Salama on yleinen syy vioista aurinkosähköjärjestelmissä (PV) ja tuulivoimajärjestelmissä.Haitallinen aalto voi aiheutua salamasta, joka osuu pitkälle järjestelmästä tai jopa pilvien väliin.Mutta suurin osa salaman vaurioista on vältettävissä.Tässä on joitain kustannustehokkaimmista tekniikoista, jotka sähköjärjestelmän asentajat ovat yleisesti hyväksyneet vuosikymmenten kokemuksen perusteella.Noudata näitä neuvoja, ja sinulla on erittäin hyvät mahdollisuudet välttää uusiutuvan energian (RE) järjestelmäsi salamavaurioita.
Hanki maadoitus
Maadoitus on tärkein tekniikka suojautua salaman aiheuttamilta vaurioilta.Et voi pysäyttää salamahuippua, mutta voit antaa sille suoran polun maahan, joka ohittaa arvokkaat laitteistosi ja purkaa tulvan turvallisesti maahan.Sähkötie maahan purkaa jatkuvasti staattista sähköä, joka kerääntyy maanpäälliseen rakenteeseen.Usein tämä estää salaman houkuttelemisen ensiksi.
Salamansammuttimet ja ylijännitesuojat on suunniteltu suojaamaan elektronisia laitteita absorboimalla sähköpiikkejä.Nämä laitteet eivät kuitenkaan korvaa hyvää maadoitusta.Ne toimivat vain tehokkaan maadoituksen yhteydessä.Maadoitusjärjestelmä on tärkeä osa johdotusinfrastruktuuria.Asenna se ennen virtajohdon asentamista tai sen aikana.Muuten, kun järjestelmä toimii, tämä tärkeä komponentti ei ehkä koskaan saa rastia pois tehtäväluettelosta.
Maadoituksen ensimmäinen vaihe on rakentaa purkausreitti maahan liittämällä (liittämällä yhteen) kaikki metalliset rakenneosat ja sähkökotelot, kuten aurinkosähkömoduulien rungot, asennustelineet ja tuuligeneraattoritornit.National Electrical Code (NEC), artikla 250 ja artikla 690.41–690.47 määrittelee koodin mukaiset johtokoot, materiaalit ja tekniikat.Vältä maadoitusjohtojen jyrkkiä mutkia – suuret virtapiikit eivät halua kääntää tiukkoja kulmia ja voivat helposti hypätä läheisiin johtoihin.Kiinnitä erityistä huomiota kuparilangan kiinnityksiin alumiinirakenteisiin elementteihin (erityisesti PV-moduulien kehyksiin).Käytä liittimiä, joissa on merkintä "AL/CU" ja ruostumattomasta teräksestä valmistettuja kiinnikkeitä, jotka vähentävät korroosion mahdollisuutta.Sekä DC- että AC-piirien maadoitusjohdot liitetään myös tähän maadoitusjärjestelmään.(Katso Code Corner -artikkeleita PV-matriisin maadoituksesta HP102:ssa ja HP103:ssa lisäohjeita varten.)
Maadoitetut sauvat
Monien asennusten heikoin puoli on yhteys itse maahan.Loppujen lopuksi et voi vain pulttaa johtoa planeetalle!Sen sijaan sinun on haudattava tai vasarattava johtavaa, syöpymätöntä metallia (yleensä kuparia) valmistettu sauva maahan ja varmistettava, että suurin osa sen pinta-alasta koskettaa johtavaa (eli kosteaa) maaperää.Tällä tavalla, kun staattinen sähkö tai aalto laskee linjaa pitkin, elektronit voivat valua maahan minimaalisella vastuksella.
Samalla tavalla kuin tyhjennyskenttä haihduttaa vettä, maadoitus hajottaa elektroneja.Jos tyhjennysputki ei laske riittävästi maahan, tapahtuu varmuuskopioita.Kun elektronit nousevat takaisin, ne hyppäävät raon (muodostaen sähkökaaren) virtajohdotukseen, laitteesi läpi ja vasta sitten maahan.
Tämän estämiseksi asenna yksi tai useampi 8 jalkaa pitkä (2,4 m), 5/8 tuuman (16 mm) kuparipinnoitettu maasauva, mieluiten kosteaan maahan.Yksi sauva ei yleensä riitä, etenkään kuivassa maassa.Alueille, joilla maa kuivuu erittäin kuivaksi, asenna useita tankoja vähintään 3 metrin etäisyydellä toisistaan ja yhdistä ne yhteen paljaalla kuparilangalla, haudattuna.Vaihtoehtoinen tapa on kaivaa #6 (13 mm2), kaksinkertainen #8 (8 mm2) tai suurempi paljas kuparilanka vähintään 100 jalkaa (30 m) pitkään kaivantoon.(Paljas kuparinen maadoitusjohto voidaan myös vetää kaivannon pohjaa pitkin, jossa on vesi- tai viemäriputket tai muut sähköjohdot.) Tai leikkaa maadoitusjohto kahtia ja levitä se kahteen suuntaan.Yhdistä jokaisen upotetun johdon yksi pää maadoitusjärjestelmään.
Yritä reitittää osa järjestelmästä kosteammille alueille, kuten katolle viemäriin tai kasveille.Jos lähistöllä on teräskaivon kotelo, voit käyttää sitä maadoitustankona (tee vahva, pultattu liitäntä koteloon).
Kosteassa ilmastossa maahan tai pylvääseen asennetun järjestelmän tai tuulivoimatornin betonialustat tai betoniin päällystetyt maadoitustangot eivät tarjoa ihanteellista maadoitusta.Näissä paikoissa betoni on tyypillisesti vähemmän johtavaa kuin alustoja ympäröivä kostea maaperä.Jos näin on, asenna maadoitustanko maahan betonin viereen ryhmän pohjaan tai tuuligeneraattorin tornin juureen ja jokaiseen lanka-ankkuriin ja yhdistä sitten ne kaikki yhteen paljaalla, haudatulla langalla.
Kuivissa tai kuivissa ilmastoissa tilanne on usein päinvastoin – betonijalkojen kosteuspitoisuus voi olla korkeampi kuin ympäröivän maaperän, ja se tarjoaa taloudellisen mahdollisuuden maadoitukseen.Jos 20 jalkaa pitkä (tai pidempi) raudoitus upotetaan betoniin, itse raudoitustanko voi toimia maadoitustankona.(Huomaa: Tämä on suunniteltava ennen betonin kaatamista.) Tämä maadoitusmenetelmä on yleinen kuivissa paikoissa, ja se kuvataan NEC:n pykälässä 250.52 (A3), "Betonikoteloitu elektrodi".
Jos et ole varma sijaintisi parhaasta maadoitusmenetelmästä, keskustele sähkötarkastajasi kanssa järjestelmäsi suunnitteluvaiheessa.Sinulla ei voi olla liikaa maadoitusta.Käytä kaikki mahdolliset tilaisuudet kuivaan paikkaan asentaaksesi ylimääräisiä maadoitussauvoja, upotettuja johtoja jne. Käytä vain hyväksyttyjä laitteita maadoitustankojen liittämiseen korroosion välttämiseksi.Käytä kuparisia jakopultteja maadoitusjohtimien yhdistämiseen luotettavasti.
Virtapiirien maadoitus
Rakennusjohdotusta varten NEC vaatii, että tasavirtajärjestelmän toinen puoli on liitetty - tai "sidottu" - maahan.Tällaisen järjestelmän AC-osuuden on myös oltava maadoitettu minkä tahansa verkkoon kytketyn järjestelmän tavanomaisella tavalla.(Tämä pätee Yhdysvalloissa. Muissa maissa maadoittamattomat virtapiirit ovat normi.) Sähköjärjestelmän maadoitus vaaditaan nykyaikaisessa kotijärjestelmässä Yhdysvalloissa.On tärkeää, että DC-negatiivinen ja AC-nolla on liitetty maahan vain yhdessä kohdassa vastaavissa järjestelmissään ja molemmat samaan kohtaan maadoitusjärjestelmässä.Tämä tehdään keskusvirtapaneelista.
Joidenkin yksittäisten yksittäisten järjestelmien (kuten aurinkovesipumput ja radiotoistimet) valmistajat suosittelevat olemaan maadoittamatta virtapiiriä.Katso erityiset suositukset valmistajan ohjeista.
Joukkojohdotus ja "kierretty pari" -tekniikka
Ryhmäjohdotuksen tulee käyttää vähimmäispituisia johtoja, jotka on työnnetty metallirunkoon.Positiivisten ja negatiivisten johtimien tulee olla yhtä pitkiä, ja ne tulee ajaa yhdessä aina kun mahdollista.Tämä minimoi liiallisen jännitteen induktion johtimien välillä.Metalliputki (maadoitettu) lisää myös suojakerroksen.Hauta pitkät ulkojohdot sen sijaan, että vedät niitä yläpuolelle.30 metrin (100 jalkaa) tai sitä pitempi johdin on kuin antenni – se vastaanottaa yliaaltoja jopa pilvissä.Samanlaisia ylijännitteitä voi silti esiintyä, vaikka johdot on haudattu, mutta useimmat asentajat ovat yhtä mieltä siitä, että haudatut siirtojohdot rajoittavat entisestään salamavaurioiden mahdollisuutta.
Yksinkertainen strategia ylijänniteherkkyyden vähentämiseksi on "kierretty pari" -tekniikka, joka auttaa tasaamaan ja kumoamaan kaikki indusoidut jännitteet kahden tai useamman johtimen välillä.Voi olla vaikea löytää sopivaa virtakaapelia, joka on jo kierretty, joten toimi näin: Aseta virtajohtopari maata pitkin.Työnnä tikku johtojen väliin ja kierrä ne yhteen.Vaihtele suuntaa 10 metrin (30 jalan) välein.(Tämä on paljon helpompaa kuin yrittää kiertää koko matka yhteen suuntaan.) Sähköporaa voidaan joskus käyttää myös johtojen kiertämiseen, riippuen langan koosta.Kiinnitä vain johtojen päät poran istukkaan ja anna poran toiminnan kiertää kaapelit yhteen.Varmista, että käytät poraa pienimmällä mahdollisella nopeudella, jos yrität tätä tekniikkaa.
Maadoitusjohtoa ei tarvitse kiertää virtajohtojen kanssa.Käytä hautaamiseen paljaaa kuparilankaa;jos käytät putkea, vedä maadoitusjohto putken ulkopuolelle.Ylimääräinen maadoituskontakti parantaa järjestelmän maadoitusta.
Käytä kierrettyä parikaapelia kaikissa tietoliikenne- tai ohjauskaapeleissa (esimerkiksi uimurikytkimen kaapelia aurinkovesipumpun täyden säiliön sulkemiseen).Tämä pienempi johto on helposti saatavilla esikierretynä, usean tai yhden parin kaapeleina.Voit myös ostaa suojatun kierretyn parikaapelin, jossa kierrettyjä johtoja ympäröi metallikalvo, ja tyypillisesti myös erillisen, paljaan "tyhjennysjohdon".Maadoita kaapelin suojus ja tyhjennysjohto vain toisesta päästä, jotta johdotukseen ei muodostu maasilmukan (vähemmän suoraa polkua maahan).
Ylimääräinen salamasuojaus
Kattavien maadoitustoimenpiteiden lisäksi suositellaan erityisiä ylijännitesuojalaitteita ja (mahdollisesti) ukkosenjohtimia kohteisiin, joissa on jokin seuraavista olosuhteista:
• Eristetty paikka korkealla alueella, jossa on kova salama
• Kuiva, kivinen tai muuten huonosti johtava maa
• Johto kulkee pidempään kuin 100 jalkaa (30 m)
Salamansammuttimet
Salamansammuttimet (ylijännitesuojat) on suunniteltu absorboimaan myrskyjen aiheuttamia jännitepiikkejä (tai poikkeavaa sähkönsyöttöä) ja mahdollistavat ylijännitesuojan tehokkaasti ohittamaan virtajohdot ja laitteesi.Ylijännitesuojat tulee asentaa minkä tahansa pitkän johdon molempiin päihin, jotka on kytketty mihin tahansa järjestelmän osaan, mukaan lukien invertterin vaihtovirtajohdot.Pysäyttimet valmistetaan eri jännitteille sekä vaihto- että tasavirtaa varten.Varmista, että käytät sovelluksellesi sopivia pysäyttimiä.Monet järjestelmän asentajat käyttävät rutiininomaisesti Delta-ylijännitesuojaimia, jotka ovat edullisia ja tarjoavat jonkin verran suojaa, kun salaman uhka on kohtalainen, mutta nämä yksiköt eivät enää ole UL-luettelossa.
PolyPhaser- ja Transtector-suojakytkimet ovat korkealaatuisia tuotteita ukkoselle alttiisiin paikkoihin ja suurempiin asennuksiin.Nämä kestävät yksiköt tarjoavat vankan suojan ja yhteensopivuuden useiden järjestelmäjännitteiden kanssa.Joissakin laitteissa on ilmaisimet, jotka näyttävät vikatilat.
Salamansuojat
"Salamanvarret" ovat staattisia purkauslaitteita, jotka on sijoitettu rakennusten ja aurinkosähköjärjestelmien yläpuolelle ja kytketty maahan.Niiden tarkoituksena on estää staattisen varauksen muodostuminen ja ympäröivän ilmakehän mahdollinen ionisaatio.Ne voivat auttaa estämään iskun ja voivat tarjota reitin erittäin suurelle virralle maahan, jos lakko tapahtuu.Nykyaikaiset laitteet ovat piikkimäisiä, usein monipisteisiä.
Valotaivoja käytetään tyypillisesti vain paikoissa, joissa esiintyy äärimmäisiä sähkömyrskyjä.Jos uskot sivustosi kuuluvan tähän luokkaan, palkkaa urakoitsija, jolla on kokemusta salamansuojauksesta.Jos järjestelmäasentajasi ei ole niin pätevä, harkitse salamansuojausasiantuntijan puoleen kääntymistä ennen järjestelmän asentamista.Jos mahdollista, valitse North American Board of Certified Energy Practitioners (NABCEP) -sertifioitu aurinkosähköasentaja (katso Access).Vaikka tämä sertifikaatti ei koskekaan ukkossuojausta, se voi olla osoitus asentajan yleisestä pätevyydestä.
Poissa silmistä, ei poissa mielestä
Suuri osa salamansuojatyöstä on haudattu ja poissa näkyvistä.Varmistaaksesi, että se tehdään oikein, kirjoita se sopimuksiisi järjestelmäasentajan, sähköasentajan, kaivinkoneen, putkimiehen, kaivonporaajan tai kenen tahansa kanssa, joka tekee maadoitusjärjestelmääsi liittyviä maatöitä.
Postitusaika: 10.8.2020