ヒューズ、サーキットブレーカー、断路器の類似点と相違点を理解する

Nov 07, 2023

太陽光発電 (PV) 産業は、カーボンニュートラル指向の開発の一般的な傾向の下で急速な発展を遂げていますが、高出力モジュールが広く使用されるにつれて、発電所の安全性に関する問題が増大しています。 より新しい用途や使用状況が見つかるにつれて、太陽​​光発電システムの設計はますます複雑になっています。 DC 側の保護設計をどのように展開するかは、常に業界の懸案事項であり、議論となっています。 基本的には、太陽光発電システムの保護に一般的に使用されるヒューズ、サーキットブレーカー、断路器の誤解が根本原因です。

ヒューズ、回路ブレーカー、断路器は機能が似ているため (絶縁、短絡保護など)、業界では混乱や誤解が生じやすいです。 しかし、実際には、保護の原理、標準要件、適用シナリオ、保護効果が大きく異なるため、これらはまったく異なるデバイスです。 流通保護システムの構築に関しては、適用シナリオの下での生産上の要件を十分に理解し、デバイスがそれぞれの機能に基づいて合理的に配置され、その機能を適切に適用できるようにすることで、作業の安全性と安全性を向上させる必要があります。駅の信頼性。

ヒューズ：ヒューズエレメントとカートリッジからなる電流保護装置を指します。 ヒューズ素子は、一定時間以上の電流が流れると自らの発熱により溶断し、回路を遮断して保護の目的を達成します。

図：ヒューズによる保護原理

サーキットブレーカー:オン/オフを切り替えて電流を流すことができ、接点システム、消弧システム、アクチュエータ、およびトリップ ユニットで構成される機械式スイッチング デバイスを指します。 保護目的を達成できない場合に回路を遮断するために使用されます。 短絡の場合、反力ばねはより大きな電流によって生成される磁界によって克服され、この場合、アクチュエータはトリップユニットによって駆動され、すぐにスイッチがオフになります。 過負荷の場合、電流の増加による温度上昇でバイメタル ストリップがある程度変形し、アクチュエータのスイッチがオフになります。 電流が大きいほど、この保護動作の時間は短くなります。

優れた消弧能力により、回路ブレーカーはより大きな短絡電流を遮断でき、全体的な保護機能が時間や環境の影響を受けないため、繰り返し使用できます。

図：サーキットブレーカーによる保護原理

ディスコネクター:主に、オーバーホールされる電気機器と電源の間に見かけのブレークポイントを形成できるアイソレータとして機能し、オーバーホールの作業の安全性を保証します。 従来、ストリングインバータの直流側には手動式断路器が設けられていました。 太陽光発電所の賢明な発展に伴い、手動式断路器は電動式断路器に置き換えられています。

電動断路器 : 手動断路器を電動断路器に置き換え、インバータ+DSP信号制御用変流器を使用してストリング内の電流を検出するモードで電気的に動作することができます。 1*In では電気的寿命が 100 ～ 300 サイクルに達する可能性があるのに対し、4*In ではわずか 5 サイクルであることが知られています。 ただし、手動断路器に代わる電動断路器は、動作形態を改良したものに過ぎず、保護装置とは言えません。

最大 50A の熱電流を備えた断路器は、40A (定格電流) 未満の電流でも迅速に動作することができます。 複数対 1 の場合 (MPPT あたり 5 ストリングなど)、逆流電流が 50A を超える可能性があり、断路器内に蓄積された熱が発生し、内部の可動接点キャリアの変形や詰まりを引き起こす可能性があることに注意してください。