Въведение
При изграждането на електрическа или фотоволтаична система често се говори за автоматични прекъсвачи, предпазители, разединители и защити от пренапрежение. На пръв поглед тези устройства изглеждат сходни, но между AC и DC защитата има съществена разлика.
Това е особено важно при фотоволтаичните системи, където между соларните панели и инвертора може да има постоянно напрежение от няколкостотин волта.
Затова защитното устройство трябва да бъде предназначено за конкретния тип ток и за реалното напрежение на системата.
Каква е разликата между AC и DC?
AC (Alternating Current) е променлив ток. При него посоката на тока периодично се променя.
DC (Direct Current) е постоянен ток. При него токът протича в една посока.
Тази разлика има голямо значение при прекъсването на електрическа верига.
При AC токът преминава през нулата периодично. При DC няма естествено преминаване през нула, което прави прекъсването на електрическата дъга по-различно.
Именно затова апарат, предназначен само за AC, не трябва автоматично да се приема за подходящ за DC приложение.
Защо DC прекъсването е по-специално?
Когато контактите на прекъсвач се раздалечат при наличие на ток, между тях може да възникне електрическа дъга.
При променлив ток естественото преминаване на тока през нулата подпомага изгасването на дъгата.
При постоянен ток такова периодично преминаване през нула няма.
Затова DC апаратите използват конструктивни решения, предназначени за безопасно прекъсване на постоянен ток при определено напрежение.
Това е една от основните причини AC и DC защитните устройства да не се разглеждат като взаимозаменяеми.
DC защитата във фотоволтаична система
В типична фотоволтаична система DC частта се намира между:
Соларни панели → DC защита → инвертор
В тази част могат да бъдат използвани различни защитни компоненти:
- DC предпазители;
- DC автоматични прекъсвачи;
- DC разединители;
- DC защити от пренапрежение (SPD);
- комбинирани защитни устройства.
Конкретната конфигурация зависи от конструкцията на системата, броя стрингове, инвертора, кабелите и изискванията на производителя.
IEC 60364-7-712:2025 обхваща електрическите инсталации на PV системи и включва изисквания относно избора и приложението на оборудването в такива инсталации.
А какво се случва от AC страната?
След инвертора електрическата енергия вече е преобразувана в променлив ток.
Типично схемата изглежда така:
Соларни панели → DC защита → инвертор → AC защита → електрическа инсталация
На AC страната могат да бъдат използвани:
- автоматични прекъсвачи;
- дефектнотокови защити (RCD/RCBO), когато са приложими;
- AC разединители;
- AC SPD;
- други защитни устройства според конкретната инсталация.
Изборът на тези устройства трябва да бъде съобразен с електрическата схема и характеристиките на инвертора.
Може ли AC автомат да се използва за DC?
Това е един от най-често задаваните въпроси.
Не трябва да се приема, че AC автоматичен прекъсвач е подходящ за DC само защото номиналният му ток е например 16 A, 25 A или 32 A.
При избора трябва да се проверят конкретните данни на производителя.
Особено важни са:
- дали устройството е предназначено за AC, DC или и за двете;
- максималното DC напрежение;
- допустимият DC ток;
- броят на полюсите;
- схемата на свързване;
- прекъсващата способност;
- условията на работа.
Пример:
Автоматичен прекъсвач, означен като C16 230/400 V AC, не трябва автоматично да се използва в PV стринг с напрежение 600–800 V DC.
Номиналният ток 16 A сам по себе си не е достатъчен, за да определи дали устройството е подходящо.
Как да разпознаем DC прекъсвач?
При DC апаратите производителят обикновено посочва конкретно DC приложение и максимално допустимо напрежение.
Например може да бъде обозначено:
DC 500 V
DC 800 V
DC 1000 V
или
DC 1500 V
Трябва да се гледа точното техническо обозначение на продукта, а не само външният му вид.
Два прекъсвача могат да изглеждат почти идентично, но да имат напълно различни електрически характеристики.
Какво представлява DC SPD?
SPD означава Surge Protective Device – устройство за защита от пренапрежение.
При фотоволтаичните системи SPD може да се използва както от DC страната, така и от AC страната.
IEC 61643-32 определя принципи за избор, монтаж и координация на SPD устройства за DC страната на PV системи до 1500 V DC, както и за AC страната на PV системата до 1000 V AC.
Важно е да се използва SPD, предназначено за конкретната страна на системата.
Защо напрежението е толкова важно?
Да разгледаме примерна PV система.
Ако един стринг има:
20 панела × 40 V Voc = 800 V
тогава защитното устройство трябва да бъде подходящо за реалното максимално напрежение на системата.
При ниски температури Voc на панелите може да се увеличи.
Следователно не трябва да се избира защита само според номиналното напрежение при нормална работа.
Необходимо е да се вземе предвид максималното възможно напрежение на стринга.
Най-честите грешки
❌ Използване на AC автомат на DC страна
Самият номинален ток не означава, че апаратът е подходящ за DC.
❌ Избор само по ампераж
„Панелът е 13 A → слагаме 16 A.“
Това не е достатъчно като метод за избор.
❌ Пренебрегване на максималното напрежение
PV стрингът може да достигне високо DC напрежение, особено при студено време.
❌ Използване на AC SPD на DC страна
SPD трябва да бъде предназначено за съответната страна и напрежение на системата.
❌ Неправилно свързване на DC апарат
При някои устройства производителят изисква определена посока или схема на свързване. Винаги трябва да се следва документацията на конкретния модел.
Как да изберем правилната защита?
Преди да изберем защитен апарат за PV система, трябва да знаем поне:
1. Максималното напрежение на стринга
Voc на панелите + температурната корекция.
2. Максималния ток
Isc, Imp и конфигурацията на стринговете.
3. Броя паралелни стрингове
Това е важно при определяне на възможните токове между стринговете.
4. Максималните параметри на инвертора
Максимално DC напрежение и максимален входен ток на MPPT.
5. Изискванията на производителя
Производителят на инвертора или панелите може да има конкретни изисквания за защитните устройства.
AC и DC защитата работят заедно
Важно е да се разбере, че AC и DC защитата не са конкуриращи се решения.
Те защитават различни части от системата.
Примерна архитектура:
PV панели
↓
DC предпазител / DC прекъсвач
↓
DC SPD
↓
Инвертор
↓
AC прекъсвач
↓
AC SPD
↓
Електрическо табло
Точната конфигурация зависи от конкретната система и проект.
Заключение
AC и DC защитните устройства могат да изглеждат сходни, но са предназначени за различни електрически условия.
При фотоволтаичните системи правилният избор на DC защита е особено важен заради високите постояннотокови напрежения и специфичното поведение на DC електрическата дъга.
Затова при избора на автоматичен прекъсвач, предпазител, разединител или SPD трябва да се гледат всички технически параметри, а не само номиналният ток.
Актуалният IEC 60364-7-712:2025 е специфичният стандарт за електрически инсталации на фотоволтаични системи, докато IEC 60364-5-53 разглежда избора и монтажа на устройства за защита, изолиране, превключване, управление и мониторинг в нисковолтови инсталации