Руководство по выбору устройств защиты постоянного тока: автоматические выключатели, предохранители, устройства защиты от перенапряжений и разъединители

Автоматические выключатели и предохранители в первую очередь предназначены для защиты от перегрузок по току. Разъединители позволяют отключать оборудование для эксплуатации или технического обслуживания. Устройства защиты от перенапряжений помогают ограничивать пределы переходных перенапряжений.

Понимание этих различных функций имеет важное значение при проектировании или подборе средств защиты для солнечных фотоэлектрических систем, аккумуляторных систем, промышленных цепей постоянного тока и других устройств, работающих от постоянного тока.

Суть проста:

Автоматический выключатель, предохранитель, разъединитель и устройство защиты от перенапряжений (SPD) являются взаимодополняющими устройствами, а не взаимозаменяемыми вариантами одного и того же изделия.

Данное руководство по выбору поможет покупателям определить необходимые функции защиты, сравнить доступные линейки устройств в рамках Защита источников постоянного тока ассортимент и уточните точные технические характеристики, конфигурацию и документацию, прежде чем запрашивать коммерческое предложение.

Краткое руководство по выбору устройств защиты постоянного тока

Чтобы лучше понять принципы защиты от постоянного тока, целесообразно разделить систему на четыре функциональных блока.

Семейство устройств	Основной отборочный вопрос	Опубликовано семейством RITOKS	Основные данные, подлежащие подтверждению
Автоматический выключатель постоянного тока	Требуется ли в данной схеме устройство защиты от перегрузки по току с возможностью сброса и коммутационное устройство?	Серии автоматических выключателей постоянного тока (MCB) и автоматических выключателей с короткозамыкающим устройством постоянного тока (MCCB)	Напряжение постоянного тока, сила тока, количество полюсов, отключающая способность, способ крепления и точная модель
Плавительный предохранитель постоянного тока / Держатель предохранителя	Используется ли в данной конструкции защита от перегрузки по току на основе плавких предохранителей?	Плавкие вставки и держатели gPV размером 10x38 мм и 10x65 мм	Тип предохранителя, напряжение, ток, отключающая способность, совместимость с держателем и точная модель
DC SPD	Предусматривается ли в техническом задании проекта защита от импульсных перенапряжений?	Опубликованные серии устройств защиты от перенапряжения (SPD) для фотоэлектрических систем постоянного тока	Системные требования, напряжение, количество полюсов, опубликованные данные о токе разряда и точная документация
Фотоэлектрический разъединитель постоянного тока	Требуется ли для фотоэлектрической системы постоянного тока отдельная функция изоляции или отключения?	Серии выпущенных разъединительных выключателей PV DC	Напряжение, ток, количество полюсов, конфигурация, требования к установке и точная документация

Эти функции позволяют решать различные задачи в области электротехники.

Например, установка устройства SPD не исключает необходимости защиты от перегрузки по току. Аналогичным образом, разъединитель не следует автоматически рассматривать в качестве замены автоматического выключателя или предохранителя.

Во многих системах постоянного тока несколько таких устройств используются одновременно.

1. Начните с функции защиты

Начните с определения области применения и требований к защитным функциям, предъявляемых к данной схеме. Затем сравните подходящие серии устройств, прежде чем проверять электрические характеристики и монтажные данные конкретных моделей.

Практический алгоритм проверки выглядит следующим образом: приложение → функция защиты → семейство устройств → системные требования к напряжению и току → номинальные характеристики конкретного устройства → установка и настройка → документация по конкретной модели → запрос предложения.

Данный рабочий процесс определяет, какую информацию должен подтвердить покупатель. Он не представляет собой метод автоматического выбора, расчёт электрических параметров или проектирование схемы подключения.

2. Автоматические выключатели постоянного тока

Автоматический выключатель постоянного тока предназначен для размыкания цепи постоянного тока в заданных рабочих и аварийных условиях.

В отличие от предохранителя, автоматический выключатель, как правило, можно сбросить после срабатывания, при условии, что причина неисправности была выявлена и оборудование по-прежнему пригодно к эксплуатации.

Выключатели постоянного тока обычно выпускаются в различных исполнениях, в том числе:

• Миниатюрные автоматические выключатели постоянного тока (MCB)
• Автоматические выключатели с литым корпусом на постоянном токе (MCCB)
• Конфигурации многополюсных выключателей постоянного тока

Выбор подходящего типа зависит от электрических характеристик системы, а не только от размера изделия.

При выборе автоматического выключателя постоянного тока покупателям следует учитывать такие факторы, как:

• напряжение постоянного тока системы
• рабочий ток
• необходимое количество полюсов
• разрывная способность
• характеристики поездки
• формат установки
• требования к заявке

Особенно важно использовать автоматический выключатель, специально предназначенный для конкретной задачи в цепи постоянного тока. Не следует предполагать, что устройство, предназначенное исключительно для работы в цепи переменного тока, будет обладать такими же коммутационными характеристиками в цепи постоянного тока.

Список доступных семейств продукции см. в каталоге RITOKS Автоматические выключатели постоянного тока диапазон.

MCB или MCCB?

Как автоматические выключатели (MCB), так и автоматические выключатели с встроенным устройством защиты (MCCB) обеспечивают защиту цепей, однако они разработаны с учетом различных требований к конструкции, монтажу и защите.

Один MCB может подойти для компактных установок на DIN-рейке, тогда как MCCB может быть предпочтительным в тех случаях, когда система требует иного диапазона тока, размыкающей способности, физического формата или конфигурации защиты.

Не существует единого значения силы тока, которое бы однозначно определяло, следует ли в каждом случае применения постоянного тока использовать автоматический выключатель (MCB) или автоматический выключатель с комбинированной защитой (MCCB).

Мы рассмотрим это решение отдельно в:

Как выбрать автоматический выключатель постоянного тока: MCB или MCCB

3. Предохранители постоянного тока и держатели предохранителей

Предохранитель постоянного тока обеспечивает защиту цепи за счет предохранительного элемента, который размыкается при достижении заданных значений перегрузки по току.

После срабатывания предохранителя его элемент, как правило, необходимо заменить.

Благодаря этому принцип эксплуатации и технического обслуживания предохранителя отличается от принципа работы автоматического выключателя с возможностью сброса.

Предохранители постоянного тока широко используются в системах, где специальная предохранительная защита является частью конструкции системы, в том числе во многих фотоэлектрических и промышленных установках постоянного тока.

Система предохранителей может включать:

• a плавкий предохранитель
• совместимый держатель предохранителя или основание предохранителя
• проводка и клеммы, подходящие для данной схемы
• сопутствующее отключающее или защитное оборудование

При выборе предохранителя для цепи постоянного тока нельзя рассматривать сам предохранитель в отрыве от остальных компонентов. Предохранитель и держатель должны быть совместимы друг с другом и соответствовать требованиям цепи постоянного тока, в которой они будут использоваться.

Выбор должен основываться на подтвержденных данных о продукте и электрических требованиях конкретного применения. Ознакомьтесь с текущими Постояннотоковые предохранители и держатели предохранителей семьям, чтобы ознакомиться с доступными вариантами.

Плавкий предохранитель постоянного тока и автоматический выключатель постоянного тока

Оба устройства обеспечивают защиту от перегрузки по току, но принцип их работы различается.

В предохранителе используется сменный элемент.

Автоматический выключатель представляет собой механический устройство для включения и выключения, а также обеспечения защиты, которое в обычных условиях можно сбросить.

Таким образом, выбор оптимального варианта зависит от схемы, требуемых характеристик защиты, стратегии технического обслуживания, способа монтажа и других системных требований.

Ни один из них не следует считать безусловно лучшим.

Подробное сравнение см. в:

Плавкий предохранитель постоянного тока или автоматический выключатель постоянного тока: что выбрать?

4. Устройства защиты от импульсных перенапряжений постоянного тока

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (SPD) постоянного тока предназначено для защиты электрооборудования от переходных перенапряжений.

Эти кратковременные нарушения напряжения могут быть вызваны внешними или внутренними электрическими явлениями и могут подвергать оборудование, расположенное ниже по цепи, воздействию напряжений, превышающих нормальные рабочие условия.

SPD выполняет иную функцию, чем предохранитель или автоматический выключатель.

Полезно провести следующее разграничение:

• Автоматический выключатель / предохранитель → защита от перегрузки по току
• SPD → защита от переходных перенапряжений

Таким образом, установка SPD не означает, что другие устройства защиты цепи больше не требуются.

Правильная конфигурация устройства SPD зависит от области применения и схемы защиты всей системы. Параметры конкретного устройства, требования к согласованию и условия сертификации всегда следует сверять с документацией по конкретному выбранному изделию.

RITOKS предоставляет специализированный Устройства защиты от импульсных перенапряжений постоянного тока категория. В ассортименте представлены: Серия RTS-SPD40-PV и Серия RTS-SPD60-1000-2P.

Данные страницы предназначены исключительно для первоначального сравнения опубликованных конфигураций. Перед выбором необходимо уточнить точную классификацию SPD, данные о защите от перенапряжения, требования к монтажу, сведения о дистанционных контактах (если применимо) и ознакомиться с сопутствующей технической документацией.

5. Разъединители фотоэлектрических систем постоянного тока

Разъединитель постоянного тока, который иногда называют отключателем постоянного тока, в первую очередь используется для обеспечения электрической изоляции.

Её назначение отличается от назначения защиты от перегрузки по току.

Когда оборудование требует технического обслуживания, осмотра или отключения от части системы постоянного тока, соответствующее разъединяющее устройство может обеспечить надёжное разъединение.

Это особенно актуально в системах, где монтажникам или техническому персоналу по обслуживанию необходимо отключать отдельные участки оборудования.

Поэтому разъединитель постоянного тока не следует автоматически рассматривать в качестве замены:

• автоматический выключатель
• предохранитель
• SPD

Фактическая коммутационная способность и допустимые условия эксплуатации зависят от конкретной конструкции разъединителя.

По этой причине выбор всегда должен основываться на подтвержденных технических характеристиках и информации по применению именно той модели, которая используется.

Ознакомьтесь с Разделительные выключатели для фотоэлектрических систем постоянного тока категории и опубликованные в комплекте 4P и 2P/4P для монтажа на панели семейств в качестве исходных ориентиров при выборе оборудования. Для выбранной модели необходимо подтвердить точные характеристики переключения, схему подключения, категорию использования, комплект корпуса и сопроводительную документацию.

6. Как эти семейства устройств взаимодействуют друг с другом

Рассмотрим упрощенную систему постоянного тока:

Это лишь схематическое изображение. Фактическое расположение устройства и согласование мер защиты зависят от электрической системы и применимых проектных требований.

Важно понимать, что каждое устройство предназначено для устранения своего риска.

Вместо того чтобы спрашивать:

Какое одно устройство способно защитить всё?

Лучше бы спросить:

Какие защитные функции необходимы для этой цепи постоянного тока?

Этот вопрос позволяет сделать процесс выбора компонентов более надежным.

7. Контрольный список для верификации точной модели

Use the current calculation together with a review of maximum DC voltage, device operating characteristics and prospective fault current. Continuous current and interrupt rating answer different questions. Victron’s DC wiring guidance identifies these as separate selection checks.

The AC rating of a device is not evidence of its DC capability. Schneider Electric explains why DC interruption needs suitable arc control without the periodic current zero crossing available in AC circuits. Request the DC rating and approved configuration for the proposed device.

Document the isolation duty

State what the operator needs to separate, under which condition, and whether the device must open a loaded circuit. Some DC switches are intended for isolation only; others are designed for a stated switching duty. The product name alone does not answer that question.

• Isolation point: [source / battery / PV array / converter / load]
• Isolation purpose: [maintenance / emergency / operational separation]
• Must open under load: [yes / no / to be confirmed]
• Required poles and polarity: [project requirement]
• Installation and enclosure condition: [project requirement]

Victron’s guidance notes that some isolators are not designed to interrupt DC current or switch under load. Check the exact technical document.

Identify the circuit position

PV array protection, battery-side protection and converter or inverter protection can have different fault sources and operating conditions. Record the system position and required function so a PV fuse, battery disconnect, DC breaker or SPD is not treated as an interchangeable component.

• System position: [PV string / combiner / battery / DC bus / converter / load branch]
• Source of fault current: [documented or to be confirmed]
• Required protection function: [overcurrent / isolation / surge / combined architecture]

Before model matching, request the topology, maximum DC voltage, operating-current requirement, conductor and equipment protection requirements, prospective fault-current basis, installation conditions, application instructions and model-specific interruption or test documents. Mark unresolved inputs as “to be confirmed.”

Распространенные ошибки при выборе средств защиты постоянного тока

Рассматривать каждое защитное устройство как взаимозаменяемое

Выключатель, предохранитель, разъединитель и устройство защиты от перенапряжений (SPD) решают разные задачи.

Замена одной функции другой без проверки требований к цепи может привести к тому, что часть системы останется незащищенной.

Выбор исключительно по номинальному току

Ток — это важный фактор, но не единственный критерий выбора.

На выбор также могут повлиять значение постоянного напряжения, тормозная способность, количество полюсов, способ монтажа и функциональные возможности устройства.

Предположение о том, что устройство, рассчитанное на переменный ток, автоматически подходит для постоянного тока

Прерывание подачи постоянного тока сопровождается различными режимами переключения.

Всегда убедитесь, что конкретный продукт рассчитан на работу в предполагаемой системе постоянного тока.

Использование изолятора в качестве автоматической защиты от перегрузки по току

Основная цель изолятора — обеспечение изоляции.

Не следует полагать, что данное изделие обеспечивает ту же защитную функцию, что и предохранитель или автоматический выключатель, если только в документации по конкретному изделию эта функция явно не указана.

Использование SPD в качестве средства защиты от перегрузки

Устройство SPD защищает от переходных перенапряжений.

Это не заменяет защиту от перегрузки по току, обеспечиваемую соответствующим предохранителем или автоматическим выключателем.

Опубликованные серии устройств защиты постоянного тока RITOKS

Хорошо спланированная система защиты постоянного тока строится на функциях, а не на отдельных изделиях.

Начните с вопроса:

• Что требует защиты от перегрузки по току?
• Что нуждается в защите от перенапряжения?
• Что необходимо изолировать вручную?
• Каковы напряжение в системе и условия эксплуатации?
• Какие номинальные характеристики изделия подтверждены для данного конкретного применения?

На этой основе в качестве дополнительных компонентов можно выбрать автоматические выключатели, предохранители, устройства защиты от перенапряжения (SPD) и разъединители.

В настоящее время компания RITOKS выпускает автоматические выключатели постоянного тока, плавкие вставки и держатели для гPV, устройства защиты от перенапряжений для фотоэлектрических систем постоянного тока, а также разъединительные выключатели постоянного тока для фотоэлектрических систем. Расширенный ассортимент также включает разъединители аккумуляторной батареи такие как Серия SFCBS-300, Коробки для объединения фотоэлектрических модулей такие как Серия LQX-N, и солнечные плавкие предохранители такие как Семейство MGPV. Это по-прежнему отдельные семейства устройств с различными функциями изоляции, объединения и защиты.

При подборе оборудования для проекта заказчики могут указать область применения, напряжение системы постоянного тока, рабочий ток и требуемый тип устройства, чтобы на основе подтвержденных технических данных можно было подобрать подходящие доступные модели.

Информация, которую необходимо включить в запрос о защите постоянного тока

Для проверки модели и подготовки коммерческого предложения предоставьте информацию, уже указанную в описании проекта:

• применение и требуемая функция защиты
• Напряжение системы постоянного тока и требуемый ток или номинальные характеристики устройства
• Требуемое семейство устройств: автоматический выключатель, система предохранителей, устройство защиты от перенапряжений (SPD) или разъединитель постоянного тока фотоэлектрической системы
• полюс, тип предохранителя или другие требования к конфигурации
• ограничения, связанные с монтажом и установкой
• конкретная модель или семейство кандидатов
• необходимая техническая документация
• количество и страна назначения

При запросе на устройство защиты от перенапряжений (SPD) также необходимо предоставить требования к защите от перенапряжений для данного проекта или точные технические характеристики. Компания RITOKS должна проверять имеющуюся опубликованную документацию по конфигурациям и моделям, а не делать предположения относительно номинальных характеристик SPD или схемы координации.

Часто задаваемые вопросы

Разделитель постоянного тока — это то же самое, что автоматический выключатель постоянного тока?

Нет. Их основные функции различаются. Автоматический выключатель обеспечивает защиту цепи и отключение тока в соответствии со своей конструкцией, тогда как разъединитель в первую очередь предназначен для обеспечения электрической изоляции. Всегда проверяйте технические характеристики конкретного устройства.

Может ли устройство SPD заменить предохранитель или автоматический выключатель?

Нет. Устройство SPD предназначено для защиты от переходных перенапряжений. Функции защиты от перегрузки по току выполняют предохранители и автоматические выключатели.

Является ли предохранитель более подходящим, чем автоматический выключатель, для систем постоянного тока?

Не во всех случаях. Правильный выбор зависит от конструкции цепи, требований к защите, способа монтажа и требований к техническому обслуживанию.

Можно ли использовать автоматический выключатель переменного тока в цепи постоянного тока?

Используйте устройство только в том случае, если его производитель указал, что именно данная модель и конфигурация подходят для требуемого применения в режиме постоянного тока. Не следует автоматически предполагать, что номинальные характеристики для переменного тока применимы к работе в режиме постоянного тока.

Нужны ли во всех системах постоянного тока все четыре типа защитных устройств?

Не обязательно. Необходимая архитектура защиты зависит от конкретной системы. Необходимые функции должны определяться схемой устройства и применимыми требованиями.