoltaice, rafturile de montare și turnurile generatoarelor eoliene.Codul electric național (NEC), articolul 250 și articolul 690.41 până la 690.47 specifică dimensiunile, materialele și tehnicile de fire conforme cu codul.Evitați îndoirile ascuțite ale firelor de împământare - supratensiunile mari de curent nu le place să întoarcă colțurile strânse și pot sări cu ușurință la cablurile din apropiere.Acordați o atenție deosebită atașării sârmei de cupru la elementele structurale din aluminiu (în special cadrele modulelor fotovoltaice).Utilizați conectori etichetați „AL/CU” și elemente de fixare din oțel inoxidabil, care reduc potențialul de coroziune.Firele de împământare ale circuitelor DC și AC vor fi, de asemenea, conectate la acest sistem de împământare.(Consultați articolele Code Corner despre împământarea matricei fotovoltaice în HP102 și HP103 pentru mai multe sfaturi.)
Tije de pământ
Cel mai slab aspect al multor instalații este conexiunea cu pământul însuși.La urma urmei, nu poți doar să înșurubați un fir pe planetă!În schimb, trebuie să îngropați sau să loviți o tijă de metal conductiv, necoroziv (în general, cupru) în pământ și să vă asigurați că cea mai mare parte a suprafeței sale intră în contact cu solul conductiv (adică umed).În acest fel, atunci când electricitatea statică sau o supratensiune coboară pe linie, electronii se pot scurge în pământ cu o rezistență minimă.
În mod similar cu modul în care un câmp de scurgere disipă apa, împământarea acționează pentru a disipa electronii.Dacă o conductă de scurgere nu se descarcă adecvat în pământ, apar rezervări.Când electronii revin, ei trec decalajul (formând un arc electric) la cablajul de alimentare, prin echipament și abia apoi la masă.
Pentru a preveni acest lucru, instalați una sau mai multe tije de împământare placate cu cupru de 8 picioare (2,4 m), 5/8 inchi (16 mm), de preferință pe pământ umed.De obicei, o singură tijă nu este suficientă, mai ales pe teren uscat.În zonele în care pământul devine extrem de uscat, instalați mai multe tije, distanțandu-le la cel puțin 6 picioare (3 m) și conectându-le împreună cu sârmă de cupru goală, îngropată.O abordare alternativă este să îngropați sârmă de cupru goală nr. 6 (13 mm2), dublu #8 (8 mm2) sau mai mare într-un șanț de cel puțin 100 picioare (30 m) lungime.(Firul de împământare de cupru gol poate fi, de asemenea, rulat de-a lungul unui șanț care transportă conducte de apă sau de canalizare sau alte fire electrice.) Sau, tăiați firul de împământare în jumătate și întindeți-l în două direcții.Conectați un capăt al fiecărui fir îngropat la sistemul de împământare.
Încercați să direcționați o parte a sistemului în zone mai umede, cum ar fi acolo unde se scurge un acoperiș sau unde plantele urmează să fie udate.Dacă în apropiere există o carcasă de puț din oțel, o puteți folosi ca tijă de împământare (faceți o conexiune puternică, cu șuruburi la carcasă).
În zonele cu climă umedă, subsolurile din beton ale unei matrice montate pe sol sau pe stâlpi, sau un turn generator eolian sau tijele de împământare încapsulate în beton nu vor oferi împământare ideală.În aceste locații, betonul va fi de obicei mai puțin conductiv decât solul umed care înconjoară bazele.Dacă acesta este cazul, instalați o tijă de împământare în pământ lângă beton la baza unui tablou sau la baza turnului generatorului eolian și la fiecare ancoră de sârmă, apoi conectați-le pe toate împreună cu sârmă goală, îngropată.
În climatele uscate sau aride, opusul este adesea adevărat - bazele de beton pot avea un conținut de umiditate mai mare decât solul înconjurător și oferă o oportunitate economică de împământare.Dacă bara de armare de 20 de picioare (sau mai lungă) urmează să fie înglobată în beton, bara de armare în sine poate servi ca tijă de împământare.(Notă: Acest lucru trebuie planificat înainte de turnarea betonului.) Această metodă de împământare este obișnuită în locuri uscate și este descrisă în NEC, Articolul 250.52 (A3), „Electrod învelit în beton”.
Dacă nu sunteți sigur de cea mai bună metodă de împământare pentru locația dvs., discutați cu inspectorul electric în timpul fazei de proiectare a sistemului dumneavoastră.Nu poți avea prea multă împământare.Într-un loc uscat, folosiți orice ocazie pentru a instala bare de împământare redundante, sârmă îngropată etc. Pentru a evita coroziunea, utilizați numai feronerie aprobată pentru realizarea conexiunilor la barele de împământare.Utilizați șuruburi despicate din cupru pentru a îmbina firele de împământare în mod fiabil.
Împământarea circuitelor de alimentare
Pentru cablarea clădirii, NEC necesită ca o parte a unui sistem de alimentare CC să fie conectată – sau „legată” – la masă.Porțiunea de curent alternativ a unui astfel de sistem trebuie, de asemenea, să fie împământată în modul convențional al oricărui sistem conectat la rețea.(Acest lucru este adevărat în Statele Unite. În alte țări, circuitele de alimentare fără împământare sunt norma.) Împământarea sistemului de alimentare este necesară pentru un sistem modern de locuințe în Statele Unite.Este esențial ca negativul DC și neutrul AC să fie legate la masă doar într-un singur punct în sistemele lor respective și ambele în același punct în sistemul de împământare.Acest lucru se face la panoul central de alimentare.
Producătorii unor sisteme de sine stătătoare, cu un singur scop (cum ar fi pompele solare de apă și repetoarele radio) recomandă să nu legă la pământ circuitul de alimentare.Consultați instrucțiunile producătorului pentru recomandări specifice.
Cablajul matricei și tehnica „Pereche răsucită”.
Cablajul matricei ar trebui să folosească lungimi minime de sârmă, înfipte în cadrul metalic.Firele pozitive și negative trebuie să fie de lungime egală și să fie conduse împreună ori de câte ori este posibil.Acest lucru va minimiza inducerea unei tensiuni excesive între conductori.Conducta metalică (împământată) adaugă și un strat de protecție.Îngropați fire lungi de exterior în loc să le treceți deasupra capului.Un fir de 100 de picioare (30 m) sau mai mult este ca o antenă - va primi supratensiuni chiar și de la fulgerele din nori.Pot apărea supratensiuni similare chiar dacă firele sunt îngropate, dar majoritatea instalatorilor sunt de acord că cablurile de transmisie îngropate limitează și mai mult posibilitatea deteriorării fulgerelor.
O strategie simplă pentru a reduce susceptibilitatea la supratensiuni este tehnica „perechii răsucite”, care ajută la egalizarea și anularea oricăror tensiuni induse între cei doi sau mai mulți conductori.Poate fi dificil să găsești un cablu de alimentare potrivit care este deja răsucit, așa că iată ce trebuie să faci: așezați o pereche de fire de alimentare de-a lungul solului.Introduceți un băț între fire și răsuciți-le împreună.La fiecare 30 de picioare (10 m), alternați direcția.(Acest lucru este mult mai ușor decât încercarea de a răsuci întreaga distanță într-o direcție.) Un burghiu poate fi folosit uneori pentru a răsuci cablurile, în funcție de dimensiunea firului.Doar fixați capetele cablurilor în mandrina mașinii de găurit și lăsați ca acțiunea burghiului să răsucească cablurile împreună.Asigurați-vă că rulați burghiul la cea mai mică viteză posibilă dacă încercați această tehnică.
Firul de împământare nu trebuie să fie răsucit cu firele de alimentare.Pentru cursele de îngropare, utilizați sârmă de cupru goală;dacă utilizați conductă, treceți firul de împământare în afara conductei.Contactul suplimentar la pământ va îmbunătăți împământarea sistemului.
Utilizați un cablu cu pereche răsucită pentru orice cabluri de comunicație sau de control (de exemplu, un cablu de întrerupător cu plutitor pentru oprirea întregului rezervor a unei pompe solare de apă).Acest fir de ecartament mai mic este disponibil cu ușurință în cabluri pre-răsucite, multiple sau cu o singură pereche.De asemenea, puteți achiziționa un cablu ecranat cu perechi răsucite, care are o folie metalică care înconjoară firele răsucite și, de obicei, un fir separat, gol de „scurgere”.Împământați ecranul cablului și firul de scurgere doar la un capăt, pentru a elimina posibilitatea creării unei bucle de împământare (cale mai puțin directă către masă) în cablaj.
Protecție suplimentară împotriva trăsnetului
Pe lângă măsurile extinse de împământare, sunt recomandate dispozitive specializate de protecție la supratensiune și (eventual) paratrăsnet pentru site-urile cu oricare dintre următoarele condiții:
• Locație izolată pe teren înalt într-o zonă cu fulgere puternică
• Sol uscat, stâncos sau, în alt mod, slab conductiv
• Cablul rulează mai mult de 100 de picioare (30 m)
Paratrăsnet
Descărcătoarele de trăsnet (supratensiuni) sunt proiectate pentru a absorbi vârfurile de tensiune cauzate de furtunile electrice (sau de puterea de utilități care nu corespunde specificațiilor) și permit efectiv ca supratensiunea să ocolească cablurile de alimentare și echipamentele dumneavoastră.Dispozitivele de protecție la supratensiune trebuie instalate la ambele capete ale oricărui fir lung care este conectat la orice parte a sistemului dvs., inclusiv la liniile de curent alternativ de la un invertor.Despresoarele sunt realizate pentru diferite tensiuni atât pentru AC cât și pentru DC.Asigurați-vă că utilizați dispozitivele de blocare adecvate pentru aplicația dvs.Mulți instalatori de sisteme folosesc în mod obișnuit descărcătoare de supratensiune Delta, care sunt ieftine și oferă o anumită protecție acolo unde amenințarea fulgerelor este moderată, dar aceste unități nu mai sunt listate UL.
Descărcătoarele PolyPhaser și Transtector sunt produse de înaltă calitate pentru locații predispuse la fulgere și instalații mai mari.Aceste unități durabile oferă protecție robustă și compatibilitate cu o mare varietate de tensiuni ale sistemului.Unele dispozitive au indicatori pentru a afișa modurile de defecțiune.
Paratrăsnet
„Paratrăsnetul” sunt dispozitive de descărcare statică care sunt plasate deasupra clădirilor și a rețelelor solar-electrice și conectate la pământ.Acestea sunt menite să prevină acumularea de încărcare statică și eventuala ionizare a atmosferei înconjurătoare.Ele pot ajuta la prevenirea unei lovituri și pot oferi o cale pentru un curent foarte mare la masă, dacă are loc o lovitură.Dispozitivele moderne sunt în formă de vârf, adesea cu mai multe puncte.
Tijele de iluminat sunt de obicei folosite numai în locurile care se confruntă cu furtuni electrice extreme.Dacă credeți că site-ul dvs. se încadrează în această categorie, angajați un antreprenor care are experiență în protecția împotriva trăsnetului.Dacă instalatorul dvs. de sistem nu este atât de calificat, luați în considerare consultarea unui specialist în protecție împotriva trăsnetului înainte de instalarea sistemului.Dacă este posibil, selectați un instalator PV certificat de Consiliul Nord-American al Practicanților în Energie Certificați (NABCEP) (consultați Acces).Deși această certificare nu este specifică protecției împotriva trăsnetului, poate fi o indicație a nivelului de competență generală a unui instalator.
Din vedere, nu din minte
O mulțime de lucrări de protecție împotriva trăsnetului este îngropată și ferită de vedere.Pentru a vă asigura că se realizează corect, scrieți-l în contractul(ele) dvs. cu instalatorul de sistem, electricianul, excavatorul, instalatorul, forătorul de puțuri sau orice persoană care efectuează lucrări de terasament care va conține sistemul dvs. de împământare.
Ora postării: 10-aug-2020