Blesk je častou príčinou porúch vo fotovoltaických (PV) a veterných elektrických systémoch.Škodlivý nárast môže nastať v dôsledku blesku, ktorý zasiahne veľkú vzdialenosť od systému alebo dokonca medzi oblakmi.Väčšine škôd bleskom sa však dá predísť.Tu sú niektoré z nákladovo najefektívnejších techník, ktoré inštalatéri energetických systémov všeobecne akceptujú na základe desaťročí skúseností.Postupujte podľa týchto rád a máte veľmi dobrú šancu, že sa vyhnete poškodeniu vášho systému obnoviteľnej energie (RE) bleskom.
Uzemnite sa
Uzemnenie je najzákladnejšou technikou ochrany pred poškodením bleskom.Nával blesku nezastavíte, ale môžete mu dať priamu cestu k zemi, ktorá obíde vaše cenné vybavenie a výboj bezpečne vybije do zeme.Elektrická cesta k zemi bude neustále vybíjať statickú elektrinu, ktorá sa hromadí v nadzemnej konštrukcii.Často to v prvom rade bráni priťahovaniu bleskov.
Bleskozvody a prepäťové ochrany sú určené na ochranu elektronických zariadení pohlcovaním elektrických prepätí.Tieto zariadenia však nenahrádzajú dobré uzemnenie.Fungujú iba v spojení s účinným uzemnením.Uzemňovací systém je dôležitou súčasťou vašej elektroinštalačnej infraštruktúry.Nainštalujte ho pred alebo počas inštalácie elektrického vedenia.V opačnom prípade, akonáhle systém funguje, tento dôležitý komponent nemusí byť nikdy začiarknutý v zozname úloh.
Prvým krokom v uzemnení je vytvorenie výbojovej cesty k zemi spojením (prepojením) všetkých kovových konštrukčných komponentov a elektrických krytov, ako sú rámy fotovoltických modulov, montážne stojany a veže veterných generátorov.Národný elektrický kódex (NEC), článok 250 a článok 690.41 až 690.47 špecifikujú veľkosti vodičov, materiály a techniky v súlade s predpismi.Vyhnite sa ostrým ohybom v uzemňovacích vodičoch – vysoké prúdové rázy sa neradi otáčajú úzkymi rohmi a môžu ľahko preskočiť na blízke vedenie.Venujte zvláštnu pozornosť pripevneniu medeného drôtu na hliníkové konštrukčné prvky (najmä rámy FV modulov).Používajte konektory označené „AL/CU“ a spojovacie prvky z nehrdzavejúcej ocele, ktoré znižujú možnosť korózie.K tomuto uzemňovaciemu systému budú pripojené aj uzemňovacie vodiče DC aj AC obvodov.(Ďalšie rady nájdete v článkoch Code Corner o uzemnení fotovoltického poľa v HP102 a HP103.)
Zemné tyče
Najslabšou stránkou mnohých inštalácií je samotné spojenie so zemou.Koniec koncov, nemôžete len tak priskrutkovať drôt k planéte!Namiesto toho musíte do zeme zakopať alebo zatĺcť tyč z vodivého, nekorozívneho kovu (zvyčajne medi) a zabezpečiť, aby sa väčšina jej povrchu dotýkala vodivej (to znamená vlhkej) pôdy.Týmto spôsobom, keď sa po vedení dostane statická elektrina alebo prepätie, elektróny môžu odtekať do zeme s minimálnym odporom.
Podobne ako drenážne pole rozptyľuje vodu, uzemnenie pôsobí na rozptyľovanie elektrónov.Ak odtoková rúra nevedie adekvátne do zeme, dochádza k zálohovaniu.Keď sa elektróny vrátia späť, preskočia medzeru (vytvoria elektrický oblúk) do vášho elektrického vedenia, cez vaše zariadenie a až potom na zem.
Aby ste tomu zabránili, nainštalujte jednu alebo viac 8 stôp dlhých (2,4 m), 5/8 palcov (16 mm) pomedených uzemňovacích tyčí, najlepšie vo vlhkej zemi.Jedna tyč zvyčajne nestačí, najmä v suchom prostredí.V oblastiach, kde je zem extrémne suchá, nainštalujte niekoľko tyčí tak, aby boli od seba vzdialené aspoň 3 m a spojte ich holým medeným drôtom zakopaným do zeme.Alternatívnym prístupom je zakopať #6 (13 mm2), dvojitý #8 (8 mm2) alebo väčší holý medený drôt do výkopu s dĺžkou najmenej 100 stôp (30 m).(Holý medený uzemňovací vodič môže byť tiež vedený pozdĺž dna výkopu, ktorý vedie vodovodné alebo kanalizačné potrubie alebo iné elektrické vodiče.) Alebo prerežte uzemňovací vodič na polovicu a roztiahnite ho v dvoch smeroch.Pripojte jeden koniec každého podzemného vodiča k uzemňovaciemu systému.
Pokúste sa nasmerovať časť systému do vlhkejších oblastí, napríklad tam, kde strecha odteká alebo kde sa majú zavlažovať rastliny.Ak je v blízkosti oceľový plášť, môžete ho použiť ako uzemňovaciu tyč (urobte pevné, skrutkové spojenie s plášťom).
Vo vlhkom podnebí betónové pätky poľa namontovaného na zemi alebo stĺpoch alebo veže veterného generátora alebo uzemňovacie tyče zapuzdrené v betóne neposkytujú ideálne uzemnenie.V týchto miestach bude betón zvyčajne menej vodivý ako vlhká pôda obklopujúca základy.Ak je to tak, nainštalujte uzemňovaciu tyč do zeme vedľa betónu na základni poľa alebo na základni veže veterného generátora a pri každej kotve kotevného drôtu, potom ich všetky spojte holým zakopaným drôtom.
V suchom alebo suchom podnebí je opak často pravdou – betónové pätky môžu mať vyšší obsah vlhkosti ako okolitá pôda a ponúkajú ekonomickú príležitosť na uzemnenie.Ak má byť 20 stôp dlhá (alebo dlhšia) výstuž zapustená do betónu, samotná výstuž môže slúžiť ako uzemňovacia tyč.(Poznámka: Toto sa musí naplánovať pred naliatím betónu.) Tento spôsob uzemnenia je bežný na suchých miestach a je opísaný v NEC, článok 250.52 (A3), „Elektróda zapuzdrená betónom“.
Ak si nie ste istí najlepším spôsobom uzemnenia pre vašu lokalitu, porozprávajte sa so svojím elektroinšpektorom počas fázy návrhu vášho systému.Nemôžete mať príliš veľa uzemnenia.Na suchom mieste využite každú príležitosť na inštaláciu redundantných uzemňovacích tyčí, podzemných vodičov atď. Aby ste predišli korózii, na pripojenie k uzemňovacím tyčiam používajte iba schválený hardvér.Na spoľahlivé spojenie uzemňovacích vodičov použite medené deliace skrutky.
Uzemňovacie silové obvody
Pre elektroinštaláciu budovy NEC vyžaduje, aby bola jedna strana jednosmerného napájacieho systému pripojená – alebo „pripojená“ – k zemi.AC časť takéhoto systému musí byť tiež uzemnená konvenčným spôsobom akéhokoľvek systému pripojeného k sieti.(To platí v Spojených štátoch amerických. V iných krajinách sú neuzemnené elektrické obvody štandardom.) Uzemnenie napájacieho systému sa vyžaduje pre moderný domáci systém v Spojených štátoch.Je nevyhnutné, aby jednosmerný záporný a striedavý neutrál boli spojené so zemou iba v jednom bode v ich príslušných systémoch a obe s rovnakým bodom v uzemňovacom systéme.Toto sa vykonáva na centrálnom napájacom paneli.
Výrobcovia niektorých jednoúčelových, samostatných systémov (ako sú solárne vodné čerpadlá a rádiové zosilňovače) odporúčajú neuzemňovať napájací obvod.Konkrétne odporúčania nájdete v pokynoch výrobcu.
Zapojenie a technika „skrúteného páru“.
Zapojenie poľa by malo používať minimálne dĺžky drôtu zastrčeného do kovovej konštrukcie.Kladné a záporné vodiče by mali mať rovnakú dĺžku a mali by byť vedené spolu, kedykoľvek je to možné.Tým sa minimalizuje indukcia nadmerného napätia medzi vodičmi.Kovové vedenie (uzemnené) tiež pridáva vrstvu ochrany.Pochovajte dlhé vonkajšie káble namiesto toho, aby ste ich viedli nad hlavou.Drôt s dĺžkou 100 stôp (30 m) alebo viac je ako anténa – zachytí nárazy aj od bleskov v oblakoch.K podobným prepätiam môže dôjsť aj vtedy, keď sú vodiče zakopané, ale väčšina inštalatérov súhlasí s tým, že zakopané prenosové vedenie ďalej obmedzuje možnosť poškodenia bleskom.
Jednoduchou stratégiou na zníženie náchylnosti na prepätia je technika „krúteného páru“, ktorá pomáha vyrovnávať a rušiť akékoľvek indukované napätie medzi dvoma alebo viacerými vodičmi.Môže byť ťažké nájsť vhodný napájací kábel, ktorý je už skrútený, takže postupujte takto: Položte pár napájacích káblov pozdĺž zeme.Vložte palicu medzi drôty a otočte ich dohromady.Každých 30 stôp (10 m) zmeňte smer.(Je to oveľa jednoduchšie, ako sa pokúšať skrútiť celú vzdialenosť jedným smerom.) Na zakrútenie vodičov sa niekedy môže použiť aj elektrická vŕtačka, v závislosti od veľkosti vodiča.Len zaistite konce káblov do skľučovadla vŕtačky a nechajte vŕtačku skrútiť káble dohromady.Ak vyskúšate túto techniku, uistite sa, že beží vŕtačka na najnižšiu možnú rýchlosť.
Uzemňovací vodič nemusí byť skrútený s napájacími vodičmi.Na pohrebné cesty použite holý medený drôt;ak používate vedenie, veďte uzemňovací vodič mimo vedenia.Dodatočný uzemňovací kontakt zlepší uzemnenie systému.
Pre akékoľvek komunikačné alebo ovládacie káble použite kábel s krútenou dvojlinkou (napríklad kábel plavákového spínača na vypnutie solárneho vodného čerpadla pri plnej nádrži).Tento drôt s menším priemerom je ľahko dostupný vo vopred skrútených, viacnásobných alebo jednopárových kábloch.Môžete si tiež kúpiť tienený krútený párový kábel, ktorý má kovovú fóliu obklopujúcu skrútené vodiče a zvyčajne aj samostatný holý „odtokový“ vodič.Uzemnite tienenie kábla a vypúšťací vodič len na jednom konci, aby ste vylúčili možnosť vytvorenia uzemňovacej slučky (menej priamej cesty k zemi) v kabeláži.
Dodatočná ochrana pred bleskom
Okrem rozsiahlych uzemňovacích opatrení sa odporúčajú špecializované zariadenia na ochranu proti prepätiu a (možno) bleskozvody pre miesta s niektorou z nasledujúcich podmienok:
• Izolované miesto na vyvýšenom mieste v oblasti so silnými bleskami
• Suchá, skalnatá alebo inak slabo vodivá pôda
• Káble sú dlhšie ako 100 stôp (30 m)
Zvodiče bleskov
Bleskozvody (prepätia) sú navrhnuté tak, aby absorbovali napäťové špičky spôsobené elektrickými búrkami (alebo neštandardnou sieťovou energiou) a účinne umožnili prepätiu obísť elektrické vedenie a vaše zariadenie.Prepäťové ochrany by mali byť inštalované na oboch koncoch akéhokoľvek dlhého vedenia, ktoré je pripojené k akejkoľvek časti vášho systému, vrátane AC vedení z meniča.Zvodiče sú vyrábané pre rôzne napätia pre AC aj DC.Uistite sa, že používate vhodné zvodiče pre vašu aplikáciu.Mnoho inštalatérov systémov bežne používa zvodiče prepätia Delta, ktoré sú lacné a ponúkajú určitú ochranu tam, kde je hrozba blesku mierna, ale tieto jednotky už nie sú uvedené v zozname UL.
Zvodiče PolyPhaser a Transtector sú vysoko kvalitné produkty pre miesta náchylné na blesky a väčšie inštalácie.Tieto odolné jednotky ponúkajú robustnú ochranu a kompatibilitu so širokou škálou systémových napätí.Niektoré zariadenia majú indikátory na zobrazenie režimov zlyhania.
Bleskozvody
„Bleskové tyče“ sú zariadenia na statický výboj, ktoré sú umiestnené nad budovami a solárnymi elektrickými poliami a sú spojené so zemou.Majú zabrániť hromadeniu statického náboja a prípadnej ionizácii okolitej atmosféry.Môžu pomôcť zabrániť štrajku a môžu poskytnúť cestu pre veľmi vysoký prúd do zeme, ak k štrajku dôjde.Moderné zariadenia majú tvar hrotov, často s viacerými hrotmi.
Osvetľovacie tyče sa zvyčajne používajú iba na miestach, kde dochádza k extrémnym elektrickým búrkam.Ak si myslíte, že váš web patrí do tejto kategórie, najmite si dodávateľa, ktorý má skúsenosti s ochranou pred bleskom.Ak váš systémový inštalatér nie je taký kvalifikovaný, zvážte pred inštaláciou systému konzultáciu s odborníkom na ochranu pred bleskom.Ak je to možné, vyberte si certifikovaného inštalatéra fotovoltických zariadení od Severoamerickej rady certifikovaných energetických praktizujúcich (NABCEP) (pozri Prístup).Hoci táto certifikácia nie je špecifická pre ochranu pred bleskom, môže byť ukazovateľom úrovne celkovej spôsobilosti inštalatéra.
Zíde z dohľadu, nie z mysle
Veľa práce na ochrane pred bleskom je zakopaných a mimo dohľadu.Aby ste zabezpečili, že sa to urobí správne, zapíšte si to do svojej zmluvy (zmluv) s vaším inštalatérom systému, elektrikárom, bagrom, inštalatérom, vŕtačom studní alebo kýmkoľvek, kto vykonáva zemné práce, ktoré budú obsahovať váš uzemňovací systém.
Čas odoslania: august-10-2020