ความผิดปกติของ DC arc คืออะไร?
ความผิดปกติของส่วนโค้งคือการไหลของพลังงานไฟฟ้าผ่านช่องว่างของอากาศโดยโมเลกุลของก๊าซที่แตกตัวเป็นไอออน ในขณะที่อากาศปกติถูกมองว่าเป็นสื่อที่ไม่เป็นสื่อนำไฟฟ้าความต่างศักย์ (แรงดันไฟฟ้า) สูงระหว่างตัวนำสองตัวที่อยู่ใกล้กันอาจทำให้โมเลกุลของอากาศแตกตัวเป็นองค์ประกอบที่แตกตัวเป็นไอออน (เรียกว่า a‘พลาสมา’) ซึ่งสามารถนำประจุจากขั้วไฟฟ้าหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่งได้
อุณหภูมิของอาร์คไฟฟ้าขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการเช่นระดับการไหลของกระแส แต่ในระบบ PV ทั่วไปจะร้อนได้ง่ายพอที่จะหลอมแก้วทองแดงและอลูมิเนียมและเพื่อเริ่มการเผาไหม้ของวัสดุโดยรอบ
ข้อผิดพลาดส่วนโค้ง DC เกิดขึ้นกับการเดินสาย DC ของระบบสุริยะ PV
แผนภาพ– ระบบสุริยะอินเวอร์เตอร์แบบสตริงพร้อมสายไฟ DC ที่ไม่มีการป้องกัน การเดินสายข้อต่อและอุปกรณ์ไฟฟ้าที่สัมผัสกับความผิดปกติของส่วนโค้ง DC จะแสดงเป็นสีแดง
กำลังเกิดปัญหากับระบบไฟฟ้า AC หรือไม่? ไม่
Arcing ไม่ได้ถูกมองว่าเป็นอันตรายทั่วไปในระบบไฟฟ้ากระแสสลับปกติ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะมาตรฐานอุตสาหกรรมไฟฟ้าแนวทางปฏิบัติและการออกแบบส่วนประกอบมีการพัฒนาในช่วง 100 ปีที่ผ่านมาจนถึงจุดที่การติดตั้ง AC สมัยใหม่มีความปลอดภัย
Arcing มีปัญหาน้อยกว่าในระบบ AC เนื่องจากส่วนโค้ง AC มักจะดับเองเมื่อแรงดันไฟฟ้าสลับกันโดยส่งผ่าน 0 โวลต์หนึ่งร้อยครั้งต่อวินาทีสำหรับอุปกรณ์กริดมาตรฐาน เพื่อให้ส่วนโค้งอยู่ได้เองเงื่อนไขสำหรับการเริ่มต้นส่วนโค้งจะต้องมีอยู่อย่างต่อเนื่อง DC ยังคงอยู่ที่แรงดันไฟฟ้าต่อเนื่องและเมื่อสร้างส่วนโค้งแล้วจะดำเนินต่อไปตราบเท่าที่แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงยังคงอยู่
DC arc ผิดพลาดเกิดขึ้นกับระบบสุริยะทั้งหมดหรือไม่? ไม่
ความผิดปกติของส่วนโค้ง DC เกิดขึ้นเฉพาะกับระบบอินเวอร์เตอร์แบบสตริงที่มีวงจรแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ไม่มีการป้องกันสูงกว่า DC ประมาณ 80 โวลต์
ความผิดปกติของส่วนโค้ง DC เกิดขึ้นที่ไหนในระบบสุริยะ
ความผิดพลาดสามารถเกิดขึ้นได้ทุกที่บนสายไฟ DC ที่ทำงานจากโมดูลโซลาร์เซลล์บนหลังคาไปยังอินเวอร์เตอร์แบบสตริงซึ่งโดยปกติจะติดตั้งอยู่ติดกับแผงสวิตช์หลัก มีการเชื่อมต่อประมาณ 26 การเชื่อมต่อในวงจร DC ของระบบสุริยะในประเทศขนาดเล็ก (2kW) ซึ่งได้รับผลกระทบจากตัวติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์และการเชื่อมต่อประมาณ 50 ครั้งในระบบ 5kW การเชื่อมต่อทั้งหมดนี้ดำเนินการโดยตัวติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์เป็นจุดที่อาจเกิดความล้มเหลว
นอกจากนี้ยังมีการเชื่อมต่อเพิ่มเติมภายในโมดูลโซลาร์เซลล์ตัวแยกกระแสตรงและอินเวอร์เตอร์แบบสตริงซึ่งเป็นจุดที่อาจเกิดความล้มเหลว
อะไรคือความผิดปกติของ DC arc ที่เกิดขึ้นบนระบบสุริยะโดยใช้อินเวอร์เตอร์แบบสตริง?
ความผิดปกติของส่วนโค้ง DC มีอยู่สามประเภท:
ชุด– ส่วนโค้งของอนุกรมเกิดขึ้นเมื่อการเชื่อมต่อขาดในขณะที่ PV กำลังผลิตกระแส การเชื่อมต่อที่ไม่ต่อเนื่องในวงจร DC มีศักยภาพในการทำให้เกิดข้อผิดพลาด DC arc การเชื่อมต่อเหล่านี้อาจรวมถึงข้อต่อบัดกรีภายในโมดูลการเชื่อมต่อสายไฟประเภทการบีบอัดตัวเชื่อมต่อที่ใช้กับสายนำที่ต่อกับโมดูล PV การเชื่อมต่อในตัวแยกกระแสตรงการเชื่อมต่อในอินเวอร์เตอร์วงจร DC ใด ๆ ในอินเวอร์เตอร์หรือการเดินสาย DC ใด ๆ ใน วงจรสตริง
ขนาน– ส่วนโค้งขนานเกิดขึ้นเมื่อมีการแตกตัวในระบบฉนวนและกระแสไหลระหว่างบวกและลบ ตัวนำสองตัวที่มีขั้วตรงข้ามในวงจร DC เดียวกันมักจะทำงานในระยะใกล้กัน ฉนวนกันความร้อนระหว่างสายไฟทั้งสองอาจใช้งานไม่ได้เนื่องจากสัตว์เคี้ยวเอื้องการแตกตัวของรังสียูวีการแตกตัวการแตกร้าวความชื้นเข้าและความเสียหายทางกล ความผิดพลาดของส่วนโค้งขนานสามารถดำเนินต่อไปตามตัวนำไปยังวัสดุที่เผาไหม้อาร์เรย์ได้ตลอดทาง
กับพื้น– ข้อผิดพลาดนี้ต้องการเพียงความล้มเหลวของระบบฉนวนหนึ่งระบบต่อกราวด์ ซึ่งอาจเป็นกรอบโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ชั้นวางแผงเซลล์แสงอาทิตย์หลังคาหรือพื้นผิวที่มีสายดินอื่น ๆ
บ่อยครั้งความผิดปกติสามารถเริ่มต้นเป็นความผิดประเภทหนึ่ง (เช่นความผิดแบบอนุกรม) แต่พัฒนาเป็นความผิดประเภทอื่น (เช่นความผิดแบบขนาน)
อะไรสามารถทำให้เกิดข้อผิดพลาด DC arc?
รายละเอียดของความต่อเนื่องของตัวนำเนื่องจาก:
·ข้อต่อหลวมเนื่องจากการติดตั้งไม่ดี
·ข้อต่อหลวมเนื่องจากการเชื่อมต่อที่มีคุณภาพต่ำ
·การกัดกร่อนของข้อต่อเมื่อเวลาผ่านไป
รายละเอียดของระบบฉนวน:
·การเสื่อมสภาพของฉนวนเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากการสัมผัสรังสี UV
·ฉนวนกันความร้อนแตกเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ (ร้อน– เย็น)
·การเสื่อมสภาพของฉนวนเนื่องจากอายุ
·ความเสียหายต่อฉนวนจากหนูแมลงนก
·ความเสียหายของฉนวนระหว่างการติดตั้ง
·ความเสียหายต่อฉนวนจากงานอาคารในอนาคต
·น้ำเข้ากับสายเคเบิลท่อร้อยสาย
·น้ำเข้าไปยังตัวแยก DC จากการติดตั้งที่ไม่ดี
·ทางเข้าของน้ำไปยังตัวแยก DC เนื่องจากการย่อยสลายของซีลเมื่อเวลาผ่านไป
·น้ำเข้าสู่อินเวอร์เตอร์
·น้ำเข้าโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์หรือกล่องแยก
DC arc มีข้อผิดพลาดที่น่ากังวลหรือไม่?ใช่
ความผิดพลาดของ DC arc ได้รับการระบุว่าเป็นสาเหตุที่แท้จริงของเหตุเพลิงไหม้อาคารในประเทศและอาคารพาณิชย์กว่า 400 แห่งในออสเตรเลีย– การก่อไฟที่เสี่ยงต่อความปลอดภัยของผู้โดยสารและก่อให้เกิดความเสียหายต่อทรัพย์สิน ความผิดพลาดของส่วนโค้ง DC ยังทำให้เกิดความเสียหายอย่างมากต่ออุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์
สามารถเลือกและติดตั้งส่วนประกอบสายไฟ DC คุณภาพสูงสุดได้ด้วยความระมัดระวัง อย่างไรก็ตามฉนวนของสายเคเบิลและการเสื่อมสภาพของตัวนำจะเกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปซึ่งอาจทำให้เกิดความผิดปกติของส่วนโค้ง DC
หากคุณเห็นหรือได้ยินความผิดปกติของส่วนโค้ง DC การปิดอินเวอร์เตอร์ของคุณจะหยุดส่วนโค้งได้หรือไม่ไม่
ความผิดพลาดของส่วนโค้ง DC เกิดขึ้นบนสายไฟ DC ภายใต้แผงโซลาร์เซลล์ที่ใดก็ได้ตามการเดินสาย DC จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาไปยังอินเวอร์เตอร์แบบสตริงและแม้แต่ภายในอินเวอร์เตอร์สตริง การปิดอินเวอร์เตอร์ไม่ได้เป็นการปิดสายไฟ DC การเดินสายไฟ DC จากแผงโซลาร์เซลล์ไปยังอินเวอร์เตอร์จะใช้งานได้ทุกครั้งที่ดวงอาทิตย์ส่องแสงและไม่มีวิธีการแยกสายไฟนี้ ดังนั้นการปิดอินเวอร์เตอร์จะไม่ดับความผิดปกติของส่วนโค้ง DC ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของข้อผิดพลาดการใช้งาน DC Isolator บนหลังคาอาจแยกความผิดปกติและดับส่วนโค้งอย่างไรก็ตามจะต้องเข้าถึงหลังคาและค้นหาตัวแยก DC ที่เหมาะสม การขัดจังหวะข้อผิดพลาด DC arc ด้วยตัวแยกไม่ได้โดยปราศจากอันตรายของตัวเองและจะถือเป็นทางเลือกสุดท้ายเท่านั้น
อินเวอร์เตอร์แบบสตริงที่มีการป้องกันความผิดปกติของส่วนโค้งในตัวให้การป้องกันความผิดพลาดของส่วนโค้ง DC ทุกประเภทหรือไม่?ไม่
ขณะนี้มีอินเวอร์เตอร์แบบสตริงบางตัวที่มีการตรวจจับความผิดปกติของส่วนโค้งในตัว อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้ไม่ได้ตรวจจับและแยกข้อผิดพลาด DC arc ทุกประเภทที่ระบุไว้ข้างต้น
อินเวอร์เตอร์ที่มีการตรวจจับอาร์กในตัวระบุความผิดปกติของส่วนโค้ง DC โดยใช้สัญญาณรบกวนบนสายไฟ DC ที่ผลิตโดยส่วนโค้ง เมื่อตรวจพบส่วนโค้งวงจร DC ที่อินเวอร์เตอร์จะถูกแยกออก สิ่งนี้จะดับ a‘ชุด’ arc แต่จะไม่ดับ a‘ขนาน’ หรือ‘พื้น’ ส่วนโค้งความผิด การเดินสายไฟ DC ภายใต้แผงโซลาร์เซลล์และลงไปที่อินเวอร์เตอร์จะยังคงใช้งานได้เมื่อวงจร DC ถูกแยกที่อินเวอร์เตอร์ ความผิดพลาดแบบขนานหรือพื้นโลกจะยังคงโค้งต่อระบบสุริยะโดยใช้อินเวอร์เตอร์แบบสตริงที่มีการป้องกันความผิดปกติของส่วนโค้ง DC
ความผิดพลาดของส่วนโค้ง DC เกิดขึ้นเฉพาะกับตัวแยก DC หรือไม่?ไม่
มีความเชื่อทั่วไปในหมู่ผู้ติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์บางรายว่าความผิดปกติของส่วนโค้ง DC เกิดขึ้นที่ตัวแยก DC สิ่งนี้ไม่ถูกต้อง ความผิดพลาดของส่วนโค้ง DC เกิดขึ้นที่ใดก็ตามที่มีข้อต่อในสาย DC การพังทลายของความต่อเนื่องของสายเคเบิลหรือการแตกของฉนวน สิ่งนี้เกิดขึ้นกับโมดูลโซลาร์เซลล์ขั้วต่อ DC สายไฟ DC ข้อต่อในตัวแยกกระแสตรงหรือภายในอินเวอร์เตอร์
การลบ Rooftop DC isolators เป็นตัวเลือกในการลดความผิดพลาดของ DC arc หรือไม่?ไม่
การไม่ติดตั้งตัวแยกกระแสตรงบนชั้นดาดฟ้าจะช่วยลดโอกาสที่จะเกิดความล้มเหลวในอนาคตได้อย่างแน่นอน อย่างไรก็ตามทฤษฎีไฟฟ้าพื้นฐานบอกว่าจำเป็นต้องแยกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้ใกล้แหล่งกำเนิดมากที่สุด ตัวอย่างเช่นหากมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นกับสายไฟ DC ในช่องหลังคาหรือที่ใดก็ได้ระหว่างโมดูลโซลาร์เซลล์และอินเวอร์เตอร์แบบสตริงระบบจะต้องจัดเตรียมวิธีการปิดแหล่งจ่ายเพื่อแยกข้อผิดพลาด หากมีคนโชคร้ายพอที่จะสัมผัสกับสายไฟ DC ขั้นตอนการช่วยเหลือที่ปลอดภัยมาตรฐานคือการแยกแหล่งจ่ายก่อนที่จะพยายามช่วยเหลือ
ดังนั้นแม้ว่าการถอด DC isolator บนชั้นดาดฟ้าอาจดูเหมือนเป็นวิธีง่ายๆในการป้องกันความล้มเหลว แต่ก็ไม่สามารถทำได้จริงที่จะออกจากระบบโดยไม่แยกแผงโซลาร์เซลล์ในกรณีที่เกิดความผิดพลาดหรืออุบัติเหตุ
การถอดตัวแยก DC จะป้องกันความผิดพลาดของส่วนโค้ง DC หรือไม่?ไม่
ความผิดพลาดของส่วนโค้ง DC เกิดขึ้นที่ใดก็ตามที่มีข้อต่อในสาย DC การพังทลายของความต่อเนื่องของสายเคเบิลหรือการแตกของฉนวนสายเคเบิล หากตัวแยกกระแสตรงถูกแทนที่ด้วยกล่องรวมสัญญาณหรือกล่องเชื่อมต่อ DC ข้อบกพร่องจะยังคงเกิดขึ้น ณ จุดนี้เช่นเดียวกับจุดอื่น ๆ ในวงจร DC
แนวทางที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการป้องกันความผิดพลาดของ DC arc คือการกำจัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่เป็นอันตรายโดยใช้ไมโครอินเวอร์เตอร์หรือการใช้ระบบ DC ที่ปรับให้เหมาะสมกับ DC ที่ปลอดภัย
ความเป็นไปได้ที่จะเกิดความผิดพลาดของส่วนโค้ง DC เพิ่มขึ้นเมื่อระบบสุริยะที่มีอินเวอร์เตอร์สตริงมีอายุใช่
ความเป็นไปได้ที่จะเกิดความผิดพลาดของ DC arc จะเพิ่มขึ้นเมื่อระบบสุริยะมีอายุมากขึ้น เนื่องจากข้อต่อในสายไฟ DC สึกกร่อนเมื่อเวลาผ่านไปทำให้ความต้านทานเพิ่มขึ้นทำให้เกิดความร้อนและการสลายตัวของความต่อเนื่องของข้อต่อทำให้เกิดข้อผิดพลาดของส่วนโค้ง DC นอกจากนี้ซีลบนไอโซเลเตอร์ท่อร้อยสายไฟ ฯลฯ จะเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไปทำให้น้ำเพิ่มขึ้นซึ่งอาจทำให้เกิดความผิดปกติของส่วนโค้ง DC
สัตว์ฟันแทะแมลงนกสามารถทำลายฉนวนได้ผลงานในอนาคตสามารถทำลายฉนวนหรือฉนวนกันความร้อนได้เมื่อเวลาผ่านไป
เป็นความจริงหรือไม่ว่าตราบใดที่มีการติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์ตามมาตรฐานออสเตรเลีย (AS5033) และใช้อุปกรณ์คุณภาพดีและการติดตั้งระบบก็จะ‘ปลอดภัย’?ไม่
มีหลายกรณีของการเกิดเพลิงไหม้ที่เริ่มต้นเนื่องจากอุปกรณ์ที่ได้รับการพิจารณา‘คุณภาพสูง’ ในขณะที่ติดตั้งผู้ผลิตจะถูกเรียกคืนโดยผู้ผลิตหลายปีต่อมาเนื่องจากข้อบกพร่องในการผลิตหรือการออกแบบ บ่อยครั้งที่ข้อบกพร่องเหล่านี้จะไม่ปรากฏจนกว่าระบบจะทำงานเป็นเวลาหลายปี
การติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาเป็นงานที่ยากและอันตรายในบางครั้งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะที่ร้อนและไม่สบายบ่อยครั้ง เงื่อนไขเหล่านี้ไม่เอื้อต่อการผลิตที่สมบูรณ์แบบและใช้เวลาเพียงชั่วครู่ของสมาธิในการไม่ขันกล่องรวมสัญญาณหรือตัวแยก DC ให้ได้แรงบิดที่ถูกต้อง– ซึ่งจะล้มเหลวในที่สุดเนื่องจากน้ำเข้า ประสบการณ์ในทางปฏิบัติคือแม้แต่พ่อค้าที่เก่งที่สุดก็สามารถทำผิดพลาดได้เป็นครั้งคราวและด้วยระบบ DC ความผิดพลาดเหล่านี้อาจส่งผลร้ายแรง
มาตรฐานของออสเตรเลีย (โดยเฉพาะ AS5033) มีความพยายามอย่างมากในการพยายามกำจัดสาเหตุที่เป็นไปได้ทั้งหมดของความผิดพลาดของส่วนโค้ง DC ภายในระบบสุริยะ มีระบบการตรวจสอบที่เข้มงวด (มากกว่าการติดตั้งระบบไฟฟ้าทั่วไป) และยังคงมีตัวอย่างมากมายของความผิดพลาดของส่วนโค้ง DC ที่หายนะที่เกิดขึ้นกับระบบสุริยะ DC ทุกวันในออสเตรเลีย สิ่งนี้เพียงอย่างเดียวควรตอบคำถามว่าการปฏิบัติตามมาตรฐานของออสเตรเลียที่มีอยู่นั้นเพียงพอหรือไม่ที่จะขจัดความผิดพลาดของส่วนโค้ง DC
วิธีเดียวที่จะขจัดความเสี่ยงของความผิดปกติของส่วนโค้ง DC คือการกำจัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่เป็นอันตรายออกจากระบบหรือใช้เทคโนโลยีที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าของระบบให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยในกรณีที่เกิดความผิดพลาด
การบำรุงรักษาเป็นประจำสามารถป้องกันความผิดพลาดของ DC arc บนระบบสุริยะด้วยอินเวอร์เตอร์แบบสตริงและการเดินสาย DC ที่ไม่มีการป้องกันได้หรือไม่?ไม่
มีความเชื่อทั่วไปว่าหากติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์ DC พร้อมสายไฟ DC แรงดันไฟฟ้าขนาดกลางที่ไม่มีการป้องกันตามมาตรฐาน AS5033 ของออสเตรเลียและได้รับการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอจะปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ นี่ไม่เป็นความจริง. ผู้ติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์สามารถดูแลระบบสุริยะได้เป็นประจำ อย่างไรก็ตามแม้ในคืนนั้นหลังจากการตรวจสอบหรือคืนใดก็ตามหลังจากการตรวจสอบสัตว์ฟันแทะพอสซัม ฯลฯ สามารถกัดฉนวนของสายไฟ DC ได้ เมื่อดวงอาทิตย์ขึ้นแผงโซลาร์เซลล์เริ่มผลิตพลังงานตัวนำที่เปลือยเปล่าจะมีชีวิตทำให้เกิดความผิดพลาดของส่วนโค้ง DC และเกิดไฟไหม้ ในทางปฏิบัติเป็นไปไม่ได้ที่ผู้ติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์จะตรวจสอบว่าซีลทั้งหมดกันน้ำป้องกันน้ำเข้าและตรวจสอบด้วยว่าข้อต่อของสายเคเบิลทั้งหมดไม่สึกกร่อนและมีความต้านทานสูง
ไม่มีโปรแกรมการบำรุงรักษาใด ๆ ที่สามารถป้องกันความผิดปกติของ DC arc บนระบบพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอินเวอร์เตอร์แบบสตริงและสายไฟ DC ที่ไม่มีการป้องกัน
สิ่งนี้เกิดขึ้นเฉพาะในออสเตรเลียหรือไม่?ไม่
สหรัฐอเมริกาเป็นผู้นำของออสเตรเลียในการแก้ไขปัญหานี้ ในปี 2014 พวกเขาเปิดตัวผ่าน National Electric Code (NEC) ข้อกำหนดการปิดระบบอย่างรวดเร็วของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ การดำเนินการนี้จะยกเลิกการจ่ายกระแสไฟของสาย DC จากหลังคาไปยังอินเวอร์เตอร์เมื่อปิดระบบ แม้ว่าสิ่งนี้จะช่วยได้ แต่เหตุการณ์ความผิดพลาดของ DC arc กับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ยังคงดำเนินต่อไป ดังนั้นตอนนี้พวกเขากำลังวางแผนที่จะแนะนำมาตรการตาม NEC2017 เกี่ยวกับการปิดระดับแผงโซลาร์เซลล์อย่างรวดเร็วเพื่อ จำกัด แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงสุดภายในอาร์เรย์ให้อยู่ที่ 80V DC หรือต่ำกว่าเมื่อระบบปิดตัวลง การปิดอย่างรวดเร็วของแผงโซลาร์เซลล์จะช่วยเพิ่มความปลอดภัยสำหรับบริการฉุกเฉินและทุกคนที่อาจสัมผัสกับระบบสุริยะ
สหราชอาณาจักรได้รับรู้ถึงปัญหาและดำเนินการตรวจสอบโดยละเอียดเกี่ยวกับไฟสุริยะที่เกิดจากความผิดพลาดของส่วนโค้ง DC
(อ้างอิงจาก https://www.acsolarwarehouse.com/)
