Jarak rayapan dalam Kotak Simpang: Mengapa 1500 V Mengubah Reka Bentuk

Jawapan pantas: Jarak rayapan ialah laluan terpendek di sepanjang permukaan penebat antara dua konduktor. Jarak bebas ialah laluan terpendek melalui udara. Kedua-duanya gagal atas sebab yang berbeza, jadi lukisan yang memenuhi satu boleh gagal pada yang lain, dan pada modul 1500 V laluan permukaan itulah yang menimbulkan masalah. Di dalam kotak simpang, angka itu tidak diambil daripada lembaran data: ia dibaca daripada voltan kerja, darjah pencemaran dan indeks penjejakan bahan, kemudian digandakan untuk penebatan bertetulang. Pada peringkat 1600 V, kotak dalam bahan kumpulan I pada darjah pencemaran 2 memerlukan 8 mm untuk penebatan asas dan 16 mm untuk penebatan bertetulang. Beralih kepada kumpulan III pada darjah pencemaran 3 dan keperluan yang sama menjadi 25 mm dan 50 mm. Kotak sebesar tapak tangan tidak dapat mencari 50 mm, sebab itulah poting dan pemilihan bahan merupakan keputusan struktur, bukan langkah penyudah.

Setiap kotak simpang dihantar bersama laporan ujian jenis, dan laporan itu mengandungi helaian pengukuran dengan dua lajur yang kelihatan boleh ditukar ganti. Ia tidak sama, dan membacanya sebagai satu adalah cara reka bentuk 1000 V mendapat label baharu.

Dua angka yang melindungi daripada kegagalan yang berbeza

Jarak bebas ialah jurang udara. Ia wujud untuk menghentikan kilat panahan: lonjakan kilat, transien pensuisan atau kerosakan sistem mengenakan voltan tinggi yang pantas merentasi jurang itu, udara terion, dan arka merentasinya. Oleh itu jarak bebas bergantung pada voltan tahan impuls dan pada altitud, kerana udara yang lebih nipis menembusi lebih awal. Ia tidak bergantung pada bahan plastiknya.

Jarak rayapan ialah laluan permukaan. Ia wujud untuk menghentikan penjejakan: habuk, garam dan lembapan terkondensasi membentuk filem konduktif lemah pada permukaan, nyahcas kecil mengalir di sepanjangnya, polimer terkarbonisasi dalam garis sempit, dan garis itu menjadi laluan konduktif yang tidak hilang. Pemacu di sini ialah voltan kerja jangka panjang dan betapa kotornya permukaan itu, serta rintangan bahan terhadap penjejakan.

Kesannya secara praktikal ialah satu peraturan yang mudah dinyatakan dan mudah dilupakan: bagi pasangan konduktor yang sama, jarak rayapan tidak pernah lebih kecil daripada jarak bebas. Laluan permukaan mengelilingi apa sahaja yang dilalui jurang udara. Jika lukisan anda menunjukkan jarak rayapan di bawah jarak bebas, anda mengukur salah satu daripadanya dengan salah, selalunya dengan mengambil jalan pintas merentasi alur yang menurut piawaian mesti dijambatani.

Tiga pemboleh ubah, satu jadual

IEC 62790 merangkumi kotak simpang untuk modul fotovoltaik sehingga 1500 V DC yang direka sebagai kelas II, iaitu, dengan penebatan berganda atau bertetulang. Angka-angka itu sendiri datang daripada piawaian asas penyelarasan penebatan, IEC 60664-1, dan ia dibaca daripada jadual menggunakan tiga input.

• Voltan kerja. Voltan jangka panjang antara dua konduktor, diambil sebagai nilai DC. Voltan yang lebih tinggi mengekalkan nyahcas permukaan dengan lebih mudah, jadi jarak yang diperlukan bertambah. Beralih daripada sistem 1000 V kepada 1500 V ialah lonjakan ke baris baharu dalam jadual itu, bukan kenaikan kecil dalam baris yang sama.
• Darjah pencemaran. Persekitaran mikro permukaan. Darjah 1 bermaksud tiada pencemaran atau hanya pencemaran kering yang tidak konduktif. Darjah 2 bermaksud pencemaran yang biasanya tidak konduktif dengan kekonduksian sementara sekali-sekala daripada pemeluwapan. Darjah 3 bermaksud pencemaran konduktif, atau pencemaran kering yang menjadi konduktif apabila ia memeluwap. Permukaan luar yang terdedah ialah darjah 3; bahagian dalam yang tertutup rapat selalunya dinilai sebagai darjah 2.
• Kumpulan bahan. Indeks penjejakan perbandingan, voltan yang ditahan oleh permukaan di bawah titisan elektrolit berulang sebelum laluan penjejakan terbentuk. Kumpulan I ialah 600 dan ke atas, kumpulan II ialah 400 hingga 600, kumpulan IIIa ialah 175 hingga 400, kumpulan IIIb ialah 100 hingga 175. Indeks yang lebih tinggi membeli jarak yang lebih pendek.

Kemudian datang jenis penebatan. Bahagian hidup ke permukaan yang boleh disentuh ialah penebatan bertetulang, dan jarak rayapan yang diperlukan biasanya dua kali nilai asas. Gabungkan ketiga-tiga pemboleh ubah dan jenis penebatan dan anda mendapat jadual di bawah, untuk peringkat 1600 V yang biasanya menjadi tempat sistem 1500 V berada.

Nilai seperti yang dijadualkan dalam artikel sumber untuk peringkat 1600 V IEC 60664-1, dengan penebatan bertetulang pada dua kali nilai asas dan kumpulan III dibaca sebagai IIIa. Anggap ia sebagai bentuk keperluan, bukan sebagai pengganti edisi semasa piawaian itu.

Baca sudut kanan bawah dahulu. Kotak dengan indeks penjejakan rendah, dengan bahagian hidup terdedah kepada persekitaran darjah 3, dan dikehendaki mengekalkan penebatan bertetulang, memerlukan 50 mm laluan permukaan. Tiada susunan rusuk di dalam kotak simpang yang menghasilkan 50 mm secara jujur. Sel tunggal itu menjelaskan sebahagian besar keputusan reka bentuk dalam kategori produk ini.

Keperluan yang sama, dilukis enam cara

Satu keperluan, enam jawapan. Voltan kerja 1600 V yang sama memerlukan 8 mm dalam sel kiri atas dan 50 mm dalam sel kanan bawah, sebelum sebarang toleransi untuk pengukuran.

Inti matriks itu bukan angkanya tetapi julatnya. Antara sel kiri atas dan sel kanan bawah, keperluan itu bertambah lebih daripada enam kali ganda, pada voltan kerja yang sama. Tiada apa-apa tentang modul itu berubah. Yang berubah ialah di mana permukaan itu berada dan diperbuat daripada apa, dan kedua-duanya ialah pilihan yang dibuat pada lukisan dan dalam helaian spesifikasi bahan.

Di mana laluan itu sebenarnya mengalir dalam sebuah kotak

Kotak simpang adalah kecil, jadi gerak hati mengatakan jaraknya pendek dan masalahnya remeh. Dalam amalan terdapat tiga kelas laluan, dengan tiga keperluan berbeza, dan hanya satu daripadanya biasanya yang sukar.

• Bahagian hidup ke permukaan luar. Dari terminal atau busbar, merentasi bahagian dalam, melalui atau mengelilingi badan, ke luar perumah dan permukaan pelekap backsheet. Ini adalah penebatan ke bumi dan dinilai sebagai diperkukuh. Ia adalah laluan yang paling kerap menyekat reka bentuk, kerana ia perlu keluar dari kotak.
• Terminal ke terminal. Terminal bersebelahan terletak di kedua-dua belah satu diod pintas, yang melindungi satu substring, jadi beza keupayaan adalah puluhan volt paling banyak. Ini adalah penebatan berfungsi dan keperluannya jauh lebih rendah. Ia jarang menjadi kekangan, walaupun ia adalah laluan yang orang ukur dahulu kerana ia paling mudah dilihat.
• Keluaran kabel, pengedap dan sambungan penutup. Biasanya bukan laluan terpendek, tetapi ini adalah laluan di mana kelembapan dan pencemaran masuk. Ia menentukan darjah pencemaran mana bahagian dalam boleh dinilai, jadi ia menetapkan keperluan untuk semua yang lain. Bahagian dalam 16 mm yang sempurna di dalam kotak yang bernafas adalah keperluan 40 mm yang tersembunyi.

Pengukuran mempunyai konvensyennya sendiri, dan di sinilah lukisan menjadi salah secara senyap. Apabila laluan melintasi alur, bukan setiap alur dikira. Jika alur lebih sempit daripada lebar X yang ditetapkan, pencemaran menjambatannya, dan laluan diambil terus melintasi mulut alur. Hanya alur yang lebih lebar daripada X menyumbang dinding dan lantainya kepada laluan yang diukur. X mengikut darjah pencemaran: kira-kira 1.0 mm pada darjah 2 dan kira-kira 1.5 mm pada darjah 3. Rusuk dan slot di dalam kotak wujud semata-mata untuk memanjangkan laluan permukaan dalam isipadu tetap, dan rusuk yang lebih sempit daripada X tidak melakukan apa-apa sama sekali.

Potting adalah keputusan darjah pencemaran

Kembali kepada matriks dan perhatikan pemboleh ubah mana yang sebenarnya anda miliki. Voltan kerja ditetapkan oleh sistem. Dimensi luar ditetapkan oleh modul, ruang backsheet dan senarai bahan. Ini meninggalkan dua tuas: bahan dan darjah pencemaran. Kotak pengeluaran menarik kedua-duanya sekali gus.

Tuas bahan bermaksud memilih sebatian indeks penjejakan tinggi, biasanya PPO terubah suai atau gred PC. Masalahnya ialah indeks itu adalah sifat formulasi, bukan keluarga polimer: kalis api, pengisi dan juga pewarna mengubahnya, dan gred yang sama dalam warna berbeza atau dari kelompok berbeza boleh tergolong dalam kumpulan berbeza. Kelayakan bahan yang menyalin nilai lembaran data dan melangkau ujian penjejakan tidak melayakkan apa-apa.

Tuas pencemaran adalah di mana potting masuk ke dalam hujah. Sebatian potting yang menutup sepenuhnya bahagian hidup menghilangkan permukaan daripada sentuhan dengan udara dan kelembapan, yang membolehkan darjah pencemaran kawasan itu dinilai jauh lebih rendah. Pada hadnya, keperluan bukan lagi laluan permukaan sama sekali tetapi penebatan pepejal melalui sebatian itu. IEC 62790 menghendaki sebarang pengurangan darjah pencemaran melalui salutan atau potting memenuhi syarat Lampiran Bnya, dan prinsip di belakangnya datang dari IEC 60664-3; edisi 2020 juga menambah jarak melalui sambungan bersimen ke jadual 3nya.

Itu merangka semula tujuan garis gam. Potting biasanya digambarkan sebagai perlindungan kelembapan dan pengaliran haba. Dalam hujah penebatan, ia juga merupakan perkara yang menulis semula darjah pencemaran, dan ia hanya menulis semulanya selagi sebatian itu utuh dan terikat. Lompang, rongga susut atau tampalan yang terlekat di sepanjang terminal tidak mengurangkan prestasi penebatan dengan peratusan. Ia mengembalikan semula secara setempat laluan permukaan yang anda sangka telah anda hilangkan, pada keperluan darjah 3 penuh, di tempat yang tiada siapa mengukur.

Apa yang potting perlu lalui untuk mengekalkan kredit itu

Oleh kerana kredit itu bersyarat, kriteria penerimaan untuk potting adalah elektrik dan bukan kosmetik, dan ia perlu ditulis sedemikian pada lembaran proses.

Di barisan kami, kami menilai kotak simpang yang dipot dengan menjalankan ujian ketahanan dielektrik dan rintangan penebatan sehingga 1500 V, mengesahkan bahawa tiada lompang dalaman atau kecacatan pengerasan menjejaskan pengasingan elektrik yang diperlukan.

• Liputan dan ketinggian isian. Setiap bahagian hidup yang menjadi sandaran hujah penebatan perlu berada di bawah sebatian, pada ketinggian yang ditetapkan, pada setiap unit. Berat atau isipadu setiap tembakan adalah proksi murah; keratan rentas pada unit pertama adalah pemeriksaan yang jujur.
• Lompang dan rongga susut. Nisbah campuran, penyahgasan dan profil pengerasan menentukan ini. Dispenser pencampur-meter dua komponen yang mengekalkan nisbah dalam toleransi yang dinyatakan adalah yang menjadikan hujah itu boleh diulang, sebab itulah ketepatan pemeteran stesen pengisian adalah parameter penebatan dan bukan hanya parameter kos.
• Lekatan pada badan dan terminal. Sebatian itu perlu kekal terlekat melalui haba lembap dan kitaran terma. Sebaik sahaja ia terangkat, permukaan itu kembali, dan jidar reka bentuk hilang bersamanya.
• Bukti selepas penuaan. Kredit itu dituntut selepas jujukan penuaan, bukan sebelum. Jika laporan kelayakan menunjukkan lekatan potting sebelum haba lembap sahaja, nombor dalam jadual itu belum menjadi milik anda.

Mengapa kotak 1000 V tidak menjadi kotak 1500 V

Versi kesilapan ini yang paling mahal adalah komersial: ambil perumah 1000 V yang telah dilayakkan, cetak label baharu, hantar ke sistem 1500 V. Langkah voltan itu memindahkan keperluan ke baris baharu dalam jadual, dan geometri sedia ada, kumpulan bahan sedia ada dan susun atur potting sedia ada semuanya dioptimumkan untuk baris lama. Kadang-kadang reka bentuk itu masih lulus; satu-satunya cara untuk tahu adalah mengulang pengukuran permukaan pada voltan baharu dan menjalankan semula ujian yang berkaitan. Logik yang sama terpakai satu peringkat lebih tinggi: peralihan ke arah sistem 2000 V bukan sahaja mengubah reka bentuk sel dan modul, ia membuka semula fail penyelarasan penebatan untuk setiap komponen di bahagian DC.

Ia juga penting kelayakan mana yang anda berpijak. IEC 61215 dan IEC 61730 membuktikan perkara yang berbeza, dan tiada satu pun menggantikan keperluan pembinaan yang lain. Penyelarasan penebatan terletak di pihak 61730, dalam semakan pembinaan, dan lembaran pengukuran adalah bukti untuk semakan itu dan bukan untuk prestasi. Jika hierarki piawaian itu sendiri tidak jelas dalam organisasi anda, hubungan antara piawaian IEC, UL, GB/T dan kumpulan wajar diselesaikan sebelum perubahan produk seterusnya.

Untuk memenuhi titik pemeriksaan IEC 61730, kami mengesahkan modul siap menggunakan jujukan ujian keselamatan yang menggabungkan hipot, rintangan penebatan, dan pengukuran kebocoran basah pada setiap jangkaan pengeluaran sebelum pembungkusan akhir.

Apa yang kami akan periksa sebelum pembinaan seterusnya

Lima pemeriksaan, mengikut urutan yang menemui masalah paling murah.

• Baca keperluan daripada lukisan, bukan laporan. Ambil laluan kes terburuk sebenar dari bahagian hidup ke permukaan yang boleh disentuh, gunakan peraturan alur dengan X yang betul, dan bandingkan dengan sel jadual yang sepadan dengan darjah pencemaran dan kumpulan bahan yang anda isytiharkan. Kebanyakan kegagalan ditemui di sini, di atas kertas, secara percuma.
• Sahkan indeks penjejakan bagi setiap kelompok dan setiap warna. Minta ujian penjejakan pada sebatian sebenar yang dibekalkan, bukan lembaran data keluarga. Rekod kumpulan itu dalam pelan pemeriksaan masuk, dan anggap perubahan warna sebagai bahan baharu.
• Periksa liputan poting pada satu keratan. Satu first-off setiap syif, dipotong dan difoto, dengan kriteria ketinggian isian dan lompang ditulis. Pemeriksaan kosmetik pada bahagian luar kotak tidak memberitahu apa-apa tentang bahagian dalam.
• Uji penebat secara elektrik, setiap unit. Ujian ketahanan dielektrik dan rintangan penebat di hujung barisan adalah satu-satunya pemeriksaan yang melihat artikel yang telah dipasang. Peralatan seperti CHT9980A safety tester wujud untuk pintu ini, dan had ujian harus datang daripada keperluan pembinaan, bukan daripada tabiat yang diwarisi daripada produk lama.
• Simpan bukti sambungan bersama produk. Poting dan kimpalan terminal dibuat pada barisan yang sama, dan soldering step with a recorded profile adalah yang membolehkan anda berhujah kemudian bahawa permukaan di bawah sebatian itu bersih apabila ia ditutup. Pencemaran di bawah poting tidak kelihatan dan kekal.

Dari mana nombor ini datang

Enam nilai dalam matriks, sempadan kumpulan bahan dan lebar alur X datang daripada artikel sumber, yang menjadualkannya untuk tier 1600 V IEC 60664-1 dan menyatakan bahawa penebat bertetulang diambil sebagai dua kali nilai asas dan kumpulan III sebagai IIIa. Nombor standard dan skopnya (IEC 62790 untuk kotak simpang, IEC 60664-1 untuk penyelarasan penebat, IEC 60664-3 untuk salutan dan poting, IEC 61730-1 untuk pembinaan modul) adalah seperti yang dinyatakan di sana.

Apa yang menjadi milik kami: pembacaan matriks sebagai hujah ruang reka bentuk, susunan lima pemeriksaan, dan dakwaan bahawa poting adalah keputusan darjah pencemaran sebelum ia menjadi keputusan kalis air. Dakwaan itu mengikut Lampiran B dan IEC 60664-3, tetapi perkataannya adalah tafsiran kami dan badan pensijilan anda yang berhak membuat keputusan akhir. Kami tidak mengukur kotak dalam gambar tersebut, dan tiada nombor di sini datang daripada ujian yang kami jalankan.

Soalan Lazim

S: Adakah creepage sentiasa lebih besar daripada clearance?

Bagi pasangan konduktor yang sama, ya. Laluan permukaan perlu mengelilingi apa sahaja yang dilalui laluan udara, jadi ia tidak boleh lebih pendek. Lukisan yang menunjukkan sebaliknya mempunyai ralat pengukuran, biasanya alur yang dikira sedangkan sepatutnya dijambatani.

S: Darjah pencemaran manakah yang terpakai di dalam kotak yang dipoting?

Itulah tujuan poting: kawasan yang diliputi boleh dinilai pada darjah yang lebih rendah, atau sebagai penebat pepejal, dengan syarat keadaan IEC 62790 Lampiran B dipenuhi. Kawasan yang tidak diliputi, dan mana-mana lompang di dalam sebatian, kekal pada darjah yang tersirat oleh persekitarannya.

S: Adakah indeks penjejakan yang lebih tinggi sentiasa membolehkan saya mengecilkan kotak?

Ia menggerakkan anda satu lajur dalam jadual, yang boleh mengurangkan keperluan sebanyak separuh. Sama ada itu menjadi kotak yang lebih kecil bergantung pada seluruh susun atur, dan sama ada bahan itu masih memenuhi keperluan mekanikal dan kebolehbakaran pada indeks tersebut.

S: Bolehkah saya menggunakan laporan pembekal untuk kelayakan modul saya sendiri?

Hanya jika laporan itu meliputi artikel yang tepat, kumpulan bahan yang tepat dan darjah pencemaran yang tepat yang anda isytiharkan. Laporan untuk kotak 1000 V dalam warna berbeza adalah bukti tentang produk yang berbeza.

S: Apakah yang diubah oleh peraturan alur 1.0 mm dan 1.5 mm dalam amalan?

Ia menentukan sama ada satu rusuk dikira. Rusuk yang lebih sempit daripada X dijambatani oleh pencemaran dan tidak menyumbang apa-apa kepada laluan yang diukur, jadi susun atur yang penuh dengan rusuk nipis boleh mengukur jauh lebih pendek daripada yang ditunjukkan oleh lukisan. Pada darjah 3 ambangnya ialah yang lebih lebar antara kedua-duanya, yang menjadikan rusuk nipis lebih tidak berguna lagi.

S: Mengapakah kualiti poting menjadi isu elektrik?

Kerana kredit penebat bergantung pada sebatian itu berterusan dan terikat. Lompang atau pelepasan ikatan mengembalikan laluan permukaan pada keperluan penuh persekitarannya, di lokasi yang tidak diperiksa oleh pemeriksaan rutin.

S: Adakah 1500 V mengubah apa-apa untuk terminal?

Terminal ke terminal adalah penebat berfungsi dan biasanya kekal mudah. Langkah itu penting untuk bahagian hidup ke permukaan luar, dan untuk creepage merentasi badan dan sekitar keluar kabel, di situlah keperluan bertetulang terletak.

S: Di manakah standard keselamatan modul sesuai?

IEC 61730-1 menetapkan keperluan pembinaan, termasuk penyelarasan penebat, dan IEC 62790 memberikan kotak simpang keperluan dan ujian keselamatannya sendiri. Helaian pengukuran adalah bukti untuk semakan pembinaan; ujian prestasi di bawah IEC 61215 menjawab soalan yang berbeza.

Fikiran akhir

Creepage kelihatan seperti nombor yang perlu diukur dan sebenarnya adalah keputusan yang perlu dibuat. Voltan kerja datang daripada sistem dan dimensi datang daripada modul, jadi dua tuas yang tinggal ialah bahan dan darjah pencemaran, dan kedua-duanya ditetapkan jauh sebelum helaian pengukuran diisi. Tanya pada darjah pencemaran dan kumpulan bahan manakah penarafan kotak itu dikelaskan, dan sama ada poting yang menyokongnya bertahan dalam haba lembap tanpa rosak. Soalan itu tidak memerlukan kos dan menemui kebanyakan masalah semasa ia masih di atas kertas.

OOITech membekalkan CHT9980A and CHT9981A PV safety testers untuk menjalankan ujian hipot, rintangan penebat, kesinambungan bumi, dan ujian kebocoran basah pada barisan pengeluaran. Hantar lukisan kotak simpang anda, spesifikasi susunan modul, atau sampel ujian kepada pasukan kejuruteraan kami untuk penilaian dan konfigurasi parameter ujian.