Creepage sa isang Junction Box: Bakit Binago ng 1500 V ang Disenyo

Mabilis na sagot: Ang distansya ng creepage ay ang pinakamaikling landas sa ibabaw ng insulator sa pagitan ng dalawang konduktor. Ang clearance ay ang pinakamaikling landas sa hangin. Nabibigo sila sa magkaibang dahilan, kaya ang isang guhit na tumutugon sa isa ay maaaring mabigo sa isa pa, at sa isang 1500 V module ang landas sa ibabaw ang nagdudulot ng problema. Sa loob ng junction box ang bilang ay hindi kinukuha mula sa datasheet: binabasa ito mula sa working voltage, antas ng polusyon at tracking index ng materyal, pagkatapos ay dinodoble para sa reinforced insulation. Sa 1600 V na antas, ang isang box na gawa sa group I na materyal sa antas ng polusyon 2 ay nangangailangan ng 8 mm para sa basic insulation at 16 mm para sa reinforced. Lumipat sa group III sa antas ng polusyon 3 at ang parehong kinakailangan ay nagiging 25 mm at 50 mm. Ang isang box na kasinglaki ng palad ay hindi makakahanap ng 50 mm, kaya ang potting at pagpili ng materyal ay mga desisyon sa estruktura, hindi mga hakbang sa pagtatapos.

Bawat junction box ay may kasamang type-test report, at ang report na iyon ay naglalaman ng measurement sheet na may dalawang kolum na mukhang mapagpapalit. Hindi sila mapagpapalit, at ang pagbasa sa kanila bilang isa ay kung paano ang isang 1000 V na disenyo ay nakakakuha ng bagong label.

Dalawang bilang na nagpoprotekta laban sa magkaibang pagkasira

Ang clearance ay ang agwat sa hangin. Umiiral ito upang pigilan ang flashover: ang isang lightning surge, switching transient o system fault ay naglalagay ng mabilis at mataas na boltahe sa agwat, nag-iionize ang hangin, at ang isang arko ay tumatawid dito. Kaya ang clearance ay nakadepende sa impulse withstand voltage at sa altitude, dahil ang mas manipis na hangin ay mas maagang bumibigay. Hindi ito nakadepende sa kung ano ang gawa ng plastik.

Ang creepage ay ang ruta sa ibabaw. Umiiral ito upang pigilan ang tracking: ang alikabok, asin at condensed moisture ay bumubuo ng mahinang conductive film sa ibabaw, ang maliliit na discharge ay dumadaloy dito, ang polymer ay nagiging carbon sa isang makitid na linya, at ang linyang iyon ay nagiging conductive path na hindi nawawala. Ang driver dito ay ang pangmatagalang working voltage at kung gaano karumi ang ibabaw, kasama ang resistensya ng materyal sa tracking.

Ang praktikal na kahihinatnan ay isang tuntunin na madaling sabihin at madaling kalimutan: para sa parehong pares ng konduktor, ang creepage ay hindi kailanman mas maliit kaysa sa clearance. Ang ruta sa ibabaw ay lumilibot sa anumang tinatawid ng agwat sa hangin. Kung ang iyong guhit ay nagpapakita ng creepage na mas mababa sa clearance, mali ang pagsukat mo sa isa sa kanila, kadalasan sa pamamagitan ng pagkuha ng shortcut sa isang uka na ayon sa pamantayan ay dapat tulayin.

Tatlong variable, isang talahanayan

Ang IEC 62790 ay sumasaklaw sa mga junction box para sa photovoltaic modules hanggang 1500 V DC na dinisenyo bilang class II, iyon ay, may double o reinforced insulation. Ang mga bilang mismo ay nagmumula sa base standard ng insulation coordination, ang IEC 60664-1, at binabasa ang mga ito mula sa isang talahanayan gamit ang tatlong input.

• Working voltage. Ang pangmatagalang boltahe sa pagitan ng dalawang konduktor, na kinukuha bilang halagang DC. Ang mas mataas na boltahe ay mas madaling nagpapanatili ng surface discharge, kaya lumalaki ang kinakailangang distansya. Ang paglipat mula sa 1000 V na sistema tungo sa 1500 V ay isang hakbang sa bagong row sa talahanayang iyon, hindi isang maliit na pagtaas sa loob ng isang row.
• Antas ng polusyon. Ang micro-environment ng ibabaw. Ang Degree 1 ay nangangahulugang walang polusyon o tuyo at hindi conductive na polusyon lamang. Ang Degree 2 ay nangangahulugang karaniwang hindi conductive na polusyon na may paminsan-minsang pansamantalang conductivity mula sa condensation. Ang Degree 3 ay nangangahulugang conductive pollution, o tuyong polusyon na nagiging conductive kapag nag-condense. Ang nakalantad na panlabas na ibabaw ay degree 3; ang mahusay na selyadong interior ay madalas na tinatasa bilang degree 2.
• Grupo ng materyal. Ang comparative tracking index, ang boltahe na kinakaya ng isang ibabaw sa ilalim ng paulit-ulit na patak ng electrolyte bago mabuo ang tracking path. Ang Group I ay 600 pataas, ang group II ay 400 hanggang 600, ang group IIIa ay 175 hanggang 400, ang group IIIb ay 100 hanggang 175. Ang mas mataas na index ay nagbibigay ng mas maikling distansya.

Pagkatapos ay darating ang uri ng insulasyon. Ang isang live part patungo sa touchable surface ay reinforced insulation, at ang kinakailangang creepage nito ay karaniwang doble ng basic value. Pagsamahin ang tatlong variable at ang uri ng insulasyon at makukuha mo ang talahanayan sa ibaba, para sa 1600 V na antas kung saan karaniwang napupunta ang isang 1500 V na sistema.

Mga halaga ayon sa naka-tabulate sa source article para sa 1600 V na antas ng IEC 60664-1, na may reinforced insulation sa doble ng basic value at group III na binabasa bilang IIIa. Ituring ang mga ito bilang hugis ng kinakailangan, hindi bilang kapalit ng kasalukuyang edisyon ng pamantayan.

Basahin muna ang kanang ibabang sulok. Ang isang box na may mababang tracking index, na may mga live part na nakalantad sa degree 3 na kapaligiran, at kinakailangang magtaglay ng reinforced insulation, ay nangangailangan ng 50 mm na landas sa ibabaw. Walang kaayusan ng mga rib sa loob ng junction box na tunay na makakabuo ng 50 mm. Ang nag-iisang cell na iyon ay nagpapaliwanag sa karamihan ng mga desisyon sa disenyo sa kategorya ng produkto.

Ang parehong kinakailangan, iginuhit sa anim na paraan

Isang kinakailangan, anim na sagot. Ang parehong 1600 V working voltage ay nangangailangan ng 8 mm sa kaliwang itaas na cell at 50 mm sa kanang ibaba, bago pa man ang anumang tolerance para sa pagsukat.

Ang punto ng matrix ay hindi ang mga bilang kundi ang kanilang saklaw. Sa pagitan ng kaliwang itaas na cell at kanang ibabang cell ang kinakailangan ay lumalaki ng higit sa anim na beses, sa parehong working voltage. Walang nagbago sa module. Ang nagbago ay kung saan nakalagay ang ibabaw at kung ano ang gawa nito, at pareho iyon ay mga pagpipilian na ginawa sa isang guhit at sa isang material specification sheet.

Saan talaga dumadaan ang mga landas sa loob ng isang box

Ang isang junction box ay maliit, kaya sinasabi ng intuwisyon na maikli ang mga distansya at ang problema ay walang kahirap-hirap. Sa praktika, may tatlong klase ng landas, na may tatlong magkakaibang pangangailangan, at isa lamang sa kanila ang karaniwang mahirap.

• Live na bahagi patungo sa panlabas na ibabaw. Mula sa terminal o busbar, sa kabuuan ng loob, sa pamamagitan o paligid ng katawan, patungo sa labas ng housing at sa backsheet mounting face. Ito ay insulation sa lupa at tinatasa bilang reinforced. Ito ang landas na kadalasang humaharang sa isang disenyo, dahil kailangan nitong lumabas ng kahon.
• Terminal patungo sa terminal. Ang magkatabing terminal ay nasa magkabilang panig ng isang bypass diode, na nagpoprotekta sa isang substring, kaya ang potensyal na pagkakaiba ay sampu-sampung volts lamang. Ito ay functional insulation at ang pangangailangan nito ay mas mababa. Bihira itong maging hadlang, kahit na ito ang landas na unang sinusukat ng mga tao dahil ito ang pinakamadaling makita.
• Labasan ng cable, seal at lid joint. Hindi karaniwang ang pinakamaikling landas, ngunit ito ang mga ruta kung saan pumapasok ang moisture at kontaminasyon. Sila ang nagtatakda kung anong pollution degree ang maaaring tasahin sa loob, kaya sila ang nagtatakda ng pangangailangan para sa lahat ng iba pa. Ang perpektong 16 mm na interior sa loob ng kahon na humihinga ay isang 40 mm na pangangailangan na nakatago.

Ang pagsukat ay may sariling kombensyon, at dito tahimik na nagkakamali ang mga guhit. Kapag tumatawid ang landas sa isang uka, hindi lahat ng uka ay binibilang. Kung ang uka ay mas makitid kaysa sa tinukoy na lapad X, tinatawid ito ng kontaminasyon, at ang landas ay dinadaanan nang tuwid sa bibig ng uka. Tanging ang uka na mas malawak kaysa sa X ang nag-aambag ng mga dingding at sahig nito sa sinusukat na landas. Ang X ay sumusunod sa pollution degree: mga 1.0 mm sa degree 2 at mga 1.5 mm sa degree 3. Ang mga rib at slot sa loob ng mga kahon ay umiiral nang tiyak upang pahabain ang ruta sa ibabaw sa loob ng isang takdang volume, at ang rib na mas makitid kaysa sa X ay walang ginagawa.

Ang potting ay isang desisyon sa pollution degree

Bumalik sa matrix at pansinin kung aling mga variable ang talagang pagmamay-ari mo. Ang working voltage ay itinakda ng sistema. Ang mga panlabas na dimensyon ay itinakda ng module, ng backsheet space at ng bill of materials. Naiiwan ang dalawang lever: ang materyal at ang pollution degree. Ang mga production box ay hinihila ang dalawa nang sabay.

Ang lever ng materyal ay nangangahulugan ng pagpili ng high tracking index compound, karaniwang isang binagong PPO o isang PC grade. Ang problema ay ang index ay katangian ng formulation, hindi ng polymer family: ang mga flame retardant, filler at kahit colorant ay nagbabago nito, at ang parehong grade sa ibang kulay o mula sa ibang batch ay maaaring mapunta sa ibang grupo. Ang material qualification na kumokopya ng datasheet value at lumalaktaw sa tracking test ay walang na-qualify.

Ang lever ng pollution ay dito pumapasok ang potting sa argumento. Ang potting compound na ganap na tumatakip sa mga live na bahagi ay nag-aalis sa ibabaw mula sa pagkakadikit sa hangin at moisture, na nagpapahintulot na ang pollution degree ng rehiyong iyon ay tasahin nang mas mababa. Sa hangganan, ang pangangailangan ay hindi na isang landas sa ibabaw kundi solid insulation sa pamamagitan ng compound. Ang IEC 62790 ay nangangailangan na ang anumang pagbaba ng pollution degree sa pamamagitan ng coating o potting ay tumutugon sa mga kondisyon ng Annex B nito, at ang prinsipyong nasa likod nito ay nagmumula sa IEC 60664-3; ang 2020 edition ay nagdagdag din ng mga distansya sa pamamagitan ng cemented joints sa table 3 nito.

Binabago nito ang kahulugan ng glue line. Ang potting ay karaniwang inilalarawan bilang proteksyon sa moisture at thermal conduction. Sa argumento ng insulation, ito rin ang bagay na nagbabago ng pollution degree, at binabago lamang nito ito habang ang compound ay buo at nakadikit. Ang isang void, shrink cavity o debonded patch sa kahabaan ng terminal ay hindi nagbabawas ng insulation performance ng isang porsyento. Lokal nitong ibinabalik ang landas sa ibabaw na inaakala mong inalis mo, sa buong degree 3 na pangangailangan, sa isang lugar na walang sumusukat.

Ano ang kailangang malampasan ng potting upang mapanatili ang kredito

Dahil ang kredito ay may kondisyon, ang mga acceptance criteria para sa potting ay elektrikal kaysa kosmetiko, at kailangan silang isulat nang ganoon sa process sheet.

Sa aming linya, sinusuri namin ang mga potted junction box sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng dielectric withstand at insulation resistance tests hanggang 1500 V, na kinukumpirma na walang internal voids o curing defects na nakakompromiso sa kinakailangang electrical isolation.

• Coverage at fill height. Bawat live na bahagi na pinagkakatiwalaan ng argumento ng insulation ay kailangang nasa ilalim ng compound, sa tinukoy na taas, sa bawat unit. Ang timbang o volume bawat shot ay ang murang proxy; ang cross-section sa first-off ay ang tapat na pagsusuri.
• Voids at shrink cavities. Ang mixing ratio, degassing at cure profile ang nagtatakda ng mga ito. Ang two-component meter-mix dispenser na nagpapanatili ng ratio sa loob ng nakasaad na tolerance ang nagpapaging repeatable ng argumento, kaya ang metering accuracy ng filling station ay isang insulation parameter at hindi lamang isang cost parameter.
• Adhesion sa katawan at terminal. Ang compound ay kailangang manatiling nakadikit sa damp heat at thermal cycling. Kapag bumitaw ito, bumalik ang ibabaw, at kasama nito ang design margin.
• Ebidensya pagkatapos ng aging. Ang kredito ay hinihingi pagkatapos ng aging sequence, hindi bago. Kung ang qualification report ay nagpapakita ng potting adhesion bago ang damp heat lamang, ang numero sa talahanayan ay hindi pa sa iyo.

Bakit ang 1000 V box ay hindi nagiging 1500 V box

Ang pinakamahal na bersyon ng pagkakamaling ito ay komersyal: kumuha ng qualified na 1000 V housing, mag-print ng bagong label, ipadala ito sa isang 1500 V system. Ang pagtaas ng boltahe ay naglilipat ng pangangailangan sa isang bagong row sa talahanayan, at ang umiiral na geometry, ang umiiral na material group at ang umiiral na potting layout ay na-optimize lahat para sa lumang row. Minsan pumapasa pa rin ang disenyo; ang tanging paraan upang malaman ay gawing muli ang pagsukat sa ibabaw sa bagong boltahe at muling patakbuhin ang mga kaugnay na test. Ang parehong lohika ay naaangkop isang tier pataas: ang paglipat patungo sa 2000 V systems ay hindi lamang nagbabago ng cell at module design, binubuksan nito muli ang insulation coordination file para sa bawat component sa DC side.

Mahalaga rin kung aling qualification ang kinatatayuan mo. Ang IEC 61215 at IEC 61730 ay nagpapatunay ng magkaibang bagay, at wala sa kanila ang pumapalit sa construction requirements ng isa. Ang insulation coordination ay nasa 61730 side, sa construction review, at ang measurement sheet ay ebidensya para sa review na iyon kaysa sa performance. Kung ang standard hierarchy mismo ay hindi malinaw sa iyong organisasyon, ang ugnayan sa pagitan ng IEC, UL, GB/T at group standards ay sulit ayusin bago ang susunod na pagbabago ng produkto.

Upang matugunan ang mga inspection point ng IEC 61730, bineberipika namin ang mga natapos na module gamit ang safety testing sequences na pinagsasama ang hipot, insulation resistance, at wet leakage measurements sa bawat production run bago ang final packing.

Ano ang susuriin namin bago ang susunod na build

Limang pagsusuri, sa pagkakasunod-sunod na pinakamurang nakakahanap ng problema.

• Basahin ang kinakailangan mula sa guhit, hindi sa ulat. Kunin ang aktwal na pinakamasamang kaso na landas mula sa live na bahagi hanggang sa nahahawakang ibabaw, ilapat ang panuntunan ng ukit gamit ang tamang X, at ihambing sa cell ng talahanayan na tumutugma sa iyong idineklarang antas ng polusyon at grupo ng materyal. Karamihan sa mga pagkabigo ay matatagpuan dito, sa papel, nang libre.
• I-verify ang tracking index bawat batch at bawat kulay. Hilingin ang tracking test sa aktwal na compound na ibinigay, hindi sa datasheet ng pamilya. Itala ang grupo sa plano ng incoming inspection, at ituring ang pagbabago ng kulay bilang bagong materyal.
• Suriin ang saklaw ng potting sa isang seksyon. Isang first-off bawat shift, hiniwa at kinunan ng larawan, na may nakasulat na pamantayan sa taas ng fill at void. Ang kosmetikong inspeksyon sa labas ng kahon ay walang sinasabi tungkol sa loob.
• Subukan ang insulasyon nang elektrikal, bawat yunit. Ang dielectric withstand at insulation resistance test sa dulo ng linya ay ang tanging pagsusuri na nakakakita sa buong assembled na artikulo. Ang kagamitan tulad ng CHT9980A safety tester ay umiiral para sa eksaktong gate na ito, at ang mga limitasyon ng pagsubok ay dapat magmula sa kinakailangan ng konstruksyon, hindi sa nakagawian na minana mula sa lumang produkto.
• Itago ang ebidensya ng joint kasama ng produkto. Ang potting at ang terminal weld ay ginagawa sa parehong linya, at ang soldering step na may naitalang profile ang nagpapahintulot sa iyo na magtalo mamaya na ang ibabaw sa ilalim ng compound ay malinis noong natakpan ito. Ang kontaminasyon sa ilalim ng potting ay hindi nakikita at permanente.

Saan galing ang mga numerong ito

Ang anim na halaga sa matrix, ang mga hangganan ng grupo ng materyal at ang mga lapad ng ukit X ay nagmumula sa source article, na nagtatala ng mga ito para sa 1600 V tier ng IEC 60664-1 at nagpapansin na ang reinforced insulation ay kinukuha bilang dalawang beses ang basic value at ang group III bilang IIIa. Ang mga numero ng pamantayan at ang saklaw nito (IEC 62790 para sa junction boxes, IEC 60664-1 para sa insulation coordination, IEC 60664-3 para sa coating at potting, IEC 61730-1 para sa konstruksyon ng module) ay gaya ng binanggit doon.

Ang atin: ang pagbasa sa matrix bilang argumento sa design space, ang pagkakasunod-sunod ng limang pagsusuri, at ang pag-aangkin na ang potting ay desisyon sa antas ng polusyon bago ito maging desisyon sa waterproofing. Ang pag-aangkin na iyon ay sumusunod mula sa Annex B at IEC 60664-3, ngunit ang pananalita ay aming interpretasyon at ang iyong certification body ang may huling sabi. Hindi namin sinukat ang mga kahon sa mga larawan, at walang numero dito na nagmula sa pagsubok na aming pinatakbo.

FAQ

T: Palagi bang mas malaki ang creepage kaysa clearance?

Para sa parehong pares ng konduktor, oo. Ang ruta sa ibabaw ay kailangang dumaan sa anumang tinatawid ng landas ng hangin, kaya hindi ito maaaring maging mas maikli. Ang guhit na nagpapakita ng kabaligtaran ay may error sa pagsukat, kadalasan ay ukit na binilang na dapat sana ay na-bridge.

T: Aling antas ng polusyon ang naaangkop sa loob ng potted na kahon?

Iyon ang punto ng potting: ang sakop na rehiyon ay maaaring tasahin sa mas mababang antas, o bilang solid insulation, sa kondisyon na natutugunan ang mga kondisyon ng IEC 62790 Annex B. Ang hindi sakop na rehiyon, at anumang void sa loob ng compound, ay nananatili sa antas na ipinahihiwatig ng kapaligiran nito.

T: Palagi bang nagpapahintulot sa akin ang mas mataas na tracking index na paliitin ang kahon?

Inililipat ka nito ng isang kolum sa talahanayan, na maaaring maghati sa kinakailangan. Kung magiging mas maliit na kahon iyon ay depende sa natitirang layout, at sa kung natutugunan pa rin ng materyal ang mga kinakailangan sa mekanikal at flammability sa index na iyon.

T: Maaari ko bang gamitin ang ulat ng supplier para sa sarili kong kwalipikasyon ng module?

Kung ang ulat ay sumasaklaw lamang sa eksaktong artikulo, eksaktong grupo ng materyal at eksaktong antas ng polusyon na idineklara mo. Ang ulat para sa 1000 V na kahon sa ibang kulay ay ebidensya tungkol sa ibang produkto.

T: Ano ang binabago ng 1.0 mm at 1.5 mm na panuntunan ng ukit sa praktika?

Ito ang nagpapasya kung ang isang rib ay binibilang. Ang rib na mas makitid kaysa X ay na-bridge ng kontaminasyon at walang naiiaambag sa sinusukat na landas, kaya ang layout na puno ng manipis na rib ay maaaring sumukat nang mas maikli kaysa ipinahihiwatig ng guhit. Sa antas 3 ang threshold ay ang mas malawak sa dalawa, na ginagawang mas hindi kapaki-pakinabang ang manipis na rib.

T: Bakit isyung elektrikal ang kalidad ng potting?

Dahil ang kredito sa insulasyon ay nakasalalay sa compound na tuloy-tuloy at nakadikit. Ang void o debond ay nagbabalik ng landas sa ibabaw sa buong kinakailangan ng kapaligiran nito, sa lokasyong hindi tinitingnan ng rutinang inspeksyon.

T: May binabago ba ang 1500 V para sa mga terminal?

Ang terminal sa terminal ay functional insulation at karaniwang nananatiling madali. Ang hakbang ay mahalaga para sa live na bahagi hanggang sa panlabas na ibabaw, at para sa creepage sa buong katawan at paligid ng labasan ng cable, kung saan bumabagsak ang reinforced na kinakailangan.

T: Saan nababagay ang pamantayan sa kaligtasan ng module?

Ang IEC 61730-1 ay nagtatakda ng mga kinakailangan sa konstruksyon, kabilang ang insulation coordination, at ang IEC 62790 ay nagbibigay sa junction box ng sarili nitong mga kinakailangan at pagsubok sa kaligtasan. Ang measurement sheet ay ebidensya para sa pagsusuri ng konstruksyon; ang performance testing sa ilalim ng IEC 61215 ay sumasagot sa ibang tanong.

Mga huling pagninilay

Ang creepage ay mukhang numerong susukatin at talagang desisyong gagawin. Ang working voltage ay nagmumula sa sistema at ang mga dimensyon ay nagmumula sa module, kaya ang dalawang lever na natitira ay ang materyal at ang antas ng polusyon, at pareho ay naayos bago pa punan ang measurement sheet. Itanong kung anong antas ng polusyon at anong grupo ng materyal ang kinwalipikaan ng rating ng kahon, at kung ang potting na sumusuporta dito ay nakaligtas nang buo sa damp heat. Ang tanong na iyon ay walang gastos at nakakahanap ng karamihan sa mga problema habang nasa papel pa.

Ang OOITech ay nagbibigay ng CHT9980A at CHT9981A PV safety testers upang magsagawa ng hipot, insulation resistance, ground continuity, at wet leakage testing sa mga linya ng produksyon. Ipadala ang iyong mga guhit ng junction box, spesipikasyon ng module stack, o mga sample ng pagsubok sa aming engineering team para sa ebalwasyon at configuration ng parameter ng pagsubok.