Els sistemes solars fotovoltaics estan molt exposats a les sobretensions-induïdes per llamps a causa de les grans matrius fotovoltaiques exteriors i el cablejat de CC llarg. A diferència dels sistemes de CA, els circuits fotovoltaics de CC no tenen cap punt d'encreuament de tensió zero-, de manera que una selecció incorrecta de SPD pot provocar un arc de CC sostingut i un risc d'incendi. Estàndard: IEC 61643-31 / IEC 61643-32.

Fonts clau de risc

Sobretensió induïda per llamps-de llamps propers

Corrent de llamp parcial per a plantes-muntades a gran-en terra

Commuta de transitoris del funcionament MPPT de l'inversor

Sobretensió acoblada a l'alimentació de CC, sortida de CA i línies de comunicació

Disseny SPD de diverses-etapes

1. Cara de corrent continu (matriu fotovoltaica → entrada inversor)

FV a petita-escala del terrat: instal·leu un SPD-de CC tipus 2 als terminals d'entrada de CC de l'inversor. MCOV (tensió de funcionament continu màxima) ha de ser superior a 1,15 × voltatge de circuit obert-de la matriu fotovoltaica.

Ground-mounted / high-lightning-risk sites: Deploy Type 1+Type 2 combined DC SPD inside PV combiner boxes and inverter DC terminals. If DC cable length >A 10 m entre la matriu i l'inversor, s'ha d'instal·lar SPD a banda i banda del cable de CC.

❗ Ha d'utilitzar PV-SPD especial DC; El SPD de CA normal no es pot utilitzar per a circuits fotovoltaics de CC.

2. Lateral CA (sortida CA de l'inversor → connexió a la xarxa)

Instal·leu AC SPD a l'armari de sortida de CA de l'inversor.

Per a edificis amb protecció externa contra llamps: escriviu 1+2 AC SPD al quadre de distribució principal.

PV general del terrat: SPD AC tipus 2 és acceptable.

3. Circuits de senyal i comunicació

Afegiu un SPD de senyal de tipus 3 per a RS485, MODBUS, sensors de monitorització i línies de control de motor de seguiment-per suprimir les pujades de línia-de dades.

4. Requisit de presa de terra

Els marcs dels mòduls fotovoltaics, els suports de muntatge, els tancaments de les caixes combinadores i les carcasses dels inversors s'han de connectar de manera fiable al sistema de connexió a terra equipotencial. Una bona connexió a terra és la base de la protecció contra sobretensions.

Guia de selecció ràpida

Nota: l'SPD necessita una protecció contra-corrent (fusible/interruptor en miniatura). Substituïu SPD quan l'indicador d'error mostri una fallada.

Protecció contra llamps per a equips industrials

Els llocs industrials contenen PLC, convertidors de freqüència, servoaccionaments, sensors, instrumentació i busos de comunicació. Els danys no només provenen dels llamps directes, sinó principalment de les sobretensions transitòries inductives/conductores que es propaguen a través de cables d'alimentació, línies de senyal i xarxa de connexió a terra. Adopta un concepte de protecció coordinada de 3-capes: intercepció de llamps externs → desviació de sobretensió d'entrada-potència → subjecció fina del terminal de l'equip.

Capa 1: protecció externa contra llamps (intercepció de llamps)

Terminals d'aire/parallamps, conductors de baixada-i malla de terra per desviar el corrent directe dels llamps a terra, evitant l'impacte directe als edificis i equips de les fàbriques.

Realitzar la connexió equipotencial de totes les estructures metàl·liques: armaris d'equips, safates de cables, marcs d'acer, canonades. Minimitzar la diferència de potencial durant els llamps.

La xarxa de connexió a terra de baixa-resistència i-ben mallada és fonamental.

Capa 2: protecció contra sobretensions de la font d'alimentació (nivell de distribució)

Armari d'entrada principal: Ajusteu SPD tipus 1 per a lloc amb protecció contra llamps externa, per desviar el corrent de llamp parcial (impuls 10/350 μs).

Sub-panells de distribució per a zones de producció: instal·leu SPD de tipus 2 (impuls de 8/20 μs) per suprimir la commutació de xarxa-i les sobretensions induïdes per llamps.

Armaris de càrrega crítica-(per a PLC, controladors d'automatització): implementeu SPD de tipus 2 o tipus 2+3 a prop dels terminals d'alimentació de l'equip per reduir la tensió de sobretensió residual.

Els interruptors i fusibles no poden substituir l'SPD: reaccionen massa lentament a les pujades de nivell-nanosegons.

Capa 3: protecció contra sobretensions de bus de senyal i de camp-(protecció fina del terminal)

Protegiu tots els cables de senyal de baixa{0}}tensió d'entrada/sortida:

Línies de sensors analògics 4-20 mA

Bus de camp RS485 / Modbus / Profibus

Ethernet, circuits d'enclavament de control

Utilitzeu SPD-que coincideixen amb el senyal (GDT + MOV + TVS multi-etapa): la GDT descarrega una gran-tensió d'energia; MOV/TVS subjecta la tensió residual al nivell segur del circuit de senyal-. El senyal SPD ha de coincidir amb la tensió del senyal, l'amplada de banda i la impedància de transmissió.

Normes importants d'instal·lació

Mantingueu els conductors de connexió SPD curts i rectes, reduïu l'àrea del bucle per evitar l'augment de tensió causat per la inductància del cable-de plom.

SPD necessita una còpia de seguretat dedicada al-dispositiu de protecció actual.

Coordinació en cascada: Tipus 1 → Tipus 2 → Tipus 3, mantingui la impedància de separació requerida / longitud del cable entre les etapes per a la coordinació energètica.

Es recomana el control remot de l'estat-SPD per a les plantes industrials desateses per a una alarma d'error primerenca.

Resum de l'esquema típic de protecció industrial

Sistema parallamps extern + connexió equipotencial + connexió a terra de malla.

Centralita principal: SPD tipus 1 (si hi ha risc-de llamps).

Sub-panells de producció: SPD tipus 2.

Armari d'equips crítics: escriviu 2+3 SPD d'alimentació + SPD de senyal per a tot el cablejat de camp.