Что такое выключатель-разъединитель постоянного тока? Изолированная коммутация нагрузки и использование солнечной энергии
Узнайте, что такое разъединитель постоянного тока, чем отличается коммутация нагрузки постоянным током от коммутации переменным током, а также как выбрать напряжение, ток, полюса, корпус и режим работы.
Разъединитель постоянного тока - это переключающее устройство с ручным управлением, используемое для отделения цепи постоянного тока от источника или нагрузки. В солнечных фотоэлектрических установках, батареях, зарядках EV, телекоммуникационных сетях и цепях управления постоянного тока он обеспечивает техникам определенное положение OFF, чтобы оборудование можно было изолировать, осмотреть, обслужить или отключить в соответствии с процедурой на объекте.
Этот термин часто встречается рядом со смежными фразами, такими как изолятор постоянного тока, изолятор постоянного тока PV, выключатель нагрузки, разъединитель постоянного тока и выключатель-разъединитель. Эти фразы пересекаются, но они не всегда идентичны по номиналу или применению. Ключевой вопрос выбора - заявлено ли устройство для постоянного напряжения, тока, расположения полюсов, режима работы, воздействия на корпус и маршрута сертификации, требуемых проектом.
В этом руководстве объясняется практическое значение разъединителя постоянного тока, его отличие от разъединителя переменного тока, места его применения в солнечных системах, а также то, что покупатели должны проверить, прежде чем выбрать такой разъединитель.
Что делает разъединитель постоянного тока
Выключатель-разъединитель постоянного тока размыкает и замыкает цепь постоянного тока, перемещая внутренние контакты с помощью рукоятки, поворотного механизма или закрытого блока выключателя. В положении OFF выключатель создает разделенный контактный путь, что позволяет изолировать нижестоящее оборудование для обслуживания, тестирования, замены или аварийной работы.
Положение OFF отделяет источник постоянного тока от нижележащей нагрузки или секции оборудования.
Для покупателя полезное определение простое: выключатель-разъединитель постоянного тока выбирается, когда цепь постоянного тока нуждается в ручном отключении и четком состоянии переключения. Устройство может быть установлено внутри шкафа, в атмосферостойком корпусе, возле солнечного инвертора, рядом с батарейным шкафом или в доступной точке наружной системы постоянного тока.
Это не то же самое, что предохранитель, устройство защиты от перенапряжения или автоматический выключатель. Разъединитель обычно выбирается для ручного переключения и изоляции. Защитные устройства выбираются для выполнения функций защиты от перегрузки по току, короткого замыкания, перенапряжения или остаточного тока. Некоторые устройства сочетают в себе более одной функции, но в техническом описании должно быть указано, для чего именно предназначено устройство.
Почему коммутация на постоянном токе сложнее, чем на переменном
Постоянный ток не пересекает ноль так, как это делает переменный ток. Это означает, что дуга, возникающая при размыкании контактов, может длиться дольше и ее труднее погасить. Если выключатель не рассчитан на работу в цепи постоянного тока, результатом может стать износ контактов, перегрев, сварка, повреждение изоляции или отказ в открытом положении.
Именно поэтому разъединители постоянного тока не выбираются только по номинальному значению силы тока. Устройство, маркированное для определенного переменного тока, не может автоматически использоваться в цепи постоянного тока при том же токе. Расстояние между контактами, путь дуги, скорость переключения, расположение клемм и конфигурация полюсов - все это влияет на характеристики постоянного тока.
Такие стандарты, как IEC 60947-3 обычно используются в качестве технического справочника для низковольтных выключателей-разъединителей и соответствующего коммутационного оборудования. Окончательный набор правил для конкретной установки определяется местными электротехническими нормами и правилами, документами по проектированию системы, руководствами по эксплуатации оборудования и заявленными номинальными характеристиками конкретной модели выключателя.
Выключатель переменного тока против разъединителя постоянного тока
Точка выбора
Переключатель переменного тока
Выключатель-разъединитель постоянного тока
Поведение дуги
Помогает естественное пересечение нуля тока
Необходимы контакты, рассчитанные на постоянный ток, и дугозащитная конструкция
Проверка напряжения
Номинальное напряжение переменного тока может быть достаточным для цепей переменного тока
Номинальное напряжение постоянного тока должно соответствовать скорректированному напряжению цепи
Солнечные батареи, цепи аккумуляторов, шкафы постоянного тока, вспомогательные цепи EV
Специфический риск
Недооценка в основном проявляется при нагрузке или неисправности
Неправильный номинал постоянного тока может вызвать постоянную дугу или повреждение контактов
Основные типы и конструкция
Выключатели-разъединители постоянного тока выпускаются в нескольких форматах: открытые корпуса выключателей на DIN-рейку, поворотные разъединители для монтажа на панели, закрытые разъединители для наружной установки, разъединители с предохранителями, а также многополюсные сборки для более высокого напряжения или многожильных проводов.
Конструкция разъединителя постоянного тока должна соответствовать заявленному напряжению, току и режиму работы.
Основные детали у всех моделей одинаковы. Рукоятка или привод обеспечивает оператору интерфейс включения/выключения. Механизм размыкает контакты с определенным движением. Клеммы соответствуют размеру проводника и направлению проводки. Корпус защищает выключатель от прикосновений, пыли, влаги, ультрафиолетового излучения и механических воздействий. Этикетки и функции блокировки поддерживают техническое обслуживание.
Разъединители постоянного тока с предохранителем и без предохранителя
Разъединитель постоянного тока без предохранителя обеспечивает ручное разделение, когда защита осуществляется в другом месте системы. Разъединитель с предохранителем добавляет держатели предохранителей, поэтому выбранные ветви постоянного тока могут быть изолированы и защищены в одном узле. В солнечных комбинаторах или цепях батарей маршрут с предохранителями может упростить обслуживание, но при этом изменяются требования к нагреву, замене и координации.
Выбор зависит от конструкции схемы. Прежде чем выбрать корпус выключателя с предохранителем, покупатель должен уточнить, указаны ли предохранители для струны, защита ответвлений, защита со стороны инвертора или защита аккумулятора.
При использовании разъединителей постоянного тока
Разъединители постоянного тока широко распространены там, где источник постоянного тока продолжает работать. Солнечные фотоэлектрические системы - самый наглядный пример, поскольку панели могут продолжать вырабатывать напряжение при дневном свете, даже когда инвертор остановлен. Аккумуляторы, распределение электроэнергии постоянного тока, резервное питание телекоммуникаций, вспомогательные системы зарядки EV и промышленные панели управления постоянного тока также могут использовать ручные точки развязки постоянного тока.
В случае с солнечными фотоэлектрическими установками разъединитель постоянного тока может располагаться между фотоэлектрической цепью и входом инвертора, между объединителем и инвертором, внутри распределительного шкафа постоянного тока или в открытом изолирующем кожухе. Покупатель, сравнивающий фотоэлектрические продукты, может начать с сайта Shieldhz Диапазон переключателей разъединителя постоянного тока PV а затем сузить по напряжению, току, количеству полюсов, корпусу и маршруту сертификации.
Предыдущая статья Фундамент, Что такое изоляционный переключатель постоянного тока PV?, более подробно объясняет случай использования солнечной струны. В этой статье используется более широкий термин "выключатель-разъединитель", поскольку та же инженерная логика проявляется в нескольких системах постоянного тока, а не только в фотоэлектрических системах на крышах.
Переключение нагрузки и изоляция - это не один и тот же вопрос
Многие покупатели спрашивают, можно ли размыкать разъединитель постоянного тока под нагрузкой. Ответ зависит от заявленной категории использования, номинального напряжения/тока, конструкции системы и порядка эксплуатации. Некоторые устройства выбираются в первую очередь для отключения после снижения или прекращения нагрузки. Другие рассчитаны на выполнение конкретных задач по отключению нагрузки. В техническом описании должно быть четко указано это различие.
Изоляция и переключение нагрузки должны быть проверены в соответствии с точным заявленным номиналом устройства.
В практическом смысле “отключение” означает разделение цепи. “Коммутация нагрузки” означает создание или отключение тока в определенных условиях эксплуатации. Разъединитель может быть пригоден для обеих задач в пределах своего номинала, но не следует этого предполагать. В солнечных фотоэлектрических системах массив может оставаться под напряжением при любом освещении, поэтому порядок работы должен соответствовать руководству по эксплуатации инвертора и номиналу выключателя.
Вопросы, которые следует задать перед переключением нагрузки
Вопрос
Почему это важно
Каково максимальное напряжение постоянного тока?
Поведение дуги постоянного тока сильно зависит от напряжения
Какой ток присутствует при переключении?
Ток нагрузки изменяет контактное напряжение и нагрев
Заявлен ли выключатель для работы с разрывом нагрузки?
Использование только в изоляции отличается от частых переключений
Подключены ли несколько полюсов последовательно?
Конфигурация полюсов может влиять на обработку напряжения
Существует ли необходимая последовательность выключения?
Инвертор, батарея или контроллер могут снизить напряжение
Как выбрать выключатель-разъединитель постоянного тока
Начните со схемы, а не с фотографии в каталоге. Номинальное напряжение должно соответствовать максимальному ожидаемому напряжению постоянного тока. Номинальный ток должен соответствовать расчетному току и рабочему режиму. Количество полюсов должно соответствовать схеме подключения. Корпус должен соответствовать условиям окружающей среды. Конструкция клемм должна соответствовать размеру проводника, кабельному вводу, радиусу изгиба и способу установки.
Выбор выключателя-разъединителя постоянного тока должен начинаться с напряжения, тока, режима работы и окружающей среды.
Используйте этот контрольный список для закупок:
Артикул
Что подтвердить
Номинальное напряжение постоянного тока
Скорректированное напряжение разомкнутой цепи или максимальное напряжение системы
Номинальный ток постоянного тока
Рабочий ток и заявленная нагрузка для данного применения
Расположение полюсов
Положительные, отрицательные, последовательные полюса или многоконтурная коммутация
Шкаф/IP-маршрут
Шкаф, внутреннее помещение, крыша, открытый воздух, пыльная, влажная или промывочная зона
Блокировка/индикация положения
Видимость положения OFF и ожидания блокировки
Клеммы и проводка
Размер кабеля, момент затяжки, сальники, опции MC4 или клемм, если применимо
Документы
Технический паспорт, схема подключения, сертификаты и инструкции по установке
Установка выключателя-разъединителя постоянного тока должна производиться компетентным персоналом с использованием технического паспорта изделия, чертежа системы, требований к крутящему моменту и местных правил электроснабжения. Многие проблемы в полевых условиях возникают не из-за самой концепции выключателя, а из-за неплотно прилегающих клемм, плохого уплотнения кабельных вводов, неправильного направления проводки, попадания воды, ультрафиолетового излучения или несоответствия номиналов.
При осмотре обратите внимание на изменение цвета вокруг клемм, горячую поверхность корпуса, треснувший пластик, затрудненный ход рукоятки, поврежденные сальники, следы воды, отсутствие этикеток или необычный запах. При появлении любого из этих признаков безопаснее всего изолировать устройство в соответствии с процедурой на месте эксплуатации и проверить его перед продолжением работы.
Для использования на открытом воздухе особенно важно качество корпуса и кабельного ввода. Высококачественный выключатель все равно может выйти из строя раньше времени, если через сальник попадет вода, если натяжение кабеля деформирует корпус, или если выключатель установлен в местах, где возможно попадание стоячей воды или прямое механическое воздействие.
Контекст линейки продуктов Shieldhz
Компания Shieldhz производит промышленные коммутационные и управляющие компоненты для сборщиков панелей, установщиков солнечных фотоэлектрических систем, OEM-производителей и дистрибьюторов. В области переключателей-разъединителей постоянного тока практической продукцией обычно является изоляция постоянного тока фотоэлектрических установок, наружные трассы для шкафов с изоляторами постоянного тока и сопутствующие коммутационные изделия для солнечных и промышленных систем управления.
Выбор правильного маршрута Shieldhz зависит от данных проекта. Отправьте данные о напряжении, токе, количестве струн, конфигурации полюсов, ожидаемом корпусе, требованиях к вводу кабелей, количестве и документации для целевого рынка. Если проект - солнечная фотоэлектрическая система, укажите модель инвертора, конструкцию струны, а также то, будет ли выключатель монтироваться в шкаф или устанавливаться на открытом воздухе.
Для поддержки проекта используйте Контактная страница Shieldhz с данными схемы и предполагаемым маршрутом сертификации. Чистая спецификация на начальном этапе сокращает количество переделок при составлении сметы, отборе образцов и проверке установки.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Для чего используется разъединитель постоянного тока?
Выключатель-разъединитель постоянного тока используется для ручного отделения цепи постоянного тока от источника или нагрузки. Распространенные области применения включают солнечные фотоэлектрические батареи, аккумуляторные системы, силовые шкафы постоянного тока, телекоммуникационные сети, вспомогательные цепи электромобилей и промышленные панели управления постоянного тока.
Является ли выключатель-разъединитель постоянного тока тем же самым, что и изолятор постоянного тока?
Термины пересекаются, особенно в языке продуктов для солнечных батарей, но точная функция зависит от номинала устройства и технического паспорта. Изолятор постоянного тока подчеркивает ручную изоляцию, в то время как в формулировке "выключатель-разъединитель" может также указываться заявленная обязанность переключения при определенных условиях.
Можно ли размыкать разъединитель постоянного тока под нагрузкой?
Только в том случае, если конкретное устройство рассчитано и выбрано для предполагаемой работы по переключению нагрузки. В одних установках разъединитель используется после снижения или прекращения нагрузки, в других требуется выключатель постоянного тока с разрывом нагрузки. Перед эксплуатацией проверьте заявленные номинальные характеристики.
Почему я не могу использовать переключатель переменного тока для изоляции постоянного тока?
Дуга постоянного тока не гаснет естественным образом при пересечении нуля, поэтому выключатель, работающий только на переменном токе, не может безопасно прервать то же напряжение или ток в цепи постоянного тока. Выключатель должен иметь заявленный номинал напряжения/тока постоянного тока и конструкцию контактов, подходящую для данного применения.
Какое номинальное напряжение должно быть у разъединителя постоянного тока?
Номинал должен покрывать максимальное ожидаемое постоянное напряжение в цепи. В солнечных фотоэлектрических системах это обычно означает проверку напряжения разомкнутой цепи модуля, количества струн, температурной коррекции и входного сигнала инвертора перед выбором выключателя.
В чем разница между разъединителем постоянного тока и автоматическим выключателем постоянного тока?
Разъединитель постоянного тока - это в основном ручное коммутационное и изолирующее устройство. Автоматический выключатель постоянного тока выбирается для автоматического прерывания сверхтока или повреждения. В некоторых системах используются оба устройства, но их не следует рассматривать как взаимозаменяемые без инженерного анализа.
Какую информацию я должен отправить, запрашивая коммерческое предложение?
Укажите напряжение постоянного тока, ток, количество полюсов, тип применения, внутренний или наружный монтаж, корпус/IP-изображение, маршрут ввода кабеля, необходимые документы, количество и целевой рынок. Для солнечных фотоэлектрических установок также укажите количество линий и входные данные инвертора.
