3 mối nguy hiểm hàng đầu về an toàn điện mặt trời và cách tránh chúng

Mặc dù phần lớn công chúng có thể nghĩ rằng bức xạ từ mặt trời được biến đổi một cách kỳ diệu thành điện năng cung cấp năng lượng cho tất cả các loại thiết bị và thiết bị, các kỹ thuật viên năng lượng mặt trời biết còn nhiều điều hơn thế nữa.

Trong PV, dòng điện là "hoang dã" và không bị giới hạn bởi thiết bị điện tử, điều này có liên quan đến các lỗi tiếp đất ẩn, kích thước dây dẫn và là động lực cho việc tắt máy nhanh chóng. Các biện pháp kiểm soát và thực hành tốt nhất để giảm thiểu rủi ro sẽ khác nhau khi làm việc với PV so với bất kỳ loại tài nguyên tạo năng lượng nào khác.

Dưới đây là ba trong số các nguy cơ điện phổ biến nhất với hệ thống đèn năng lượng mặt trời cùng với các biện pháp kiểm soát cụ thể mà bạn có thể thực hiện để giảm rủi ro của chúng.

Nguy hiểm 1. Sốc hoặc điện giật từ các dây dẫn được cung cấp năng lượng

Cũng giống như các hệ thống phát điện khác, hệ thống quang điện có nguy cơ bị sốc và điện giật khi dòng điện đi qua cơ thể người không theo ý muốn. Dòng điện thấp tới 75 miliampe (mA) qua tim là có thể gây chết người. Cơ thể con người có điện trở khoảng 600 ohms. Theo định luật Ohm, điện áp (V) bằng dòng điện (I) nhân với điện trở (R), do đó V = IR.

Để tính lượng dòng điện chạy qua cơ thể một người nếu tiếp xúc với 120 V, chỉ cần chia 120 V cho 600 ohms (I = V / R), tổng là 0,2 amps hoặc 200 mA. Đó là hơn 2,5 lần giới hạn gây chết người là 75 mA, vì vậy việc bảo vệ bản thân và công nhân của bạn trước những sự kiện như vậy là rất quan trọng.

Điện giật thường do đoản mạch do cáp và kết nối bị ăn mòn, hệ thống dây điện lỏng lẻo và nối đất không đúng cách. Các vị trí quan trọng để tìm kiếm các điều kiện này trong hệ thống quang điện bao gồm hộp kết hợp, dây dẫn nguồn PV và mạch đầu ra, và dây dẫn nối đất của thiết bị . Dây dẫn nối đất liên kết tất cả các thành phần kim loại với nhau - và cuối cùng với đất - thông qua dây dẫn điện cực nối đất và điện cực nối đất.

Các biện pháp kiểm soát: Hệ thống tắt nhanh

Năng lượng được tạo ra từ hệ thống dây PV thay đổi trực tiếp theo mặt trời. Để giảm nguy cơ điện giật cho các kỹ thuật viên và những người ứng cứu đầu tiên, chúng ta cần có cách để ngắt các dây đó trong trường hợp đoản mạch hoặc mất điện. 

Các thiết bị tắt nhanh phải được đặt ở vị trí ngắt kết nối dịch vụ hoặc phải có một công tắc tắt nhanh đặc biệt. Có một ngoại lệ đối với các hệ thống được điều khiển bằng điện tử công suất cấp mô-đun — chẳng hạn như bộ biến tần siêu nhỏ và bộ tối ưu hóa công suất — làm giảm điện áp. Mảng không có bộ phận dẫn điện tiếp xúc và nằm cách các bộ phận dẫn điện tiếp đất tiếp xúc hơn 8 feet, không bắt buộc phải tuân thủ.

Nguy hiểm 2. Các lỗi hồ quang gây ra hỏa hoạn

Cũng như bất kỳ hệ thống điện nào, hỏa hoạn luôn là mối nguy hiểm tiềm ẩn. Có lẽ một trong những nguyên nhân phổ biến nhất là lỗi hồ quang điện , là sự phóng điện công suất lớn giữa hai hoặc nhiều vật dẫn. Nhiệt do phóng điện này có thể làm cho cách điện của dây kém đi và do đó gây ra tia lửa hoặc “hồ quang” gây cháy.\

hệ thống quang điện có thể mắc cả lỗi hồ quang nối tiếp do gián đoạn tính liên tục của dây dẫn hoặc lỗi hồ quang song song gây ra bởi dòng điện ngoài ý muốn giữa hai dây dẫn, thường là do lỗi nối đất.

Các biện pháp kiểm soát: Bộ ngắt mạch sự cố hồ quang

Sự cố hồ quang có thể dẫn đến đoản mạch hoặc sự cố chạm đất, nhưng nó có thể không đủ mạnh để kích hoạt bộ ngắt mạch hoặc bộ ngắt mạch sự cố chạm đất (GFCI). Để bảo vệ khỏi sự cố hồ quang, bạn cần lắp đặt ổ cắm ngắt mạch sự cố hồ quang (AFCI) hoặc bộ ngắt mạch AFCI. 

AFCIs phát hiện dòng điện hồ quang nguy hiểm ở mức thấp và tắt mạch điện hoặc ổ cắm để giảm nguy cơ lỗi hồ quang gây ra hỏa hoạn điện.

Nguy hiểm 3. Chớp hồ quang dẫn đến nổ

Các mảng PV quy mô lớn với mức điện áp trung bình và cao rất dễ bị chớp hồ quang. Điều này đặc biệt đúng khi kỹ thuật viên đang kiểm tra lỗi trong các hộp tổ hợp được cấp điện nơi các mạch nguồn PV được kết hợp song song để tăng dòng điện và khi kiểm tra thiết bị đóng cắt và máy biến áp từ trung bình đến cao áp.

Một tia chớp hồ quang giải phóng khí nóng và năng lượng bức xạ tập trung gấp bốn lần nhiệt độ của bề mặt mặt trời — cao tới 35.000 ° F (~ 19.500 ° C). Nó xảy ra khi một lượng lớn năng lượng có sẵn cho sự cố hồ quang, ở cả dây dẫn DC và AC.

Các biện pháp kiểm soát: Giảm thiểu phía AC và DC

Giảm thiểu chớp cháy hồ quang trong hệ thống quang điện được chia theo DC (trước biến tần) và AC (sau biến tần). Giảm thiểu phía DC cho các mảng năng lượng mặt trời lớn (100 kW +), đặc biệt quan trọng ở hộp kết hợp nơi nhiều chuỗi tấm pin mặt trời được kết hợp song song để tăng dòng điện. 

Để giảm khả năng xảy ra hiện tượng nháy hồ quang, các hệ thống quy mô lớn có thể sử dụng nhiều bộ nghịch lưu chuỗi mà bản thân chúng có thể kết nối nhiều chuỗi song song, thay vì sử dụng một hoặc hai bộ biến tần trung tâm lớn yêu cầu hộp kết hợp. Giảm thiểu phía AC bao gồm thiết bị đóng cắt chống hồ quang, chuyển hướng năng lượng chớp hồ quang qua đỉnh của vỏ bọc, tránh xa người và thiết bị.

Chọn thiết bị chính xác

Bảo vệ công nhân và hệ thống quang điện của bạn khỏi các mối nguy hiểm về điện đòi hỏi phải tuân thủ các phương pháp làm việc an toàn và đảm bảo rằng thiết bị của bạn được đánh giá là có thể chịu được những mối nguy tiềm ẩn này. 

Điều đó có nghĩa là tất cả các đồng hồ vạn năng, dây dẫn thử nghiệm và cầu chì đều phải được đánh giá cho ứng dụng bạn đang làm việc. Dưới đây là một số hướng dẫn cơ bản:

Thiết bị phù hợp với CAT:

Chọn đồng hồ được đánh giá cho hạng mục đo lường thích hợp (xếp hạng CAT) và mức điện áp của ứng dụng của bạn. Đồng hồ vạn năng của bạn phải có khả năng chịu được các mức điện áp trung bình cũng như các mức điện áp cao và quá độ có thể gây sốc hoặc tạo ra tia chớp hồ quang.

Các Fluke 376 FC True-RMS kẹp Meter được đánh giá CAT IV 600 V và CAT III 1000 V, làm cho nó phù hợp với nhiều hệ thống quang điện quy mô lớn nhỏ, trung bình và. Ngoài ra, máy đo này có thể kiểm tra cả điện áp và dòng điện DC và AC, rất tiện lợi cho các ứng dụng PV. Nó cũng được trang bị khả năng không dây Fluke Connect , vì vậy bạn có thể theo dõi các phép đo từ một khoảng cách an toàn trên điện thoại thông minh của mình.

Cân nhắc về độ cao:

Thiết bị CAT III và IV phải được sử dụng cho các hệ thống quang điện ở độ cao lớn vì không khí trở nên kém cách nhiệt hơn và ít đặc hơn khi bạn đi lên, điều này làm giảm khả năng làm mát của nó. Điều này có nghĩa là điện áp đánh thủng — điện áp tối thiểu khiến chất cách điện trở nên dẫn điện — giảm theo độ cao. Ví dụ, đối với khoảng cách 1 cm giữa các dây dẫn, điện áp đánh thủng sẽ là 30kV ở mực nước biển, 1,2 kV ở 15,24m và 300 V ở 45,72m.

Dây dẫn thử nghiệm chất lượng cao:

Chọn dây dẫn thử nghiệm được xếp hạng CAT để phù hợp hoặc vượt quá mức xếp hạng CAT của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số.

Thay thế cầu chì năng lượng cao:

Luôn thay thế cầu chì năng lượng cao có cùng chất lượng và định mức cường độ dòng điện. Các cầu chì này được thiết kế để giữ năng lượng được tạo ra do chập điện bên trong vỏ cầu chì. Chúng là những món đồ bảo vệ cuộc sống và không bao giờ được thay thế bằng những loại cầu chì chung rẻ hơn.

Đầu dò và phụ kiện đầu dò:

Sử dụng đầu dò có thể thu vào, nắp đậy đầu dò hoặc đầu dò có đầu ngắn hơn để tránh vô tình chạm kim loại vào kim loại và gây đoản mạch

Thiết bị bảo hộ cá nhân:

Mang PPE thích hợp, bao gồm quần áo, găng tay, kính bảo hộ hoặc kính bảo hộ, thiết bị bảo vệ thính giác và giày da theo yêu cầu đối với điện áp bạn đang làm việc. Bảng 130.7 (C) (15) (c) của Tiêu chuẩn NFPA năm 2018 xác định danh sách đầy đủ các loại PPE và quần áo được xếp hạng vòng cung thích hợp cho mỗi xếp hạng.

Đây chỉ là những điểm nổi bật về cách làm việc an toàn hơn khi bảo trì hệ thống quang điện. Đảm bảo tuân theo tất cả các tiêu chuẩn và quy định an toàn liên quan, hướng dẫn của nhà sản xuất và quy trình an toàn của công ty bạn khi kiểm tra hoặc bảo dưỡng thiết bị điện.

Kết luận

Bài viết trên đã giúp bạn biết được các phòng tránh mối nguy hiểm khi sử dụng đèn năng lượng mặt trời. Nếu có nhu cầu lắp đặt đèn năng lượng mặt trời cho gia đình bạn, xin hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được lắp đặt nhanh chóng.