Photovoltaic DC Arc Issues Kynning og lausnir

Með hraðri þróun sólartækni hefur raforkuframleiðsla orðið ein mikilvægasta græna orkulausnin um allan heim. Ljósvökvakerfi gegna mikilvægu hlutverki, hvort sem er á húsþökum, iðnaðargörðum eða stórum- sólarorkuverum. Á sama tíma er smám saman að vekja athygli á öryggismálum ljóskerfa. Jafnstraumbogi, sem rafmagnsfyrirbæri sem getur haft áhrif á stöðugleika ljósvakakerfa, er þess virði að allir iðkendur og notendur skilji vandlega.

1.The Meaning of DC Arc Striking

Jafnstraumsbogi, eins og nafnið gefur til kynna, vísar til þess fyrirbæris að hringbogi myndast á milli snertipunkta þegar straumleið í jafnstraumsrás er skyndilega rofin.

Rafbogi er tegund af gaslosunarfyrirbæri. Þegar gas er jónað myndar það leiðandi rás sem leiðir til rafboga. Í DC rafrásum, þegar örlítið bil verður í hringrásinni, mun DC spennan yfir bilið búa til rafsvið innan hennar. Þegar rafsviðsstyrkurinn nær ákveðnu marki verða loftsameindir jónaðar. Loftsameindir eru gerðar úr atómum sem samanstanda af jákvætt hlaðnum kjarna og neikvætt hlaðnum rafeindum. Undir sterku rafsviði fá rafeindir næga orku til að losna úr kjarnanum og verða að frjálsum rafeindum. Þessar frjálsu rafeindir hraða í rafsviðinu, rekast á aðrar loftsameindir, jóna fleiri sameindir og mynda þar með mikinn fjölda frjálsra rafeinda og jákvæðra jóna. Þetta ferli er þekkt sem niðurbrot gas. Þegar gasið er brotið niður myndast rafbogi.

DC Arc Striking Process:

Fyrir jafnstraum, þar sem hann hefur ekki núllþverunarpunkt og straumstefnan breytist ekki, getur boginn stöðugt tekið á móti orku, sem gerir það erfitt að slökkva hann sjálfur.

Samkvæmt hringrásartengingaraðferðinni og ljósbogastaðsetningunni er hægt að skipta bogum í raðboga og samsíða boga (Líta má á jarðboga sem sérstaka tegund samhliða boga). Röðbogar eiga sér venjulega stað innan eins lifandi leiðara. Vegna þess að bilið á milli leiðara er lítið og það eru margir leiðarar, er tíðni þess hærri; þar að auki, þar sem raðbogamerkið er veikt og auðvelt að hylja það með hávaða, er erfitt að greina það og ef ekki er brugðist við í tíma getur það auðveldlega valdið eldsvoða. Samhliða bogar myndast venjulega á milli mismunandi lifandi leiðara. Þar sem bilið á milli leiðara er stórt og leiðin er flókin, er tíðni þess lægri. Eins og er geta verndarráðstafanir eins og öryggi og aflrofar í raun stjórnað áhrifum samhliða boga.

2.OrsakirDC Arc Striking

2.1Tengingarhluti vandamál

Tengihlutir eru einn algengasti vandræðastaðurinn í ljósvakakerfi og eru einnig aðalorsök jafnstraumsboga.

• Laus, oxuð eða slitin tengi (svo sem MC4 innstungur) eru algeng vandamál: Við langtímanotkun geta tengin losnað vegna þátta eins og titrings og hitabreytinga. Laus tengi geta aukið snertiviðnám, myndað mikið magn af hita þegar straumur fer í gegnum, sem veldur því að hitastig tengisins hækkar. Hátt hitastig flýtir fyrir oxun og sliti tengisins, sem skapar vítahring sem að lokum leiðir til bila sem geta kallað fram ljósboga.

• Kröppun á kapalsamskeytum er ekki í samræmi við staðal: Ófullnægjandi krimpkraftur eða leki getur leitt til lélegrar snertingar við kapalsamskeyti, sem á sama hátt eykur snertiþol, framkallar háan hita og getur þar af leiðandi valdið ljósboga.

2.2 Vandamál með leiðara

Vírar eru mikilvægir þættir í ljósvakakerfum til að flytja straum og hafa gæði þeirra og ástand bein áhrif á örugga notkun kerfisins.

• Skemmdir á einangrunarlagi kapalsins geta valdið bili milli leiðarans og jarðtengdra hluta eða málmstoða, sem getur leitt til ljósboga: Einangrun kapalsins getur skemmst við uppsetningu eða notkun vegna þátta eins og vélrænna skemmda eða efnatæringar.

• Vírinn getur skemmst af utanaðkomandi kröftum (svo sem nagdýrum sem naga eða vélrænni núningi), sem leiðir til staðbundinnar váhrifa, sem er einnig ein af orsökum ljósbogateygjunnar: Í sumum ljósaafstöðvum utandyra koma nagdýr af og til sem naga strengi.

2.3Umhverfis- og öldrunarþættir

Umhverfisþættir og öldrun búnaðar eru einnig mikilvægar orsakir jafnstraumboga í ljósvakakerfi.

• Langvarandi útsetning fyrir háum hita og miklum raka getur flýtt fyrir öldrun íhluta, sem leiðir til lækkunar á einangrunarafköstum: Í háum-hitaumhverfi fara efni íhlutanna í hitaöldrun, sem veldur því að frammistaða þeirra minnkar smám saman; í umhverfi með mikilli-raka geta íhlutirnir orðið rakir og haft áhrif á einangrunareiginleika þeirra.

• Ryk og tæring safnast upp við tengipunktana, sem getur truflað rafsamfellu og valdið bilafhleðslu: Í rykugu umhverfi með sterka ætandi eiginleika hafa tengipunktar tilhneigingu til að safna miklu ryki og ætandi efnum. Þessi efni geta hindrað sendingu rafstraums, aukið viðnám á tengipunktum, myndað hátt hitastig og hugsanlega valdið ljósbogamyndun.

3. Uppgötvun Tækni og Notkun DC Arc í Photovoltaics

3.1 Bogagallarrofi (AFCI/AFDD)

Hlutverk AFCI er að „greina og slökkva á rafmagni“ strax þegar ljósbogi verður, sem kemur í veg fyrir að eldurinn breiðist út.

Það er venjulega samþætt í DC-samsetningarkassa, invertera eða aflrofar til að fylgjast með straummerkjum í rauntíma. Þegar bogi verður, sýnir núverandi bylgjulögun sérstakan há-tíðni hávaða og röskun. AFCI notar reiknirit til að greina þetta óeðlilega merki og aftengir hringrásina fljótt.

Eins og sýnt er á núverandi litrófsbylgjuforminu hér að ofan, gefur rauði litrófið til kynna rafboga, greinilega andstæða við bláann þar sem enginn bogi er.

Í dæmigerðu rafkerfi er tilviljunarkennd bakgrunnshljóð yfirleitt aðeins breytileg við tíðni yfir 200 kHz. Aftur á móti starfa skiptastýringarrásir eins og invertarar í rafkerfinu venjulega á litrófum undir 50 kHz. Svo ekki sé minnst á, straumgjafamerkið sjálft er á enn lægri tíðni 50/60 Hz. Þess vegna, með því að nota FFT reikniritið til að umbreyta greindum kapalstraumi í tíðnisviðið og greina síðan tíðnisviðið á milli 30 kHz og 100 kHz, er hægt að greina á skilvirkan hátt á milli eðlilegrar notkunar hringrásarkerfisins og óeðlilegra ljósbogaskilyrða.

Aðalbygging

AFCI bogabilunarrofar samanstanda aðallega af rofaeiningu, lekaeiningu, afleiningareiningu, merkjakælingareiningu, útkeyrslueiningu og samskiptaviðmótseiningu.

• Rafmagnseining: veitir afl til viðkomandi tækja inni í AFCI/AFDD.

• Merkjameðferðareining: Straummerki í aðalrásinni er flutt í gegnum línustraumspenni til merkjaskilyrðingareiningarinnar. Einingin magnar upp, leiðréttir og síar merkið áður en það er sent til örstýringarinnar til vinnslu.

• Útleysiseining: Í AFCI-bogabilunarrofanum notar rafseguluppbygging útleysiseiningarinnar nýja orku-sparnaðartækni, sem lágmarkar kjarnatap og skammhlaupstap rafsegulkerfis rofans og hámarkar þar með orkusparnað. Stuðpúðabúnaði er bætt við til að draga úr orkuáhrifum á rafsegulkerfið, bæta lokunarafköst rofans og lengja endingartíma hans. Rekstrarbúnaður útleysiseiningarinnar getur tekið á móti bilunarmerkjum sem greind eru af aðalstýringarflísinni MCU og truflað spóluhringrásina með stýrissnertum, þar sem rafsegulbúnaðurinn brýtur aðalrásina. Eftir að bilunin hefur verið eytt, endurstillir eininguna með því að ýta á stýrihnappinn.

• Samskiptaviðmótseining: Þessi eining gerir kleift að senda-rauntíma gagna eins og straum-, spennu-, straumfasa- og bogamerkja til flugstöðvartölvunnar, sem gerir fjareftirlit kleift.

Starfsregla

Aðalstýringarflís MCU AFCI bogabilunarrofa fylgist með straummerkinu í aðalrásinni í rauntíma. Þegar ljósbogabilun greinist í aðalrásinni sendir örstýringin útfallsmerki og útrásarrásin framkvæmir útrásaraðgerðina.

3.2Infrarauð hitamyndatækni

Innrauð hitamyndatækni greinir óeðlilega hitun á tengipunktum í gegnum innrauða myndavél, sem gerir kleift að bera kennsl á hugsanlega bogahættu fyrirfram. Slæmri snertingu fylgir oft staðbundið hátt hitastig og innrauð hitamyndataka getur greinilega sýnt þessi há-hitasvæði og veitt viðhaldsfólki leiðandi tilvísun.

4.Varnarráðstafanir og framkvæmd vegna DC Bogabilunar í ljósvökva

4.1 Venjuleg uppsetning

Rétt uppsetning er grunnurinn að því að koma í veg fyrir DC ljósboga í ljósvakakerfum. Á meðan á uppsetningarferlinu stendur skaltu ganga úr skugga um að tengi og kapalsamskeyti séu þétt saman til að forðast lausar tengingar. Nota skal fagleg verkfæri til að pressa, vinna með tilgreindum krafti til að tryggja lágmarks snertiviðnám á tengipunktunum.

Á sama tíma skaltu velja einangrunarefni sem uppfylla staðla til að draga úr hættu á vélrænni skemmdum. Þegar snúrur eru settar upp skal forðast of miklar beygjur og teygjur til að koma í veg fyrir skemmdir á einangrunarlaginu.

4.2Val íhluta

Veldu tengi og snúrur sem þola öldrun og háan hita, og sérstaklega í erfiðu umhverfi, auka verndarstig íhluta (eins og IP65/IP67). Þegar íhlutir eru valdir skaltu íhuga að fullu umhverfisaðstæður ljósaflsstöðvarinnar, svo sem hitastig, rakastig og ætandi eiginleika.

Til dæmis, í ljósavirkjum á háum-hitasvæðum ætti að velja tengi og snúrur sem geta haldið stöðugri afköstum við hærra hitastig; í mjög ætandi umhverfi eins og strandsvæðum ætti að velja íhluti með tæringarþol.

4.3 Bestun kerfishönnunar

Hagræðing kerfishönnunar skiptir sköpum til að koma í veg fyrir jafnstraumboga í ljósvakakerfum. Í hönnunarferlinu er mikilvægt að forðast of háa DC spennu (sem verður að vera í samræmi við öryggisstaðla), draga úr löngum kapalhlaupum og lágmarka líkur á losun bils.

Skipuleggðu á skynsamlegan hátt fyrirkomulag ljósvakaeininga og leiðslu kapla, með það að markmiði að lágmarka lengd kapalsins og fækka beygjum og samskeytum í strengnum. Á sama tíma ætti að setja upp viðeigandi hlífðarbúnað, svo sem öryggi, aflrofa og ljósbogabilunarvarnarbúnað, til að skera tafarlaust af straumnum ef einhver frávik verða í hringrásinni.