PV సిస్టమ్‌ల కోసం సర్జ్ ప్రొటెక్షన్ డివైజ్‌ల ఎంపిక - SPDల ఇన్‌స్టాలేషన్

1. SPD ఇన్‌స్టాలేషన్‌ను ప్రభావితం చేసే అంశాలు

ఇంటి పైకప్పుపై ఉండే ఫోటోవోల్టాయిక్ (PV) వ్యవస్థలలో ఓవర్‌వోల్టేజ్‌లు ప్రధానంగా ప్రత్యక్ష పిడుగుపాటు (భవనంపై లేదా సమీపంలో లేదా LPS ఉన్న PV పరికరాలపై), పిడుగుపాటు సంబంధిత విద్యుత్ క్షేత్ర మార్పుల వల్ల ప్రేరితమయ్యే వోల్టేజ్, లేదా AC/DC విద్యుత్ పంపిణీ నెట్‌వర్క్‌లలోని స్విచ్చింగ్ కార్యకలాపాల వల్ల సంభవిస్తాయి. సర్జ్ ప్రొటెక్షన్ అవసరాన్ని అంచనా వేయడానికి మరియు సరైన రక్షణ వ్యూహాన్ని నిర్ణయించడానికి, పరికరాల రేటెడ్ ఇంపల్స్ విత్‌స్టాండ్ వోల్టేజ్ (Uw)ను ఒక సూచనగా ఉపయోగించాలి. రిస్క్ అసెస్‌మెంట్ ద్వారా వేరే విధంగా పేర్కొనకపోతే, PV వ్యవస్థ యొక్క DC మరియు AC రెండు వైపులా SPDలను ఇన్‌స్టాల్ చేయాలి.

PV వ్యవస్థలో రక్షణ అవసరమయ్యే పరికరాలు:

తక్కువ-వోల్టేజ్ AC వ్యవస్థ మరియు DC వ్యవస్థ రెండింటికీ ఇంటర్‌ఫేస్‌లతో సహా ఇన్వర్టర్లు, PV శ్రేణులు, అంతర్గత PV వ్యవస్థ వైరింగ్, ఇన్వర్టర్ మరియు PV శ్రేణుల మధ్య అమర్చబడిన కంబైనర్ బాక్సుల వంటి భాగాలు; PV వ్యవస్థ యొక్క పర్యవేక్షణ మరియు నియంత్రణ కోసం ఉపయోగించే పరికరాలు.

IEC 61643-12 మరియు GB/T 21714 యొక్క సంబంధిత విభాగాల ప్రకారం, PV వ్యవస్థల కోసం SPDల ఎంపిక మరియు సంస్థాపన అనేక అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వీటిలో గ్రౌండ్ ఫ్లాష్ డెన్సిటీ (NG) [1/కిమీ²·సంవత్సరం] లేదా సంవత్సరానికి సగటు ఉరుములతో కూడిన వర్షపు రోజుల సంఖ్య (T), తక్కువ-వోల్టేజ్ విద్యుత్ సరఫరా వ్యవస్థ యొక్క లక్షణాలు (ఉదాహరణకు, ఓవర్‌హెడ్ లైన్లు లేదా భూగర్భ కేబుళ్లు) మరియు రక్షించబడుతున్న పరికరాల స్వభావం, అలాగే PV వ్యవస్థను ప్రత్యక్ష మెరుపు దాడుల నుండి రక్షించడానికి బాహ్య మెరుపు రక్షణ వ్యవస్థ (LPS) వ్యవస్థాపించబడిందా లేదా అనేవి ఉన్నాయి.

బాహ్య LPS ఉన్నట్లయితే, SPD అవసరాలు LPS యొక్క రక్షణ స్థాయి (క్లాస్) మరియు LPS మరియు PV సిస్టమ్ మధ్య అవసరమైన వేరుచేసే దూరం (S) పాటించబడుతుందా లేదా అనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటాయి (ఐసోలేటెడ్ vs. నాన్-ఐసోలేటెడ్ LPS).

2. PV వ్యవస్థలకు మెరుపు రక్షణపై వివిధ బాహ్య LPS కాన్ఫిగరేషన్‌ల ప్రభావం

బాహ్య LPS యొక్క ఉనికి మరియు రకం ఆధారంగా, రూఫ్‌టాప్ PV సిస్టమ్‌ల కోసం SPD ఇన్‌స్టాలేషన్ సాధారణంగా మూడు వర్గాలుగా విభజించబడుతుంది:

(1) బాహ్య LPS లేని PV వ్యవస్థలు

పటంలో చూపిన విధంగా (ఇక్కడ చేర్చబడలేదు), భవనంలో బాహ్య మెరుపు రక్షణ వ్యవస్థ లేనట్లయితే, మెరుపు ప్రమాద అంచనా ఫలితం ఆధారంగా SPDలను వ్యవస్థాపించాలి. కీలకమైన PV భాగాలను రక్షించడానికి AC మరియు DC రెండు వైపులా సర్జ్ ప్రొటెక్షన్ పరికరాలను వ్యవస్థాపించాలని సిఫార్సు చేయబడింది.

DC వైపున, ఒక టైప్ 2 DC SPD (DC1గా సూచించబడింది)ని PV కంబైనర్ బాక్స్ లేదా PV శ్రేణి (కంబైనర్ బాక్స్ ఉపయోగించకపోతే) దగ్గర ఇన్‌స్టాల్ చేయాలి. ఈ SPD, PV కేబుల్స్ ద్వారా ప్రసారమయ్యే బాహ్య సర్జ్‌ల నుండి భవనాన్ని రక్షిస్తుంది మరియు సాధారణంగా PV కేబుల్స్ భవనంలోకి ప్రవేశించిన వెంటనే దీనిని ఇన్‌స్టాల్ చేస్తారు. మరొక టైప్ 2 DC SPD (DC2గా సూచించబడింది)ని ఇన్వర్టర్ యొక్క DC ఇన్‌పుట్ దగ్గర ఇన్‌స్టాల్ చేయాలి. DC1 మరియు ఇన్వర్టర్ మధ్య కేబుల్ పొడవు 10 మీటర్ల కంటే తక్కువగా ఉంటే, DC1ని వదిలివేయవచ్చు.

AC వైపున, సాధారణంగా ప్రధాన పంపిణీ ప్యానెల్ వద్ద ఉండే AC మెయిన్స్ ఇన్‌పుట్ వద్ద టైప్ 2 AC SPD (AC1గా సూచించబడింది) సిఫార్సు చేయబడింది. ఈ పరికరం యుటిలిటీ గ్రిడ్ నుండి వచ్చే సర్జ్‌ల నుండి రక్షణ కల్పిస్తుంది. బాహ్య మెరుపు రక్షణ లేని సిస్టమ్‌లో AC1 అవసరమా లేదా అనేది మెరుపు ప్రమాద అంచనా ఫలితాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఖరీదైన ఇన్వర్టర్‌ను రక్షించడానికి, సాధారణంగా ఇన్వర్టర్ యొక్క AC అవుట్‌పుట్ దగ్గర టైప్ 2 AC SPD (AC2గా సూచించబడింది) ఇన్‌స్టాల్ చేయబడుతుంది. AC1 మరియు AC2 మధ్య కేబుల్ పొడవు 10 మీటర్ల కంటే తక్కువగా ఉంటే, AC2ను వదిలివేయవచ్చు. వివరణాత్మక మార్గదర్శకత్వం కోసం దయచేసి కాన్ఫిగరేషన్ పట్టికను చూడండి.

(2) అవసరమైన విభజన దూరాన్ని తీర్చే బాహ్య LPSతో కూడిన PV వ్యవస్థలు (ఐసోలేటెడ్ LPS)

పటంలో చూపిన విధంగా, ఒక భవనానికి బాహ్య మెరుపు రక్షణ వ్యవస్థ (గాలి-టెర్మినేషన్ రాడ్లు లేదా టేపుల వంటివి) ఉన్నప్పుడు మరియు పైకప్పుపై ఉన్న PV శ్రేణి సరైన వేర్పాటు దూరాన్ని పాటిస్తూ ఈ వ్యవస్థ ద్వారా రక్షించబడినప్పుడు, ఆ PV వ్యవస్థ ఒక ఐసోలేటెడ్ LPSతో అమర్చబడినట్లుగా పరిగణించబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో కూడా, SPDలను వ్యవస్థాపించడం ఇప్పటికీ అవసరం.

ఐసోలేటెడ్ LPS ఉన్న సిస్టమ్‌ల కోసం, SPD సెటప్ బాహ్య మెరుపు రక్షణ లేని సిస్టమ్‌ల మాదిరిగానే ఉంటుంది. ఒక టైప్ 2 DC SPDని కంబైనర్ బాక్స్ దగ్గర, లేదా కంబైనర్ బాక్స్ ఉపయోగించకపోతే PV అర్రే దగ్గర ఇన్‌స్టాల్ చేయాలి. మరొక టైప్ 2 DC SPDని ఇన్వర్టర్ యొక్క DC వైపు దగ్గర, మరియు ఒక టైప్ 2 AC SPDని ఇన్వర్టర్ యొక్క AC వైపు దగ్గర ఉంచాలి. అయితే, PV సిస్టమ్ భవనంలోకి మరియు బయటకు కనెక్ట్ చేయబడి ఉంటుంది కాబట్టి, యుటిలిటీ పవర్ భవనంలోకి ప్రవేశించే ప్రధాన AC డిస్ట్రిబ్యూషన్ బోర్డు వద్ద ఒక టైప్ 1 AC SPD కూడా అవసరం. వివరణాత్మక లేఅవుట్ మార్గదర్శకత్వం కోసం కాన్ఫిగరేషన్ పట్టికను చూడండి.

(3) అవసరమైన విభజన దూరాన్ని పాటించని బాహ్య LPSతో కూడిన PV వ్యవస్థలు (నాన్-ఐసోలేటెడ్ LPS)

రూఫ్‌టాప్ PV సిస్టమ్‌లలో, ప్యానెళ్లు బాహ్య మెరుపు రక్షణ వ్యవస్థ (LPS)కు చాలా దగ్గరగా ఉండి, అవసరమైన భద్రతా దూరాన్ని పాటించలేనప్పుడు, సరైన మెరుపు ఈక్విపొటెన్షియల్ బాండింగ్‌ను నిర్ధారించడానికి PV సిస్టమ్‌లోని అన్ని లోహ భాగాలను LPSకు అనుసంధానించాలి. రూఫ్‌టాప్ మెరుపు రక్షణ కోసం ఉపయోగించే సాధారణ పద్ధతి ఇది. ఈ సెటప్‌లో, బాండింగ్ సిస్టమ్‌లో AC మరియు DC కేబుల్స్ రెండింటినీ సమాంతర కండక్టర్లుగా పరిగణిస్తారు, అంటే అవి మెరుపు కరెంట్ ద్వారా నేరుగా ప్రభావితం కాగలవు. అందుకే IEC, సిస్టమ్‌లోని కీలక పాయింట్ల వద్ద టైప్ 1 సర్జ్ ప్రొటెక్టివ్ డివైజ్‌లను (SPDs)—సాధారణంగా టైప్ 2 SPDsతో కలిపి—ఉపయోగించాలని సిఫార్సు చేస్తుంది: PV కేబుల్స్ భవనంలోకి ప్రవేశించే చోట, మరియు ఇన్వర్టర్ వంటి ముఖ్యమైన పరికరాల AC మరియు DC వైపులా.

పటంలో చూపిన విధంగా, DC1ను కంబైనర్ బాక్స్‌కు వీలైనంత దగ్గరగా, లేదా కంబైనర్ బాక్స్ లేకపోతే PV శ్రేణికి సమీపంలో అమర్చాలి. ఇన్వర్టర్‌కు మెరుగైన రక్షణను అందించడానికి DC2 మరియు AC2లను ఇన్వర్టర్‌కు సమీపంలో ఉంచాలి. చాలా సందర్భాలలో, AC1 (ప్రధాన ప్యానెల్ వద్ద) మరియు AC2 (ఇన్వర్టర్ దగ్గర) రెండూ అవసరం. కానీ ఇన్వర్టర్‌ను ప్రధాన ప్యానెల్ లోపల అమర్చి, అవి రెండూ ఒకే గ్రౌండ్‌ను పంచుకుంటే, మరియు కేబుల్ పొడవు 0.5 మీటర్లకు సమానంగా లేదా అంతకంటే తక్కువగా ఉంటే, అప్పుడు AC2 అవసరం ఉండకపోవచ్చు. వివరణాత్మక సంస్థాపన మార్గదర్శకత్వం కోసం మీరు పట్టికను తనిఖీ చేయవచ్చు.

1: కింది పరిస్థితులలో DC1ని వదిలివేయవచ్చు: DC1 మరియు ఇన్వర్టర్ మధ్య కేబుల్ పొడవు 10 మీటర్ల కంటే తక్కువగా ఉంటే, మరియు AC2 యొక్క వోల్టేజ్ రక్షణ స్థాయి (Up) అనేది PV శ్రేణి యొక్క రేటెడ్ ఇంపల్స్ విత్‌స్టాండ్ వోల్టేజ్ (Uw)కు 0.8 రెట్లు కంటే తక్కువగా లేదా సమానంగా ఉంటే; లేదా AC2 యొక్క Up అనేది Uwకు 0.5 రెట్లు కంటే తక్కువగా లేదా సమానంగా ఉండి, PE (ప్రొటెక్టివ్ ఎర్త్) కండక్టర్‌ను DC కేబుళ్లకు దగ్గరగా అమర్చినట్లయితే.

2: కింది పరిస్థితులలో AC2ని వదిలివేయవచ్చు: AC1 మరియు AC2 మధ్య కేబుల్ పొడవు 10 మీటర్ల కంటే తక్కువగా ఉంటే; లేదా ఇన్వర్టర్ మరియు ప్రధాన పంపిణీ బోర్డు ఒకే గ్రౌండింగ్ ఎలక్ట్రోడ్‌ను పంచుకుంటే, మరియు SPD కనెక్షన్ కేబుల్స్ ఒక్కొక్కటి 0.5 మీటర్ల కంటే పొడవుగా లేకపోతే—ఉదాహరణకు, ఇన్వర్టర్ ప్రధాన ప్యానెల్ లోపల ఇన్‌స్టాల్ చేయబడితే.

3: SPD గ్రౌండింగ్ కండక్టర్ల కోసం కనీస క్రాస్-సెక్షనల్ వైశాల్యం: టైప్ 2 SPDల కోసం, రాగి గ్రౌండింగ్ కండక్టర్ 6 mm² కంటే తక్కువ ఉండకూడదు; టైప్ 1 SPDల కోసం, ఇది 16 mm² కంటే తక్కువ ఉండకూడదు.

రూఫ్‌టాప్ PV సిస్టమ్‌లలో DC-వైపు SPDల ఎంపిక ప్రధానంగా భవనాన్ని మెరుపుల నుండి ఎలా రక్షిస్తున్నారు మరియు సిస్టమ్ వైరింగ్ ఎలా ఉంది అనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కాన్ఫిగరేషన్ టేబుల్ మరియు IEC ప్రమాణాల ప్రకారం, ఇన్వర్టర్ యొక్క DC వైపున ఎల్లప్పుడూ ఒక సర్జ్ ప్రొటెక్టర్ ఉండాలి. కానీ ప్యానెల్‌లు మరియు ఇన్వర్టర్ మధ్య కేబుల్ 10 మీటర్ల కంటే పొడవుగా ఉంటేనే, కంబైనర్ బాక్స్ దగ్గర—లేదా కంబైనర్ బాక్స్ లేకపోతే PV ప్యానెల్‌ల దగ్గర—అదనపు SPDలు అవసరం అవుతాయి.

అయితే, అన్నిచోట్లా ఇలా చేయరు. కొన్ని దేశాలలో—ఉదాహరణకు జర్మనీలో—నియమాలు ప్రాథమికంగా దీనికి వ్యతిరేకంగా ఉంటాయి. అక్కడ, PV ప్యానెళ్ల పక్కనే DC సర్జ్ ప్రొటెక్షన్‌ను ఎల్లప్పుడూ ఇన్‌స్టాల్ చేస్తారు, మరియు కేబుల్ పొడవు 10 మీటర్ల కంటే ఎక్కువగా ఉంటే మాత్రమే ఇన్వర్టర్ దగ్గర ఒకటి జోడించాల్సి ఉంటుంది.