Разъёмы постоянного тока и пожары СЭС: что показали расследования и как защитить свою станцию

Коротко: в отраслевом издании PV Tech технический директор британской Viridian Solar Кей Ти Тан разобрал, почему разъёмы постоянного тока остаются главным слабым местом солнечных станций. Они стоят доли процента от сметы, но в расследовании нидерландского института TNO плохо собранные или смешанные разъёмы стали причиной более 80 % изученных пожаров на крышах.

Что показали расследования

Автор сравнивает разъёмы с дешёвыми деталями, из-за которых случались крупнейшие инженерные катастрофы: беда обычно начинается не с большой ошибки проекта, а с тихого отказа мелкой детали. Цифры по пожарам у него из независимых расследований:

Смешивание (по-английски cross-mating) — это когда вилку одного производителя вставляют в розетку другого. Внешне они совместимы и называются одинаково «MC4», но допуски, материалы контактов и уплотнений разные. Соединение собирается, а через год-два в нём растёт сопротивление.

Почему разъём отказывает

Причин несколько, и они усиливают друг друга:

• Погода. После полутора лет на улице переходное сопротивление контакта заметно растёт. У моря внутрь проникает хлор и ускоряет коррозию.
• Монтаж. По данным, которые приводит автор, у разъёмов, собранных прямо на объекте, недотянутая гайка встречается в 24 раза чаще. Разъём, который несколько месяцев пролежал открытым до подключения, после включения деградирует быстрее.
• Вибрация и нагрев. Ветер и суточные перепады температуры создают микросдвиги контакта, которые стирают защитное покрытие. В опытах такие разъёмы уходили в тепловой разгон уже при четверти номинального тока.

Отдельная проблема — диагностика. Тепловизор показывает только мгновенный снимок, а локальная дуга может на время «приварить» контакт, и при осмотре повреждённый разъём выглядит нормально. Поэтому автор предлагает многослойную защиту: строгий запрет смешивания разъёмов, детекторы дуги в инверторах (AFCI — автоматическое отключение при электрической дуге), регулярную тепловизионную съёмку и обмен данными о пожарах, как это делает британская сеть PV Fire Information Network.

Что это значит в Беларуси

Риск одинаков в любой стране, а в нашем климате добавляются циклы мороза и оттепели, которые нагружают уплотнения. Правила для владельца простые. Разъёмы на стыке должны быть одного производителя и одной серии — как у панели, так и на ответной части кабеля. Обжим делается штатным инструментом под этот разъём, а не пассатижами. Кабель — специальный солнечный с двойной изоляцией, его можно подобрать в разделе солнечный кабель. На стороне постоянного тока должна стоять защита от перенапряжения и правильные предохранители, об этом — в разделе УЗИП.

Станцию полезно осматривать раз в год, а следить за ней удобнее удалённо: падение мощности одной строки часто первым выдаёт плохой контакт. Варианты удалённого контроля — в разделе мониторинг и управление. Если станцию монтировали без документов или есть сомнения в качестве сборки, оставьте заявку на расчёт и осмотр.

Выводы

• Не смешивайте разъёмы разных производителей, даже если оба называются MC4.
• Обжим только штатным инструментом, гайки затягиваются с усилием по инструкции производителя.
• Не оставляйте разъёмы открытыми до подключения: влага и пыль сокращают их срок.
• Осматривайте станцию раз в год и следите за выработкой по строкам в мониторинге.
• Экономия на разъёмах и кабеле — самая невыгодная экономия в станции.

Источник: PV Tech (колонка технического директора Viridian Solar), исследования TNO (Нидерланды) и BRE (Великобритания); обзор SmartEnergy.