DC-suojalaitteiden valintaopas: Katkaisijat, sulakkeet, ylijännitesuojat ja erottimet

Virtakatkaisijat ja sulakkeet suojaavat ensisijaisesti ylivirta-tilanteilta. Eristimet mahdollistavat laitteiden irrottamisen verkosta käyttö- tai huoltotöiden ajaksi. Ylijännitesuojalaitteet auttavat rajoittamaan hetkellisiä ylijännitetilanteita.

Näiden eri toimintojen ymmärtäminen on tärkeää suunniteltaessa tai hankittaessa suojalaitteita aurinkosähköjärjestelmille, akkujärjestelmille, teollisille tasavirtapiireille ja muille tasavirtasovelluksille.

Keskeinen asia on yksinkertainen:

Virtakatkaisija, sulake, eristyskytkin ja ylijännitesuoja ovat toisiaan täydentäviä laitteita – eivät saman tuotteen keskenään vaihdettavissa olevia versioita.

Tämä valintaopas auttaa ostajia määrittelemään tarvittavan suojausominaisuuden ja vertaamaan saatavilla olevia laitesarjoja Tasavirtasuojaus valikoima ja tarkista tarkat tekniset tiedot, kokoonpano ja dokumentaatio ennen tarjouspyynnön lähettämistä.

DC-suojalaitteiden valinta yhdellä silmäyksellä

Hyödyllinen tapa ymmärtää tasavirta-suojaus on jakaa järjestelmä neljään toimintoon.

Laiteryhmä	Ensisijainen valintakysymys	Julkaistu RITOKS-tuoteperhe	Vahvistettavat avaintiedot
DC-katkaisija	Tarvitseeko piiri nollattavan ylivirtasuojan ja kytkinlaitteen?	DC-MCB- ja DC-MCCB-tuoteperheet	Tasajännite, virta, navat, katkaisukyky, asennustapa ja tarkka malli
DC-sulake / sulakepidike	Käytetäänkö suunnittelussa sulakepohjaista ylivirta-suojausta?	10×38 mm:n ja 10×65 mm:n gPV-sulakkeet ja -pidikkeet	Sulakkeen tyyppi, jännite, virta, katkaisukyky, sopivuus sulakepidikkeeseen ja tarkka malli
DC SPD	Vaaditaanko hankesuunnitelmassa hetkellistä ylijännitesuojaa?	Julkaistut DC-PV-SPD-tuoteperheet	Järjestelmävaatimukset, jännite, napamäärä, julkaistut purkausvirratiedot ja tarkka dokumentaatio
PV-DC-erotin	Tarvitseeko PV-tasavirtajärjestelmä erillistä eristys- tai katkaisutoimintoa?	Julkaistut PV-tasavirtaeristyskytkinmallistot	Jännite, virta, napamäärä, kytkentämuoto, asennusvaatimukset ja tarkka dokumentaatio

Nämä toiminnot ratkaisevat erilaisia sähköongelmia.

Esimerkiksi SPD:n asentaminen ei poista ylivirtasuojauksen tarvetta. Vastaavasti eristintä ei pidä automaattisesti pitää katkaisijan tai sulakkeen korvaajana.

Monissa tasavirtäjärjestelmissä käytetään useita tällaisia laitteita yhdessä.

1. Aloita suojausominaisuudesta

Aloita sovelluksesta ja piirin edellyttämästä suojatoiminnosta. Vertaa sitten sopivia laiteperheitä ennen kuin tarkistat mallikohtaiset sähkö- ja asennustiedot.

Käytännöllinen tarkistusprosessi on seuraava: sovellus → suojausfunktio → laiteperhe → järjestelmän jännite- ja virta-vaatimukset → laitteen tekniset tiedot → asennus ja konfigurointi → tarkan mallin dokumentaatio → tarjouspyyntö.

Tämä työnkulku jäsentää tiedot, jotka ostajan tulee vahvistaa. Kyseessä ei ole automaattinen valintamenetelmä, sähkölaskenta tai johdotussuunnittelu.

2. Tasavirtakatkaisijat

Tasavirtakatkaisijaa käytetään katkaisemaan tasavirtapiiri määritellyissä käyttö- ja vikatilanteissa.

Toisin kuin sulake, virrankatkaisija voidaan yleensä nollata laukaisun jälkeen, edellyttäen että vian syy on selvitetty ja laite on edelleen käyttökelpoinen.

DC-katkaisimia on yleisesti saatavilla eri malleina, muun muassa:

• DC-pienvirta-katkaisijat (MCB)
• DC-muovikoteloiset katkaisijat (MCCB:t)
• Moninapaiset tasavirtakatkaisimien kokoonpanot

Oikean tyypin valinta riippuu järjestelmän sähköisistä vaatimuksista eikä pelkästään tuotteen koosta.

Tasavirtakatkaisijaa valitessaan ostajien tulisi tarkistaa muun muassa seuraavat seikat:

• järjestelmän tasajännite
• käyttövirta
• vaadittu napojen lukumäärä
• murtumiskyky
• matkan ominaisuudet
• asennusmuoto
• hakemusvaatimukset

On erityisen tärkeää käyttää katkaisijaa, joka on nimenomaan sovitettu aiottuun tasavirtakäyttöön. Laitteella, joka on tarkoitettu ainoastaan vaihtovirta-käyttöön, ei pidä olettaa olevan samaa kytkentäkykyä tasavirtapiirissä.

Saatavilla olevat tuoteryhmät löytyvät RITOKS-sivustolta DC-katkaisijat valikoima.

MCB vai MCCB?

Sekä MCB- että MCCB-katkaisijat tarjoavat piirinsuojauksen, mutta ne on suunniteltu erilaisiin rakenne-, asennus- ja suojausvaatimuksiin.

Yksi MCB voi sopia pienikokoisiin DIN-kiskosovelluksiin, kun taas MCCB voidaan valita, jos järjestelmä edellyttää erilaista virta-aluetta, katkaisukykyä, fyysistä muotoa tai suojauskokoonpanoa.

Ei ole olemassa yhtä ainoaa virta-arvoa, joka määrittäisi yleispätevästi, pitäisikö jokaisessa tasavirtasovelluksessa käyttää MCB- vai MCCB-katkaisinta.

Käsittelemme kyseistä päätöstä erikseen seuraavassa:

Kuinka valita tasavirtakatkaisija: MCB vai MCCB

3. Tasavirtasulakkeet ja sulakepidikkeet

Tasavirta-sulake suojaa virtapiiriä sulakeelementin avulla, joka katkeaa, kun määritellyt ylivirtaolosuhteet saavutetaan.

Kun sulake laukeaa, sulakeelementti on yleensä vaihdettava.

Tämän ansiosta sulakkeen käyttö- ja huoltomalli eroaa nollattavasta katkaisimesta.

Tasavirta-sulakkeita käytetään laajalti sovelluksissa, joissa erityinen sulakkeen suojaus on osa järjestelmän suunnittelua, mukaan lukien monet aurinkosähkö- ja teolliset tasavirta-asennukset.

Sulakejärjestelmään voi kuulua:

• a sulake
• yhteensopiva sulakepidike tai sulakealusta
• piirille sopiva johdotus ja liittimet
• niihin liittyvät katkaisija- tai suojalaitteet

Tasavirta-sulaketta hankittaessa sulaketta ei pidä tarkastella erillisenä kokonaisuutena. Sulakkeen ja sulakepidikkeen on sovittava toisiinsa sekä tarkoitettuun tasavirtapiiriin.

Valinta tulisi perustua vahvistettuihin tuotetietoihin ja käyttökohteen sähköisiin vaatimuksiin. Tarkista virta DC-sulakkeet ja sulakepidikkeet perheiltä saatavilla olevista vaihtoehdoista.

DC-sulake vs. DC-katkaisija

Molemmat laitteet tarjoavat ylivirtasuojauksen, mutta ne toimivat eri tavalla.

Sulakkeessa on vaihdettava elementti.

Katkaisija on mekaaninen kytkentä- ja suojauslaite, joka voidaan yleensä nollata.

Paras valinta riippuu siis piiristä, vaadituista suojausominaisuuksista, huoltostrategiasta, asennustavasta ja muista järjestelmävaatimuksista.

Kumpaakaan ei pidä pitää yleisesti parempana.

Yksityiskohtainen vertailu löytyy seuraavasta:

DC-sulake vai DC-katkaisija: kumpaa kannattaa käyttää?

4. Tasavirran ylijännitesuojalaitteet

DC-ylijännitesuojalaite (SPD) on suunniteltu suojaamaan sähkölaitteita hetkellisiltä ylijännitetilanteilta.

Nämä lyhytaikaiset jännitehäiriöt voivat johtua ulkoisista tai sisäisistä sähköisistä tapahtumista, ja ne voivat altistaa jälkipäässä olevat laitteet jännitetasoille, jotka ylittävät normaalit käyttöolosuhteet.

SPD:n käyttötarkoitus eroaa sulakkeen tai virrankatkaisijan käyttötarkoituksesta.

Hyödyllinen ero on seuraava:

• Katkaisija / sulake → ylivirtasuojaus
• SPD → hetkellisen ylijännitesuoja

Siksi SPD:n asentaminen ei tarkoita, että muita virtapiirin suojalaitteita ei enää tarvita.

Oikea SPD-kokoonpano riippuu käyttötarkoituksesta ja koko järjestelmän suojausratkaisusta. Laitekohtaiset parametrit, yhteensopivuusvaatimukset ja sertifiointivaatimukset on aina tarkistettava valittavan tuotteen dokumentaation perusteella.

RITOKS tarjoaa erillisen DC-ylijännitesuojalaitteet luokka. Julkaistu valikoima sisältää RTS-SPD40-PV-tuoteperhe ja RTS-SPD60-1000-2P-tuoteperhe.

Nämä sivut on tarkoitettu ainoastaan julkaistujen kokoonpanojen alustavaan vertailuun. Varmista ennen valintaa tarkka SPD-luokitus, jännitesuojatiedot, asennusvaatimukset, etäliitäntätiedot (soveltuvin osin) sekä asiaa tukeva tekninen dokumentaatio.

5. PV-tasavirran eristyskytkimet

Tasavirran eristintä, jota kutsutaan toisinaan myös tasavirran katkaisijaksi, käytetään ensisijaisesti sähköisen eristyksen aikaansaamiseen.

Sen tarkoitus eroaa ylivirtasuojauksesta.

Kun laitteistoa on huollettava, tarkastettava tai irrotettava osasta tasavirtajärjestelmää, sopiva eristyslaite tarjoaa määritellyn tavan eristää laitteisto.

Tämä on erityisen tärkeää järjestelmissä, joissa asentajien tai huoltohenkilöstön on eristettävä laitteiston osia.

Siksi tasavirtaeristintä ei pitäisi automaattisesti pitää seuraavien korvikkeena:

• katkaisija
• sulake
• SPD

Todellinen kytkentäkapasiteetti ja sallitut käyttöolosuhteet riippuvat kyseisen erottimen rakenteesta.

Tästä syystä valinta tulisi aina perustua juuri käytettävän mallin vahvistettuihin luokituksiin ja käyttötietoihin.

Tutustu PV-tasavirtaeristyskytkimet kategoria ja julkaistu liitteenä 4P ja 2P/4P-paneeliasennus perheet alkuperäisinä hankintaviitteinä. Valitun mallin tarkat kytkentäominaisuudet, johdotus, käyttöluokka, kotelon sisältö ja liiteasiakirjat on vahvistettava.

6. Miten nämä laiteryhmät toimivat yhdessä

Tarkastellaan yksinkertaistettua tasavirtäjärjestelmää:

Tämä on vain toiminnallinen esimerkki. Laitteen todellinen sijainti ja suojausjärjestelyt riippuvat sähköjärjestelmästä ja sovellettavista suunnitteluvaatimuksista.

Keskeinen ajatus on, että kukin laite on tarkoitettu eri riskin torjumiseen.

Sen sijaan, että kysyisi:

Mikä yksi laite suojaa kaiken?

Parempi kysymys on:

Mitä suojatoimintoja tämä tasavirtapiiri vaatii?

Tämä kysymys johtaa luotettavampaan komponenttien valintaprosessiin.

7. Tarkka mallin tarkistuksen tarkistuslista

Ennen kuin valitset tietyn tuotteen, määritä piirin sähköiset ja käyttövaatimukset ja tarkista jokainen pakollinen kenttä valitun mallin tuotetietojen perusteella.

1. Tarkista tasavirtäjärjestelmän jännite

Suoja- ja kytkentälaitteiden on sovelluttava tasavirtajärjestelmän todelliseen jännitteeseen.

Älä valitse laitetta pelkästään sen perusteella, että sen nimellisvirta näyttää sopivalta.

2. Määritä odotettu käyttövirta

Määritä piirin normaali virtaolosuhteet sekä laitteiden ja johtimien suojausvaatimukset.

Tämä auttaa kaventamaan katkaisimien, sulakkeiden ja niihin liittyvien komponenttien valikoimaa.

3. Määritä vaadittu ylivirtasuojaus

Päätä, vaatiiko piirisuunnittelu seuraavia asioita:

• sulake
• katkaisija
• tai useita laitteita hyödyntävä suojausarkkitehtuuri

Päätöksessä tulisi ottaa huomioon järjestelmän rakenne sen sijaan, että nojauduttaisiin pelkästään nimellisvirran arvoon.

4. Selvitä, tarvitaanko manuaalista eristämistä

Kysy, onko järjestelmän osa irrotettava fyysisesti seuraavissa tilanteissa:

• huolto
• huolto
• tarkastus
• laitteiden uusiminen
• toiminnallinen eristäminen

Tällöin saatetaan tarvita sopiva tasavirtaerotin tai katkaisinlaite.

5. Arvioi ylijännitesuojausvaatimukset

Jos tarvitaan suojausta hetkellisiä ylijännitteitä vastaan, valitse kyseiseen tasavirtajärjestelmään ja suojausratkaisuun sopiva ylijännitesuoja (SPD).

SPD:tä tulisi käsitellä osana laajempaa suojausjärjestelmää, ei ylivirta-suojauksen korvikkeena.

6. Tutustu kyseisen tuotteen käyttöohjeisiin

Ennen kuin hankit tai asennat minkään suojalaitteen, tarkista kyseisen mallin tekniset tiedot.

Tärkeät ominaisuudet vaihtelevat tuoteperheittäin ja malleittain, joten ostajien ei tulisi olettaa, että yhden laitteen tekniset tiedot pätevät myös toiseen laitteeseen.

Yleisiä virheitä tasavirran suojalaitteiden valinnassa

Jokaisen suojalaitteen käsitteleminen keskenään vaihdettavina

Katkaisija, sulake, eristyskytkin ja ylijännitesuoja ratkaisevat erilaisia ongelmia.

Jos yksi toiminto korvataan toisella tarkistamatta piirin vaatimuksia, osa järjestelmästä voi jäädä ilman suojaa.

Valinta pelkästään nimellisvirran perusteella

Virta on tärkeä tekijä, mutta se ei ole ainoa valintaperuste.

Myös tasajännite, katkaisuvalmius, napamäärä, asennustapa ja laitteen toiminta voivat vaikuttaa päätökseen.

Oletetaan, että vaihtovirta-laite soveltuu automaattisesti tasavirtaan

Tasavirran katkeaminen aiheuttaa erilaisia kytkentätilanteita.

Varmista aina, että kyseinen tuote on luokiteltu juuri kyseiseen tasavirtakäyttöön.

Eristimen käyttäminen automaattisena ylivirtasuojana

Eristimen ensisijainen tarkoitus on eristäminen.

Älä oleta, että laite tarjoaa saman suojatoiminnon kuin sulake tai virrankatkaisin, ellei kyseisen tuotteen dokumentaatiossa nimenomaisesti mainita tätä toimintoa.

SPD:n käyttö ylikuormitussuojana

SPD suojaa hetkellisiltä ylijännitteiltä.

Se ei korvaa asianmukaisen sulakkeen tai katkaisijan tarjoamaa ylivirtasuojaus.

Julkaistut RITOKS DC-suojausperheet

Hyvin suunniteltu tasavirta-suojausjärjestelmä perustuu toimintoihin eikä yksittäisiin tuotteisiin.

Aloita kysymällä:

• Missä tarvitaan ylivirtasuojaus?
• Mihin tarvitaan ylijännitesuojaa?
• Mitä on eristettävä manuaalisesti?
• Mitkä ovat järjestelmän jännite ja käyttöolosuhteet?
• Mitkä tuotearvostelut on vahvistettu juuri kyseiselle käyttötarkoitukselle?

Niiden lisäksi voidaan valita katkaisijoita, sulakkeita, ylijännitesuojaimia ja erottimia täydentävinä komponentteina.

RITOKS tuo tällä hetkellä markkinoille tasavirta-katkaisijoita, gPV-sulakkeita ja sulakepidikkeitä, tasavirtaisia aurinkosähköjännitesuojalaitteita sekä aurinkosähkön tasavirtaeristyskytkimiä. Laajennettu tuotevalikoima sisältää myös akun katkaisijat kuten SFCBS-300-tuoteperhe, PV-yhdistämislaatikot kuten LQX-N-tuoteperhe, ja aurinkosuojalankojen linkit kuten MGPV-perhe. Nämä ovat edelleen erillisiä laiteperheitä, joilla on erilaiset eristys-, yhdistämis- ja suojausominaisuudet.

Hankkeiden hankintaa varten ostajat voivat ilmoittaa sovelluksen, tasavirtajärjestelmän jännitteen, käyttövirran ja tarvittavan laitteen tyypin, jotta sopivat saatavilla olevat mallit voidaan tunnistaa vahvistettujen tuotetietojen perusteella.

DC-suojauskyselyyn sisällytettävät tiedot

Mallin tarkistusta ja tarjousta varten ilmoita hankkeelle jo määritetyt tiedot:

• sovellus ja vaadittu suojausominaisuus
• Tasavirtajärjestelmän jännite ja tarvittava virta tai laitteen nimellisarvot
• vaadittu laiteperhe: katkaisija, sulakejärjestelmä, ylijännitesuoja (SPD) tai aurinkosähkön tasavirtaerotin
• napa, sulaketyyppi tai muut kokoonpanovaatimukset
• asennus- ja sijoitusrajoitukset
• tarkka malli tai ehdokasperhe
• vaadittava tekninen dokumentaatio
• määrä ja kohdemaa

SPD-tiedustelun yhteydessä on toimitettava myös hankkeen ylijännitesuojausvaatimukset tai tarkat tekniset tiedot. RITOKS:n tulee tarkistaa saatavilla olevat julkaistut kokoonpano- ja mallitiedot sen sijaan, että se tekisi johtopäätöksiä SPD:n nimellisarvoista tai koordinointisuunnittelusta.

Usein kysytyt kysymykset

Onko tasavirtaerotin sama asia kuin tasavirta-katkaisija?

Ei. Niiden pääasialliset toiminnot ovat erilaiset. Katkaisija suojaa virtapiiriä ja katkaisee virran sen rakenteen mukaisesti, kun taas erottimen pääasiallisena tarkoituksena on varmistaa sähköinen eristys. Tarkista aina kyseisen laitteen ominaisuudet.

Voiko SPD korvata sulakkeen tai virrankatkaisijan?

Ei. SPD on tarkoitettu hetkellisten ylijännitesuojauksiin. Sulakkeet ja katkaisijat huolehtivat ylivirtasuojauksesta.

Onko sulake parempi vaihtoehto kuin virrankatkaisija tasavirtasovelluksissa?

Ei kaikissa tapauksissa. Oikea valinta riippuu piirisuunnittelusta, suojausvaatimuksista, asennustavasta ja huoltovaatimuksista.

Voinko käyttää vaihtovirran katkaisijaa tasavirtapiirissä?

Käytä laitetta vain, jos sen valmistaja on ilmoittanut, että juuri kyseinen tuote ja kokoonpano soveltuvat vaadittuun tasavirtakäyttöön. Älä oleta, että vaihtovirta-arvot pätevät automaattisesti myös tasavirtakäyttöön.

Tarvitsevatko kaikki tasavirtäjärjestelmät kaikki neljä suojalaitetyyppiä?

Ei välttämättä. Tarvittava suojausarkkitehtuuri riippuu kyseisestä järjestelmästä. Piirisuunnittelun ja sovellettavien vaatimusten perusteella tulisi määrittää, mitkä toiminnot ovat tarpeen.