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A seleção do isolador CC fotovoltaico começa pelo projeto da cadeia e pelo ponto de serviço, passando depois para a classe de tensão, o tipo de caixa e a entrada de cabo.
PorShi, MuxiA escolha do interruptor isolador CC fotovoltaico correto para uma cadeia solar se resume a quatro parâmetros confirmados: tensão máxima do sistema, corrente contínua na categoria de utilização CC correta, número de polos e classificação IP do gabinete. Se qualquer um deles estiver errado, o resultado será falhas de arco, falha de contato ou uma instalação fora de conformidade. Este guia orienta os construtores de painéis, engenheiros de controle e compradores de OEM em todos os pontos de decisão - desde o dimensionamento da tensão e da corrente até a configuração dos polos e a seleção do gabinete - e, em seguida, abrange as verificações de documentação necessárias antes da aquisição. As referências estão alinhadas com a IEC 60947-3:2020+AMD1:2025, que se aplica a chaves, seccionadores, chaves seccionadoras e unidades de combinação de fusíveis para circuitos de distribuição e motores, com tensão nominal de até 1000 V CA ou 1500 V CC.
Uma chave isoladora PV DC cria um estado de desligamento seguro e visível entre o painel solar e o inversor. Ele permite que os técnicos desenergizem o circuito CC antes da manutenção, investigação de falhas ou resposta a emergências. Diferentemente de um circuito CA, uma cadeia solar CC não passa por um cruzamento zero de corrente natural na separação dos contatos. O arco desenhado quando os contatos se abrem deve ser extinto pela própria geometria do interruptor - por meio da distância da lacuna de contato, do projeto da calha do arco ou da geometria do blowout magnético - e não pela forma de onda. Um dispositivo construído apenas para serviço de CA não pode fazer isso de forma confiável com a tensão nominal da cadeia de CC.
As tensões operacionais nominais para isoladores de string solar variam de 600 V CC para matrizes residenciais a 1000 V CC e 1500 V CC para strings comerciais e em escala de serviços públicos. O isolador deve ser classificado para CC, avaliado em relação a uma categoria de utilização de CC e adaptado ao ambiente do compartimento onde será montado.
Para entender o que distingue um isolador CC fotovoltaico de um seccionador de uso geral, o Explicação da chave isoladora PV DC A página de referência aborda em detalhes a física de comutação e o contexto do aplicativo.
A tensão nominal de isolamento (Ui) do isolador deve ser igual ou superior à tensão máxima de circuito aberto (VOC) do string nas piores condições de temperatura fria. A VOC de manhã fria em instalações alpinas ou de alta latitude pode exceder o valor da placa de identificação das condições de teste padrão (STC) em uma margem significativa, dependendo do coeficiente de temperatura da tensão do módulo. Sempre execute o cálculo com correção de temperatura usando a folha de dados do módulo e a temperatura mais baixa registrada no local antes de confirmar a estrutura de tensão.
Para uma cadeia STC de 1000 V, muitas especificações de projeto aplicam uma margem de tensão após a correção de VOC em temperatura fria; nesses casos, um dispositivo com classificação CC de 1500 V costuma ser o caminho prático. Confirme a margem necessária com base no código de instalação aplicável e na especificação do projeto. Confirme a Ui na folha de dados do produto - não apenas a tensão operacional nominal (Ue), que pode ter condições diferentes.
O isolador deve suportar a corrente máxima contínua do string com uma margem. Uma prática de projeto comumente aplicada dimensiona o interruptor em um mínimo de 1,25 vezes a corrente de curto-circuito (ISC) do string para acomodar transientes de irradiância e temperaturas elevadas do gabinete. Confirme a corrente operacional nominal (Ie) na categoria de utilização CC - a interrupção CC é mais exigente do que a interrupção CA devido à ausência de um cruzamento natural de zero, e os fabricantes normalmente classificam Ie separadamente para tarefas CC e CA.
Se a temperatura ambiente do gabinete exceder regularmente 40 graus C, solicite a curva de redução de corrente do fabricante antes de confirmar o tamanho da estrutura. Um interruptor nominalmente classificado pode transportar uma corrente contínua reduzida em temperaturas de montagem elevadas. A porcentagem exata de redução depende do modelo específico e deve ser obtida na folha de dados do produto em vez de ser presumida.
Os tamanhos de quadro padrão variam de 16 A a 20 A, 25 A a 32 A. Se o cálculo de 1,25 x ISC ficar entre os passos padrão, arredonde para o próximo quadro disponível. Nunca interpole para baixo.
Um isolador de 2 polos desconecta simultaneamente os condutores positivo e negativo de um único string. Essa é a configuração padrão para instalações de string único e sistemas CC não aterrados, em que deixar um condutor energizado durante o isolamento cria um risco de choque.
Um dispositivo de 4 polos realiza a mesma desconexão simultânea para dois strings de uma só vez. Em caixas combinadoras de dois ou vários strings, um único isolador de 4 polos substitui dois dispositivos separados de 2 polos, reduzindo o espaço ocupado e a contagem de terminações de fiação. Analise os Faixa de chave isoladora CC Shieldhz para comparar as configurações de polos disponíveis com o layout de sua matriz antes de especificar.
Para posições externas de combinadores de string, o IP65 é um nível de proteção de entrada de linha de base comum. O IP65 indica que o gabinete é à prova de poeira e protegido contra jatos de água de qualquer direção. O IP66 acrescenta resistência a jatos de água potentes; o IP67 acrescenta capacidade de imersão temporária. Locais litorâneos, instalações de montagem no solo propensas a inundações e gabinetes sujeitos a contato direto com mangueiras devem ser avaliados de acordo com o IP66 ou IP67. As condições de teste da IEC 60529 devem ser verificadas em relação à variante real do gabinete e à exposição da instalação.
Sempre confirme a classificação de IP com base na folha de dados específica do produto e no código da variante, e não com base em uma declaração em nível de faixa.
| Parâmetro | Requisito mínimo | Fonte de verificação |
|---|---|---|
| Tensão nominal de isolamento (Ui) | Maior ou igual a 1,25 x VOC na temperatura mais baixa do local | Folha de dados do módulo + registro de temperatura do local |
| Corrente operacional nominal (Ie) na categoria de utilização CC | Maior ou igual a 1,25 x ISC por string | Folha de dados do produto na categoria DC |
| Contagem de polos | 2 polos para corda simples; 4 polos para corda dupla | Desenho da configuração da matriz |
| Classificação IP do gabinete | IP65 mínimo para montagem em ambientes externos | IEC 60529; folha de dados do produto |
| Categoria de utilização de CC | DC-21A, DC-21B, DC-22A ou DC-23B, conforme aplicável | Certificado de teste; folha de dados do produto |
| Capacidade de ruptura na tensão CC nominal | Confirmado na tensão máxima do sistema | Certificado de teste do fabricante |
Três tipos principais de isoladores são usados em circuitos de string de energia solar fotovoltaica. O tipo correto depende da tensão da string, da necessidade ou não de proteção contra sobrecorrente no mesmo ponto de desconexão e do padrão de instalação relevante.
Uma chave seccionadora rotativa usa separação de contato de ação instantânea e um caminho de alongamento de arco com abertura de ar para interromper a corrente de carga CC. É a opção padrão para strings de telhados residenciais e comerciais que operam de 600 V CC a 1000 V CC. O dispositivo é compacto, pode ser montado em painel e é adequado às posições de entrada CC do combinador de strings e do inversor. Confirme se o dispositivo possui uma categoria de utilização de CC - e não apenas uma categoria de CA - antes de especificar.
O Chave isoladora PV DC GF40 é projetado para serviço de string CC solar. Antes de fazer o pedido, confirme a tensão nominal, o quadro de corrente, a contagem de polos e a classificação IP com base na folha de dados do produto para a variante específica.
Uma chave seccionadora de carga incorpora calhas de arco dedicadas, projetadas para interromper com segurança a energia do arco CC em tensões elevadas de string. Esse tipo é especificado quando a tensão de circuito aberto do string excede 1000 V CC, onde a geometria de alongamento do arco da desconexão rotativa pode ser insuficiente para extinguir o arco de forma confiável com a energia de falha nominal. Para aplicações de string de rastreador de 1500 V CC em escala de serviços públicos, uma chave seccionadora de carga com a categoria de utilização DC-23B apropriada é a seleção correta.
O Chave isoladora PV DC GF51 é configurado para aplicações de CC solar de alta tensão. Verifique a tensão nominal, a capacidade de interrupção e a categoria de utilização na folha de dados antes de especificar para sistemas de 1500 V CC.
Um isolador com fusível combina uma chave de desconexão com suportes de fusíveis integrados em um único dispositivo. Ele é necessário quando o padrão de instalação exige proteção de sobrecorrente em nível de string no mesmo ponto de desconexão, como é comum na IEC 60364-7-712 para circuitos de string desprotegidos. A classificação de corrente do fusível deve satisfazer de forma independente o limite de 1,25 x ISC; as classificações do fusível e da chave devem ser confirmadas separadamente.
Ao combinar as duas funções em um único dispositivo, confirme a classe do fusível - IEC 60269-6 gPV é a classe dedicada para fusíveis de string fotovoltaicos - e verifique se o suporte aceita o corpo e a tampa corretos do fusível para a classificação de corrente do fusível selecionado.
O Interruptor CC solar GF41 oferece uma opção compacta de desconexão CC para aplicações de string solar; confirme a especificação da variante em relação ao seu requisito de fusível ou não fusível.
| Recurso | Desconexão rotativa | Chave seccionadora de carga | Isolador com fusível |
|---|---|---|---|
| Faixa de tensão típica | Até 1000 V CC | Até 1500 V CC | Até 1000 V CC |
| Método de interrupção de arco | Espaço de contato e alongamento do ar | Calhas de arco classificadas para energia de arco CC | O elemento fusível interrompe a corrente de falha; o interruptor fornece isolamento |
| Proteção contra sobrecorrente | Nenhum; é necessário um fusível separado | Nenhum padrão | Porta-fusíveis integrados, classe gPV |
| Categoria típica de utilização de CC | DC-21A ou DC-22A | DC-21B ou DC-23B | DC-21A ou DC-22A mais classe de fusível |
| Aplicação primária | Combinador de fios para telhado e comercial | Strings de 1500 V CC em escala de utilidade pública | Desconexão em nível de fio e sobrecorrente em um único dispositivo |
A norma IEC 60947-3 explica como as categorias de utilização definem as condições de teste de abertura e fechamento que uma chave deve passar antes de ser classificada para uma determinada aplicação de CC.
Para a fonte normativa, o Publicação da norma IEC 60947-3 está disponível na loja virtual da IEC e abrange todos os requisitos de teste da categoria de utilização de CC e as condições de desempenho nominal.
O exemplo de trabalho a seguir demonstra a sequência de dimensionamento para uma string de telhado comercial. Aplique a mesma sequência a qualquer string, substituindo os valores da planilha de dados do módulo.
Parâmetros fornecidos pela folha de dados do módulo:
- String VOC em STC: 1000 V DC
- ISC de cordas na STC: 10 A
- Instalação: caixa combinadora no teto, ao ar livre, ambiente de até 45 graus C
- Temperatura mais baixa registrada no local: menos 10 graus C
Etapa 1 - Classificação da tensão com correção de temperatura
Leia o coeficiente de temperatura da tensão do módulo na folha de dados. Para este exemplo, suponha que o VOC com correção de temperatura a menos 10 graus C seja 1050 V CC. Aplique o fator IEC 60364-7-712:
Classificação de tensão necessária: 1,25 x 1050 V = 1312,5 V CC
Selecione um switch classificado em 1500 V CC para atender a esse requisito com margem.
Etapa 2 - Classificação de corrente com redução
Aplique o requisito de 1,25 x ISC:
Classificação de corrente necessária: 1,25 x 10 A = 12,5 A no mínimo
Tamanhos de estrutura padrão: 16 A é o próximo passo acima de 12,5 A. No entanto, o ambiente do compartimento chega a 45 graus C. Solicite a curva de redução do fabricante para o modelo selecionado e confirme se o chassi de 16 A ainda carrega pelo menos 12,5 A contínuos a 45 graus C. Se a redução do chassi reduzir o chassi de 16 A para menos de 12,5 A nessa temperatura, passe para o chassi de 20 A. Confirme a porcentagem exata de redução na folha de dados do produto.
Etapa 3 - Contagem de polos
Cordão único com condutores não aterrados: É necessário um isolador de dois polos para desconectar o positivo e o negativo simultaneamente.
Etapa 4 - Categoria de utilização
Confirme se o dispositivo selecionado possui uma categoria de utilização de CC. Para uma carga de string fotovoltaica resistiva a moderadamente indutiva, DC-22A ou DC-22B é a categoria comum aplicável. Verifique com base na folha de dados do produto e no certificado de teste.
Etapa 5 - Classificação IP
Caixa combinadora externa para telhado: IP65 mínimo. O local não apresenta risco elevado de imersão em água: IP65 confirmado.
Resultado desse exemplo de trabalho: 1500 V CC, 20 A (após verificação de redução), 2 polos, IP65, categoria de utilização DC-22A ou DC-22B. Documente cada parâmetro com base na folha de dados do módulo antes da aquisição.
Os modos de falha a seguir aparecem de forma consistente em instalações de string solar em que o isolador foi selecionado sem uma verificação estruturada dos parâmetros.
Modo de falha 1 - Classificação de tensão abaixo do VOC real. A especificação de uma chave de 600 V CC em uma cadeia em que o VOC com temperatura corrigida atinge 1000 V CC causa arco sustentado e soldagem por contato na primeira desconexão. Sempre execute o cálculo da tensão com correção de temperatura antes de confirmar a estrutura.
Modo de falha 2 - interruptor classificado como CA em um circuito CC. Os isoladores CA dependem do cruzamento natural do zero para extinguir os arcos. Em circuitos CC, os arcos se sustentam e corroem os contatos em um pequeno número de operações. Confirme se o interruptor possui uma categoria de utilização de CC e uma capacidade de interrupção de CC verificada na tensão de aplicação.
Modo de falha 3 - Classificação de corrente aplicada sem redução. Um interruptor com classificação de 32 A em uma aplicação de string de 40 A superaquece os terminais e degrada o isolamento. Aplique o fator de 1,25 x ISC e a redução da temperatura ambiente antes de confirmar o quadro de corrente.
Modo de falha 4 - Interruptor de polo único em um circuito CC não aterrado. Um condutor permanece energizado durante o isolamento, criando um risco de choque direto. Use um isolador de 2 ou 4 polos que desconecte os condutores positivo e negativo simultaneamente.
Modo de falha 5 - Classificação IP insuficiente para o ambiente de montagem. Um interruptor IP54 em uma caixa combinadora de telhado exposta à chuva pode permitir a entrada de umidade que se espalha pelas superfícies internas e causa falha no isolamento. Não presuma que o IP54 seja suficiente para posições externas no nível dos fios; avalie o IP65 ou superior quando o gabinete estiver exposto à chuva, limpeza com mangueira, ar costeiro ou alta umidade.
Modo de falha 6 - Nenhuma provisão de bloqueio confirmada. Os técnicos de campo não poderão travar com segurança o isolador na posição OFF se a chave não tiver um olhal ou ferrolho para cadeado. Confirme a capacidade de travamento com cadeado na posição OFF na folha de dados do produto antes de fazer o pedido.
Modo de falha 7 - Torque do terminal não aplicado a partir da folha de dados. O torque excessivo racha o isolamento; o torque insuficiente produz conexões frouxas que geram aquecimento resistivo. Aplique o valor de torque especificado pelo fabricante para o tamanho do condutor que está sendo terminado, retirado da folha de dados do produto para a variante específica do modelo.
Modo de falha 8 - Certificado não verificado para o mercado-alvo. A aquisição de um switch sem confirmar a certificação aplicável expõe a instalação a falhas de inspeção. Solicite o certificado de teste com o número do modelo e o escopo antes da compra e confirme a cobertura do mercado relevante ou do padrão regional.
Shieldhz é a marca de exportação da Zhejiang Shihe Electric Co., Ltd., um fabricante fundado em 2014 e sediado em Yueqing, Zhejiang, com uma fábrica de mais de 5.000 metros quadrados, mais de 100 funcionários e mais de 40 máquinas de produção. A empresa opera um sistema de gerenciamento de qualidade ISO 9001 e possui as certificações CE, RoHS, TUV, UL, UKCA, CCC e CB, quando aplicáveis a linhas de produtos e mercados específicos.
Para consultas sobre interruptores isoladores CC fotovoltaicos, a Shieldhz segue uma sequência de entrada técnica definida para alinhar o produto configurado com a instalação da cadeia solar antes da confirmação da produção.
Entrada de parâmetros elétricos. O comprador fornece VOC de string, ISC, contagem de polos e classe de tensão de instalação. A Shieldhz mapeia esses valores em relação à tensão nominal, à corrente operacional nominal na categoria de utilização de CC e às configurações de polos disponíveis nas séries GF40, GF51 e GF41. Quando o VOC com correção de temperatura ou o cálculo de redução de temperatura ambiente empurra o requisito acima de um limite de quadro padrão, a Shieldhz sinaliza isso durante a revisão de entrada em vez de usar como padrão o quadro inferior mais próximo.
Categoria de utilização e verificação do programa de contato. A Shieldhz confirma a categoria de utilização de CC aplicável para o tipo de carga de string - DC-21A, DC-22A, DC-21B ou DC-23B, conforme o caso - e fornece a tabela de contatos e o diagrama de fiação correspondentes para o modelo selecionado. Essa etapa impede a substituição de uma variante classificada como CA em uma aplicação CC.
Gabinete e confirmação de IP. Para posições externas de combinadores de string, a Shieldhz confirma a classificação IP da variante do modelo selecionado em relação ao ambiente de montagem descrito pelo comprador. Quando a aplicação exigir IP66 ou IP67, ou quando for preferível um invólucro integrado à prova de intempéries, a rota do invólucro será identificada durante a análise da entrada.
Pacote de documentação. Após a confirmação do modelo, a Shieldhz prepara um pacote de documentação que inclui a folha de dados do produto, o desenho dimensional, o diagrama de fiação e o certificado de teste aplicável. Para os mercados que exigem comprovação de conformidade com IEC ou CE, o certificado confirma que o switch foi avaliado em relação à categoria de utilização de CC relevante e à tensão nominal de isolamento. Os compradores que especificam padrões regionais - incluindo requisitos australianos AS/NZS ou outros equivalentes locais - devem confirmar a documentação aplicável durante o estágio de consulta.
Para iniciar uma análise de dimensionamento, envie seus parâmetros de string - VOC, ISC, número de polos, requisitos de IP, padrão de instalação aplicável e documentação de certificação necessária - por meio da página de contato da Shieldhz. A equipe técnica retornará um número de modelo confirmado, um diagrama de fiação, um desenho de montagem e um pacote de certificados correspondentes à sua configuração de string.
A tensão nominal de isolamento (Ui) deve ser igual ou superior a 1,25 vezes a tensão máxima de circuito aberto corrigida por temperatura da string. Para um string STC de 1000 V, a VOC com correção de temperatura em condições de manhã fria pode atingir ou exceder 1050 V CC, dependendo do coeficiente de temperatura de tensão do módulo e da temperatura mais baixa registrada no local. Aplicando o fator de 1,25 a 1.050 V, obtém-se uma classificação mínima exigida de 1.312,5 V CC, tornando um modelo com classificação de 1.500 V CC a seleção padrão prática para strings de 1.000 V. Sempre execute o cálculo com correção de temperatura usando os dados do local, não apenas o valor da placa de identificação do STC.
Não. Um isolador CA depende do cruzamento zero da corrente natural a cada meio ciclo para extinguir o arco na separação dos contatos. Um circuito CC não tem cruzamento zero, portanto o arco se mantém e concentra sua energia nos contatos. Um dispositivo classificado como CA usado em um fio CC soldará ou desgastará os contatos rapidamente, criando um risco de incêndio e uma perda da função de isolamento. Confirme se o interruptor selecionado possui uma categoria de utilização de CC dedicada e uma capacidade de interrupção de CC verificada na tensão nominal da cadeia.
Um isolador de dois polos desconecta simultaneamente os condutores positivo e negativo de um único string. Em um sistema CC não aterrado, essa é a configuração mínima segura, pois um dispositivo de polo único deixa um condutor energizado durante o isolamento. Um isolador de 4 polos realiza a mesma desconexão simultânea para dois strings de uma só vez, substituindo dois dispositivos separados de 2 polos em caixas combinadoras de dois strings e reduzindo o número total de posições de chave e terminações de fiação necessárias.
O IP65 certifica que o gabinete é à prova de poeira e protegido contra jatos de água de qualquer direção a baixa pressão. O IP67 acrescenta a capacidade de resistir à imersão temporária em água em uma profundidade e duração definidas. O IP65 é comumente usado para caixas combinadoras montadas no teto e no solo em ambientes externos padrão. O IP66 é apropriado quando há possibilidade de jatos de água potentes. O IP67 pode ser apropriado para locais costeiros, áreas propensas a inundações ou gabinetes em que a exposição direta à imersão não pode ser excluída. Confirme a classificação IP na folha de dados do produto para a variante específica do modelo e o código do compartimento.
A categoria de utilização define o tipo de carga, o nível de tensão e as condições de corrente sob as quais o comutador foi testado para abrir e fechar de forma confiável. Categorias como DC-21A, DC-22A, DC-21B e DC-23B indicam que o comutador foi avaliado para a função de comutação CC na tensão nominal. DC-21B e DC-23B se aplicam a tarefas de comutação de energia mais alta associadas a cargas de string fotovoltaica. A confirmação da categoria de utilização no certificado de teste garante que a chave foi validada para o tipo de carga e o nível de energia específicos presentes em sua aplicação de string solar, e não apenas para circuitos CA ou CC de baixa energia.
Uma chave seccionadora rotativa padrão fornece o ponto de isolamento necessário para a maioria das instalações de string residenciais e comerciais. Um isolador com fusível é necessário quando a norma de instalação aplicável - como a IEC 60364-7-712 para determinadas configurações de circuito de string - exige proteção contra sobrecorrente em nível de string no mesmo ponto de desconexão. A combinação das duas funções em um único dispositivo reduz o espaço no painel e simplifica a fiação, mas tanto a classificação de corrente do fusível quanto a classificação de corrente da chave devem satisfazer independentemente o limite de 1,25 x ISC. O fusível também deve ser da classe correta - IEC 60269-6 gPV para serviço de string fotovoltaico - e não uma classe de fusível de uso geral.
Solicite a folha de dados do produto confirmando a tensão nominal de isolamento, a corrente operacional nominal na categoria de utilização de CC, a contagem de polos e a classificação de IP para a variante específica do modelo solicitado. Solicite o certificado de teste mostrando o número do modelo e o escopo da avaliação em relação à norma IEC 60947-3 ou à norma regional aplicável, com a categoria de utilização CC explicitamente coberta. Para envios de projetos que exigem aprovação da autoridade, solicite o desenho dimensional e o diagrama de fiação. Para mercados com requisitos regionais específicos, como avaliação TUV, listagem UL ou conformidade AS/NZS, confirme se o escopo do certificado abrange o padrão aplicável antes da compra.
