Руководство по заполнению распределительной коробки солнечной энергии и фотоэлектрических систем
Используйте это руководство для определения размеров коробок для разъединителей переменного тока солнечной энергии, разъёмов быстрого отключения, выходных переходов инвертора и модернизации фидеров, не угадывая объем проводников.
Почему работа по отключению солнечной энергии быстро заканчивается
Солнечные работы часто выглядят просто на однолинейной схеме: инвертор, выключатель переменного тока, счетчик выработки и один подводящий путь к вспомогательному оборудованию. В полевых условиях переполненная часть обычно представляет собой небольшой переходной блок между этими компонентами. В тот момент, когда вы добавляете две кабельные дорожки, разветвитель быстрого отключения, внутренние зажимы, заземляющие проводники или проводники увеличенного размера 10 AWG, 8 AWG и 6 AWG для падения напряжения или токовой нагрузки, свободные кубические дюймы быстро исчезают.
Важным отличием является то, что многие перечисленные разъединители, объединители и отсеки проводов инвертора соответствуют собственным инструкциям по установке в соответствии со стандартом NEC 110.3(B). Математические расчеты заполнения коробки на этой странице предназначены для обычных розеточных коробок, коробок для устройств и распределительных коробок, используемых рядом с этим оборудованием. Для читателей IEC арифметический метод отличается, но урок проектирования тот же: фотоэлектрические проводники, клеммы и доступ для обслуживания требуют реального пространства в корпусе.
Definitions and field notes
A solar disconnect box is an enclosure that houses means of disconnect and related conductors for photovoltaic equipment or associated circuits. Box fill refers to the NEC 314.16 method used to confirm the enclosure volume is adequate for conductors, grounding paths, fittings, and devices without crowding terminations.
A junction box is an enclosure for splices or terminations, and a disconnect box becomes a more demanding version of that problem because PV wiring may include stiffer insulation, labeling requirements, and environmental sealing hardware. The practical design target is enough free room to route conductors safely and keep maintenance work straightforward.
A cable assembly refers to multiple insulated conductors grouped in one sheath, while a wire harness is an organized bundle secured for routing and protection. Those definitions are useful in solar work because installers often think in terms of cable runs, but box-fill compliance still depends on counting each eligible conductor and its associated hardware correctly.
Author: Hommer Zhao is a General Manager and Wire Harness Engineer at WIRINGO. His experience with conductor routing, terminations, and harsh-environment electrical packaging informs this solar disconnect box-fill guidance.
Пять полевых правил, которые не допускают использования слишком маленьких солнечных батарей
Отдельное перечисленное оборудование от истинной математики коробки NEC 314.16.
Примените NEC 314.16 к обычным розеточным коробкам, коробкам для устройств и распределительным коробкам, содержащим соединения или устройства. Обращайтесь с перечисленными разъединителями, отсеками инвертора и узлами сумматора в соответствии с инструкциями по эксплуатации изделий согласно NEC 110.3(B).
Увеличение мощности при падении напряжения немедленно меняет коробку
Компоновка, которая работала на 12 AWG при 2,25 куб.дюйма. на каждый допуск становится ужесточенным для 10 AWG при 2,50 куб.дюйма, 8 AWG при 3,00 куб.дюйма или 6 AWG при 5,00 куб.дюйма. Солнечная энергия и мощность инвертора часто приводят к такому скачку.
Заземления, зажимы и ярмо по-прежнему контролируют окончательный подсчет.
NEC 314.16(B)(2), (4) и (5) по-прежнему применяются в обычном порядке. Внутренние зажимы учитываются один раз, все заземления оборудования учитываются один раз, исходя из наибольшего заземляющего проводника, а переключатель или разъединительная ярма учитываются как два допускаемых проводника.
Быстрое отключение и наружная арматура не заменяют проверки заполнения коробки.
NEC 690 и правила воздействия погодных условий могут требовать дополнительных фитингов, этикеток или точек соединения, но эти требования не отменяют необходимости проверять объем фактической коробки, в которой находятся проводники, в кубических дюймах.
Пользователи IEC должны придерживаться той же дисциплины при планировании корпуса.
В стандарте IEC 60364 не используется арифметика NEC в кубических дюймах, но инженерный урок тот же: фотоэлектрические переходные коробки требуют достаточно места для изгибов, разделения, проверки и будущего обслуживания, когда размер проводника или количество окончаний увеличиваются.
Распространенные сценарии отключения солнечной энергии и фотоэлектрического соединения
В этих примерах основное внимание уделяется коробкам, используемым рядом с перечисленным солнечным оборудованием, а не внутренним отсекам проводов инвертора или разъединителя заводского изготовления. Требуемый объем – это минимум NEC. Рекомендуемый выбор коробки оставляет некоторый запас для изгиба проводника, проводных гаек или наконечников, а также обеспечивает более чистый доступ для обслуживания.
| Сценарий | Эквиваленты проводников | Требуемый объем | Практичный выбор коробки | Примечание к полю |
|---|---|---|---|---|
| Ответвительная цепь микроинвертора с четырьмя изолированными проводниками 12 AWG, одним заземляющим проводом 12 AWG и одним внутренним зажимом. | 6 эквивалентов на 12 AWG | 13.50 cu.in. | 16 куб.дюйм. минимум; 18 куб.дюйм. легче обслуживать на открытом воздухе | 4 изолированных проводника + 1 припуск на заземление + 1 припуск на зажим = 6. При 2,25 куб.дюйма. каждый, необходимый объем — 13,50 куб.дюйма. |
| Размыкающий переходник переменного тока на 30 А с четырьмя проводниками 10 AWG, одним заземляющим проводом 10 AWG и одним ярмом переключателя. | 7 эквивалентов на 10 AWG | 17.50 cu.in. | 21 куб.дюйм. или более глубокая, устойчивая к погодным условиям разъединяемая коробка | 4 изолированных проводника + 1 припуск на заземление + 2 припуска на ярмо = 7. При 2,50 куб.дюйма. на каждую коробку нужно 17,50 куб.дюйма. |
| Разветвитель для быстрого отключения с шестью изолированными проводниками 10 AWG, одним заземляющим элементом 10 AWG и одним зажимом. | 8 эквивалентов на 10 AWG | 20.00 cu.in. | 30,3 куб.дюйма. Квадратная коробка размером 4 дюйма или больше | 6 изолированных проводников + 1 припуск на заземление + 1 припуск на зажим = 8. При 2,50 куб.дюйма. каждый, необходимый объем 20,00 куб.дюйма. |
| Выходной переход инвертора с четырьмя проводниками 8 AWG, одним запасом заземления 10 AWG и одним зажимом 8 AWG. | 4 x 8 AWG плюс 1 x 10 AWG заземление плюс 1 x 8 AWG зажим | 17.50 cu.in. | 21 куб.дюйм. минимум; 30,3 куб.дюйма. чище на крутых поворотах | 4 х 3,00 + 2,50 + 3,00 = 17,50 куб.дюйм. Юридические показатели соответствуют средним значениям, но фотоэлектрические переходы 8 AWG обычно заслуживают большего запаса. |
| Увеличенный переход фидера фотоэлектрических модулей с четырьмя проводниками 6 AWG, одним заземляющим проводом 10 AWG и одним зажимом 6 AWG. | 4 x 6 AWG плюс 1 x 10 AWG заземление плюс 1 x 6 AWG зажим | 27.50 cu.in. | 30,3 куб.дюйма. или больший корпус; 42,0 куб.дюйм. в полевых условиях зачастую легче | 4 х 5,00 + 2,50 + 5,00 = 27,50 куб.дюйм. Вот тут-то неглубокая коробка выходит из строя еще до того, как будет учтен резерв качества изготовления. |
Отработанные примеры с конкретными цифрами
Пример 1. Соединение ответвленной цепи микроинвертора 12 AWG
Предположим, что один кабелепровод подводит ответвленную цепь микроинвертора на 240 В к небольшой наружной распределительной коробке, а другой кабелепровод выходит к сумматору переменного тока или сервисному оборудованию. В коробке находятся четыре изолированных снаружи провода сечением 12 AWG. Добавьте один допуск на заземление согласно NEC 314.16(B)(5) и один допуск на внутренний зажим согласно NEC 314.16(B)(2). Всего шесть надбавок. При 2,25 кубических дюймах на 12 AWG требуемый объем составляет 13,50 кубических дюймов. Вот почему распределительная коробка объемом 16 или 18 кубических дюймов, рассчитанная на погодные условия, обычно является разумным минимумом, а не мелкой коробкой с точным пределом.
Пример 2: переходник отключения переменного тока инвертора 30 А на 10 AWG
Теперь предположим, что струнный инвертор установлен в коробке рядом с указанным отключением переменного тока. Четыре изолированных проводника 10 AWG входят снаружи, все заземления оборудования считаются одним допуском, а ярмо разъединителя добавляет два допуска согласно NEC 314.16(B)(4). Всего семь надбавок. При объёме 2,50 кубических дюйма каждый, ящику нужно 17,50 кубических дюймов. Монтажники солнечных батарей обычно выбирают здесь коробку объемом 21 кубический дюйм или глубже, потому что проводники 10 AWG, заземляющие косички и устойчивые к атмосферным воздействиям фитинги занимают реальное рабочее пространство, даже когда законный подсчет проходит.
Пример 3. Размер фидера увеличен до 6 AWG с учетом токовой нагрузки или падения напряжения.
Четырехпроводной переходной фидер фотоэлектрической системы с четырьмя проводниками 6 AWG уже использует 20,00 кубических дюймов без добавления каких-либо припусков на монтаж. Добавьте один припуск на заземление 10 AWG на 2,50 кубических дюймов и один припуск на зажим 6 AWG на 5,00 кубических дюймов. Общий объем становится 27,50 кубических дюймов. Это сразу же исключает использование многих средних коробок и объясняет, почему работы по обслуживанию солнечных батарей часто переходят в корпуса объемом 30,3 или 42,0 кубических дюйма, как только размер проводника увеличивается для обеспечения допустимой токовой нагрузки, выходного тока инвертора или контроля долгосрочного падения напряжения.
Ссылки NEC и IEC, которые стоит проверить
Эти общедоступные ссылки помогают объяснить, где применяется математика NEC для заполнения коробок, как организованы фотоэлектрические системы и почему разъединяемые распределительные коробки по-прежнему нуждаются в отдельном планировании корпуса.
- Обзор национальных электротехнических норм и правил: Используйте статью 314.16 для заполнения коробок, NEC 690 для правил для фотоэлектрических систем и NEC 110.3(B), когда инструкции по продукту регулируют перечисленное оборудование.
- Обзор фотоэлектрической системы: Полезная основа для терминологии массива, инвертора, сумматора и отключения переменного тока при планировании переходных коробок для солнечной энергии.
- Обзор солнечного инвертора: Полезно для понимания того, где постоянный ток становится переменным и почему переходы на выходе инвертора часто меняют размер проводника и выбор коробки.
- Обзор МЭК 60364: В проектах IEC используются методы, отличные от арифметики заполнения ячеек NEC, но помещение шкафа, доступ к оконечным устройствам и управление проводниками по-прежнему требуют той же дисциплины.
Frequently Asked Questions
Применяется ли NEC 314.16 внутри каждого отсека для разъединителей солнечной батареи или отсека проводов инвертора?
Нет. Многие солнечные разъединители, сумматоры и отсеки инверторов относятся к оборудованию, которое соответствует собственным инструкциям по установке согласно NEC 110.3(B). Используйте NEC 314.16 для обычных розеточных коробок, коробок для устройств и распределительных коробок рядом с этим оборудованием.
Почему солнечный блок так быстро увеличивается в размерах при увеличении размеров проводников?
Потому что допуск NEC увеличивается с размером проводника. Допуск для AWG 12 составляет 2,25 куб.дюйма, для AWG 10 — 2,50 куб.дюйма, для AWG 8 — 3,00 куб.дюйма, а для AWG 6 — 5,00 куб.дюйма. Количество проводников может остаться прежним, в то время как требуемый объем коробки резко увеличится.
Изменяют ли требования к быстрому отключению или наружному использованию количество проводников?
Не сами по себе. NEC 690, фитинги для влажных помещений и правила маркировки могут налагать ограничения на оборудование и компоновку, но количество заполнений коробки по-прежнему соответствует NEC 314.16 для проводников, ярм, зажимов и припусков на заземление, которые фактически находятся в коробке.
Как учитываются заземления в распределительной коробке солнечных батарей?
Согласно NEC 314.16(B)(5), все заземляющие проводники оборудования вместе считаются одним допуском, исходя из наибольшего имеющегося заземляющего проводника. Обычный допуск на заземление 10 AWG добавляет 2,50 кубических дюйма к расчету заполнения.
Как пользователи МЭК должны применять эти примеры?
Используйте их в качестве примеров планирования корпуса, а не для прямой арифметики кода МЭК. В стандарте IEC 60364 не используются допуски NEC в кубических дюймах, но более крупные фотоэлектрические проводники, более плотные изгибы и большее количество клемм по-прежнему оправдывают использование более крупных и простых в обслуживании коробок.
Проверьте фотоэлектрический переходной блок, прежде чем он станет проблемой при проверке.
Воспользуйтесь калькулятором после того, как вы подтвердите размер проводника, фактический объем коробки и является ли компонент настоящей распределительной коробкой или зарегистрированным солнечным оборудованием. Это самый быстрый способ найти схему солнечной батареи, которая уместится на бумаге, а не в корпусе.
Box Fill Calculator · Conduit Fill Calculator · Руководство по заполнению защищенной от атмосферных воздействий коробки · Входная направляющая генератора