Comprendere somiglianze e differenze tra fusibile, interruttore automatico e sezionatore

L’industria fotovoltaica (PV) sta vivendo un rapido sviluppo sotto la tendenza generale di uno sviluppo orientato alla neutralità del carbonio, che tuttavia ha portato a sempre più problemi in termini di sicurezza delle centrali elettriche poiché i moduli di potenza più elevata vengono ampiamente utilizzati. La progettazione dei sistemi fotovoltaici diventa sempre più complessa man mano che si trovano applicazioni e situazioni di utilizzo sempre nuove. Come implementare il progetto di protezione del lato DC è sempre stata una preoccupazione e una disputa nel settore. Fondamentalmente, la causa principale è l’incomprensione dei fusibili, degli interruttori automatici e dei sezionatori generalmente utilizzati per la protezione dell’impianto fotovoltaico.

Fusibili, interruttori automatici e sezionatori, a causa delle loro funzioni simili (isolamento, protezione da cortocircuiti, ecc.), sono soggetti a confusione e incomprensioni nel settore. In realtà si tratta di dispositivi totalmente diversi, poiché differiscono notevolmente in termini di principio di protezione, requisiti normativi, scenario di applicazione ed effetto protettivo! Per quanto riguarda l'istituzione di un sistema di protezione della distribuzione, è necessario comprendere appieno i requisiti sulla produzione negli scenari di applicazione, in modo che i dispositivi possano essere ragionevolmente utilizzati in base alle loro caratteristiche per fornire una corretta applicazione alle loro funzioni, migliorando così la sicurezza sul lavoro e affidabilità della stazione.

Fusibile: riferito ad un protettore di corrente costituito da elemento fusibile e cartuccia. L'elemento fusibile verrà bruciato dal calore stesso prodotto quando la corrente supera un limite per un certo tempo e in questo caso il circuito verrà interrotto in modo da poter raggiungere lo scopo di protezione.

Figura: Principio di protezione tramite fusibile

Interruttore: si riferisce ad un dispositivo di commutazione meccanico in grado di accendere/spegnere e trasportare corrente e costituito da un sistema di contatti, un sistema di estinzione dell'arco, un attuatore e uno sganciatore. Viene utilizzato per interrompere un circuito in caso di mancato raggiungimento dello scopo di protezione. In caso di cortocircuito, la molla di contrasto verrà vinta da un campo magnetico prodotto da una corrente più elevata, in questo caso l'attuatore sarà pilotato dallo sganciatore per spegnersi immediatamente. In caso di sovraccarico, le strisce bimetalliche si deformeranno in una certa misura con l'aumento della temperatura dovuto all'aumento della corrente, per innescare lo spegnimento dell'attuatore. Maggiore è la corrente, minore sarà il tempo di questa azione protettiva.

In virtù della buona capacità di estinzione dell'arco, l'interruttore è in grado di interrompere una corrente di cortocircuito più elevata e può essere utilizzato ripetutamente, poiché le sue caratteristiche protettive complessive non sono influenzate dal tempo o dall'ambiente.

Figura: Principio di protezione mediante interruttore automatico

Sezionatore: fungere principalmente da isolatore che può costituire un apparente punto di interruzione tra l'apparecchio elettrico in revisione e la rete di alimentazione, per garantire la sicurezza sul lavoro della revisione. In passato, sul lato DC dell'inverter di stringa veniva fornito un sezionatore ad azionamento manuale. Insieme allo sviluppo intelligente della stazione fotovoltaica, il sezionatore a comando manuale viene sostituito dal sezionatore a motore.

Sezionatore motorizzato : Il sezionatore ad azionamento manuale è sostituito da un sezionatore a motore che può agire elettricamente in modalità di rilevamento della corrente nella stringa mediante l'uso di un trasformatore di corrente per il controllo dei segnali inverter + DSP. È noto che a 1*In la vita elettrica può arrivare a 100 -300 cicli, mentre a 4*In solo 5 cicli. Tuttavia, il sezionatore motorizzato che ha sostituito il sezionatore manuale è solo un upgrade nel modo di agire, e quindi non può essere considerato un protettore.

Con una corrente termica fino a 50A, il sezionatore è in grado di intervenire rapidamente con una corrente inferiore a 40A (corrente nominale). È opportuno notare che nel caso multi-a-uno (ad esempio 5 stringhe per MPPT), la corrente di riflusso può superare i 50 A e può generare calore accumulato all'interno del sezionatore, che può provocare deformazioni e inceppamenti nel portacontatti mobile interno.