Um fusível CC fotovoltaico (FV) é um dispositivo de proteção contra sobrecorrente de atuação única, utilizado quando uma corrente reversa ou outra fonte CC disponível pode exceder o limite seguro de uma string FV, um condutor, um módulo ou um componente coordenado. Sua seleção não se baseia apenas na corrente. Uma especificação tecnicamente defensável também verifica a tensão máxima do circuito, a categoria de utilização fotovoltaica do fusível, a capacidade de interrupção, os limites do módulo, o comportamento tempo-corrente, o porta-fusível correspondente e as condições internas do invólucro.
Este guia organiza essas decisões e indica como aprofundar a análise. O foco são os circuitos CC do arranjo fotovoltaico. O projeto de fusíveis para bancos de baterias, veículos elétricos, semicondutores, aplicações automotivas e circuitos CA em geral está fora deste escopo.
Onde o fusível CC fotovoltaico fica no sistema
Em uma string FV simples, sem outra fonte capaz de alimentar uma falha com corrente prejudicial, um fusível pode não oferecer proteção útil adicional contra sobrecorrente. A questão de projeto muda quando strings são conectadas em paralelo ou quando outra fonte pode alimentar o circuito.
Se uma das strings em paralelo apresentar uma falha, as strings saudáveis poderão fornecer corrente reversa em direção à string defeituosa. O fusível da string é posicionado para interromper essa contribuição antes que o módulo protegido, o condutor da string ou outro componente coordenado seja submetido a valores superiores ao limite permitido. Portanto, a fonte relevante não é apenas a corrente produzida pela string em falha, mas a corrente disponível no restante da arquitetura.
Posições comuns para fusíveis FV incluem:
- entradas individuais das strings, antes ou dentro de uma caixa combinadora fotovoltaica;
- circuitos de arranjo ou subarranjo nos quais várias fontes combinadas criam uma corrente disponível mais elevada;
- pontos de proteção coordenados dentro de equipamentos projetados e documentados para serviço CC fotovoltaico.
O fusível protege um limite elétrico definido. Ele não fornece automaticamente manobra sob carga, isolação visível, limitação de surtos ou detecção de arco elétrico. Comece pela arquitetura completa de fontes e dispositivos descrita em Como selecionar a proteção de circuitos para um sistema solar CC e atribua ao fusível apenas a função de sobrecorrente que ele deve desempenhar.
Fusível CC, fusível FV, elo fusível gPV e porta-fusível
Esses termos estão relacionados, mas não são intercambiáveis.
| Termo | Significado neste guia | Limite a lembrar |
|---|---|---|
| Fusível CC | Fusível destinado e especificado para interromper condições definidas de corrente contínua | A indicação “CC”, isoladamente, não comprova adequação à proteção de strings FV |
| Fusível FV | Fusível projetado para serviço em circuitos fotovoltaicos conforme a estrutura normativa aplicável ao produto | Verifique a marcação exata, a tensão, a corrente, a capacidade de interrupção e a documentação |
| Elo fusível gPV | Elo fusível substituível associado à proteção fotovoltaica de faixa completa segundo a IEC 60269-6 | A marcação corresponde a uma categoria de utilização definida para o elo; não é uma denominação genérica para qualquer fusível CC |
| Porta-fusível | Componente que recebe e conecta o elo fusível | Tensão, corrente, comportamento térmico, terminais, proteção contra contato e formato do porta-fusível devem ser coordenados com o elo |
| Conjunto fusível | Combinação funcional de elo fusível, porta-fusível, condutores, terminais, invólucro e condições de serviço | Um elo adequado não compensa um porta-fusível inadequado nem uma terminação superaquecida |
O elemento substituível é o elo fusível. O porta-fusível fornece a interface mecânica e elétrica. Os registros de projeto e aquisição devem identificar ambos, pois a troca do porta-fusível, do formato do elo, da disposição dos terminais ou da temperatura do invólucro pode alterar o comportamento do ponto de proteção instalado.
Como funciona um fusível fotovoltaico
O elo fusível contém um elemento que se aquece com a passagem de corrente. Quando a corrente e sua duração atingem a característica de atuação do elo, o elemento se funde e o fusível interrompe o circuito dentro de sua capacidade nominal. O resultado é um estado permanentemente aberto: ao contrário de um disjuntor, o fusível não pode ser rearmado.
Essa atuação única tem uma consequência importante para a manutenção. Substituir um fusível aberto sem investigar a causa pode restabelecer o mesmo caminho de falha. O procedimento de manutenção deve determinar por que o fusível atuou e inspecionar o porta-fusível, os terminais, os condutores, a polaridade, a string afetada e os componentes coordenados, conforme o procedimento de trabalho seguro aprovado para o local. Este artigo não apresenta um procedimento de ensaio ou substituição com o circuito energizado.
A atuação do fusível também depende de mais fatores do que o valor em ampères impresso no componente. O comportamento tempo-corrente, a carga cíclica do sistema FV, a temperatura do invólucro, a resistência de contato, o estado do porta-fusível e a corrente reversa ou de falha disponível influenciam o resultado real da proteção. Essas variáveis devem constar no registro de engenharia, e não ser tratadas como uma regra universal presumida.
Tipos e formatos físicos de fusíveis CC fotovoltaicos
A proteção FV utiliza elos fusíveis e porta-fusíveis em diferentes configurações físicas. Na família VIOX Solar atual, os formatos cilíndricos relevantes são:
- 10 × 38 mm, utilizado pela plataforma RT18-32 / VOPV-32;
- 14 × 51 mm, utilizado pela plataforma RT18-63 / VOPV-63.
O tamanho físico é uma interface, não uma especificação completa. Dois elos que cabem no mesmo formato nominal não devem ser considerados intercambiáveis até que sua categoria de utilização FV/CC, tensão, corrente, capacidade de interrupção, dados tempo-corrente, dimensões, compatibilidade com o porta-fusível e documentação controlada tenham sido comparados.
Essa distinção é particularmente importante quando uma família de produtos também pode atender a outros circuitos de baixa tensão. Um elo fusível de uso geral, um fusível CA e um elo fusível com especificação FV podem ter formato semelhante, mas evidências de aplicação diferentes.
Especificações que definem a aplicação de um fusível fotovoltaico
O mapa a seguir separa os principais campos de especificação e as evidências necessárias para concluir cada verificação.
| Campo de especificação | Por que é importante | O que deve ser verificado |
|---|---|---|
| Tensão CC máxima | O fusível deve interromper na maior tensão de circuito plausível, e não apenas na tensão nominal de operação | Tensão máxima de circuito aberto corrigida da string, topologia do circuito, disposição de polaridade e tensão CC exata do elo e do porta-fusível |
| Corrente nominal | O elo deve conduzir a corrente FV esperada sem atuações indevidas e permanecer dentro dos limites do equipamento protegido | Dados de corrente do módulo, fatores de projeto, condições ambientais, limites do condutor e correntes nominais padronizadas disponíveis |
| Categoria de utilização FV | Strings FV podem apresentar correntes de falha relativamente baixas e sustentadas em comparação com muitos circuitos convencionais | Categoria gPV aplicável ou outra categoria FV documentada para o produto e o mercado exatos |
| Capacidade de interrupção | O fusível deve interromper a corrente CC disponível nas condições especificadas de tensão e circuito | Capacidade de interrupção declarada e máxima corrente reversa ou de falha disponível nesse ponto |
| Característica tempo-corrente | O tempo de atuação determina se o fusível protege o componente previsto sem aberturas desnecessárias | Curva do fabricante, tolerância, carga cíclica, comportamento de partida ou transitório quando relevante e estudo de coordenação |
| Corrente nominal máxima do fusível em série do módulo | O fabricante do módulo define um limite fundamental de coordenação | Datasheet controlado do módulo exato e referência de módulo aprovada para o projeto |
| Coordenação com o condutor | O condutor protegido deve permanecer dentro do limite térmico aplicável | Tipo e seção do cabo, método de instalação, temperatura, agrupamento e regras de projeto aplicáveis |
| Formato do elo fusível | O elo deve encaixar e estabelecer contato corretamente | 10 × 38, 14 × 51 ou outro sistema dimensional e disposição de contatos exatos |
| Especificação do porta-fusível | O porta-fusível conduz corrente continuamente e contém o evento de interrupção | Tensão CC, corrente, elo aceito, faixa de terminais, dados de aperto, proteção contra contato e comportamento térmico |
| Condições do invólucro | Calor, ingresso de contaminantes, altitude e resistência dos terminais podem alterar o desempenho | Elevação de temperatura do conjunto, grau de proteção do invólucro, ventilação, montagem, altitude, acesso para manutenção e limites do fabricante |
A tensão do circuito deve ser comparada com a especificação do conjunto fusível completo. Da mesma forma, a corrente nominal máxima do fusível em série do módulo não é uma recomendação para instalar exatamente esse valor em ampères; ela é um limite superior de coordenação que deve ser considerado junto com a corrente de operação, a exposição à corrente reversa, a proteção do condutor e as características de fusível disponíveis.
Como decidir se uma string FV precisa de fusível
Não existe uma resposta universal confiável baseada apenas em uma frase como “três strings exigem fusíveis”. O número de strings em paralelo pode influenciar a exposição à corrente reversa, mas a decisão final depende do comportamento elétrico e dos limites do sistema real.
Use esta sequência como orientação inicial:
- Desenhe todos os caminhos das fontes. Identifique as strings FV, os pontos de combinação, as entradas do inversor, os equipamentos de condicionamento CC e qualquer outra fonte capaz de alimentar o circuito.
- Identifique o limite sob falha. Defina a string, o condutor, o módulo ou o componente que o dispositivo de proteção deverá proteger.
- Determine a corrente reversa ou de falha disponível. Considere as fontes saudáveis em paralelo e as premissas operacionais exigidas pelo método de projeto aplicável.
- Verifique os dados controlados do módulo. Registre a corrente de curto-circuito, os coeficientes relevantes e a corrente nominal máxima do fusível em série indicada no datasheet exato do módulo.
- Verifique o condutor e o conjunto. Inclua a instalação dos cabos, o porta-fusível, os terminais, a temperatura do invólucro e a coordenação com dispositivos a montante e a jusante.
- Aplique as regras do mercado de destino. Estruturas baseadas em IEC, NEC e outras normas nacionais não devem ser combinadas em uma única fórmula.
- Produza uma especificação completa. Declare a categoria de utilização, a tensão, a corrente, a capacidade de interrupção e o formato do elo fusível, além do porta-fusível, das condições ambientais e das evidências exigidas.
Esse processo determina se a proteção é necessária antes de determinar um código de catálogo. Um futuro guia detalhado de seleção poderá conduzir os dados verificados do projeto pelo fluxo de especificação e RFQ; este artigo Hub se limita deliberadamente ao mapa de decisão.
Fusível FV versus disjuntor CC, seccionador e DPS
Dispositivos solares CC às vezes são agrupados por estarem instalados na mesma caixa combinadora ou no conjunto do lado CC do inversor. Suas funções, porém, continuam diferentes.
| Dispositivo | Função principal | O que não fornece automaticamente |
|---|---|---|
| Fusível FV | Interrupção de sobrecorrente de atuação única dentro de sua categoria de utilização FV/CC documentada | Rearme, manobra de rotina, isolação visível ou limitação de surtos |
| Disjuntor CC | Interrupção automática de sobrecorrente por mecanismo rearmável, quando corretamente especificado e aplicado | Nem todo disjuntor é automaticamente um dispositivo de manobra sob carga ou adequado a toda topologia FV |
| Interruptor-seccionador CC | Manobra e isolação intencionais dentro de sua categoria de utilização documentada | Proteção contra sobrecorrente, salvo quando o conjunto a inclui e coordena explicitamente |
| DPS CC fotovoltaico | Limitação de sobretensões transitórias por desvio da corrente de surto | Proteção contra sobrecorrente sustentada, manobra ou isolação |
Fusível e disjuntor não devem ser comparados como se um fosse universalmente superior ao outro. O comportamento da fonte, o dever de interrupção, a necessidade de manobra, a estratégia de manutenção, o objetivo de coordenação, a corrente de falha disponível e as evidências do produto determinam a adequação. Para uma orientação específica sobre disjuntores, consulte o Guia de MCBs CC para sistemas solares fotovoltaicos.
Limites de normas e evidências
As normas respondem a perguntas diferentes. A simples menção de uma norma em uma especificação não comprova, por si só, que determinado produto, porta-fusível ou invólucro montado esteja em conformidade.
- A IEC 60269-1 estabelece requisitos gerais para fusíveis de baixa tensão.
- A IEC 60269-6 acrescenta requisitos suplementares para elos fusíveis utilizados na proteção de sistemas de energia solar fotovoltaica. Seu escopo publicado abrange strings e arranjos FV em circuitos de até 1.500 V CC.
- A IEC TR 60269-5 fornece orientações de aplicação para fusíveis de baixa tensão, incluindo proteção fotovoltaica.
- A IEC 62548-1 aborda requisitos de projeto de arranjos fotovoltaicos, incluindo fiação CC e dispositivos de proteção elétrica.
- A UL 248-19 é indicada pela UL Solutions para fusíveis fotovoltaicos em avaliações de produto na América do Norte.
- A UL 4248-19 é indicada pela UL Solutions para porta-fusíveis fotovoltaicos.
O limite de 1.500 V da IEC 60269-6 é uma declaração de escopo da norma, e não uma especificação de produto VIOX. A página atual da família de fusíveis CC fotovoltaicos VIOX declara 1.000 V CC. Um projeto que exija outra tensão ou uma certificação específica precisa de documentação controlada do produto exato, e não de uma inferência baseada no título da norma.
As regras de instalação também dependem do mercado e do projeto. Registre o código ou a norma de projeto aplicável separadamente da norma do elo fusível, das evidências do porta-fusível, do datasheet do módulo e da verificação do conjunto.
Família de fusíveis CC fotovoltaicos VIOX
A VIOX Solar apresenta atualmente duas plataformas de fusíveis CC fotovoltaicos para trilho DIN. Os valores abaixo são dados de orientação da família, obtidos do registro atual de produtos no Payload; o datasheet controlado e a cotação aprovada definem a configuração fornecida.
| Plataforma VIOX | Formato do elo fusível | Limite publicado da família | Rota do produto |
|---|---|---|---|
| RT18-32 / VOPV-32 | 10 × 38 mm | Parte da família de 1–50 A, dependente do modelo, em 1.000 V CC | Ver RT18-32 / VOPV-32 |
| RT18-63 / VOPV-63 | 14 × 51 mm | Parte da família de 1–50 A, dependente do modelo, em 1.000 V CC | Ver RT18-63 / VOPV-63 |
As duas plataformas fazem parte da família de fusíveis CC fotovoltaicos VIOX, que indica montagem em trilho DIN TH35 / 35 mm. Não deduza uma capacidade de interrupção, certificação, curva ou corrente específica de modelo a partir desta visão geral; solicite a referência controlada exata da configuração necessária.
Escolha o próximo recurso sobre fusíveis CC
Use a página que corresponde ao trabalho a ser realizado:
- Para a arquitetura completa envolvendo vários dispositivos, comece pela seleção da proteção de circuitos solares CC.
- Para o limite do invólucro e da combinação, consulte o que faz uma caixa combinadora fotovoltaica e como selecionar uma caixa combinadora fotovoltaica.
- Para proteção CC rearmável contra sobrecorrente, consulte o Guia de MCBs CC.
- Para conhecer os formatos de fusíveis e as rotas de modelos disponíveis da VIOX, consulte a família de fusíveis CC fotovoltaicos.
Para confirmar um modelo, envie a tensão CC máxima do projeto, o datasheet exato do módulo, a disposição das strings, os dados de corrente, o formato de elo fusível necessário, as condições do porta-fusível e do invólucro, o mercado de destino e a documentação solicitada para sales@vioxsolar.com.
Fontes
- IEC 60269-6 — requisitos suplementares para elos fusíveis FV
- IEC TR 60269-5 — orientação para aplicações de fusíveis de baixa tensão
- IEC 62548-1 — requisitos de projeto de arranjos fotovoltaicos
- UL Solutions — certificação de Balance of System solar
- UL Solutions — serviços para fusíveis e porta-fusíveis