Шта је једносмерни лук?
Квар лука је проток електричне енергије кроз ваздушни јаз кроз јонизоване молекуле гаса. Иако се ваздух обично сматра непроводљивим медијумом, велика разлика потенцијала (напона) између два проводника у непосредној близини може проузроковати распад молекула ваздуха на своје јонизоване састојке (тзв.‘плазме’), који тада могу носити набој са једне електроде на другу.
Температура електричног лука зависи од бројних фактора, као што је ниво протока струје, али на типичном ПВ систему лако је довољно врућ да топи стакло, бакар и алуминијум и покреће сагоревање околних материјала.
Кварови једносмерног лука јављају се на једносмерном каблу ПВ соларних система.
Шематски приказ– Струјни инвертерски соларни систем са незаштићеним једносмерним кабловима. Каблови, спојеви и електрична опрема изложени једносмерним електричним луковима приказани су црвеном бојом
Да ли је лучење проблем са електричним системима наизменичне струје? НЕ
Лукање се не види као уобичајена опасност у редовним електричним системима наизменичне струје. То је делимично због тога што су се стандарди, праксе и дизајн компонената електричне индустрије развили током последњих 100-так година до тачке у којој су модерне инсталације наизменичне струје врло сигурне.
Лучење је мањи проблем у системима наизменичне струје, јер се наизменични лукови сами гасе како се напон мења, пролазећи кроз 0 волти сто пута у секунди за стандардне мрежне напајања. Да би лук био самоодржив, услови за покретање лука морају бити непрекидно присутни. Једносмерна струја остаје на непрекидном напону и након успостављања лука наставит ће се док је једносмерни напон
Да ли се кварови једносмерног лука јављају на свим соларним системима? НЕ
Кварови једносмерног лука јављају се само на системима претварача низова који имају незаштићене кругове једносмерног напона изнад приближно 80 волти једносмерне струје.
Где се на Сунчевом систему јављају једносмерне струјне лукове?
Кварови се могу појавити било где на једносмерном каблу који пролази од соларних модула на крову до претварача струна, који је обично инсталиран поред главне разводне табле. Постоји приближно 26 прикључака у једносмерном кругу малог домаћег соларног система (2кВ) које соларни инсталатер врши на лицу места и приближно 50 прикључака у систему од 5кВ. Све ове везе које је предузео соларни инсталатер представљају потенцијалну тачку квара.
Такође постоје додатне везе унутар соларних модула, једносмерних изолатора и претварача жица који су потенцијалне тачке квара.
Које су врсте грешака једносмерног лука које се јављају на соларним системима помоћу претварача низова?
Постоје три уобичајене врсте грешака једносмерног лука:
Сериес– Серијски лук се јавља када је веза прекинута док ПВ производи струју. Било који испрекидани прикључак у једносмерном колу има потенцијал да произведе квар једносмерног лука. Ови прикључци могу укључивати залемљене спојеве у модулу, жичане везе типа компресије, конекторе који се користе на жичаним водовима причвршћеним за ПВ модуле, прикључке у једносмерним изолаторима, везе у претварачу, било које једносмерне склопове у претварачу или било које једносмерне каблове у струјно коло.
Паралелно– Паралелни лукови се јављају када дође до слома изолационог система и струја тече између позитивне и негативне. Два проводника супротног поларитета у истом колу једносмерне струје често се изводе у непосредној близини. Изолација између две жице може постати неефикасна услед жвакања животиња, УВ распада, крхкости, пуцања, продора влаге и механичких оштећења. Паралелни лучни кварови могу се наставити дуж проводника према материјалу који гори материјале успут.
На земљу– Ова грешка захтева само квар једног изолационог система на масу. То може бити оквир соларног модула, регал са соларним низом, кров или било која друга уземљена површина.
Често квар може започети као један тип квара (нпр. Серијски квар), али се развити у другу врсту квара (нпр. Паралелни квар).
Шта може покренути квар једносмерног лука?
Слом континуитета проводника због:
·Лабави спојеви због лоше уградње
·Лабави зглобови због неквалитетних веза
·Корозија зглобова током времена
Квар изолационог система:
·Пропадање изолације током времена услед излагања УВ зрачењу
·Пукотина изолације временом настаје услед промена температуре (вруће– хладно)
·Пропадање изолације услед старења
·Штета на изолацији глодара, инсеката, птица
·Оштећење изолације током уградње
·Оштећење изолације будућим грађевинским радовима
·Улаз воде у каблове, канале.
·Улазак воде у једносмерне изолаторе због лоше инсталације
·Улазак воде у једносмерне изолаторе услед деградације заптивки током времена
·Улаз воде у претварач
·Улаз воде у соларни модул или разводну кутију
Да ли треба да бринете због грешака истосмјерног лука?ДА
Кварови једносмерног лука идентификовани су као основни узрок преко 400 пожара у домаћинствима и комерцијалним зградама у Аустралији– грађење пожара који ризикују сигурност путника и наносе штету имовини. Кварови једносмерног лука такође узрокују значајну штету на соларној опреми.
Са највећом пажњом могу се одабрати и инсталирати најквалитетније компоненте једносмерног кабла. Међутим, с временом ће доћи до изолације кабла и пропадања проводника, што може проузроковати квар једносмерног лука.
Ако видите или чујете квар једносмерног лука, може ли искључивање вашег претварача зауставити лук?НЕ
Кварови једносмерног лука јављају се на једносмерном каблу испод соларног низа, било где дуж еносмерног кабла од соларног низа на крову до претварача жица, па чак и унутар претварача жица. Искључивањем претварача не искључује се ожичење једносмерне струје. ДЦ ожичење од соларног низа до претварача је под напоном кад год сунце сија и не постоји начин да се изолује ово ожичење. Дакле, искључивање претварача неће угасити квар једносмерног лука. У зависности од места квара, руковање кровним истосмерним изолатором може изоловати квар и угасити лук, међутим то ће захтевати приступ крову и лоцирање одговарајућег једносмерног изолатора. Прекидање квара једносмерног лука изолатором није без сопствених опасности и сматрало би се само крајњим уточиштем.
Да ли струјни претварачи са уграђеном заштитом од електролучних лука пружају заштиту за све врсте једносмерних електричних квара?НЕ
Сада су доступни неки претварачи жица са уграђеним откривањем квара лука. Међутим, они НЕ откривају и изолују све горе наведене грешке једносмерног лука.
Претварачи са уграђеним идентитетом за откривање лука, једносмерни квар лука користећи шум на једносмерном каблу који производи лук. Једном када се детектира лук, ДЦ круг на претварачу ће бити изолиран. Ово ће угасити а‘серија’ лук али НЕЋЕ угасити а‘паралелно’ или‘земљу’ кружни лук. ДЦ каблови испод соларне мреже и до претварача остаће активни када је једносмерни круг изолиран на претварачу. Паралелни или земљоспој и даље ће се лучити на соларним системима користећи претвараче низа са заштитом од једносмерног лука.
Да ли се кварови једносмерног лука јављају само на једносмерним изолаторима?НЕ
Међу неким соларним инсталатерима постоји уобичајено веровање да се кварови једносмерног лука јављају само на једносмерним изолаторима. Ово није тачно. Кварови једносмерног лука јављају се свуда где постоје спојеви на једносмерним кабловима, прекид континуитета кабла или слом изолације. То се догађа на соларним модулима, једносмерним конекторима, једносмерном каблу, спојевима у једносмерним изолаторима или унутар претварача.
Да ли је уклањање кровних једносмерних изолатора опција за смањење грешака једносмерног лука?НЕ
Ако не инсталирате кровне изолаторе једносмерне струје, сигурно ће елиминисати могућност њиховог неуспеха у будућности. Међутим, основна електрична теорија налаже да је неопходно изоловати генератор електричне енергије што ближе извору. На пример, ако се јави квар на једносмерном каблу у кровној шупљини или било где између соларних модула и претварача струне, систем мора да има начин за искључивање напајања ради изолације квара. Ако је особа имала довољно несреће да је дошла у контакт са ДЦ ожичењем, стандардни безбедни поступак спасавања је изоловање напајања пре покушаја спасавања.
Дакле, иако уклањање кровног изолатора једносмерне струје може изгледати као једноставан начин спречавања њиховог неуспеха, није практично напустити систем без средстава за изолацију соларног низа у случају квара или несреће.
Да ли ће уклањање једносмерних изолатора спречити једносмерне кварове лука?НЕ
Кварови једносмерног лука јављају се свуда где постоје спојеви на једносмерним кабловима, прекид континуитета кабла или прекид изолације каблова. Ако је једносмерни изолатор замењен разводном кутијом или разводном кутијом једносмерног конектора, кварови ће се и даље дешавати у овом тренутку као и у другим тачкама у једносмерном кругу.
Најефикаснији приступ спречавању једносмерних кварова је уклањање присуства опасних једносмерних напона помоћу микроинвертера или употреба неких система оптимизованих за једносмерну струју са сигурним једносмерним напоном.
Да ли се вероватноћа кварова једносмерног лука повећава како старе соларни системи са претварачима жица?ДА
Вероватноћа квара једносмерног лука расте како старе соларни системи. То је зато што зглобови у истосмјерном ожичењу временом нагризају повећавајући импедансу, узрокујући топлину и прекид континуитета споја што резултира једносмјерном лучном грешком. Такође, заптивке на изолаторима, водовима итд. Се временом разграђују омогућавајући повећање воде што може проузроковати једносмерни лук.
Глодари, инсекти, птице могу оштетити изолацију, будући радови могу оштетити изолацију или се изолација може временом једноставно деградирати.
Да ли је тачно да док год је инсталиран једносмерни соларни систем у складу са аустралијским стандардима (АС5033) и користе се квалитетна опрема и праксе уградње, тада је систем‘сигурно’?НЕ
Бројни су случајеви пожара који су започели због опреме која је разматрана‘висок квалитет’ у време када је инсталиран, да би га произвођач опозвао годинама касније због производних или дизајнерских недостатака. Често се ови недостаци не појаве док систем не ради неколико година.
Инсталирање соларних система на роове је тежак и понекад опасан задатак, посебно у често врућим и непријатним условима. Ови услови нису погодни за савршену израду и потребан је само тренутни пропуст концентрације да разводну кутију или изолатор једносмерне струје не затегнете до тачног обртног момента– који ће на крају пропасти због продора воде. Практично искуство је да чак и најбољи трговац може повремено погрешити, а код ДЦ система те грешке могу имати катастрофалне последице.
Аустралијски стандарди (нарочито АС5033) улажу велике напоре да покушају да елиминишу све могуће узроке једносмерних електричних лука у соларном систему. Постоје ригорозни режими инспекције (много више него било која редовна електрична инсталација) и још увек постоје бројни примери катастрофалних кварова једносмерног лука који се свакодневно дешавају на соларним системима једносмерне струје у Аустралији. Само ово би требало да одговори на питање да ли је поштовање постојећих аустралијских стандарда довољно за уклањање грешака једносмерног лука.
Једини начин да се елиминише ризик од квара на једносмерном луку је елиминисање самог опасног једносмерног напона из система или употреба технологије специјално дизајниране да смањи напон система на безбедне нивое у случају квара.
Може ли редовно одржавање спречити кварове једносмерног лука на соларним системима са претварачима низа и незаштићеним једносмерним кабловима?НЕ
Увријежено је мишљење да ако је једносмјерни соларни систем са незаштићеним средњенапонским истосмјерним кабловима инсталиран у складу са аустралијским стандардима АС5033 и редовно се одржава, он је потпуно сигуран. Ово није истина. Соларни инсталатер може редовно одржавати соларни систем. Међутим, чак и те ноћи након инспекције или било које ноћи након инспекције, глодари, опсум итд. Могу да прогризу изолацију једносмерног кабла. Када сунце излази, соларни панели почињу да производе снагу, голи проводници постају под напоном узрокујући једносмерни лук и пожар у згради. Соларном инсталатеру је практично немогуће проверити да ли су све заптивке водоотпорне и спречавају продор воде, као и да сви спојеви каблова нису кородирани и подложни високој импеданси.
Једноставно не постоји програм одржавања који може спречити квар једносмерног лука на соларним системима са претварачима низа и незаштићеним једносмерним кабловима.
Да ли се ово дешава само у Аустралији?НЕ
Сједињене Државе воде Аустралију у решавању овог проблема. 2014. године увели су путем Националног електричног кодекса (НЕЦ) захтеве за брзо искључивање соларних низова. Ово искључује једносмерни кабл са крова на претварач када је систем искључен. Иако је ово помогло, настављају се инциденти квара на једносмерном луку са соларним низом. тако да сада планирају да уведу мере према НЕЦ2017 о брзом искључивању нивоа соларних панела како би се ограничио максимални једносмерни напон унутар низова на 80В једносмерне струје или нижи када се систем искључи. Брзо искључивање нивоа соларног панела обезбедиће побољшану сигурност хитним службама и свима који могу доћи у контакт са соларним системом.
Уједињено Краљевство је препознало проблем и спроводи детаљну истрагу соларних пожара изазваних једносмерним локовима.
(Референца са хттпс://ввв.ацсоларварехоусе.цом/)
