Zibens ir bieži sastopams fotoelektrisko (PV) un vēja elektrisko sistēmu bojājumu cēlonis.Kaitīgu pārspriegumu var izraisīt zibens, kas iespērs lielā attālumā no sistēmas vai pat starp mākoņiem.Bet lielākā daļa zibens radīto bojājumu ir novēršami.Šeit ir daži no visrentablākajiem paņēmieniem, ko parasti pieņem energosistēmu uzstādītāji, pamatojoties uz gadu desmitiem ilgo pieredzi.Ievērojiet šo ieteikumu, un jums ir ļoti labas izredzes izvairīties no zibens radītiem bojājumiem atjaunojamās enerģijas (RE) sistēmā.
Iegūstiet pamatojumu
Zemējums ir vissvarīgākais paņēmiens aizsardzībai pret zibens bojājumiem.Jūs nevarat apturēt zibens pārspriegumu, taču varat dot tam tiešu ceļu uz zemi, kas apiet jūsu vērtīgo aprīkojumu un droši izvada pārspriegumu zemē.Elektriskais ceļš uz zemi pastāvīgi izlādēs statisko elektrību, kas uzkrājas virszemes struktūrā.Bieži vien tas vispirms novērš zibens piesaisti.
Zibens uztvērēji un pārsprieguma aizsargi ir paredzēti elektronisko iekārtu aizsardzībai, absorbējot elektriskos pārspriegumus.Tomēr šīs ierīces nevar aizstāt labu zemējumu.Tie darbojas tikai kopā ar efektīvu zemējumu.Zemējuma sistēma ir svarīga jūsu vadu infrastruktūras sastāvdaļa.Uzstādiet to pirms strāvas vadu uzstādīšanas vai laikā.Pretējā gadījumā, tiklīdz sistēma darbojas, šis svarīgais komponents, iespējams, nekad netiks atzīmēts sarakstā “Darb”.
Zemējuma pirmais solis ir izveidot izlādes ceļu uz zemi, savienojot (savstarpēji savienojot) visas metāla konstrukcijas sastāvdaļas un elektriskos korpusus, piemēram, PV moduļu rāmjus, montāžas statīvus un vēja ģeneratoru torņus.Nacionālais elektrotehniskais kodekss (NEC), 250. pants un 690.41.–690.47. pants nosaka kodam atbilstošus vadu izmērus, materiālus un paņēmienus.Izvairieties no asiem zemējuma vadu līkumiem — lieliem strāvas pārspriegumiem nepatīk griezt šaurus stūrus, un tie var viegli pāriet uz tuvumā esošajiem vadiem.Īpašu uzmanību pievērsiet vara stieples stiprinājumiem pie alumīnija konstrukcijas elementiem (īpaši PV moduļu rāmjiem).Izmantojiet savienotājus ar apzīmējumu “AL/CU” un nerūsējošā tērauda stiprinājumus, kas samazina korozijas iespējamību.Šai zemējuma sistēmai tiks pievienoti arī gan līdzstrāvas, gan maiņstrāvas ķēžu zemējuma vadi.(Lai iegūtu vairāk padomu, skatiet Code Corner rakstus par PV masīva zemējumu HP102 un HP103.)
Zemes stieņi
Daudzu iekārtu vājākais aspekts ir savienojums ar pašu zemi.Galu galā, jūs nevarat vienkārši pieskrūvēt vadu pie planētas!Tā vietā jums ir jāierok vai jāiesit zemē vadoša, nekodīga metāla (parasti vara) stienis un jāpārliecinās, ka lielākā daļa no tā virsmas saskaras ar vadošu (tas nozīmē, mitru) augsni.Tādā veidā, kad pa līniju nokrīt statiskā elektrība vai pārspriegums, elektroni var noplūst zemē ar minimālu pretestību.
Līdzīgi kā drenāžas lauks izkliedē ūdeni, zemējums darbojas, lai izkliedētu elektronus.Ja notekcaurule netiek pietiekami izvadīta zemē, rodas dublējumkopijas.Kad elektroni atgriežas, tie pāriet spraugā (veidojot elektrisko loku) līdz jūsu strāvas vadiem, caur jūsu aprīkojumu un tikai pēc tam uz zemi.
Lai to novērstu, uzstādiet vienu vai vairākus 8 pēdas garus (2,4 m), 5/8 collu (16 mm) ar varu pārklātus zemes stieņus, vēlams mitrā zemē.Ar vienu stieni parasti nepietiek, it īpaši sausā zemē.Vietās, kur zeme kļūst ārkārtīgi sausa, uzstādiet vairākus stieņus, novietojot tos vismaz 6 pēdu (3 m) attālumā viens no otra un savienojot tos ar tukšu vara stiepli, kas ir aprakta.Alternatīva pieeja ir aprakt #6 (13 mm2), dubultā #8 (8 mm2) vai lielāku tukšu vara stiepli vismaz 30 m garā tranšejā.(Kailu vara zemējuma vadu var novilkt arī pa tranšejas dibenu, kurā ir ūdens vai kanalizācijas caurules vai citi elektrības vadi.) Vai arī pārgrieziet zemējuma vadu uz pusēm un izklājiet to divos virzienos.Pievienojiet vienu katra ieraktā vada galu zemējuma sistēmai.
Mēģiniet daļu sistēmas novirzīt mitrākās vietās, piemēram, vietās, kur izplūst jumts vai kur ir paredzēts laistīt augus.Ja tuvumā ir tērauda akas korpuss, varat to izmantot kā zemējuma stieni (izveidojiet stipru, skrūvju savienojumu ar korpusu).
Mitrā klimatā uz zemes vai staba uzstādīta bloka betona kājenes vai vēja ģeneratora torņa, vai zemējuma stieņi, kas ietverti betonā, nenodrošinās ideālu zemējumu.Šajās vietās betons parasti būs mazāk vadošs nekā mitrā augsne, kas ieskauj pamatnes.Ja tas tā ir, uzstādiet zemējuma stieni zemē blakus betonam bloka pamatnē vai vēja ģeneratora torņa pamatnē un pie katra stieples enkura, pēc tam savienojiet tos visus kopā ar tukšu, ieraktu vadu.
Sausā vai sausā klimatā bieži notiek pretējais — betona pamatiem var būt augstāks mitruma saturs nekā apkārtējā augsnē, un tie piedāvā ekonomisku iespēju iezemēt.Ja 20 pēdas gara (vai garāka) armatūra ir jāiestrādā betonā, pati armatūra var kalpot kā zemējuma stienis.(Piezīme: tas ir jāplāno pirms betona ieliešanas.) Šī zemējuma metode ir izplatīta sausās vietās, un tā ir aprakstīta NEC pantā 250.52 (A3), “Betons elektrods”.
Ja neesat pārliecināts par labāko zemējuma metodi jūsu atrašanās vietai, sistēmas projektēšanas posmā konsultējieties ar savu elektrības inspektoru.Jums nevar būt pārāk daudz zemējuma.Sausā vietā izmantojiet katru iespēju, lai uzstādītu liekus zemējuma stieņus, ieraktus vadus utt. Lai izvairītos no korozijas, izmantojiet tikai apstiprinātu aparatūru, lai izveidotu savienojumus ar zemējuma stieņiem.Izmantojiet vara šķeltskrūves, lai droši savienotu zemējuma vadus.
Zemējuma strāvas ķēdes
Lai izveidotu elektroinstalāciju, NEC ir nepieciešams, lai viena līdzstrāvas barošanas sistēmas puse būtu savienota vai “savienota” ar zemi.Šādas sistēmas maiņstrāvas daļai arī jābūt iezemētai parastajā veidā jebkurai tīklam pieslēgtai sistēmai.(Tas attiecas uz Amerikas Savienotajām Valstīm. Citās valstīs nezemētas strāvas ķēdes ir norma.) Energosistēmas zemējums ir nepieciešams modernai mājas sistēmai Amerikas Savienotajās Valstīs.Ir svarīgi, lai līdzstrāvas negatīvais un maiņstrāvas neitrāls būtu savienots ar zemi tikai vienā punktā attiecīgajās sistēmās un abi ar vienu un to pašu punktu zemējuma sistēmā.Tas tiek darīts centrālajā barošanas panelī.
Dažu vienfunkcionālu, atsevišķu sistēmu (piemēram, saules ūdens sūkņu un radio retranslatoru) ražotāji iesaka neiezemēt strāvas ķēdi.Konkrētus ieteikumus skatiet ražotāja norādījumos.
Masīva elektroinstalācija un “vītā pāra” tehnika
Masīva elektroinstalācijai jāizmanto minimālais stieples garums, kas ievietots metāla karkasā.Pozitīvajiem un negatīvajiem vadiem jābūt vienāda garuma, un, kad vien iespējams, tie jāvada kopā.Tas samazinās pārmērīga sprieguma indukciju starp vadītājiem.Metāla caurule (iezemēta) arī papildina aizsardzības slāni.Apglabājiet garās āra vadu trases, nevis vadiet tās virs galvas.100 pēdu (30 m) vai vairāk stieples garums ir kā antena — tā uztvers pārspriegumus pat no zibens mākoņos.Līdzīgi pārspriegumi joprojām var rasties pat tad, ja vadi ir aprakti, taču vairums uzstādītāju piekrīt, ka aprakti pārraides vadi vēl vairāk ierobežo zibens bojājumu iespējamību.
Vienkārša stratēģija, lai samazinātu uzņēmību pret pārspriegumiem, ir “vītā pāra” tehnika, kas palīdz izlīdzināt un atcelt visus inducētos spriegumus starp diviem vai vairākiem vadītājiem.Var būt grūti atrast piemērotu strāvas kabeli, kas jau ir savīti, tāpēc rīkojieties šādi: Izlieciet zemē divus strāvas vadus.Ievietojiet kociņu starp vadiem un savijiet tos kopā.Ik pēc 30 pēdām (10 m) mainiet virzienu.(Tas ir daudz vienkāršāk nekā mēģināt pagriezt visu attālumu vienā virzienā.) Atkarībā no stieples izmēra dažkārt var izmantot arī elektrisko urbi, lai pagrieztu elektroinstalāciju.Vienkārši nostipriniet vadu galus urbja patronā un ļaujiet sējmašīnas darbībai savīt kabeļus kopā.Ja izmēģināt šo paņēmienu, noteikti palaidiet sējmašīnu ar mazāko iespējamo ātrumu.
Zemējuma vads nav jāsagriež ar strāvas vadiem.Apbedīšanai izmantojiet tukšu vara stiepli;ja izmantojat vadu, izvelciet zemējuma vadu ārpus cauruļvada.Papildu zemējuma kontakts uzlabos sistēmas zemējumu.
Izmantojiet vītā pāra kabeli jebkuriem sakaru vai vadības kabeļiem (piemēram, pludiņa slēdža kabeli, lai izslēgtu saules ūdens sūkņa pilnu tvertni).Šis mazāka izmēra vads ir viegli pieejams iepriekš savītos, vairākos vai viena pāra kabeļos.Varat arī iegādāties ekranētu vītā pāra kabeli, kuram ir metāla folija, kas ieskauj vītās vadus, un parasti arī atsevišķu, tukšu “noteces” vadu.Iezemējiet kabeļa vairogu un drenāžas vadu tikai vienā galā, lai novērstu iespēju, ka elektroinstalācijā veidosies zemējuma cilpa (mazāk tiešs ceļš uz zemi).
Papildus zibens aizsardzība
Papildus plašiem zemēšanas pasākumiem ir ieteicamas specializētas pārsprieguma aizsardzības ierīces un (iespējams) zibensnovedēji vietās, kur ir kāds no šiem stāvokļiem:
• Izolēta vieta augstā vietā stiprā zibens zonā
• Sausa, akmeņaina vai citādi slikti vadītspējīga augsne
• Vads stiepjas garāks par 100 pēdām (30 m)
Zibensuztvērēji
Zibens (pārsprieguma) uztvērēji ir paredzēti, lai absorbētu sprieguma lēcienus, ko izraisa vētras (vai neatbilstoša elektroenerģijas padeve), un efektīvi ļautu pārspriegumam apiet strāvas vadus un jūsu aprīkojumu.Pārsprieguma aizsargi ir jāuzstāda abos jebkura gara vada galos, kas ir savienota ar jebkuru jūsu sistēmas daļu, tostarp maiņstrāvas līnijām no invertora.Novadītāji ir izgatavoti dažādiem spriegumiem gan maiņstrāvai, gan līdzstrāvai.Noteikti izmantojiet savam lietojumam atbilstošos novadītājus.Daudzi sistēmu uzstādītāji regulāri izmanto Delta pārsprieguma novadītājus, kas ir lēti un piedāvā zināmu aizsardzību gadījumos, kad zibens draudi ir mēreni, taču šīs vienības vairs nav iekļautas UL sarakstā.
PolyPhaser un Transtector novadītāji ir augstas kvalitātes produkti zibens apdraudētām vietām un lielākām instalācijām.Šīs izturīgās vienības nodrošina spēcīgu aizsardzību un savietojamību ar plašu sistēmas spriegumu klāstu.Dažām ierīcēm ir indikatori, lai parādītu atteices režīmus.
Zibensnovedēji
“Zibensuztvērēji” ir statiskās izlādes ierīces, kas novietotas virs ēkām un saules elektriskajiem blokiem un savienotas ar zemi.Tie ir paredzēti, lai novērstu statiskā lādiņa uzkrāšanos un iespējamo apkārtējās atmosfēras jonizāciju.Tie var palīdzēt novērst triecienu un nodrošināt ceļu ļoti lielai strāvai uz zemi, ja notiek trieciens.Mūsdienu ierīces ir tapas formas, bieži vien ar vairākiem punktiem.
Apgaismes stieņi parasti tiek izmantoti tikai vietās, kur notiek ārkārtējas elektriskās vētras.Ja uzskatāt, ka jūsu vietne ietilpst šajā kategorijā, nolīgiet darbuzņēmēju, kuram ir pieredze zibensaizsardzībā.Ja jūsu sistēmas uzstādītājs nav tik kvalificēts, apsveriet iespēju pirms sistēmas uzstādīšanas konsultēties ar zibensaizsardzības speciālistu.Ja iespējams, izvēlieties Ziemeļamerikas Sertificēto enerģētikas speciālistu padomes (NABCEP) sertificētu PV uzstādītāju (skatiet Piekļuve).Lai gan šis sertifikāts neattiecas uz zibensaizsardzību, tas var liecināt par uzstādītāja vispārējās kompetences līmeni.
No redzesloka, nevis no prāta
Liela daļa zibensaizsardzības darbu ir aprakti, un tie nav redzami.Lai nodrošinātu, ka tas tiek darīts pareizi, ierakstiet to līgumā(-os) ar sistēmas uzstādītāju, elektriķi, ekskavatoru, santehniķi, aku urbēju vai jebkuru personu, kas veic zemes darbus, kuros būs jūsu zemējuma sistēma.
Publicēšanas laiks: 10. augusts 2020