Strela je pogost vzrok za okvare fotonapetostnih (PV) in vetrnoelektričnih sistemov.Škodljiv val lahko nastane zaradi strele, ki udari na veliki razdalji od sistema ali celo med oblake.Toda večino poškodb zaradi strele je mogoče preprečiti.Tukaj je nekaj stroškovno najučinkovitejših tehnik, ki jih na splošno sprejemajo inštalaterji elektroenergetskih sistemov na podlagi desetletij izkušenj.Upoštevajte ta nasvet in imate zelo dobre možnosti, da se izognete poškodbam vašega sistema obnovljive energije (RE) zaradi strele.
Prizemljite se
Ozemljitev je najbolj temeljna tehnika za zaščito pred poškodbami zaradi strele.Ne morete ustaviti udara strele, lahko pa mu omogočite neposredno pot do tal, ki obide vašo dragoceno opremo, in varno izprazni val v zemljo.Električna pot do tal bo nenehno odvajala statično elektriko, ki se nabira v nadzemni strukturi.Pogosto to prepreči privlačnost strele.
Odvodniki strele in prenapetostne zaščite so zasnovani za zaščito elektronske opreme z absorbiranjem električnih sunkov.Vendar te naprave niso nadomestilo za dobro ozemljitev.Delujejo samo v povezavi z učinkovito ozemljitvijo.Ozemljitveni sistem je pomemben del vaše infrastrukture ožičenja.Namestite ga pred ali med namestitvijo napajalne napeljave.V nasprotnem primeru, ko sistem deluje, ta pomembna komponenta morda nikoli ne bo odkljukana s seznama opravil.
Prvi korak pri ozemljitvi je zgraditi odvodno pot do tal z lepljenjem (medsebojnim povezovanjem) vseh kovinskih strukturnih komponent in električnih ohišij, kot so okvirji PV modulov, montažna stojala in stolpi vetrnih generatorjev.Nacionalni električni kodeks (NEC), člen 250 in člen 690.41 do 690.47 določata velikosti, materiale in tehnike žice, skladne s kodo.Izogibajte se ostrim upogibom ozemljitvenih žic – visoki tokovni sunki ne marajo ovinkov in zlahka preskočijo na bližnjo napeljavo.Posebno pozornost posvetite pritrditvam bakrene žice na aluminijaste strukturne elemente (zlasti na okvirje PV modulov).Uporabite konektorje z oznako "AL/CU" in pritrdilne elemente iz nerjavečega jekla, ki zmanjšajo možnost korozije.Na ta ozemljitveni sistem bodo priključene tudi ozemljitvene žice obeh tokokrogov DC in AC.(Za več nasvetov glejte članke Code Corner o ozemljitvi PV nizov v HP102 in HP103.)
Ozemljitvene palice
Najšibkejši vidik mnogih instalacij je povezava z zemljo.Navsezadnje ne moreš kar priviti žice na planet!Namesto tega morate v zemljo zakopati ali zabiti palico iz prevodne, nekorozivne kovine (običajno bakra) in zagotoviti, da se večina njene površine dotika prevodne (to pomeni vlažne) zemlje.Na ta način, ko statična elektrika ali val pride po liniji, lahko elektroni odtečejo v tla z minimalnim uporom.
Podobno kot odvodno polje razprši vodo, ozemljitev razprši elektrone.Če se odtočna cev ne odvaja ustrezno v tla, pride do rezervnih kopij.Ko se elektroni vrnejo nazaj, preskočijo vrzel (tvorijo električni oblok) do vaše napajalne napeljave, skozi vašo opremo in šele nato do ozemljitve.
Da bi to preprečili, namestite eno ali več 8-čevljev dolgih (2,4 m), 5/8-palčnih (16 mm) pobakrenih ozemljitvenih palic, po možnosti v vlažno zemljo.Ena palica običajno ne zadošča, še posebej na suhem terenu.Na območjih, kjer so tla izjemno suha, namestite več palic, tako da jih razmaknete vsaj 6 čevljev (3 m) narazen in jih povežete z golo bakreno žico, zakopane v zemljo.Nadomestni pristop je, da zakopljete #6 (13 mm2), dvojno #8 (8 mm2) ali večjo golo bakreno žico v jarek, dolg vsaj 100 čevljev (30 m).(Golo bakreno ozemljitveno žico lahko napeljete tudi po dnu jarka, po katerem so vodovodne ali kanalizacijske cevi ali druge električne žice.) Ali pa ozemljitveno žico prerežite na pol in jo razširite v dve smeri.Priključite en konec vsake zakopane žice na ozemljitveni sistem.
Poskusite napeljati del sistema v bolj mokra območja, na primer tam, kjer odteka streha ali kjer je treba zalivati rastline.Če je v bližini jekleno ohišje vodnjaka, ga lahko uporabite kot ozemljitveno palico (naredite močno vijačno povezavo z ohišjem).
V vlažnem podnebju betonske noge niza, nameščenega na tla ali stebre, ali stolp vetrnega generatorja ali ozemljitvene palice, obdane z betonom, ne bodo zagotovile idealne ozemljitve.Na teh lokacijah bo beton običajno manj prevoden kot vlažna prst, ki obdaja temelje.Če je temu tako, namestite ozemljitveno palico v zemljo poleg betona na dno niza ali na dno stolpa vašega vetrnega generatorja in na vsako sidro vpenjalne žice, nato pa vse skupaj povežite z golo, zakopano žico.
V suhem ali sušnem podnebju je pogosto ravno nasprotno – betonski temelji imajo lahko višjo vsebnost vlage kot okoliška tla in nudijo ekonomično možnost za ozemljitev.Če je treba v beton vgraditi 20 čevljev (ali več) armaturno palico, lahko sama armaturna palica služi kot ozemljitvena palica.(Opomba: To je treba načrtovati pred vlivanjem betona.) Ta metoda ozemljitve je običajna na suhih lokacijah in je opisana v NEC, člen 250.52 (A3), »Betonska obložena elektroda«.
Če niste prepričani o najboljši metodi ozemljitve za vašo lokacijo, se pogovorite s svojim električnim inšpektorjem med fazo načrtovanja vašega sistema.Ne morete imeti preveč ozemljitve.Na suhem mestu izkoristite vsako priložnost za namestitev odvečnih ozemljitvenih palic, zakopane žice itd. Da preprečite korozijo, za povezovanje z ozemljitvenimi palicami uporabljajte samo odobreno strojno opremo.Za zanesljivo spajanje ozemljitvenih žic uporabite bakrene razcepne vijake.
Ozemljitvena napajalna vezja
Za napeljavo v zgradbi NEC zahteva, da je ena stran napajalnega sistema enosmernega toka povezana - ali "vezana" - na zemljo.AC del takega sistema mora biti tudi ozemljen na običajen način za kateri koli sistem, povezan z omrežjem.(To velja za Združene države. V drugih državah so neozemljena napajalna vezja norma.) Ozemljitev električnega sistema je potrebna za sodoben domači sistem v Združenih državah.Bistveno je, da sta DC negativni in AC nevtralni priključek povezana z zemljo samo na eni točki v svojih sistemih in oba na isto točko v ozemljitvenem sistemu.To se naredi na osrednji električni plošči.
Proizvajalci nekaterih enonamenskih, samostojnih sistemov (kot so solarne vodne črpalke in radijski repetitorji) priporočajo, da napajalni krog ne ozemljite.Za posebna priporočila glejte navodila proizvajalca.
Ožičenje niza in tehnika "zvitega para".
Za ožičenje niza je treba uporabiti najmanjšo dolžino žice, vstavljeno v kovinsko ogrodje.Pozitivna in negativna žica morata biti enake dolžine in morata biti speljani skupaj, kadar koli je to mogoče.To bo zmanjšalo indukcijo čezmerne napetosti med vodniki.Kovinski vod (ozemljen) prav tako doda plast zaščite.Zakopajte dolge napeljave žice na prostem, namesto da bi jih vodili nad glavo.Žica, dolga 100 čevljev (30 m) ali več, je kot antena – sprejemala bo valove celo zaradi strele v oblakih.Podobni sunki lahko še vedno nastanejo, tudi če so žice zakopane, vendar se večina inštalaterjev strinja, da zakopane prenosne napeljave še dodatno omejujejo možnost poškodb zaradi strele.
Preprosta strategija za zmanjšanje dovzetnosti za prenapetost je tehnika "sukanega para", ki pomaga izenačiti in izničiti vse inducirane napetosti med dvema ali več prevodniki.Težko je najti ustrezen napajalni kabel, ki je že zvit, zato morate narediti naslednje: Po tleh položite par napajalnih žic.Med žice vstavite palico in ju zvijte skupaj.Vsakih 30 čevljev (10 m) zamenjajte smer.(To je veliko lažje, kot da poskušate zviti celotno razdaljo v eno smer.) Za zvijanje ožičenja lahko včasih uporabite tudi električni vrtalnik, odvisno od velikosti žice.Samo pritrdite konce napeljave v vpenjalno glavo vrtalnika in pustite, da vrtalnik zvije kable skupaj.Prepričajte se, da izvajate vrtalnik pri najnižji možni hitrosti, če poskusite to tehniko.
Ozemljitvene žice ni treba zvijati z napajalnimi žicami.Za pokope uporabite golo bakreno žico;če uporabljate cev, napeljite ozemljitveno žico izven cevovoda.Dodaten ozemljitveni kontakt bo izboljšal ozemljitev sistema.
Uporabite dvožilni kabel za vse komunikacijske ali krmilne kable (na primer kabel s plovnim stikalom za izklop solarne vodne črpalke pri polnem rezervoarju).Ta žica manjšega premera je na voljo v vnaprej zvitih, večžilnih ali enoparnih kablih.Prav tako lahko kupite oklopljen kabel z dvojnim parom, ki ima kovinsko folijo, ki obdaja zvite žice, in običajno tudi ločeno, golo "odvodno" žico.Ozemljite kabelski oklop in odvodno žico samo na enem koncu, da odpravite možnost ustvarjanja ozemljitvene zanke (manj neposredne poti do tal) v ožičenju.
Dodatna zaščita pred strelo
Poleg obsežnih ozemljitvenih ukrepov se priporočajo specializirane naprave za prenapetostno zaščito in (po možnosti) strelovodi za mesta s katerim koli od naslednjih pogojev:
• Izolirana lokacija na visokem terenu v območju močne strele
• Suha, kamnita ali drugače slabo prevodna tla
• Žica je dolga več kot 100 čevljev (30 m)
Odvodniki strele
Odvodniki strele (prenapetostni) so zasnovani tako, da absorbirajo napetostne skoke, ki jih povzročijo nevihte (ali električna energija, ki ne ustreza specifikacijam), in učinkovito omogočijo, da prenapetost zaobide električno napeljavo in vašo opremo.Prenapetostne zaščite je treba namestiti na obeh koncih katere koli dolge žice, ki je povezana s katerim koli delom vašega sistema, vključno z AC linijami iz pretvornika.Odvodniki so narejeni za različne napetosti tako za AC kot DC.Prepričajte se, da uporabljate ustrezne odvodnike za svojo aplikacijo.Številni inštalaterji sistemov redno uporabljajo prenapetostne odvodnike Delta, ki so poceni in nudijo določeno zaščito tam, kjer je nevarnost strele zmerna, vendar te enote niso več na seznamu UL.
Odvodniki PolyPhaser in Transtector so visokokakovostni izdelki za mesta, izpostavljena streli, in večje instalacije.Te trpežne enote nudijo robustno zaščito in združljivost z najrazličnejšimi sistemskimi napetostmi.Nekatere naprave imajo indikatorje za prikaz načinov napak.
Strelovodi
„Strelevodi“ so naprave za odvajanje statične elektrike, ki so nameščene nad zgradbami in sončno-električnimi nizi ter povezane z zemljo.Namenjeni so preprečevanju kopičenja statičnega naboja in morebitne ionizacije okoliškega ozračja.Pomagajo lahko preprečiti udar in lahko zagotovijo pot za zelo visok tok do ozemljitve, če do udara vseeno pride.Sodobne naprave so v obliki konice, pogosto z več konicami.
Svetlobne palice se običajno uporabljajo le na mestih, kjer se pojavljajo ekstremne nevihte.Če menite, da vaše spletno mesto spada v to kategorijo, najemite izvajalca, ki ima izkušnje z zaščito pred strelo.Če inštalater vašega sistema ni tako usposobljen, se pred namestitvijo sistema posvetujte s strokovnjakom za zaščito pred strelo.Če je mogoče, izberite certificiranega fotonapetostnega monterja North American Board of Certified Energy Practitioners (NABCEP) (glejte Access).Čeprav ta certifikat ni specifičen za zaščito pred strelo, je lahko pokazatelj stopnje splošne usposobljenosti monterja.
Izpred oči, ne iz misli
Veliko dela na področju zaščite pred strelo je zakopano in izven vidnega polja.Da bi zagotovili pravilno izvedbo, to zapišite v svojo(-e) pogodbo(-e) z inštalaterjem sistema, električarjem, bagerjem, vodovodarjem, vrtalcem vodnjakov ali komer koli, ki izvaja zemeljska dela, ki bodo vključevala vaš ozemljitveni sistem.
Čas objave: 10. avgusta 2020