फोटोवोल्टिक प्रणालियों के लिए पीवी सर्किट ब्रेकर की विशेष आवश्यकताएँ क्या हैं?

क्षेत्र मामला: जब एक मानक ब्रेकर ने सोलर ऐरे को ऑफलाइन कर दिया

दक्षिणी स्पेन में एक वाणिज्यिक भवन ने एक सामान्य विद्युत आपूर्तिकर्ता से प्राप्त घटकों का उपयोग करके 120 किलोवाट का छत सौर ऐरे स्थापित किया। शुरू करने के तीन महीने बाद, गर्मी की लहर के दौरान प्रणाली ऑफलाइन हो गई। स्थापक ने दोष को एक सुरक्षा उपकरण तक पहचाना जो जड़ित हो गया था: एक मानक एसी मिनीएचर सर्किट ब्रेकर को एक समर्पित पीवी सर्किट ब्रेकर की आवश्यकता थी, लेकिन उसके स्थान पर लगाया गया था।

600 वोल्ट के छत स्ट्रिंग पर क्या घटित हुआ

इस ऐरे में दो श्रृंखला स्ट्रिंग्स का उपयोग किया गया, जिनका खुले-परिपथ वोल्टेज लगभग 600 वी डीसी तक पहुँच गया। उस वोल्टेज पर, एक सामान्य एसी ब्रेकर दोष को विश्वसनीय रूप से समाप्त नहीं कर सकता, क्योंकि एसी आर्क को बुझाने में सहायता करने वाला धारा शून्य-पार कभी नहीं होता। यह उपकरण अत्यधिक गर्म हो गया, इसकी ट्रिपिंग क्षमता समाप्त हो गई, और पूरी स्ट्रिंग के लिए सुरक्षा चुपचाप निष्क्रिय हो गई। हॉन्गशिन एआईओटी के क्षेत्र इंजीनियरों ने साइट की समीक्षा करते समय नोट किया कि कॉम्बाइनर बॉक्स में कोई भी डीसी-दर्जा प्राप्त वियोजन या आर्क-दोष उपकरण नहीं था।

इस अवरोध के कारण ऑपरेटर को गर्मियों की चरम दरों के दौरान अनिश्चित उत्पादन के लगभग दो सप्ताह का नुकसान हुआ। दोष का निदान लगाने के लिए तीन साइट आवाजाहियाँ करनी पड़ीं, क्योंकि एसी ब्रेकर में कोई घटना लॉग नहीं था और न ही कोई दूरस्थ स्थिति सूचना थी। इस अनुभव ने मालिक को भविष्य की प्रत्येक छत पर डीसी-दर्जा प्राप्त सुरक्षा और मूल स्ट्रिंग निगरानी की आवश्यकता लगाने के लिए प्रेरित किया, जो कई पुनर्स्थापना विफलताओं में एक सामान्य प्रवृत्ति है, जहाँ मूल स्थापनाकर्ता ने फोटोवोल्टिक वायरिंग को सामान्य भवन परिपथों के समान माना था।

डीसी आर्किंग एसी दोषों से कैसे भिन्न होती है

प्रत्यावर्ती धारा प्रति सेकंड 100 या 120 बार शून्य से गुजरती है, जिससे आर्क को बुझाने के लिए ब्रेकर को एक प्राकृतिक अवसर मिलता है। दिष्ट धारा में ऐसा कोई विराम नहीं होता। पीवी सर्किट ब्रेकर इसे आर्क को एक लंबे, ठंडे कक्ष में जबरदस्ती धकेलना और इसे इतना खींचना होगा कि वह बुझ जाए। यह यांत्रिक अंतर इसलिए है कि एक एसी भाग का उपयोग करना एक वास्तविक सुरक्षा जोखिम है, न कि कोई छोटी छलांग।

जोखिम विश्लेषण: फोटोवोल्टिक परिपथों को विशेष सुरक्षा क्यों आवश्यकता होती है

फोटोवोल्टिक परिपथों में जोखिम के विशिष्ट पैटर्न होते हैं, जो पारंपरिक भवन वायरिंग में नहीं होते। उन जोखिमों को समझना सही विनिर्देशन की पहली कदम है।

उलटी धारा और स्ट्रिंग-क्रॉस बैकफीड

जब समानांतर समूह में एक स्ट्रिंग विफल हो जाती है या छाया में आ जाती है, तो स्वस्थ स्ट्रिंग्स विफल पथ के माध्यम से धारा को उलटी दिशा में धकेल सकती हैं। डीसी-रेटेड पीवी सर्किट ब्रेकर या डायोड अलगाव के बिना, यह उलटी धारा चालकों और कनेक्टरों को अत्यधिक गर्म कर देती है। विफलता के लक्षण अक्सर स्पष्ट नहीं होते, जब तक कि विद्युतरोधक पिघल न जाए।

ऐसा आर्क दोष जिसे मानक ब्रेकर नहीं पकड़ पाते

श्रृंखला आर्क तब बनते हैं जब कोई कनेक्टर ढीला हो जाता है या कोई तार तापीय चक्रीकरण के तहत फट जाता है। ये आर्क ब्रेकर के ट्रिप दहलीज़ से कम धारा खींचते हैं, परंतु आग लगाने के लिए पर्याप्त ऊष्मा उत्पन्न करते हैं। केवल डीसी के लिए डिज़ाइन किया गया आर्क-फॉल्ट डिटेक्शन ही इस हस्ताक्षर को पहचान सकता है। एनईसी अनुच्छेद 690 इसे कई प्रणालियों के लिए फोटोवोल्टिक आर्क-फॉल्ट सुरक्षा आवश्यकता के माध्यम से स्पष्ट रूप से संबोधित करता है।

क्षेत्र के कर्मचारी अक्सर तब तक परिणाम को नहीं पाते जब तक कि विद्युतरोधन पहले से ही जलकर काला नहीं हो गया होता। शुरुआती स्थापना के दौरान तापीय इमेजिंग सहायक होती है, परंतु रोकथाम, डिटेक्शन से श्रेष्ठ होती है। पीवी सर्किट ब्रेकर के साथ एकीकृत एएफसीआई का विनिर्देशन सुरक्षा को उस स्रोत पर स्थानांतरित कर देता है जहाँ आर्क शुरू होता है, बजाय एक दूरस्थ मुख्य स्विच पर निर्भर रहने के जो एक छोटी, लगातार धारा का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो कभी भी ट्रिप दहलीज़ को पार नहीं करती।

पीवी सर्किट ब्रेकर के लिए तकनीकी विश्लेषण और मानक

सही उपकरण का विनिर्देशन करने का अर्थ है कि विद्युत मानों और लागू मानकों को एक साथ पढ़ा जाए।

डीसी रेटिंग, 1.56 कारक, और एएफसीआई तर्क

उचित पीवी सर्किट ब्रेकर इसमें डीसी वोल्टेज रेटिंग स्ट्रिंग के अधिकतम संभावित वोल्टेज से अधिक होती है, न कि उसके नाममात्र के मान से। अधिकांश डिज़ाइन ओपन-सर्किट वोल्टेज पर 1.56 का सुरक्षा कारक लगाते हैं ताकि ठंडे तापमान में वृद्धि को शामिल किया जा सके। आधुनिक यूनिट्स में एफसीआई (आर्क फॉल्ट सर्किट इंटररप्टर) लॉजिक सम्मिलित होता है, जो धारा तरंगरूप का नमूना लेता है, एक आर्क के अनियमित संकेत को चिह्नित करता है, और मिलीसेकंड के भीतर सर्किट को खोल देता है। हॉन्गक्सिन एआईओटी यूनिट्स निर्धारित डीसी ब्रेकिंग क्षमता और एफसीआई प्रतिक्रिया समय दोनों को प्रकाशित करती हैं ताकि डिज़ाइनर्स सुरक्षा मार्जिन की पुष्टि कर सकें।

आईईसी 62109, आईईसी 60947-2, एनईसी 690, यूएल 1741

विनिर्देश में चार संदर्भ प्रमुखता से उपयोग किए जाते हैं। आईईसी 62109 प्रकाशवैद्युतिक प्रणालियों के लिए पावर कन्वर्टर्स की सुरक्षा को शामिल करता है। आईईसी 60947-2 कम वोल्टेज स्विचगियर के लिए सर्किट-ब्रेकर प्रदर्शन को परिभाषित करता है, जिसमें डीसी संस्करण भी शामिल हैं। उत्तर अमेरिका में, यूएल 1741 इन्वर्टर्स और संबद्ध उपकरणों की सूची बनाता है, जबकि एनईसी अनुच्छेद 690 स्थापना नियम निर्धारित करता है। एक पीवी सर्किट ब्रेकर निर्यात के लिए अभिप्रेत उत्पाद को प्रासंगिक प्रमाणन का प्रमाण ले जाना चाहिए, न कि कोई सामान्य एसी मार्क।

चिह्नित करना और ट्रेसैबिलिटी टेस्ट के समान ही महत्वपूर्ण हैं। एक विश्वसनीय दस्तावेज़ में सटीक मॉडल, डीसी ब्रेकिंग क्षमता और प्रमाणन निकाय का उल्लेख होना चाहिए। हॉन्गक्सिन एआईओटी प्रति-बैच रिकॉर्ड रखता है, ताकि एक देश में स्थापित पीवी सर्किट ब्रेकर को वर्षों बाद भी बीमा या पुनर्विक्रय समीक्षा के दौरान समान फ़ाइल के साथ सत्यापित किया जा सके।

व्यावहारिक चयन, निरीक्षण और रखरखाव

सही भाग केवल तभी प्रणाली की रक्षा करते हैं जब उन्हें अनुशासन के साथ चुना, स्थापित और रखरखाव किया जाए।

उपयुक्त पीवी सर्किट ब्रेकर का चयन कैसे करें

उपकरण को स्ट्रिंग के अधिकतम डीसी वोल्टेज और ऐरे की शॉर्ट-सर्किट धारा के अनुरूप चुनें, फिर १.५६ की सुरक्षा सीमा जोड़ें। एक प्रामाणिक डीसी ब्रेकिंग रेटिंग की पुष्टि करें और बड़े छतों के लिए एकीकृत एएफसीआई की आवश्यकता होती है। उन आपूर्तिकर्ताओं से खरीदारी करें जो परीक्षण रिपोर्ट प्रकाशित करते हैं; हॉन्गक्सिन एआईओटी प्रत्येक मॉडल के साथ आईईसी और यूएल प्रलेखन प्रदान करता है, ताकि खरीद टीमें कस्टम्स और निरीक्षणों को बिना पुनर्कार्य के पूरा कर सकें।

ऐरे को सुरक्षित रूप से चलाए रखने के लिए जाँच

हर छह महीने में कॉम्बाइनर बॉक्स का निरीक्षण करें—गर्मी, रंग परिवर्तन या टर्मिनल पर ढीला टॉर्क नहीं होना चाहिए। सुनिश्चित करें कि आइसोलेशन स्विच डीसी-रेटेड हैं और पीवी सर्किट ब्रेकर अभी भी ऑफ़ स्थिति में दृढ़ता से क्लिक करते हैं। किसी भी यूनिट को दो बार से अधिक दोष के तहत ट्रिप होने पर प्रतिस्थापित कर देना चाहिए, क्योंकि प्रत्येक घटना के बाद आंतरिक संपर्क घटित हो जाते हैं।

प्रत्येक ऐरे के लिए एक पृष्ठ का लॉग रखें, जिसमें प्रत्येक ट्रिप, मौसम और उस समय करंट रीडिंग का उल्लेख हो। ट्रिप आवृत्ति में प्रवृत्तियाँ कठोर विफलता से काफी पहले एक घटित कनेक्टर की ओर संकेत करती हैं। समान भार के तहत बार-बार ट्रिप करने वाले पीवी सर्किट ब्रेकर का मूल कारण विश्लेषण किया जाना चाहिए, केवल रीसेट करना और आशा करना पर्याप्त नहीं है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: क्या एक सामान्य एसी ब्रेकर सोलर स्ट्रिंग की रक्षा कर सकता है?

एक सामान्य एसी मिनीएचटर सर्किट ब्रेकर डीसी दोष को विश्वसनीय रूप से समाप्त नहीं कर सकता, क्योंकि प्रत्यक्ष धारा में प्राकृतिक शून्य-पार (ज़ीरो-क्रॉसिंग) का अभाव होता है, जो एसी आर्क को बुझाने में सहायता करता है। ६०० वी डीसी पर संपर्क बंद होकर जुड़ सकते हैं और सुरक्षा अक्षम हो सकती है। फोटोवोल्टाइक स्ट्रिंग्स के लिए डीसी विच्छेदन रेटिंग और आर्क-बुझाने वाले कक्ष के साथ एक समर्पित पीवी सर्किट ब्रेकर की आवश्यकता होती है।

प्रश्न: एक पीवी सर्किट ब्रेकर की वोल्टेज रेटिंग क्या होनी चाहिए?

उपकरण को स्ट्रिंग के अधिकतम संभावित ओपन-सर्किट वोल्टेज से अधिक होना चाहिए, न कि नाममात्र पैनल रेटिंग से। अधिकांश इंजीनियर ठंडे-तापमान ओपन-सर्किट वोल्टेज को १.५६ के सुरक्षा गुणक से गुणा करते हैं और उस परिणाम से ऊपर की रेटिंग वाला ब्रेकर चुनते हैं। यह सुरक्षा मार्जिन शीतऋतु की सुबहों में वोल्टेज शिखर के दौरान ब्रेकर पर अत्यधिक तनाव न लगने की गारंटी देता है।

प्रश्न: क्या फोटोवोल्टाइक प्रणालियों के लिए आर्क-फॉल्ट सुरक्षा अनिवार्य है?

कई उत्तर अमेरिकी स्थापनाओं में, एनईसी अनुच्छेद 690 के अनुसार कुछ डीसी परिपथों पर फोटोवोल्टिक आर्क-फॉल्ट सर्किट सुरक्षा की आवश्यकता होती है। जहाँ भी यह अनिवार्य न हो, एएफसीआई तर्क एक ढीले कनेक्टर के अनियमित धारा संकेत का पता लगाता है, जिससे पहले कि वह आग पकड़ ले। एक पीवी सर्किट ब्रेकर के साथ एकीकृत एएफसीआई का निर्दिष्ट करना बड़े या पहुँच में कठिन छतों पर आग के जोखिम को कम करता है।

प्रश्न: कॉम्बाइनर बॉक्स ब्रेकर्स का निरीक्षण कितनी बार किया जाना चाहिए?

छह महीने की दृश्य और तापीय जाँच अधिकांश समस्याओं को शुरुआत में पकड़ लेती है। गर्म एनक्लोज़र्स, बदले हुए रंग के टर्मिनल्स या बंद स्थिति में ढीला महसूस होने वाले ब्रेकर को देखें। किसी भी पीवी सर्किट ब्रेकर को दो बार से अधिक बार दोष को रोकने के बाद प्रतिस्थापित कर देना चाहिए, क्योंकि बार-बार होने वाली आर्किंग घटनाओं के बाद आंतरिक संपर्क अपनी स्पष्टीकरण क्षमता खो देते हैं।

प्रश्न: कौन से मानक सिद्ध करते हैं कि एक पीवी सर्किट ब्रेकर अनुपालन करता है?

आईईसी ६०९४७-२ में कम वोल्टेज सर्किट-ब्रेकर के प्रदर्शन, जिसमें डीसी प्रकार शामिल हैं, का वर्णन किया गया है, जबकि आईईसी ६२१०९ फोटोवोल्टाइक प्रणाली की सुरक्षा को संबोधित करता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, यूएल १७४१ और एनईसी अनुच्छेद ६९० लागू होते हैं। आपूर्तिकर्ताओं को इन मानकों का संदर्भ देते हुए परीक्षण प्रमाणपत्र प्रदान करने चाहिए, न कि कोई सामान्य एसी मंजूरी चिह्न।

प्रश्न: पूर्ण प्रलेखन प्रकाशित करने वाले आपूर्तिकर्ता का चयन क्यों करें?

सीमा शुल्क अधिकारी, बीमा कंपनियाँ और विद्युत निरीक्षक अब अधिकाधिक ट्रेसेबल प्रमाणन की माँग कर रहे हैं। हॉन्गक्सिन एआईओटी जैसा आपूर्तिकर्ता, जो प्रत्येक पीवी सर्किट ब्रेकर के साथ आईईसी और यूएल परीक्षण रिपोर्ट जारी करता है, इंस्टॉलर को बिना पुनः कार्य किए निरीक्षण पास करने में सक्षम बनाता है और अंतिम मालिक को एक वैध रखरखाव रिकॉर्ड प्रदान करता है।