Stejnosměrné (DC) napětí používané ve fotovoltaických systémech je z hlediska bezpečnosti specifické. Proud kolem 15 A při napětí desítek voltů může způsobit výrazné zahřívání vodičů, konektorů a spojů, což vede k riziku požáru. DC oblouk se na rozdíl od střídavého (AC) sám nepřeruší průchodem proudu nulou. Zhášení oblouku je proto obtížnější a vyžaduje kvalitní jisticí a spínací prvky.
Nedostatečně dotažené nebo špatně nalisované konektory (např. MC4) zvyšují přechodový odpor. Vyšší odpor při velkém proudu způsobuje lokální přehřívání, degradaci plastů a tavení izolace a může vést k zapálení okolního materiálu. Dlouhodobé působení DC napětí navíc degraduje styčné plochy kontaktů, což dále zvyšuje odpor a riziko poruchy.
Příklad: úbytek napětí na konektoru MC4
Pro výpočet úbytku napětí na přechodovém odporu se používá Ohmův zákon:
UR = I · R
kde UR je úbytek napětí [V], I proud [A] a R odpor [Ω].
Parametry: U = 38 V, I = 15 A, přechodový odpor vadného konektoru MC4 R = 0,5 Ω.
UR = 15 · 0,5 = 7,5 V
Uzbývající = 38 − 7,5 = 30,5 V
Na konektoru se ztratí 7,5 V z původních 38 V. Současně vzniká ztrátový výkon:
P = I² · R = 15² · 0,5 = 112,5 W
Tento výkon se mění na teplo v malém objemu konektoru, což představuje extrémní riziko přehřátí a požáru. Proto je nutné dbát na kvalitní konektory, správné krimpování, čisté kontaktní plochy a pravidelnou kontrolu spojů.
Nebezpečí DC oblouku
DC oblouk je elektrický výboj mezi dvěma vodiči nebo elektrodami, kdy proud prochází ionizovaným plynem, nejčastěji vzduchem. Vzniká, když je elektrické pole tak silné, že „prorazí“ vzduchovou mezeru.
Ionizace vzduchu
Když se kontakty oddalují, proud se snaží téct dál. Napětí mezi kontakty začne ionizovat vzduch: molekuly se rozpadnou na ionty a elektrony, vzduch se změní na vodivé plazma a vznikne vodivý kanál.
Udržení oblouku
Plazmový kanál má velmi nízký odpor a proud pokračuje. Oblouk vydává silné světlo, vzniká extrémní teplo a kov elektrod se odpařuje. U DC oblouku je stabilita vysoká, protože proud teče stále jedním směrem.
Teploty DC oblouku
Teplota závisí na proudu, napětí, délce oblouku, prostředí a materiálu elektrod.
| Typ oblouku | Teplota |
|---|---|
| Malý DC oblouk | 3 000 – 6 000 °C |
| Svařovací oblouk | 6 000 – 10 000 °C |
| Plazmový oblouk | až 20 000 °C |
Přehřáté konektory spolehlivě odhalí termografie a měření I-V charakteristiky.
Potřebujete revizi?
Zavolejte a domluvíme termín i cenu předem.