Os raios son unha causa común de fallos nos sistemas fotovoltaicos (PV) e eólicos eléctricos.Pódese producir unha ondada prexudicial por un raio que golpea a longa distancia do sistema, ou mesmo entre nubes.Pero a maioría dos danos dos raios pódense evitar.Estas son algunhas das técnicas máis rendibles que son xeralmente aceptadas polos instaladores de sistemas de enerxía, baseadas en décadas de experiencia.Siga este consello, e terá moi boas posibilidades de evitar danos por raios ao seu sistema de enerxía renovable (RE).
Ponte a terra
A posta a terra é a técnica máis fundamental para a protección contra os danos causados por raios.Non podes deter unha onda de raios, pero podes darlle un camiño directo ao chan que evite o teu valioso equipo e descargue a onda de forma segura na terra.Un camiño eléctrico a terra descargará constantemente a electricidade estática que se acumula nunha estrutura aérea.Moitas veces, isto evita en primeiro lugar a atracción dos raios.
Os pararraios e os protectores contra sobretensións están deseñados para protexer os equipos electrónicos absorbendo sobretensións eléctricas.Non obstante, estes dispositivos non son un substituto dunha boa conexión a terra.Funcionan só en conxunto cunha conexión a terra efectiva.O sistema de posta a terra é unha parte importante da súa infraestrutura de cableado.Instálao antes ou mentres estea instalado o cableado de alimentación.En caso contrario, unha vez que o sistema está funcionando, este compoñente importante non se marcará nunca na lista de tarefas.
O primeiro paso da posta a terra é construír un camiño de descarga a terra unindo (interconectando) todos os compoñentes estruturais metálicos e recintos eléctricos, como marcos de módulos fotovoltaicos, bastidores de montaxe e torres de xeradores eólicos.O Código Eléctrico Nacional (NEC), o artigo 250 e o artigo 690.41 ao 690.47 especifican os tamaños, os materiais e as técnicas dos cables conformes co código.Evite curvas pronunciadas nos cables de terra: as altas correntes non lles gustan virar as esquinas estreitas e poden saltar facilmente aos cables próximos.Preste especial atención ás fixacións do fío de cobre aos elementos estruturais de aluminio (especialmente aos marcos dos módulos fotovoltaicos).Use conectores etiquetados como "AL/CU" e fixadores de aceiro inoxidable, que reducen o potencial de corrosión.Tamén se conectarán a este sistema de posta a terra os cables de terra dos circuítos de CC e CA.(Consulte os artigos de Code Corner sobre a conexión a terra de matrices fotovoltaicas en HP102 e HP103 para obter máis consellos).
Varas de terra
O aspecto máis débil de moitas instalacións é a conexión coa propia terra.Despois de todo, non podes conectar un cable ao planeta!En vez diso, debes enterrar ou martelar unha vara de metal condutor e non corrosivo (xeralmente cobre) no chan e asegurarte de que a maior parte da súa superficie entra en contacto co chan condutor (é dicir, húmido).Deste xeito, cando a electricidade estática ou unha sobretensión baixa pola liña, os electróns poden drenarse no chan cunha resistencia mínima.
De forma similar a como un campo de drenaxe disipa a auga, a posta a terra actúa para disipar electróns.Se un tubo de drenaxe non se descarga adecuadamente no chan, prodúcense copias de seguridade.Cando os electróns retroceden, saltan a brecha (formando un arco eléctrico) ao seu cableado de alimentación, a través do seu equipo e só despois a terra.
Para evitar isto, instale unha ou máis varillas de terra recubertas de cobre de 2,4 m (8 pés de lonxitude) e 16 mm (5/8 polgadas), preferentemente en terra húmida.Unha soa vara xeralmente non é suficiente, especialmente en terreo seco.Nas zonas onde o chan se seque extremadamente, instale varias varas, espazándoas polo menos a 6 pés (3 m) de distancia e conectándoas con fío de cobre espido, enterrados.Un método alternativo é enterrar o fío de cobre n.° 6 (13 mm2), o dobre nº 8 (8 mm2) ou máis grande nunha gabia de polo menos 100 pés (30 m) de lonxitude.(O fío de terra de cobre espido tamén se pode pasar polo fondo dunha gabia que transporta tubos de auga ou sumidoiros ou outros cables eléctricos). Ou, corte o fío de terra á metade e esténdeo en dúas direccións.Conecte un extremo de cada cable enterrado ao sistema de posta a terra.
Intente dirixir parte do sistema a zonas máis húmidas, como onde se drena un tellado ou onde se deben regar as plantas.Se hai carcasa de pozo de aceiro preto, pode usala como varilla de terra (faga unha conexión forte e atornillada á carcasa).
En climas húmidos, os pés de formigón dunha matriz montada no chan ou en poste, ou unha torre de xeradores eólicos, ou as varillas de terra encerradas en formigón non proporcionarán a terra ideal.Nestes lugares, o formigón adoita ser menos condutor que o chan húmido que rodea as bases.Se este é o caso, instale unha varilla de terra na terra xunto ao formigón na base dunha matriz ou na base da torre do xerador eólico e en cada áncora de cable, despois conécteos todos xuntos cun fío espido e soterrado.
En climas secos ou áridos, moitas veces ocorre o contrario: as bases de formigón poden ter un contido de humidade máis alto que o solo circundante e ofrecen unha oportunidade económica para aterrar.Se se van incorporar barras de refugallo de 20 pés de longo (ou máis) no formigón, a propia barra de refuerzo pode servir como barra de terra.(Nota: isto debe ser planificado antes de verter o formigón.) Este método de conexión a terra é común en lugares secos e descríbese no artigo 250.52 (A3) do NEC, "Electrodo revestido de formigón".
Se non está seguro do mellor método de conexión a terra para a súa localización, fale co seu inspector eléctrico durante a fase de deseño do seu sistema.Non podes ter moita base.Nun lugar seco, aproveite todas as oportunidades para instalar varillas de terra redundantes, cables enterrados, etc. Para evitar a corrosión, use só ferraxes aprobados para facer conexións ás varillas de terra.Use parafusos de cobre para empalmar os cables de terra de forma fiable.
Conexión a terra de circuítos de potencia
Para o cableado do edificio, o NEC require que un lado dun sistema de alimentación de CC estea conectado ou "conectado" a terra.A parte de CA deste sistema tamén debe estar conectada a terra do xeito convencional de calquera sistema conectado á rede.(Isto é certo nos Estados Unidos. Noutros países, os circuítos de enerxía sen conexión a terra son a norma.) A posta a terra do sistema de alimentación é necesaria para un sistema doméstico moderno nos Estados Unidos.É esencial que o negativo de CC e o neutro de CA estean conectados a terra só nun punto dos seus respectivos sistemas, e ambos no mesmo punto do sistema de posta a terra.Isto faise no panel de enerxía central.
Os produtores dalgúns sistemas autónomos dun único propósito (como as bombas solares de auga e os repetidores de radio) recomendan non poñer a terra o circuíto de enerxía.Consulte as instrucións do fabricante para obter recomendacións específicas.
Cableado de matrices e técnica de "par trenzado".
O cableado da matriz debe usar lonxitudes mínimas de fío, metido na armazón metálica.Os fíos positivos e negativos deberían ter a mesma lonxitude e conectarse sempre que sexa posible.Isto minimizará a indución de tensión excesiva entre os condutores.O conduto metálico (conexión a terra) tamén engade unha capa de protección.Enterra os cables longos ao aire libre en lugar de pasalos por riba.Un cable de 30 m (100 pés) ou máis é como unha antena: recibirá ondas incluso de raios nas nubes.Poden producirse subidas semellantes aínda que os cables estean enterrados, pero a maioría dos instaladores coinciden en que o cableado de transmisión enterrado limita aínda máis a posibilidade de danos por raios.
Unha estratexia sinxela para reducir a susceptibilidade ás sobretensións é a técnica de "par trenzado", que axuda a igualar e cancelar calquera tensión inducida entre os dous ou máis condutores.Pode ser difícil atopar un cable de alimentación adecuado que xa estea retorcido, así que aquí tes que facer: Dispoñer un par de cables de alimentación ao longo do chan.Insira un pau entre os fíos e tórceos xuntos.Cada 30 pés (10 m), alterne a dirección.(Isto é moito máis doado que tentar torcer toda a distancia nunha dirección.) Ás veces tamén se pode usar un taladro eléctrico para torcer o cableado, dependendo do tamaño do fío.Só ten que fixar os extremos do cableado no portabrocas da broca e deixar que a acción do taladro retorce os cables xuntos.Asegúrate de executar o taladro á menor velocidade posible se probas esta técnica.
Non é necesario retorcer o cable de terra cos cables de alimentación.Para os enterramentos, use fío de cobre espido;se usa un conduto, pase o cable de terra fóra do conduto.O contacto de terra adicional mellorará a posta a terra do sistema.
Use un cable de par trenzado para calquera cable de comunicación ou control (por exemplo, un cable de interruptor de flotador para apagar o tanque completo dunha bomba solar de auga).Este fío de calibre máis pequeno está dispoñible en cables pretorcidos, múltiples ou par único.Tamén podes mercar un cable de par trenzado apantallado, que ten unha lámina metálica que rodea os fíos trenzados e, normalmente, tamén un cable de "drenaxe" separado.Conecte a terra a pantalla do cable e o fío de drenaxe só nun extremo, para eliminar a posibilidade de crear un bucle de terra (menos camiño directo a terra) no cableado.
Protección adicional contra raios
Ademais das amplas medidas de conexión a terra, recoméndanse dispositivos especializados de protección contra sobretensións e (posiblemente) pararraios para sitios con algunha das seguintes condicións:
• Localización illada en terreo elevado nunha zona de raios intensos
• Solo seco, rochoso ou doutro xeito pouco condutor
• O cable ten unha lonxitude superior a 100 pés (30 m)
Pararraios
Os pararraios (sobretensións) están deseñados para absorber os picos de tensión causados por tormentas eléctricas (ou enerxía eléctrica fóra das especificacións) e permiten que a sobretensión evite o cableado de alimentación e o seu equipo.Os protectores de sobretensión deben instalarse nos dous extremos de calquera cable longo que estea conectado a calquera parte do seu sistema, incluídas as liñas de CA dun inversor.Os supresores están feitos para varias tensións tanto para AC como DC.Asegúrese de utilizar os protectores axeitados para a súa aplicación.Moitos instaladores de sistemas usan rutineiramente pararrayos Delta, que son baratos e ofrecen algunha protección onde a ameaza de raios é moderada, pero estas unidades xa non están listadas UL.
Os pararrayos PolyPhaser e Transtector son produtos de alta calidade para sitios propensos aos raios e instalacións máis grandes.Estas unidades duradeiras ofrecen unha protección robusta e compatibilidade cunha gran variedade de voltaxes do sistema.Algúns dispositivos teñen indicadores para mostrar os modos de fallo.
Pararraios
Os "pararraios" son dispositivos de descarga estática que se colocan sobre edificios e matrices solares-eléctricas e están conectados a terra.Están destinados a evitar a acumulación de carga estática e a eventual ionización da atmosfera circundante.Poden axudar a previr un ataque e poden proporcionar un camiño para unha corrente moi alta a terra se se produce un ataque.Os dispositivos modernos teñen forma de punta, moitas veces con varios puntos.
As barras de iluminación adoitan usarse só en lugares que experimentan tormentas eléctricas extremas.Se cres que o teu sitio entra nesta categoría, contrata un contratista que teña experiencia en protección contra raios.Se o instalador do seu sistema non está tan cualificado, considere consultar cun especialista en protección contra raios antes de instalar o sistema.Se é posible, seleccione un instalador fotovoltaico certificado por North American Board of Certified Energy Practitioners (NABCEP) (consulte Acceso).Aínda que esta certificación non é específica para a protección contra raios, pode ser unha indicación do nivel de competencia global dun instalador.
Fóra da vista, non fóra da mente
Moitos traballos de protección contra raios están soterrados, e fóra da vista.Para axudar a asegurarse de que se faga correctamente, escríbeo nos seus contratos co instalador do seu sistema, electricista, escavador, fontaneiro, perforador de pozos ou calquera persoa que estea a realizar movementos de terra que conteñan o seu sistema de posta a terra.
Hora de publicación: 10-ago-2020