Dlaczego w instalacjach fotowoltaicznych używany jest miernik kategorii pomiarowej CAT III?

Na całym świecie instalacje fotowoltaiczne (znane również jako instalacje PV) stają się coraz bardziej powszechne, co wynika z niepodważalnej opłacalności wytwarzania energii słonecznej na skalę przemysłową oraz wysiłków podejmowanych na rzecz obniżenia emisyjności sieci. W miarę jak systemy dystrybucji energii słonecznej, a także ich obciążenia, stają się coraz większe i bardziej złożone, rośnie prawdopodobieństwo stanów nieustalonych w postaci przepięć i to zagrożenie dla bezpieczeństwa jest coraz bardziej istotne.

^{Zaprojektowany dla instalacji fotowoltaicznych: miernik cęgowy Fluke 393 FC CAT III 1500 V TRMS}

Podczas wykonywania pomiarów w instalacjach fotowoltaicznych stany nieustalone są zwykle niewidoczne i w dużej mierze stanowią nieuniknione zagrożenie, co oznacza, że bezpieczeństwo zależy od zabezpieczeń wbudowanych w wykorzystywane narzędzia. Tutaj z pomocą przychodzi podział na kategorie pomiarowe: powstał, by informować użytkownika, w jakich rodzajach instalacji elektrycznych danym przyrządem pomiarowym można bezpiecznie wykonywać pomiary.

Jednak sama klasyfikacja napięć nie pozwala stwierdzić, jak dany ręczny przyrząd znosi silne impulsy stanów nieustalonych – jego kategoria pomiarowa musi być również dostosowana do środowiska pracy.

Co należy wiedzieć o parametrach kategorii przepięciowej

Normy klasyfikujące kategorie pomiarowe dotyczą przede wszystkim bezpieczeństwa. Normy bezpieczeństwa dla przyrządów pomiarowych są określone przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną (IEC), tak aby zapewnić, że przyrząd i jego operator nigdy nie będą słabym ogniwem systemu, a co za tym idzie powodem awarii, jeśli wystąpią stany nieustalone napięcia. Kategorie pomiarowe zdefiniowano poniżej.

Kategoria pomiarowa	Przykłady
CAT IV	Dotyczy „źródła instalacji”, czyli niskonapięciowego przyłącza instalacji do sieci elektroenergetycznej Liczniki energii elektrycznej, podstawowe zabezpieczenie przetężeniowe Zewnętrzne przewody do przyłącza oraz zejście przewodów ze słupa do budynku, odcinek pomiędzy licznikiem a rozdzielnicą Linia napowietrzna do wolnostojącego budynku, podziemna linia do pompy studziennej
CAT III	Wyposażenie stałych instalacji np. rozdzielnica lub silniki wielofazowe Instalacje fotowoltaiczne Magistrale oraz linie zasilające w zakładach przemysłowych Linie zasilające i obwody o małym rozgałęzieniu, tablice rozdzielcze Jednofazowe komercyjne systemy oświetlenia Gniazda urządzeń w pobliżu punktów przyłączy zewnętrznych
CAT II	Sprzęt gospodarstwa domowego, przenośne elektronarzędzia oraz inne odbiorniki do użytku domowego i im podobne Gniazdka i długie, rozgałęzione obwody Gniazdka oddalone o więcej niż 10 metrów od źródła CAT III Gniazdka oddalone o więcej niż 20 metrów od źródła CAT IV

^{Kategorie pomiarów IEC 61010 mają zastosowanie do urządzeń testowych do pomiarów napięcia sieciowego <3000 V i odpowiadają definicjom kategorii przepięciowych oraz zabezpieczeniom stanów nieustalonych określonym dla instalacji sieciowych zgodnie z normą IEC 60664.}
 

Podział systemów dystrybucji energii na kategorie oparty jest na fakcie, że niebezpieczne stany nieustalone o wysokiej energii, takie jak wyładowania elektryczne lub stany nieustalone związane z przełączeniami, są łagodzone lub tłumione, kiedy trafiają na impedancję (rezystancję AC) układu. Im wyższa kategoria, tym większy może być potencjalny prąd zwarcia i tym wyższe stany nieustalone napięcia – nawet do 10 000 V dla sieci mierzonej w kategorii CAT III < 1500 V.

Instalacje fotowoltaiczne są instalacjami CAT III

Norma IEC 61730-1 definiuje moduły fotowoltaiczne jako stale okablowane instalacje elektryczne (CAT III), a nie gniazda elektryczne w miejscu użytkowania (CAT II).

^{Kategorie przepięć w instalacji fotowoltaicznej połączonej z siecią elektroenergetyczną}
 

Aby spełnić wymagania danej kategorii, poza testowaniem na rzeczywistą wartość stanu nieustalonego przepięcia, ręczne narzędzia pomiarowe muszą posiadać minimalny poziom izolacji – połączenie izolacji stałej, prześwitu i przecieku – pomiędzy elementami wewnętrznymi a węzłami obwodu. Izolacja chroni obwody wewnętrzne przed pożarem/łukiem elektrycznym oraz operatora przed porażeniem prądem elektrycznym. Im wyższe napięcie pracy i kategoria pomiaru, tym lepsza jest wymagana izolacja.

W danej kategorii wyższe napięcie znamionowe oznacza większą wytrzymałość na stany nieustalone. Na przykład miernik CAT III 1500 V jest odporny na znacznie wyższe stany nieustalone energii, a zatem zapewnia doskonalszą ochronę w porównaniu z miernikiem kategorii CAT III 1000 V.

Napięcie instalacji fotowoltaicznych rośnie

Systemy kategorii przepięciowej III 1500 V stają się nowym standardem w branży produkcji energii ze słońca, zapewniając właścicielom instalacji redukcję kosztów i wzrost wydajności. Każdy falownik może przetworzyć więcej energii, więc można połączyć szeregowo więcej paneli, aby uzyskać dłuższe ich ciągi, co z kolei wymaga mniej okablowania i mniejszej liczby falowników.

Dla zapewnienia bezpieczeństwa oraz dokładności pomiarów w środowisku o kategorii przepięciowej III wymagane są narzędzia o kategorii pomiarowej CAT III.

Miernik cęgowy Fluke 393 FC Solar to jedyny miernik cęgowy CAT III 1500 V/CAT IV 600 V TRMS, który spełnia wymagania dotyczące izolacji w środowiskach CAT III, takich jak instalacje fotowoltaiczne, i który mierzy napięcie prądu stałego do 1500 V.

Testy dielektryczne dla cęgów prądowych CAT III 1000 V dają 8000 V wartości szczytowej/7000 V wartości skutecznej. W przypadku CAT III 1500 V jest to odpowiednio 10 000 V/9700 V.

^{Miernik cęgowy Fluke 393 FC CAT III 1500 V TRMS jest jedynym na świecie miernikiem cęgowym CAT III, który został oceniony jako odpowiedni do użytku w instalacjach fotowoltaicznych 1500 V.}
 

Przy wyborze narzędzi pomiarowych do paneli fotowoltaicznych warto wziąć pod uwagę najgorszy możliwy rozwój wydarzeń. Po pierwsze wybierz miernik dostosowany do najwyższej kategorii instalacji, nad którą masz pracować. Następnie poszukaj napięcia znamionowego odpowiedniego do tego zadania. Wybór przyrządu o odpowiedniej kategorii CAT dla danego środowiska pracy pomoże Tobie i Twojemu zespołowi wykonywać wiarygodne pomiary przy jednoczesnym ograniczeniu ryzyka.

Miernik 393 FC spełnia wymagania w zakresie bezpieczeństwa dla przyrządów pomiarowych (IEC 61010-2-032), odpowiadające poziomowi kategorii przepięciowej instalacji elektrycznej macierzy PV (IEC 61730-1). Zapewnia bezpieczny i dokładny pomiar napięcia prądu stałego do 1500 V w zastosowaniach związanych z fotowoltaiką i akumulatorami oraz funkcje ułatwiające pracę:

• o 25% cieńsze szczęki (w porównaniu z miernikami cęgowymi Fluke 37X) ułatwiają i przyspieszają wykonywanie pomiarów w ciasnych i trudno dostępnych miejscach
• Ochrona IP 54 w przypadku warunków pracy w kurzu i w deszczu
• Fluke Connect™ gromadzi i przechowuje dane w chmurze, pozwalając uzyskać do nich dostęp z dowolnego miejsca
• W zestawie izolowane przewody pomiarowe CAT III 1500 V
• Firma Fluke gwarantuje sprawdzone bezpieczeństwo, wytrzymałość i niezawodność produktów

Dlaczego w instalacjach fotowoltaicznych należy używać narzędzia kategorii pomiarowej CAT III? Bo najważniejsze jest bezpieczeństwo: Twoje. Nie powierzaj bezpieczeństwa własnego (lub swojego zespołu) żadnemu przyrządowi, które nie posiada odpowiedniego dopuszczenia do wykonania danego zadania.