Tại sao nên sử dụng đồng hồ đo cấp CAT III trong các hệ thống điện mặt trời?

Năng lượng tái tạo, Đồng hồ kẹp dòng

Trên toàn cầu, các hệ thống điện mặt trời (còn được gọi là hệ thống quang điện hoặc PV) tiếp tục tăng trưởng nhanh chóng, nhờ vào lợi thế kinh tế hấp dẫn của việc sản xuất điện mặt trời quy mô lớn và những nỗ lực giảm phát thải carbon cho lưới điện. Theo TOPNET Việt Nam (topnet.vn), khi các hệ thống và tải phân phối điện mặt trời ngày càng lớn và phức tạp hơn, khả năng xảy ra quá điện áp thoáng qua (transient overvoltages) cũng tăng lên – và tầm quan trọng của an toàn trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.

Khi bạn thực hiện các phép đo trên các hệ thống điện mặt trời, những quá điện áp thoáng qua này là vô hình và phần lớn là những nguy cơ không thể tránh khỏi, có nghĩa là sự bảo vệ của bạn phụ thuộc vào các giới hạn an toàn đã được tích hợp sẵn trong các công cụ của bạn. Đó là lúc Phân loại Cấp đo lường (Measurement Category Rating) phát huy tác dụng: nó được thiết kế để cho người dùng biết loại hệ thống điện nào mà thiết bị đo có thể thực hiện phép đo một cách an toàn.

Tuy nhiên, chỉ số điện áp không cho bạn biết mức độ được thiết kế tốt của một công cụ cầm tay để có thể sống sót qua các xung điện áp cao – xếp hạng loại của nó cũng cần phù hợp với môi trường bạn đang làm việc.

---

Điều cần biết về xếp hạng loại quá điện áp

Các tiêu chuẩn xác định xếp hạng loại đo lường đều liên quan đến an toàn. Các tiêu chuẩn an toàn cho thiết bị đo được đặt ra bởi Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) để đảm bảo rằng thiết bị và
người vận hành không bao giờ là mắt xích yếu nhất trong hệ thống – và do đó là vị trí xảy ra lỗi – nếu điện áp thoáng qua xảy ra. Các loại đo lường được định nghĩa dưới đây.

Loại đo lường	Ví dụ
CAT IV	Đề cập đến “nguồn gốc của hệ thống”, tức là nơi kết nối điện áp thấp được thực hiện với điện lưới.Đồng hồ đo điện, thiết bị bảo vệ quá dòng chính Bên ngoài và lối vào dịch vụ, đường dây dịch vụ từ cột đến tòa nhà, chạy giữa đồng hồ và bảng điệnĐường dây trên không đến tòa nhà tách rời, đường dây ngầm đến trạm bơm giếng
CAT III	Thiết bị trong các hệ thống cố định, chẳng hạn như thiết bị đóng cắt và động cơ đa phaHệ thống điện mặt trờiBus và feeder trong các nhà máy công nghiệpFeeders và mạch nhánh ngắn, thiết bị bảng điều khiểnHệ thống chiếu sáng thương mại một phaỔ cắm thiết bị với các kết nối ngắn đến lối vào dịch vụ
CAT II	Thiết bị, dụng cụ cầm tay và các thiết bị gia dụng tương tự khácỔ cắm và mạch nhánh dàiỔ cắm cách xa nguồn CAT III hơn 10 m (30 ft)Ổ cắm cách xa nguồn CAT IV hơn 20 m (60 ft)

Các loại đo lường IEC 61010 áp dụng cho thiết bị thử nghiệm cho các phép đo điện áp <3000 V và tương ứng với các định nghĩa về loại quá điện áp và bảo vệ thoáng qua được xác định cho các hệ thống chính từ IEC 60664.

Việc phân chia hệ thống phân phối điện thành các loại dựa trên thực tế là điện áp thoáng qua năng lượng cao nguy hiểm, chẳng hạn như sét đánh hoặc điện áp thoáng qua chuyển mạch, sẽ bị suy giảm hoặc giảm chấn khi nó đi qua trở kháng (điện trở xoay chiều) của hệ thống. Loại càng cao, dòng điện sự cố tiềm năng càng lớn và điện áp thoáng qua càng cao – đạt đỉnh cao tới 10.000 V cho điện áp chính được đo ở CAT III < 1500 V.

---

Hệ thống điện mặt trời là môi trường loại III

IEC 61730-1 định nghĩa các mô-đun PV là các hệ thống điện được đấu dây vĩnh viễn (Loại III), không phải các ổ cắm điện tại điểm sử dụng (Loại II).

Ngoài việc được kiểm tra theo giá trị điện áp thoáng qua thực tế, các công cụ đo cầm tay phải có mức cách điện tối thiểu – sự kết hợp giữa cách điện rắn, khe hở và dòng rò – giữa các thành phần bên trong và các nút mạch để đáp ứng xếp hạng loại. Cách điện bảo vệ các mạch bên trong chống lại lỗi hồ quang/cháy và người vận hành chống lại điện giật. Điện áp làm việc và xếp hạng loại đo lường càng cao thì yêu cầu cách điện càng lớn.

Trong một loại, xếp hạng điện áp cao hơn biểu thị xếp hạng chịu điện áp thoáng qua cao hơn. Ví dụ: đồng hồ đo CAT III 1500 V có khả năng chống lại điện áp thoáng qua năng lượng cao hơn nhiều và do đó cung cấp khả năng bảo vệ vượt trội so với đồng hồ đo CAT III 1000 V.

---

Điện áp hệ thống điện mặt trời đang tăng lên

Các hệ thống loại quá điện áp III 1500 V đang trở thành tiêu chuẩn mới trong năng lượng mặt trời, mang lại những lợi ích tiết kiệm chi phí và hiệu quả cho chủ sở hữu cơ sở. Mỗi biến tần có thể xử lý nhiều năng lượng hơn, có thể kết nối nhiều tấm hơn theo chuỗi để tạo ra các chuỗi dài hơn, điều này đòi hỏi ít dây và biến tần hơn.

Để đảm bảo an toàn và độ chính xác, việc thực hiện các phép đo trong môi trường loại quá điện áp III đòi hỏi các công cụ được xếp hạng CAT III.

Đồng hồ kẹp dòng điện mặt trời Fluke 393 FC là đồng hồ kẹp TRMS CAT III 1500 V/CAT IV 600 V duy nhất đáp ứng các yêu cầu cách điện cho môi trường CAT III như hệ thống điện mặt trời và đo lên đến 1500 V dc.

Các thử nghiệm điện môi cho kẹp dòng điện CAT III 1000 V là 8000 V pk/7000 V rms. Đối với CAT III 1500 V, nó là 10000 V pk/9700 V rms.

Đồng hồ kẹp dòng Fluke 393 FC CAT III 1500 V TRMS là đồng hồ kẹp dòng duy nhất được xếp hạng CAT III, được xếp hạng phù hợp để sử dụng trong các hệ thống PV 1500 V.

Khi lựa chọn các công cụ đo lường cho các tấm PV, bạn nên xem xét tình huống xấu nhất có thể xảy ra của công việc. Đầu tiên, hãy chọn một đồng hồ đo được xếp hạng cho loại cao nhất mà bạn có thể làm việc. Sau đó, tìm kiếm xếp hạng điện áp phù hợp với nhu cầu của bạn. Chọn công cụ được xếp hạng CAT phù hợp cho môi trường của bạn sẽ giúp bạn và nhóm của bạn thực hiện các phép đo đáng tin cậy đồng thời giảm rủi ro.

393 FC đáp ứng các yêu cầu an toàn đối với thiết bị thử nghiệm (IEC 61010-2-032) tương ứng với mức loại quá điện áp của hệ thống điện PV (IEC 61730-1). Nó cung cấp các phép đo điện áp an toàn và chính xác lên đến 1500 V dc trong các ứng dụng năng lượng mặt trời và pin, với các tính năng giúp công việc dễ dàng hơn:

• Hàm mỏng hơn 25% (so với đồng hồ Fluke 37x) giúp việc thực hiện các phép đo ở những không gian chật hẹp và đông đúc trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn.
• Bảo vệ IP 54 cho các điều kiện ngoài trời bụi bặm và mưa
• Fluke Connect™ thu thập và lưu trữ dữ liệu trên đám mây để có thể truy cập ở mọi nơi
• Bao gồm dây đo cách điện CAT III 1500 V
• Mang lại lời hứa về sự an toàn, độ bền và độ tin cậy đã được chứng minh của Fluke

Tại sao nên sử dụng một công cụ được xếp hạng CAT III trong các hệ thống năng lượng mặt trời? Nó liên quan đến sự an toàn: sự an toàn của bạn. Đừng giao phó sự bảo vệ của bạn (hoặc của nhóm bạn) cho bất kỳ công cụ nào không được xếp hạng đầy đủ cho công việc.