Межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 61643-32-2021 "Устройства защиты от перенапряжений низковольтные. Часть 32. Устройства защиты от перенапряжений фотоэлектрических систем. Принципы выбора и применения" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2021 г. N 1190-ст)

Low-voltage surge protective devices. Part 32. Surge protective devices connected to the d.c. side of photovoltaic installations. Selection and application principles

УДК 696.6:006.354
МКС 29.130.20

Дата введения - 1 марта 2022 г.
Введен впервые

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 Подготовлен Акционерным обществом "Диэлектрические кабельные системы" (АО "ДКС") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 Внесен Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 сентября 2021 г. N 143-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Армения	AM	ЗАО "Национальный орган по стандартизации и метрологии" Республики Армения
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Казахстан	KZ	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Россия	RU	Росстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2021 г. N 1190-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 61643-32-2021 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2022 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 61643-32:2017 "Устройства защиты от перенапряжений низковольтные. Часть 32. Устройства защиты от перенапряжений, подсоединенные к стороне постоянного тока фотоэлектрических установок. Принципы выбора и применения" ("Low-voltage surge protective devices - Part 32: Surge protective devices connected to the d.c. side of photovoltaic installations - Selection and application principles", IDT).

Международный стандарт разработан Подкомитетом SC 37А "Устройства защиты от импульсных перенапряжений низковольтные" Технического комитета ТС 37 "Разрядники импульсные" Международной электротехнической комиссии (IEC).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 Введен впервые

Введение

Настоящий стандарт входит в серию стандартов IEC 61643 "Устройства защиты от перенапряжений низковольтные".

Настоящая часть серии стандартов IEC 61643 дает полезную информацию о выборе УЗИП, подключенных к фотоэлектрическим установкам.

Стандарт IEC 61643-32 дает информацию об оценке дополнительных потребностей в устройствах защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), которые необходимо устанавливать на стороне постоянного тока фотоэлектрической системы (ФЭС) для защиты от наведенного и прямого воздействий молнии со ссылкой на IEC 62305, IEC 60364 и IEC 61643-12. В нем дается руководство по выбору, эксплуатации и монтажу УЗИП, включая выбор УЗИП по категории испытаний, значений выбросов тока и площади поперечного сечения соединительных проводников. Также дается руководство по выбору УЗИП, подключаемых к стороне переменного тока.

Для фотоэлектрических батарей и ФЭС требуются специальные УЗИП на входе постоянного тока ФЭС (выходе фотоэлектрической батареи), учитывающие особенности электрических параметров фотоэлектрического оборудования.

В настоящем стандарте рассмотрены УЗИП, используемые в разных местах фотоэлектрических систем и фотоэлектрических системах разного типа, приведены примеры, а также описан упрощенный и общий подходы к определению значений импульсного разрядного тока для стороны переменного тока разных фотоэлектрических систем.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает принципы выбора, установки и координации устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), предназначенных для использования в фотоэлектрических системах (ФЭС) с напряжением до 1500 В на стороне постоянного тока (DC) и напряжением до 1000 В (среднеквадратичное значение) на стороне переменного тока (АС) и частотой 50/60 Гц.

ФЭС включает в себя фотоэлектрическую батарею (ФБ), состоящую из электрически соединенных между собой фотоэлектрических модулей, соответствующие электрические кабели, защитные устройства, а также инвертор и точку подключения в распределительном щите или пункте электроснабжения.

Настоящий стандарт распространяется на УЗИП, устанавливаемые в следующих ФЭС:

- ФЭС, фотоэлектрические модули которых расположены на крыше здания;

- наземных ФЭС, таких как электростанции на открытом пространстве, характеризующиеся заземлением в нескольких точках и системой заземления в виде сетки.

Примечание - В настоящем стандарте не рассмотрены такие компоненты фотоэлектрической батареи, как основание(я), устройство(а) слежения, устройство(а) теплового контроля и прочие подобные компоненты, которые в общем случае также могут влиять на возникновение импульсных перенапряжений, и требования к организации защиты от них.

К ФЭС, в состав которых входят аккумуляторные батареи, могут быть применены дополнительные требования.

Примечания

1 Также применимы стандарты IEC 60364, IEC 62305 и IEC 61643-12.

2 Настоящий стандарт распространяется только на УЗИП и не касается компонентов защиты от импульсных перенапряжений, встроенных в оборудование ФЭС, например в инверторы и другие устройства преобразования электроэнергии.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения к нему)]:

IEC 60364-4-44:2007, Low-voltage electrical installations - Part 4-44: Protection for safety - Protection against voltage disturbances and electromagnetic disturbances (Электрические установки низкого напряжения. Часть 4-44. Защита для обеспечения безопасности. Защита от резких отклонений напряжения и электромагнитных возмущений)

IEC 60364-4-44:2007/AMD1:2015 Изменение 1

IEC 60364-5-53:2015 Electrical installations of buildings - Part 5-53: Selection and erection of electrical equipment - Isolation, switching and control (Электроустановки зданий. Часть 5-53. Выбор и установка электрооборудования. Изоляция, коммутация и управление) ¹⁾

------------------------------

¹⁾_{Заменен на IEC 60364-5-53:2019. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.}

------------------------------

IEC 60364-5-54, Low-voltage electrical installations - Part 5-54: Selection and erection of electrical equipment - Earthing arrangements and protective conductors (Электрические установки зданий. Часть 5-54. Выбор и установка электрооборудования. Заземляющие устройства и защитные проводники)

IEC 60364-7-712:2017, Low voltage electrical installations - Part 7-712: Requirements for special installations or locations - Solar photovoltaic (PV) power supply systems (Электроустановки низковольтные. Часть 7-712. Требования к специальным установкам или местам их размещения. Системы питания с использованием фотоэлектрических (PV) солнечных батарей)

IEC 60664-1:2007, Insulation coordination for equipment within low-voltage systems - Part 1: Principles, requirements and tests (Координация изоляции для оборудования в низковольтных системах. Часть 1. Принципы, требования и испытания) ²⁾

------------------------------

²⁾_{Заменен на IEC 60664-1:2020. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.}

------------------------------

IEC 61000-4-5:2014, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test (Электромагнитная совместимость (ЭМС) Часть 4-5. Методы испытаний и измерений. Испытание на устойчивость к выбросу напряжения)

IEC 61643-11:2011, Low-voltage surge protective devices - Part 11: Surge protective devices connected to low-voltage power systems - Requirements and test methods (Устройства защиты от перенапряжений низковольтные. Часть 11. Устройства защиты от перенапряжений, подсоединенные к низковольтным системам распределения электроэнергии. Требования и методы испытаний)

IEC 61643-12, Low-voltage surge protective devices - Part 12: Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems - Selection and application principles (Устройства защиты от перенапряжений низковольтные. Часть 12. Устройства защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Принципы выбора и применения)

IEC 61643-21, Low voltage surge protective devices - Part 21: Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks - Performance requirements and testing methods (Устройства защиты от перенапряжений низковольтные. Часть 21. Устройства защиты от перенапряжений, подсоединенные к сигнальным и телекоммуникационным сетям. Требования к эксплуатационным характеристикам и методы испытаний)

IEC 61643-22, Low-voltage surge protective devices - Part 22: Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks - Selection and application principles (Устройства защиты от перенапряжений низковольтные. Часть 22. Устройства защиты от перенапряжений, подсоединенные к сетям сигнализации и связи. Принципы выбора и применения)

IEC 61643-31, Low-voltage surge protective devices - Part 31: Surge protective devices connected to the DC side of photovoltaic installations - Requirements and test methods (Устройства защиты от перенапряжений низковольтные. Часть 31. Требования и методы испытаний устройств защиты от перенапряжений (SPD) для фотоэлектрических установок)

IEC 62305-2, Protection against lightning - Part 2: Risk management (Защита от молний. Часть 2. Управление риском)

IEC 62305-3, Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard (Защита от молний. Часть 3. Физические повреждения конструкций и опасность для жизни)

IEC 62305-4, Protection against lightning - Part 4: Electrical and electronic systems within structures (Защита от молний. Часть 4. Электрические и электронные системы внутри конструкций)

ITU-T, recommendation К.20, Resistibility of telecommunication equipment installed in a telecommunications centre to overvoltages and overcurrents (Устойчивость телекоммуникационного оборудования, установленного в телекоммуникационном центре, к импульсным перенапряжениям и сверхтокам)

ITU-T, recommendation K.21, Resistibility of telecommunication equipment installed in customer premises to overvoltages and overcurrents (Устойчивость телекоммуникационного оборудования, установленного на объектах потребителей, к импульсным перенапряжениям и сверхтокам)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

ISO и IEC ведут терминологические базы данных, используемых при стандартизации и доступных по следующим адресам:

- Электротехническая энциклопедия IEC Electropedia;

- Поисковая платформа ISO.

3.1 фотоэлектрическая батарея; ФБ (PV array): Устройство, состоящее из электрически соединенных фотоэлектрических модулей, генерирующее постоянный электрический ток под воздействием солнечного излучения, включающее защитно-коммутационное оборудование, соединители, обеспечивающие механические и электрические соединения внутри батареи и соединения с внешними устройствами и конструкциями.

Примечания

1 В настоящем стандарте под фотоэлектрической батареей понимают все ее составляющие до входных клемм постоянного тока преобразователя энергии, накопителя энергии или нагрузки постоянного тока. В настоящем стандарте не рассматривают основание(я), устройство(а) слежения, температурного контроля и прочие аналогичные компоненты.

2 Фотоэлектрическая батарея может состоять из одного фотоэлектрического модуля, одной фотоэлектрической цепочки, нескольких параллельно соединенных фотоэлектрических цепочек или нескольких параллельно соединенных фотоэлектрических групп и связанных с ними электротехнических компонентов.

В целях настоящего стандарта границы фотоэлектрической батареи определяются выходной стороной устройства отключения ФБ.

[IEC 60364-7-712:2017, пункт 712.3.4]

3.2 фотоэлектрический модуль; ФМ (photovoltaic module PV module): Устройство, конструктивно объединяющее в одной общей оболочке электрически соединенные между собой фотоэлектрические элементы, защищенные от окружающей среды, и допускающее испытания и эксплуатацию в качестве независимой конструкционной единицы.

[IEC 60364-7-712:2017, пункт 712.3.2]

3.3 фотоэлектрическая цепочка (photovoltaic string): Последовательное электрическое соединение двух или более одинаковых фотоэлектрических компонентов (фотоэлектрических модулей, фотоэлектрических групп одного уровня) в фотоэлектрической батарее.

[IEC 60364-7-712:2017, пункт 712.3.3]

3.4 фотоэлектрическая установка (PV installation): Смонтированное оборудование фотоэлектрической системы.

[IEC 60364-7-712:2017, пункт 712.3.11]

3.5 ввод в электрическую установку (origin of the electrical installation): Точка, в которой электрическая энергия вводится в электроустановку.

[IEC 60050-826:2004, пункт 826-10-02]

3.6 система молниезащиты; СМЗ (lightning protection system; LPS): Комплексная система, предназначенная для уменьшения физического ущерба зданию (сооружению) при ударе молнии.

Примечание - СМЗ состоит из внешних и внутренних систем защиты от молнии.

[IEC 62305-1:2010, пункт 3.42]

3.7 изолированная внешняя система молниезащиты (external LPS isolated from the structure to be protected): Система молниезащиты, включающая в себя молниеприемники и токоотводы, не имеющие контакта с защищаемым зданием (сооружением).

Примечание - Изолированные СМЗ позволяют избежать опасных искр между СМЗ и строением.

[IEC 62305-3:2010, пункт 3.3]

3.8 устройство защиты от импульсных перенапряжений; УЗИП [Surge protective device (SPD)]: Устройство, которое содержит по крайней мере один нелинейный компонент, предназначенный для ограничения импульсных перенапряжений и отвода импульсных токов.

Примечание - УЗИП является законченным устройством, имеющим собственные средства присоединения.

[IEC 61643-11:2011, пункт 3.1.1]

3.9 разделительное расстояние s (separation distance s): Расстояние между двумя проводящими частями, при котором не может происходить опасное искрение.

[IEC 62305-3:2010, пункт 3.28]

3.10 молниезащитное уравнивание потенциалов; ЕВ (lightning equipotential bonding; ЕВ): Соединение с СМЗ отдельных проводящих частей непосредственно или через устройства защиты от импульсных перенапряжений, предназначенное для уменьшения разности потенциалов, создаваемых током молнии.

[IEC 62305-3:2010, пункт 3.23]

3.11 соединительная шина (bonding bar): Металлическая шина, с помощью которой металлические конструкции, внешние проводящие части, линии связи, электрические и другие кабели могут быть соединены с СМЗ.

[IEC 62305-3:2010, пункт 3.24]

3.12 соединительный проводник (bonding conductor): Проводник, соединяющий между собой токопроводящие части и СМЗ.

[IEC 62305-3:2010, пункт 3.25]

3.13 стандартные условия испытаний (фотоэлектрического оборудования); СУИ (standard test conditions; STC): Стандартные условия испытаний - это следующие условия испытаний фотоэлектрического оборудования:

a) энергетическая освещенность в плоскости рабочей поверхности 1000 Вт/м ²;

b) температура элемента 25 °С;

c) спектральный состав AM 1,5;

d) световой поток направлен нормально к воспринимающей поверхности.

[IEC 60364-7-712:2017, пункт 712.3.12]

3.14 напряжение холостого хода при стандартных условиях испытания U _x.х.СУИ (open-circuit voltage under standard test conditions; U _oc stc): Напряжение при отсутствии нагрузки и стандартных условиях испытаний на выходе фотоэлектрического оборудования (фотоэлектрического элемента, фотоэлектрического модуля, фотоэлектрической цепочки, фотоэлектрической батареи и т.д.).

Примечание - Для фотоэлектрической батареи это напряжение равно напряжению на входе постоянного тока инвертора/другого устройства преобразования энергии, к которому она подключена.

[IEC 60364-7-712:2017, пункт 712.3.13, с изменениями (добавлено примечание: равное для фотоэлектрической батареи напряжению на входе постоянного тока инвертора/другого устройства преобразования энергии, к которому она подключена)

3.15 максимальное напряжение холостого хода U _{x.x max СУИ} (open-circuit maximum voltage U _oc max): Максимальное напряжение холостого хода данного фотоэлектрического оборудования при СУИ с поправкой на минимальную ожидаемую рабочую температуру и максимально возможную энергетическую освещенность (для данной местности, в данных условиях эксплуатации, для которых предназначено оборудование).

Примечания

1 Такое напряжение называют максимально возможным напряжением данного фотоэлектрического оборудования. Такое напряжение на входе фотоэлектрической батареи, равное напряжению на входе постоянного тока инвертора/другого устройства преобразования энергии, к которому подключена фотоэлектрическая батарея является максимально возможным напряжением постоянного тока ФЭС.

2 Расчет U _oc max приведен в приложении В.

3.16 ток короткого замыкания при стандартных условиях испытаний I _{к.з СУИ} (short-circuit current under standard test conditions I _sc stc): Ток короткого замыкания фотоэлектрического оборудования (фотоэлектрического элемента, фотоэлектрического модуля, фотоэлектрической цепочки, фотоэлектрической батареи и т.д.) при стандартных условиях испытаний.

[IEC 60364-7-712:2017, пункт 712.3.15]

3.17 максимальный ток короткого замыкания I _к.з max (short-circuit maximum current I _sc max): Максимальный ток короткого замыкания фотоэлектрического оборудования.

Примечание - Расчет I _sc max приведен в приложении В.

[IEC 60364-7-712:2017, пункт 712.3.16]

3.18 максимальное длительное рабочее напряжение при применении на стороне постоянного тока ФЭС U _C PV (maximum continuous operating voltage for PV application U _{C PV}): Максимальное напряжение постоянного тока, которое может быть длительно приложено к устройству защиты вида УЗИП, предназначенному для установки на стороне постоянного тока ФЭС.

Примечание - Значение этого параметра больше или равно U _ОC MAX.

[IEC 61643-31, пункт 3.1.10]

3.19 номинальный ток короткого замыкания УЗИП Iк.з PV (short-circuit current rating of the SPD I _SC PV): Максимальный ожидаемый ток короткого замыкания на стороне постоянного тока ФЭС, на который рассчитано УЗИП в сочетании с указанным разъединителем.

Примечание - Значение этого параметра больше или равно I _sc max.

[IEC 61643-31, пункт 3.1.25]

3.20 режим отказа "обрыва цепи"; OCFM (open-circuit failure mode; OCFM): Поведение при неисправности, при котором УЗИП в определенных условиях переходит в состояние постоянного высокого сопротивления или обрыва цепи.

Примечание - Промежуточное состояние с низким сопротивлением возможно в течение ограниченного времени, пока не будет достигнут окончательный режим аварийного состояния.

[IEC 61643-31, пункт 3.1.40]

3.21 режим отказа "короткое замыкание"; SCFM (short-circuit failure mode; SCFM): Поведение при неисправности, при котором УЗИП в определенных условиях переходит в состояние постоянного низкого сопротивления или короткого замыкания.

[IEC 61643-31, пункт 3.1.41]

3.22 номинальное импульсное напряжение U _w (rated impulse voltage U _w): Значение выдерживаемого импульсного напряжения, указанное изготовителем оборудования или его части, характеризующее заданную способность его изоляции выдерживать кратковременные перенапряжения.

Примечания

1 В настоящем стандарте рассматриваются только выдерживаемые напряжения между токоведущими проводниками и землей.

2 U _w измеряется импульсом напряжения с формой волны 1,2/50 мкс.

3 В некоторых других стандартах его также называют U _imp.

[IEC 60664-1:2007, пункт 3.9.2, с изменением (добавление примечаний к записи)]

3.23 суммарный разрядный ток I _Total (total discharge current I _Total): Ток, который протекает через заземляющий проводник многополюсного УЗИП во время испытания на суммарный разрядный ток.

Примечания

1 Цель состоит в том, чтобы учесть суммарное воздействие, которое возникает, когда несколько видов защиты многополюсного УЗИП срабатывают одновременно.

2 I _Total особенно важен для УЗИП, испытанных согласно классу испытаний I и используемых для уравнивания потенциалов при защите от воздействия молнии согласно серии стандартов IEC 62305.

[IEC 61643-11:2011, пункт 3.1.44, с изменениями (слова "проводник РЕ или PEN" заменены на слова "заземляющий проводник")].

Примечание - Далее в тексте все обозначения параметров фотоэлектрического оборудования даны в виде, приведенном в примененном стандарте IEC 61643-32, для соответствия обозначениям параметров в других стандартах комплекса ГОСТ IEC 61643. Принятые в фотоэнергетике и установленные в соответствующих стандартах обозначения и сокращения приведены в настоящем разделе.

4 Системы и оборудование, подлежащие защите

К оборудованию ФЭС и его компонентам, которому может потребоваться защита, относятся:

- инвертор, т.е. его компоненты, обеспечивающие электрическое соединение как с фотоэлектрической батареей, так и с системой электропитания переменного тока низкого напряжения;

- фотоэлектрическая батарея;

- проводка (самой ФЭС);

- компоненты, установленные между инвертором и фотоэлектрической батареей;

- оборудование для управления и контроля ФЭС.

Перенапряжения могут повредить ФЭС или привести к ее неисправности, поэтому ФЭС должны быть защищены.

Оценка потребности в защите и правильный выбор защитных мер требуют от производителя информации о выдерживаемом напряжении оборудования. Если такая информация отсутствует, то в качестве исходного может использоваться значение номинального импульсного напряжения U _w для оборудования, указанного в 9.1.2 и в таблице 2. Частичные токи растекания молнии могут вызвать неконтролируемые пробои и вызвать возгорание. Меры для защиты от перенапряжения могут помочь уменьшить риск возгорания (см. серию стандартов IEC 62305).

5 Перенапряжения в фотоэлектрических системах

Перенапряжения в ФЭС могут быть вызваны рядом условий. К ним относятся:

- непосредственные попадания (S1) во внешнюю систему молниезащиты (СМЗ) здания или удары молнии возле (S2) здания и/или ФЭС;

- непосредственные попадания (S3) и наведенные токи удара молнии (S4), распределяющиеся по электрической сети;

- перенапряжения, создаваемые распределительной сетью, например вызываемые коммутационными операциями.

Примечания

1 S1, S2, S3 и S4 определены в серии стандартов IEC 62305.

2 Перенапряжения описаны в IEC 60364-4-44.

При переключениях на стороне переменного тока могут возникать повторные перенапряжения (пики), создаваемые электронным инвертором или другим устройством преобразования энергии. В зависимости от технологии и особенностей устройства преобразования энергии могут потребоваться дополнительные требования при выборе УЗИП.

Требования защиты по настоящему стандарту основаны на предположении о том, что кабели, соединяющие компоненты постоянного тока ФЭС, в достаточной степени защищены от прямых ударов молнии путем соответствующей прокладки либо экранирования (например, с использованием соответствующей системы прокладки кабелей).

6 Установка и размещение устройств защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП)

6.1 Общие сведения

В соответствии с IEC 61643-12 и серией стандартов IEC 62305 выбор и установка УЗИП для защиты ФЭС зависит от многих факторов, но основными являются следующие:

- плотность ударов молнии в землю на квадратный километр N _G в год (1/км ²/год) или изокераунический уровень T _D (количество грозовых дней в году) в данном месте расположения;

- характеристики низковольтной энергосистемы (например, воздушные или подземные линии) и оборудования, которое необходимо защитить;

- необходимость в защите ФЭС от прямых попаданий молний с использованием внешней СМЗ.

Если установки защищены внешней СМЗ, требования к УЗИП будут зависеть:

- от выбранного класса СМЗ (см. упрощенный метод в приложении А);

- соблюдения разделительного расстояния (s) между СМЗ и ФЭС (изолированная СМЗ) или его несоблюдения (неизолированная СМЗ).

Дополнительные требования к наружной СМЗ и разделительному расстоянию приведены в IEC 62305-3.

Для оптимальной защиты инвертора от перенапряжений рекомендуется непосредственное подключение УЗИП и инвертора к заземляющей шине (клемме) между ними.

Класс испытаний УЗИП и минимальная площадь поперечного сечения соединительных проводников выбирают по таблице 1.

Таблица 1 - Выбор класса испытания УЗИП и площади поперечного сечения соединительного проводника

	Класс испытания УЗИП и соответствующие площади поперечного сечения
Вариант установки Установка УЗИП для ФЭС без внешней СМЗ (см. 6.2.1)	Место установки УЗИП УЗИП, испытанные по классу I согласно IEC 61643-11 а, 16 мм 2 или УЗИП, испытанные по классу II согласно IEC 61643-11 а, 6 мм 2	Место установки УЗИП УЗИП, испытанные по классу II согласно IEC 61643-11 а, 6 мм 2	Место установки УЗИП УЗИП, испытанные по классу II согласно IEC 61643-31 a, 6 мм 2
Установка УЗИП в здании с внешней СМЗ с соблюдением разделительного расстояния s (см. 6.2.2)	УЗИП, испытанные по классу I согласно IEC 61643-11, 16 мм 2	УЗИП, испытанные по классу II согласно IEC 61643-11, 6 мм 2	УЗИП, испытанные по классу II согласно IEC 61643-31, 6 мм 2
Установка УЗИП в здании с внешней СМЗ без соблюдения разделительного расстояния s	УЗИП, испытанные по классу I согласно IEC 61643-11, 16 мм 2	УЗИП, испытанные по классу I согласно IEC 61643-11 a, 16 мм 2	УЗИП, испытанные по классу I согласно IEC 61643-31, 16 мм 2
а При необходимости. Примечание - Минимальные требования к площади поперечного сечения проводов в некоторых странах различаются. Эти различия объяснены в предисловии к IEC 62305-3.

Маркировка УЗИП по IEC 61643-31 содержит индекс "PV".

6.2 Требования для разных фотоэлектрических систем

6.2.1 Фотоэлектрические системы без внешней СМЗ

1 - УЗИП, испытанные по классу II согласно IEC 61643-31; 2 - УЗИП, испытанные по классу II согласно IEC 61643-11; 3 - УЗИП, испытанные по классу I или по классу II согласно IEC 61643-11; 4 - УЗИП, испытанные по классу II согласно IEC 61643-31, ГЗШ - главная заземляющая шина

Рисунок 1 - Размещение УЗИП для ФЭС с фотоэлектрическими модулями, размещенными на здании без внешней СМЗ

В целом, как показано на рисунке 1, должны быть установлены два УЗИП на стороне постоянного тока (точки 1 и 4) и два УЗИП на стороне переменного тока относительно инвертора (точки 3 и 2).

Примечание - При использовании экранированного силового кабеля для постоянного тока подключаемое к такому кабелю оборудование уже имеет защиту от наведенных перенапряжений.

УЗИП в точке 2 не требуется, если:

- расстояние ¹⁾ между УЗИП в главном распределительном щите и инвертором менее 10 м, а провод РЕ проложен совместно с силовыми проводами переменного тока (см. 9.1.3). В этом случае в главном распределительном щите в точке 3 устанавливают только одно УЗИП

------------------------------

¹⁾_{Имеется в виду расстояние вдоль электрического кабеля, проложенного между точками 2 и 3.}

------------------------------

или

- инвертор и главный распределительный щит подключены к одной шине заземления кабелями, длина каждого из которых менее или равна 0,5 м (например, инвертор расположен внутри главного распределительного щита).

УЗИП в точке 4 не требуется, если:

- расстояние ²⁾ между инвертором и фотоэлектрической батареей менее 10 м, а уровень защиты (U _р) УЗИП, установленного в точке 1, менее или равен 0,8 U _w выдерживаемого напряжения фотоэлектрической батареи (см. 9.2.3)

------------------------------

²⁾_{Имеется в виду расстояние вдоль электрического кабеля, проложенного между инвертором и фотоэлектрической батареей.}

------------------------------

или

- уровень защиты (U _p) УЗИП, установленного в точке 1, менее или равен 0,5 U _w выдерживаемого напряжения фотоэлектрической батареи, а провод РЕ проложен близко к проводам постоянного тока.

6.2.2 Фотоэлектрические системы с внешней СМЗ с соблюдением разделительного расстояния (s) (за исключением ФЭС, заземленных в нескольких точках, таких как фотоэлектрические солнечные электростанции)

Данное решение является более предпочтительным по сравнению с тем, в котором разделительное расстояние не соблюдается.

1 - УЗИП, испытанное по классу II согласно IEC 61643-31; 2 - УЗИП, испытанное по классу II согласно IEC 61643-11, 3 - УЗИП, испытанное по классу I согласно IEC 61643-11; 4 - УЗИП, испытанное по классу II согласно IEC 61643-31; 5 - молниеприемник СМЗ; 6 - токоотвод СМЗ, ГЗШ - главная заземляющая шина

Рисунок 2 - Размещение УЗИП для ФЭС установки с внешней СМЗ с соблюдением разделительного расстояния (s)

Меры по уменьшению разделительного расстояния (s) (например, многочисленные токоотводы или токоотводы, объединенные в сетчатую структуру) или использование внешней СМЗ, изолированной от защищаемого строения (при этом фотоэлектрические модули и, возможно, другие компоненты ФЭС установлены на таком строении или интегрированы в его конструкции), являются предпочтительнее тех мер, которые определены в 6.2.3.

Внешнюю СМЗ, изолированную от защищаемого строения, можно применить исключительно вблизи ФЭС (как частично изолированную СМЗ).

В целом, как показано на рисунке 2, должны быть установлены два УЗИП на стороне постоянного тока (точки 1 и 4) и два УЗИП на стороне переменного тока относительно инвертора (точки 3 и 2).

УЗИП в точке 2 не требуется, если:

- расстояние ¹⁾ между УЗИП в главном распределительном щите и инвертором менее 10 м, а напряжением, наведенным от протекающего в токоотводе тока молнии, можно пренебречь (см. IEC 62305-4)

------------------------------

¹⁾_{Имеется в виду расстояние вдоль электрического кабеля, проложенного между точками УЗИП и инвертором.}

------------------------------

или

- инвертор и главный распределительный щит подключены к одной шине заземления кабелями, длина которых менее или равна 0,5 м (например, инвертор расположен внутри главного распределительного щита).

УЗИП в точке 4 не требуется, если:

- расстояние ²⁾ между инвертором и фотоэлектрической батареей менее 10 м, а уровень защиты (U _p) УЗИП, установленного в точке 1, менее или равен 0,8 U _w выдерживаемого напряжения фотоэлектрической батареи (см. 9.2.3)

------------------------------

²⁾_{Имеется в виду расстояние вдоль электрического кабеля, проложенного между инвертором и фотоэлектрической батареей.}

------------------------------

или

- уровень защиты (U _p) УЗИП, установленного в точке 1, менее или равен 0,5 U _w выдерживаемого напряжения фотоэлектрической батареи, а проводник РЕ проложен близко к проводникам постоянного тока.

6.2.3 Фотоэлектрические системы с внешней СМЗ без соблюдения разделительного расстояния (s) (включая системы, заземленные в нескольких точках), такие как фотоэлектрические солнечные электростанции)

1 - УЗИП, испытанное по классу I согласно IEC 61643-31; 2 - УЗИП, испытанное по классу I согласно IEC 61643-11 (см. исключение ниже); 3 - УЗИП, испытанное по классу I согласно IEC 61643-11; 4 - УЗИП, испытанное по классу I согласно IEC 61643-31; 5 - молниеприемник СМЗ; 6 - токоотвод СМЗ; Е - присоединение для уравнивания потенциалов (без соблюдения разделительного расстояния = неизолированная СМЗ); ГЗШ - главная заземляющая шина

Рисунок 3 - Размещение УЗИП для ФЭС с внешней СМЗ без соблюдения разделительного расстояния (s)

При защите с использованием УЗИП другим компонентам установки, подключенным к одним и тем же шинам, могут требоваться УЗИП, испытанные по классу I.

В данной конфигурации проводники переменного и постоянного токов действуют как параллельные проводники для проводников уравнивания потенциалов. На рисунке А.1 и в таблице А.1, а также в таблице А.2 (приложение А) дана дополнительная информация относительно выбора УЗИП.

В точках 1, 2, 3 и 4 требуются УЗИП, испытанные по классу I. УЗИП в точках 1 и 2 устанавливают максимально близко к инвертору, как показано на рисунке 3. УЗИП в точке 4 устанавливают максимально близко к фотоэлектрической батарее.

В целом, УЗИП в точках 2 и 3 следует устанавливать обязательно, за исключением ситуаций, когда инвертор и главный распределительный щит подключены к одной шине заземления кабелями, длина которых менее или равна 0,5 м (например, инвертор расположен внутри главного распределительного щита). В таких случаях установка УЗИП в точке 2 не обязательна.

6.2.4 Цепи связи и сигнализации фотоэлектрических систем

Если для силовых цепей требуются УЗИП, то следует рассмотреть необходимость их установки в цепях телекоммуникации и сигнализации. На рисунке С.1 (приложение С) приведен пример.

7 Уравнивание потенциалов

Системы заземления и защитные проводники в ФЭС должны отвечать требованиями IEC 60364-7-712. В настоящем стандарте представлена дополнительная информация.

Минимальная площадь поперечного сечения проводников уравнивания потенциалов должна отвечать требованиям IEC 60364-5-54, IEC 61643-12 и IEC 62305-3.

Если проводники уравнивания потенциалов рассматриваются как токоотводы, они должны быть изготовлены из меди с минимальной площадью поперечного сечения 50 мм ² или иметь аналогичные характеристики.

Если проводники уравнивания потенциалов пропускают частичный ток молнии, они должны быть изготовлены из меди с минимальной площадью поперечного сечения 16 мм ² или иметь аналогичные характеристики.

Если проводники уравнивания потенциалов пропускают только наведенный ток молнии, они должны быть изготовлены из меди с минимальной площадью поперечного сечения 6 мм ² или иметь аналогичные характеристики.

Соединительные проводники, соединяющие токопроводящие части с заземляющей шиной, должны иметь минимальную площадь поперечного сечения 6 мм ² для меди или иметь аналогичные характеристики.

В случае, если ФЭС не подключена к СМЗ, минимальная площадь поперечного сечения соединительных проводников, соединяющих разные заземляющие шины, и проводников, соединяющих шины с системой заземления, должна составлять 6 мм ² для меди или иметь аналогичные характеристики.

Примечание - Минимальные требования к площади поперечного сечения проводов в некоторых странах различаются. Эти различия объяснены в предисловии к IEC 62305-3.

Компоненты, в которых будет протекать значительный частичный ток молнии, должны отвечать требованиям серии стандартов IEC 62561.

Если ФЭС защищена СМЗ, нужно соблюдать минимальное разделительное расстояние (s) между СМЗ и металлоконструкциями ФЭС во избежание протекания частичных токов молнии через эти конструкции. На рисунке С.2 (приложение С) приведен пример. Сечения всех проводников уравнивания потенциалов должны быть 6 мм ², за исключением того, который показан на рисунке С.2 (приложение С), для проводников заземления УЗИП, испытанных по классу I, в главном распределительном щите.

Когда фотоэлектрическая батарея защищена СМЗ, но разделительное расстояние (s) соблюсти невозможно, обеспечивают непосредственное соединение между внешней СМЗ и металлоконструкцией фотоэлектрической батареи. Данное соединение должно выдерживать частичный ток молнии. В этом случае минимальная площадь поперечного сечения проводников уравнивания потенциала должна соответствовать рисунку С.3 (приложение С) и требованиям IEC 60364-5-54, IEC 61643-12 и IEC 62305-3. Сечения всех проводников уравнивания потенциалов должны составлять 16 мм ², за исключением того, который используется для заземления инвертора, как показано на рисунке С.3 (приложение С).

8 Требования по установке УЗИП в фотоэлектрических системах

Установка УЗИП на стороне постоянного и переменного токов ФЭС не обязательна, если по результатам оценки риска не показано иное.

Для крупных ФЭС обычно применяют IEC 62305-2. Для менее крупных ФЭС могут применять другие методы оценки рисков, например описанные в IEC 61643-12, IEC 60364-4-44:2015 (раздел 443) для УЗИП на стороне переменного тока и IEC 60364-7-712 - для УЗИП на стороне постоянного тока.

Когда УЗИП установлены для защиты ФЭС, необходимо также обеспечить защиту любых цепей телекоммуникации и сигнализации, которые входят в ФЭС.

УЗИП должны соответствовать:

- IEC 61643-11 - для устройств защиты от импульсных перенапряжений, подключенных к низковольтным энергосистемам переменного тока;

- IEC 61643-31 - для устройств защиты от импульсных перенапряжений, устанавливаемых к фотоэлектрическим системам;

- IEC 61643-21 - для устройств защиты от импульсных перенапряжений, подключенных к линиям телекоммуникаций и сигнализации.

Дополнительно при выборе и установке УЗИП необходимо соблюдать правила установки, определенные:

- в IEC 60364-5-53:2015 (раздел 534), IEC 61643-12 и IEC 62305-4 - для защиты энергосистем переменного тока;

- IEC 61643-22 или IEC 62305-4 - для защиты систем управления и связи.

9 Выбор и установка УЗИП в фотоэлектрических системах

9.1 Выбор УЗИП, устанавливаемых на стороне переменного тока (АС)

9.1.1 Общие сведения

При выборе и установке УЗИП для защиты стороны переменного тока ФЭС руководствуются правилами IEC 60364-5-53:2015 (раздел 534), IEC 61643-12 и IEC 62305-4. В настоящем стандарте учитываются только некоторые конкретные детали защиты оборудования на стороне переменного тока ФЭС.

Примечание - Напряжения между проводниками переменного тока и земли зависят от технологии инвертора и не всегда представляют собой чисто синусоидальные переменные напряжения. При выборе УЗИП для стороны переменного тока нужно учитывать искажение волны напряжения, например, если ожидаются значительные пики.

9.1.2 Выбор УЗИП с учетом номинального разрядного тока I _n и импульсного тока I _imp

Минимальный номинальный разрядный ток I _n должен быть 5 кА 8/20 для каждого вида защиты УЗИП, класса испытаний II. Более высокий показатель может обеспечить более продолжительный срок службы УЗИП.

Если в точке соединения между фотоэлектрической установкой и сетью общего пользования (обычно в главном распределительном щите) требуется УЗИП класса испытаний I, это УЗИП должно иметь минимальный импульсный ток I _imp в соответствии с требованиями IEC 60364-5-53:2015 (раздел 534) и IEC 61634-12.

Для данных установок могут требоваться более высокие значения I _imp, определенные в IEC 62305. Упрощенный подход к определению значения I _imp в зависимости от риска по уровню защиты от молний (УЗМ) приведен в IEC 61643-12.

9.1.3 Выбор УЗИП с учетом уровня напряжения защиты U _p

Чтобы выбрать УЗИП с подходящим уровнем напряжения защиты, необходимо определить номинальное импульсное напряжение U _w оборудования и его уровень устойчивости к электромагнитным помехам, как определено в IEC 61000-4-5:

- для линий электропередачи и соответствующего оборудования подключения - по IEC 61000-4-5, IEC 60364-4-44:2015 (раздел 443) и IEC 60664-1;

- для линий сигнализации и соответствующего оборудования подключения - по IEC 61000-4-5, ITU-T К.20 и ITU-T К.21.

Для обеспечения эффективной защиты оборудования уровень напряжения защиты U _p должен быть ниже, чем номинальное импульсное напряжение U _w защищаемого оборудования. Как правило, следует поддерживать запас прочности не менее 20 % между номинальным импульсным напряжением оборудования и уровнем напряжения защиты U _p  0,8, кратным U _w (см. IEC 61643-12 и IEC 62305-4). Возможные исключения описаны в IEC 60364-5-53:2015, раздел 534. Если не указано иное, допустимой категорией перенапряжения является категория II. Максимальное значение импульсного напряжения, которое (как ожидается) может достигнуть оборудования, составляет 2,5 кВ для систем 230/400 В переменного тока. Обычно для обеспечения этого условия требуется схема защиты с несколькими скоординированными УЗИП. Производители УЗИП могут предоставлять необходимую информацию для такой координации.

9.1.4 Установка УЗИП на стороне переменного тока

УЗИП должно быть установлено максимально близко к вводу в электрическую установку, например в точке подключения ФЭС к электросети (см. рисунок 4). Если длина прокладки проводников между данным УЗИП и инвертором (расстояние Е) равна или более 10 м, рекомендуется обеспечить защиту инвертора дополнительным УЗИП, расположенным рядом с таким инвертором (см. рисунок 5). Также проводник РЕ должен быть проложен возле проводников переменного тока.

Е - расстояние между вводом в систему и инвертором; L ₁, L ₂ и L ₃ - длина соединительного кабеля; D - наружный разъединитель УЗИП

Рисунок 4 - Установка УЗИП на стороне переменного тока с малым расстоянием между вводом в установку и инвертором (Е < 10 м)

Примечание - В описанном в 6.2.3 случае второе УЗИП для инвертора является обязательным.

Если общая длина проводников согласно рисунку 4 и рисунку 5 превышает 0,5 м, могут применяться требования, определенные в IEC 60364-5-53:2015, подпункт 534.4.8.

Е - расстояние между вводом в систему и инвертором; L ₁, L ₂ и L ₃ - длина соединительного кабеля; D - наружный разъединитель УЗИП

Рисунок 5 - Установка УЗИП на стороне переменного тока с большим расстоянием между вводом в установку инвертором (Е  10 м)

9.2 Выбор УЗИП, устанавливаемых на стороне постоянного тока (DC)

9.2.1 Общие положения

Выбор и установку УЗИП для защиты стороны постоянного тока ФЭС следует выполнять в соответствии с IEC 60364-7-712. В настоящем стандарте представлена дополнительная информация.

Ввиду особенностей выходных характеристик фотоэлектрического оборудования на стороне постоянного тока ФЭС устанавливают только УЗИП, специально предназначенные для такого применения. Эти УЗИП должны отвечать требованиям IEC 61643-31.

9.2.2 Выбор УЗИП с учетом номинального разрядного тока I _n и импульсного тока I _imp

Минимальный номинальный разрядный ток I _n должен составлять 5 кА 8/20 для каждого вида защиты УЗИП класса испытаний II. Более высокое значение может обеспечить более продолжительный срок службы УЗИП.

Выбор импульсного тока I _imp для УЗИП класса испытаний I следует проводить в соответствии с приложением А. Если данных для применения приложения А недостаточно, то минимальный импульсный ток I _imp должен составлять 12,5 кА для каждого вида защиты при уровне защиты от молнии (УЗМ) III/IV в соответствии с IEC 60364-7-712.

9.2.3 Выбор U _C PV УЗИП, устанавливаемых на стороне постоянного тока (DC)

Максимальное длительное рабочее напряжение U _C PV для всех видов защиты УЗИП (+/-, +/земля и -/земля) должно быть выше или равно максимальному напряжению холостого хода U _OC МАХ фотоэлектрической батареи в условиях эксплуатации, для которой предназначена ФЭС (дополнительная информация дана в приложении В).

Примечание - Форма огибающей напряжения между проводниками постоянного тока и землей зависит от технологии инвертора и не всегда является равномерной по постоянному току. При выборе УЗИП на стороне постоянного тока следует учитывать пульсацию постоянного тока.

9.2.4 Выбор УЗИП с учетом уровня напряжения защиты U _p

Для определения необходимого уровня защиты нужно определить номинальное импульсное напряжение U _w оборудования или уровень устойчивости оборудования (см. IEC 61000-4-5) на:

- силовых клеммах по IEC 60664-1 и IEC 61000-4-5,

- сигнальных и телекоммуникационных портах по IEC 61000-4-5, ITU-T К.20 и ITU-T К.21.

Для обеспечения эффективной защиты оборудования уровень напряжения защиты U _p должен быть ниже номинального импульсного напряжения U _w оборудования, подлежащего защите. В целом должен быть обеспечен запас прочности минимум 20 % между номинальным импульсным напряжением оборудования и U _p  0,8U _w (см. IEC 62305-4). К тому же, проводник РЕ должен быть проложен возле проводников постоянного тока. Если дополнительная информация отсутствует, номинальное импульсное напряжение U _w для оборудования можно выбрать в таблице 2.

Для цепей с УЗИП, состоящих из сочетания однополюсных УЗИП (A, B, C ... X, Y, Z, как показано на рисунках 7 и 8) или многополюсных УЗИП, в которых не все возможные виды защиты заявлены изготовителем, уровень напряжения защиты отдельных УЗИП необходимо добавить для получения общего уровня напряжения защиты.

Таблица 2 - Номинальное импульсное напряжение U _w для оборудования между фотоэлектрической батареей и инвертором (когда отсутствует другая информация)

U х.х max, В	U w, В
	Модуль класса В, g) основная изоляция a)	Инвертор b)	Другое оборудование c)	Модули класса A g) и другое оборудование с двойной/ усиленной изоляцией f)
100	800	2500 (минимальное требование)	800	1500
150	1500		1500	2500
300	2500		2500	4000
424	4000	2500 (минимальное требование)	4000	4000
600	4000	4000	4000	6000
800 d)	5000		5000	6000
849	6000		6000	8000
1000	6000	6000	6000	8000
1500 е)	8000	8000	8000	12000
Все номинальные импульсные напряжения соответствуют категории перенапряжения II. a) IEC 61730-2:2004, основная изоляция (таблица 8). b) IEC 62109-1:2010, подпункт 7.3.7.1.2, перечисление b). c) U w по IEC 60664-1:2007. d) В соответствии с IEC 61730-2:2004 допускается линейная интерполяция, которая была применена к настоящей таблице для ясности. e) Рекомендованные значения, основанные на к IEC 60664-2-1:2011, приложение D. f) Двойная/усиленная изоляция является защитным средством, поэтому уровни напряжения защиты УЗИП не должны превышать номинальное импульсное напряжение базовой изоляции, указанной в графах 2-4 настоящей таблицы. g) Дополнительная информация по классу А и классу В дана в IEC 61730:2004.

К кабелям, подлежащим защите от прямых попаданий, относятся:

- кабели силовой цепи постоянного тока, идущие от фотоэлектрической батареи к инвертору;

- кабели передачи сигналов, которые соединяют датчики с оборудованием управления, и кабели передачи данных, идущие от входа в ФЭС до технических средств управления, при наличии.

9.2.5 Установка УЗИП на стороне постоянного тока

Для ФЭС, описанных в 6.2.1 и 6.2.2, когда расстояние Е между ФЭ модулями и инвертором по длине прокладки кабеля равно или превышает 10 м, необходимы два набора УЗИП для обеспечения достаточной защиты фотоэлектрических модулей и инвертора (см. рисунок 6).

Для ФЭС, описанных в 6.2.1 и 6.2.2, когда расстояние Е между защищаемыми блоками по длине прокладки кабеля меньше 10 м, может быть достаточно одного набора УЗИП. Для обычных фотоэлектрических модулей можно предположить, что их номинальное импульсное напряжение выше, чем номинальное импульсное напряжение U _w инвертора. Поэтому рекомендуется устанавливать УЗИП рядом с инвертором.

Общая длина проводников подключения (L ₁ + L ₂) должна быть как можно короче (предпочтительно не более 0,5 м для общей длины проводников).

Если общая длина проводников согласно рисунку 6 превышает 0,5 м, могут применяться требования, определенные в IEC 60364-5-53:2015, пункт 534.4.8.

Примечание - В описанном в 6.2.3 случае второе УЗИП для инвертора является обязательным.

Рисунок 6 - Пример защиты от перенапряжения на стороне постоянного тока ФЭС

9.2.6 Площадь поперечного сечения соединительных проводников для УЗИП, устанавливаемых на стороне постоянного тока (DC)

При подключении УЗИП руководствуются следующими правилами:

Проводники заземления УЗИП класса испытаний должны иметь минимальную площадь поперечного сечения 16 мм ² для меди или аналогичные показатели.

Проводники заземления УЗИП класса испытаний I с видом защиты в режиме отказа "короткое замыкание" должны иметь минимальную площадь поперечного сечения, равную площади поперечного сечения соответствующих токоведущих проводников, если она более 16 мм ².

Проводники заземления УЗИП класса испытаний II должны иметь минимальную площадь поперечного сечения 6 мм ² для меди или аналогичные показатели.

Проводники заземления УЗИП класса испытаний II с видом защиты в режиме отказа "короткое замыкание" должны иметь минимальную площадь поперечного сечения, равную площади поперечного сечения соответствующих токоведущих проводников, если она более 6 мм ².

Примечание - Минимальные требования к площади поперечного сечения проводов в некоторых странах различаются. Эти различия объяснены в Предисловии к IEC 62305-3.

Номинальное значение тока короткого замыкания УЗИП (I _SC PV) должно быть скоординировано с ожидаемым током короткого замыкания ФЭС на месте установки, а площадь поперечного сечения соединительных проводников должна быть рассчитана на этот ток с учетом максимального времени отключения максимальной дублирующей защиты от сверхтока.

Площадь поперечного сечения соединительных проводников для УЗИП с режимом отказа "короткое замыкание", а также для УЗИП с режимом отказа "обрыв цепи" должна соответствовать характеристикам разъединителей, встроенных в УЗИП (при наличии), при испытании на предмет поведения УЗИП в режиме отказа по IEC 61643-31.

Проводники, соединяющие УЗИП и устройства защиты от импульсных сверхтоков (при наличии) с токоведущими проводниками, должны выдерживать ожидаемый ток короткого замыкания и должны иметь площадь поперечного сечения, не менее:

- 2,5 мм ² - для меди или аналогичного материала для УЗИП класса испытаний II, установленных на стороне постоянного тока;

- 6 мм ² - для меди или аналогичного материала для УЗИП класса испытаний I, установленных на стороне постоянного тока.

9.2.7 Схемы внутренних соединений многополюсных УЗИП или комбинаций включения УЗИП с одним видом защиты на стороне постоянного тока (DC)

Примеры присоединения УЗИП к ФЭС приведены на рисунках 7 и 8.

Защита может представлять собой как сочетание однополюсных УЗИП с одним видом защиты (А, В, С ... Х, Y, Z) (см. рисунки 7 и 8), так и многополюсный УЗИП с несколькими видами защиты. Защитные компоненты, используемые в УЗИП, могут быть ограничивающего, коммутирующего типов или представлять собой сочетание обоих типов (комбинированные). Элементы УЗИП (А, В, С, X, Y и Z) также называют токовой ветвью УЗИП. Такая токовая ветвь может отличаться от отдельного вида защиты многополюсного УЗИП (например, при включении звездой и треугольником). Элементы X, Y и Z могут быть тремя одинаковыми УЗИП с одним видом защиты.

Примечание - Если уровень напряжения защиты для каждого вида защиты не заявлен производителем, то уровни напряжения защиты отдельных однополюсных УЗИП суммируются для получения общего уровня напряжения защиты.

Рисунок 7 - Пример подключений УЗИП на стороне постоянного тока ФЭС при незаземленной фотоэлектрической батарее

Примечания

1 Элемент В может не потребоваться, если расстояние L между В и надежным заземлением менее 1 м.

2 I и L - конфигурации соединения. Конфигурация I отмечена пунктиром.

Рисунок 8 - Пример подключений УЗИП на стороне постоянного тока ФЭС источника с надежным заземлением

9.2.8 Выбор I _SC PV УЗИП, устанавливаемых на стороне постоянного тока (DC)

Если УЗИП переходит в состояние с низким сопротивлением в конце срока службы, то ток короткого замыкания будет зависеть от количества конечных фотоэлектрических цепочек, места установки УЗИП и уровня энергетической освещенности. Из-за нелинейных характеристик фотоэлектрических модулей их ток короткого замыкания выше, чем ток в точке максимальной мощности. Это осложняет обнаружение короткого замыкания в ФЭС, так как образующиеся токи короткого замыкания могут не вызывать срабатывание устройств защиты от сверхтоков, таких как предохранители или автоматические выключатели. Это также действительно и для внешних устройств защиты от сверхтоков или устройств защиты от сверхтоков, которые интегрированы в УЗИП.

Номинальный ток короткого замыкания I _SC PV УЗИП должен быть равен или больше максимального тока короткого замыкания I _sc max фотоэлектрической батареи на месте установки УЗИП. Дополнительная информация дана в приложении В.

УЗИП, установленное на стороне постоянного тока ФЭС, может получить повреждения по следующим причинам:

- тепловой пробой в результате большого количества ударов молний, не превышающих номинал устройств, но приводящих к медленной деградации их внутренних компонентов;

- внезапный отказ в результате нагрузки, превышающей номинал устройств и тем самым ведущей к внезапному ухудшению их полного сопротивления.

Таким образом, УЗИП необходимо оборудовать специальным защитным устройством, подходящим для работы в условиях любого солнечного излучения (повышенного или пониженного) независимо от того, какой уровень тока выдает фотоэлектрическая батарея. К устройствам, которые могут обеспечить безопасное отключение или безопасное короткое замыкание внутри УЗИП, относятся:

- встроенные разъединители для перехода в режим отказа "обрыв цепи" (OCFM), при котором УЗИП отключается от источника постоянного тока;

- наружные разъединители, установленные последовательно с УЗИП и согласованные с характеристиками УЗИП при перегрузке для перехода в режим отказа "обрыв цепи" (OCFM) (например, плавкие предохранители или другие аналогичные компоненты защиты от сверхтоков);

- комбинация вышеупомянутых средств;

- внутренние средства защиты от короткого замыкания УЗИП (средства КЗ), которые способны справляться с током I _SC PV в течение неограниченного времени для достижения безопасного режима отказа "короткое замыкание" (SCFM).

Примечания

1 Не все ФЭС и инверторы способны выдерживать короткое замыкание на стороне постоянного тока. Устойчивое короткое замыкание на землю может представлять риск в некоторых системах. Другие стандартные установки могут требовать наружные разъединители. Дополнительная информация дана в IEC 60364-7-712.

2 Дополнительные требования могут предъявляться, когда к цепям постоянного тока подключены аккумуляторные батареи, потому что токи короткого замыкания, образуемые такими аккумуляторными батареями, могут быть значительно выше максимального значения тока короткого замыкания тока фотоэлектрической батареи.

Характеристики устройств, используемых в целях разъединения или короткого замыкания, должны быть определены изготовителем УЗИП.

Типы отказа УЗИП следующие:

- режим отказа "обрыв цепи" (OCFM) или

- режим отказа "короткое замыкание" (SCFM).

Влияние компонентов защиты (например, разъединителей, средств защиты от КЗ и т.д.) на систему постоянного тока следует учитывать исходя из информации, предоставленной изготовителем УЗИП.

Ввиду возможной опасности для людей и имущества, которую представляет образование дуги постоянного тока во время замены подключаемых УЗИП в режиме короткого замыкания, подходящие средства разъединения должны быть заявлены изготовителем. Средства разъединения должны иметь изолирующую способность и способность коммутации нагрузки до I _sc max.

9.2.9 Координация УЗИП

Координация УЗИП в установке крайне важна. Дополнительная информация приведена в IEC 61643-12. Необходимо соблюдать указания изготовителя о надлежащей координации между УЗИП.

10 Техническое обслуживание

УЗИП устанавливают так, чтобы их было легко осматривать.

Примечание - Обслуживание - в соответствии с рекомендациями изготовителя по обслуживанию устройств УЗИП.

Библиография

IEC 60904-3, Photovoltaic devices - Part 3: Measurement principles for terrestrial photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data (Приборы фотоэлектрические. Часть 3. Принципы измерения характеристик фотоэлектрических приборов с учетом стандартной спектральной плотности энергетической освещенности наземного солнечного излучения)

IEC TR 62066:2002, Surge overvoltages and surge protection in low-voltage a.c. power systems - General basic information (Перенапряжения и защита от выбросов напряжения в низковольтных системах питания переменного тока. Общая основная информация)

IEC 62305-1:2010, Protection against lightning - Part 1: General principles (Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы)

IEC 62561 (все части), Lightning protection system components (LPSC) [Компоненты системы молниезащиты (LPSC)]

Ключевые слова: низковольтные устройства защиты от импульсных перенапряжений, устройства защиты от импульсных перенапряжений, постоянный ток фотоэлектрической системы, принцип выбора и применения.