Гром је чест узрок кварова у фотонапонским (ПВ) и ветроелектричним системима.До штетног таласа може доћи услед муње која удари са велике удаљености од система, или чак између облака.Али већина оштећења од грома се може спречити.Ево неких од најисплативијих техника које су генерално прихваћене од стране инсталатера електроенергетских система, на основу деценија искуства.Пратите овај савет и имате веома добре шансе да избегнете оштећење вашег система обновљиве енергије (РЕ) од муње.
Гет Гроундед
Уземљење је најосновнија техника заштите од оштећења грома.Не можете зауставити удар грома, али можете му дати директан пут до земље који заобилази вашу вредну опрему и безбедно испушта талас у земљу.Електрични пут до земље ће стално испуштати статички електрицитет који се акумулира у надземној структури.Често ово спречава привлачење муње на првом месту.
Одводници грома и пренапонски штитници су дизајнирани да заштите електронску опрему апсорбовањем електричних пренапона.Међутим, ови уређаји нису замена за добро уземљење.Они функционишу само у комбинацији са ефикасним уземљењем.Систем уземљења је важан део ваше инфраструктуре ожичења.Инсталирајте га пре или док је инсталирано ожичење за напајање.У супротном, када систем ради, ова важна компонента можда никада неће бити означена на листи „обавези“.
Први корак у уземљивању је конструисање пута за пражњење до земље повезивањем (међусобно повезивање) свих металних структурних компоненти и електричних кућишта, као што су оквири фотонапонских модула, носачи за монтажу и стубови ветрогенератора.Национални електрични кодекс (НЕЦ), члан 250 и члан 690.41 до 690.47 одређују величине жице, материјале и технике усклађене са кодом.Избегавајте оштре кривине жица за уземљење—пренапони велике струје не воле да скрећу уске углове и могу лако да пређу на оближње жице.Обратите посебну пажњу на причвршћивање бакарне жице на алуминијумске конструкцијске елементе (посебно на оквире фотонапонских модула).Користите конекторе са ознаком „АЛ/ЦУ” и причвршћиваче од нерђајућег челика, који смањују могућност корозије.Жице за уземљење и једносмерне и наизменичне струје ће такође бити повезане на овај систем уземљења.(Погледајте чланке Цоде Цорнер о уземљењу ПВ низа у ХП102 и ХП103 за више савета.)
Гроунд Родс
Најслабији аспект многих инсталација је веза са самом земљом.На крају крајева, не можете само причврстити жицу на планету!Уместо тога, морате закопати или забити шипку од проводљивог, некорозивног метала (обично бакра) у земљу и уверити се да већина његове површине додирује проводљиво (што значи влажно) тло.На овај начин, када статички електрицитет или напон дође низ линију, електрони могу да се одводе у земљу са минималним отпором.
На сличан начин као што одводно поље распршује воду, уземљење делује на расипање електрона.Ако се одводна цев не испушта на одговарајући начин у земљу, долази до резервних копија.Када се електрони враћају назад, они прескачу празнину (формирајући електрични лук) на ваше ожичење за напајање, кроз вашу опрему, и тек онда на уземљење.
Да бисте ово спречили, инсталирајте једну или више 2,4 м дугачких 8 стопа (2,4 м), 5/8 инча (16 мм) бакрених шипки за уземљење, пожељно у влажну земљу.Један штап обично није довољан, посебно на сувом терену.У областима где се земља изузетно осуши, поставите неколико шипки, размакните их најмање 6 стопа (3 м) и повежите их голом бакарном жицом, закопаном.Алтернативни приступ је закопавање #6 (13 мм2), дупло #8 (8 мм2) или веће голе бакарне жице у ров дужине најмање 100 стопа (30 м).(Огољена бакарна жица за уземљење такође може да се провуче дуж дна рова који носе водоводне или канализационе цеви или друге електричне жице.) Или, преполовите жицу за уземљење и раширите је у два смера.Повежите један крај сваке закопане жице на систем за уземљење.
Покушајте да усмерите део система у влажнија подручја, на пример тамо где се кров одводи или где треба заливати биљке.Ако се у близини налази челично кућиште бунара, можете га користити као шипку за уземљење (направите чврсту, вијчану везу са кућиштем).
У влажним климатским условима, бетонска подножја низа постављених на земљу или стубове, или торња ветрогенератора, или уземљене шипке обложене бетоном неће обезбедити идеално уземљење.На овим локацијама, бетон ће обично бити мање проводљив од влажног тла око темеља.Ако је то случај, уградите шипку за уземљење у земљу поред бетона у подножју низа, или у подножју вашег торња ветрогенератора и на сваком сидрењу жице, а затим их све спојите голом, закопаном жицом.
У сувој или сушној клими, често је супротно – бетонска подлога може имати већи садржај влаге од околног тла и нуди економичну прилику за уземљење.Ако се арматура дужине 20 стопа (или дужа) треба уградити у бетон, сама арматура може послужити као шипка за уземљење.(Напомена: Ово се мора планирати пре изливања бетона.) Овај метод уземљења је уобичајен на сувим локацијама и описан је у НЕЦ, члан 250.52 (А3), „Електрода обложена бетоном“.
Ако нисте сигурни која је најбоља метода уземљења за вашу локацију, разговарајте са својим електричним инспектором током фазе пројектовања вашег система.Не можете имати превише уземљења.На сувом месту, користите сваку прилику да инсталирате редундантне шипке за уземљење, закопане жице итд. Да бисте избегли корозију, користите само одобрени хардвер за повезивање са шипкама за уземљење.Користите бакарне раздвојене вијке да бисте поуздано спојили жице за уземљење.
Електрични кругови за уземљење
За изградњу ожичења, НЕЦ захтева да једна страна ДЦ система за напајање буде повезана – или „повезана“ – са уземљењем.АЦ део таквог система такође мора бити уземљен на конвенционални начин било ког система повезаног на мрежу.(Ово важи у Сједињеним Државама. У другим земљама, неуземљена струјна кола су норма.) Уземљење електроенергетског система је потребно за модеран кућни систем у Сједињеним Државама.Од суштинског је значаја да ДЦ негатив и АЦ неутрални буду везани за уземљење само у једној тачки у својим системима, и оба на истој тачки у систему уземљења.Ово се ради на централном панелу напајања.
Произвођачи неких једнонаменских, самосталних система (као што су соларне пумпе за воду и радио репетитори) препоручују да се струјни круг не уземљује.За конкретне препоруке погледајте упутства произвођача.
Ожичење низа и техника „упреденог пара“.
Ожичење низа треба да користи минималне дужине жице, увучене у метални оквир.Позитивна и негативна жица треба да буду једнаке дужине и да се покрећу заједно кад год је то могуће.Ово ће минимизирати индукцију прекомерног напона између проводника.Метални провод (уземљен) такође додаје слој заштите.Закопајте дугачке жичане стазе на отвореном уместо да их водите изнад главе.Жичана дужина од 100 стопа (30 м) или више је попут антене — примиће ударе чак и од муње у облацима.До сличних пренапона и даље може доћи чак и ако су жице закопане, али већина инсталатера се слаже да закопане преносне жице додатно ограничавају могућност оштећења од грома.
Једноставна стратегија за смањење осетљивости на пренапоне је техника „упреденог пара“, која помаже у изједначавању и поништавању индукованих напона између два или више проводника.Може бити тешко пронаћи одговарајући кабл за напајање који је већ уврнут, па ево шта треба да урадите: Поставите пар жица за напајање дуж земље.Уметните штап између жица и увијте их заједно.Сваких 30 стопа (10 м), мењајте смер.(Ово је много лакше него да покушавате да уврнете целу удаљеност у једном правцу.) Електрична бушилица се понекад може користити и за увртање ожичења, у зависности од величине жице.Само причврстите крајеве ожичења у стезну главу бушилице и пустите да бушилица уплете каблове заједно.Обавезно изводите бушилицу на најмањој могућој брзини ако испробате ову технику.
Жица за уземљење не мора бити уврнута са жицама за напајање.За сахрањивање користите голу бакарну жицу;ако користите цев, повуците жицу за уземљење изван цевовода.Додатни контакт уземљења ће побољшати уземљење система.
Користите кабл са упреденим паром за све комуникационе или контролне каблове (на пример, кабл са пливајућим прекидачем за искључивање соларне пумпе за воду са пуним резервоаром).Ова жица мањег пречника је лако доступна у унапред упреденим, вишеструким или појединачним кабловима.Такође можете купити оклопљени кабл са упреденим парицама, који има металну фолију која окружује уплетене жице, а обично и засебну, голу „одводну“ жицу.Уземљите штит кабла и одводну жицу само на једном крају, да бисте елиминисали могућност стварања петље уземљења (мање директног пута до земље) у ожичењу.
Додатна заштита од грома
Поред опсежних мера уземљења, специјализовани уређаји за заштиту од пренапона и (евентуално) громобрани се препоручују за локације са било којим од следећих услова:
• Изолована локација на високом терену у области са јаким ударима грома
• Суво, каменито или на неки други начин слабо проводљиво земљиште
• Жица траје дуже од 100 стопа (30 м)
Одводници грома
Одводники пренапона (пренапона) су дизајнирани да апсорбују скокове напона изазване електричним олујама (или електричном енергијом ван спецификације) и ефикасно омогућавају пренапону да заобиђе ожичење напајања и вашу опрему.Заштитнике од пренапона треба инсталирати на оба краја било које дугачке жице која је повезана са било којим делом вашег система, укључујући линије наизменичне струје из претварача.Одводници се праве за различите напоне и за АЦ и ДЦ.Обавезно користите одговарајуће одводнике за своју примену.Многи инсталатери система рутински користе Делта одводнике пренапона, који су јефтини и нуде одређену заштиту тамо где је претња од грома умерена, али ове јединице више нису на листи УЛ.
ПолиПхасер и Транстецтор одводники су висококвалитетни производи за локације склоне грмљавини и веће инсталације.Ове издржљиве јединице нуде робусну заштиту и компатибилност са широким спектром напона система.Неки уређаји имају индикаторе за приказ режима квара.
Громобране
„Громоводи“ су уређаји за статичко пражњење који се постављају изнад зграда и соларно-електричних низова и спајају на земљу.Они су намењени да спрече накупљање статичког набоја и евентуалну јонизацију околне атмосфере.Они могу помоћи у спречавању удара и могу да обезбеде пут за веома велику струју до земље ако дође до удара.Модерни уређаји су у облику шиљака, често са више тачака.
Расвјетне шипке се обично користе само на локацијама које доживљавају екстремне електричне олује.Ако мислите да ваш сајт спада у ову категорију, унајмите извођача који има искуства у заштити од грома.Ако инсталатер вашег система није толико квалификован, размислите о консултацији са стручњаком за заштиту од грома пре инсталирања система.Ако је могуће, изаберите ПВ инсталатера са сертификатом Северноамеричког одбора сертификованих енергетских практичара (НАБЦЕП) (погледајте Приступ).Иако ова сертификација није специфична за заштиту од грома, она може бити индикација нивоа укупне компетенције инсталатера.
Ван вида, не ван памети
Много громобранских радова је затрпано и ван видокруга.Да бисте осигурали да се то уради како треба, упишите то у своје уговоре са инсталатером система, електричаром, багером, водоинсталатером, бушачима бунара или било ким ко ради земљане радове који ће садржати ваш систем за уземљење.
Време објаве: 10.08.2020