DCアーク障害とは何ですか？
アーク障害は、イオン化されたガス分子を経由してエアギャップを通過する電気エネルギーの流れです。空気は通常、非導電性媒体と見なされますが、近接する2つの導体間の高い電位差（電圧）により、空気分子がイオン化された構成要素に分解される可能性があります（‘プラズマ’）、これにより、一方の電極からもう一方の電極に電荷を運ぶことができます。
電気アークの温度は、電流のレベルなどの多くの要因に依存しますが、一般的なPVシステムでは、ガラス、銅、アルミニウムを溶かし、周囲の材料の燃焼を開始するのに十分な高温になります。
DCアーク障害は、PVソーラーシステムのDCケーブルで発生します。
回路図– 保護されていないDCケーブルを備えたストリングインバーターソーラーシステム。 DCアーク障害にさらされたケーブル、ジョイント、および電気機器は赤で示されています
AC電気システムでアークが問題になっていますか？番号
アーク放電は、通常のAC電気システムでは一般的な危険とは見なされていません。これは、電気業界の標準、慣行、およびコンポーネントの設計が過去100年ほどにわたって進化し、最新のAC設備が非常に安全になるためです。
ACシステムでは、電圧が交互になるとACアークが自己消火する傾向があり、標準のグリッド電源では1秒間に100回0ボルトを通過するため、アークはそれほど問題になりません。アークが自立するためには、アークを開始するための条件が継続的に存在する必要があります。 DCは連続電圧のままであり、アークが確立されると、DC電圧が
DCアーク障害はすべての太陽系で発生しますか？番号
DCアーク障害は、約80ボルトDCを超える保護されていないDC電圧回路を備えたストリングインバータシステムでのみ発生します。
太陽系のどこでDCアーク障害が発生しますか？
障害は、屋根のソーラーモジュールから通常は主配電盤に隣接して設置されているストリングインバーターまでのDCケーブルのどこでも発生する可能性があります。小規模な家庭用ソーラーシステム（2kW）のDC回路には約26の接続があり、ソーラー設置者によって現場で影響を受け、5kWシステムでは約50の接続があります。ソーラー設置業者によって行われるこれらの接続はすべて、潜在的な障害点です。
ソーラーモジュール、DCアイソレーター、ストリングインバーターの内部には、潜在的な障害点となる追加の接続もあります。
ストリングインバーターを使用するソーラーシステムで発生するDCアーク障害のタイプは何ですか？
DCアーク障害には3つの一般的なタイプがあります。
シリーズ– 直列アークは、PVが電流を生成しているときに接続が切断されると発生します。 DC回路の断続的な接続は、DCアーク障害を引き起こす可能性があります。これらの接続には、モジュール内のはんだ接合、圧縮タイプのワイヤ接続、PVモジュールに接続されたリード線で使用されるコネクタ、DCアイソレータの接続、インバータの接続、インバータのDC回路、またはストリング回路。
平行– 並列アークは、絶縁システムに故障があり、電流が正と負の間を流れるときに発生します。同じDC回路内の反対の極性の2つの導体は、多くの場合、互いに近接して実行されます。 2本のワイヤー間の絶縁は、動物がそれらを噛む、UV破壊、脆化、亀裂、湿気の侵入、および機械的損傷のために効果がなくなる可能性があります。平行アーク障害は、導体に沿ってアレイ燃焼材料に向かって継続する可能性があります。
接地する– この障害は、1つの絶縁システムの接地の障害のみを必要とします。これは、ソーラーモジュールフレーム、ソーラーアレイラック、屋根、またはその他の接地面にすることができます。
多くの場合、障害は1つのタイプの障害（たとえば、直列障害）として始まりますが、別のタイプの障害（たとえば、並列障害）に発展する可能性があります。
何がDCアーク障害を引き起こす可能性がありますか？
次の理由による導体の導通の故障：
·取り付け不良によるジョイントの緩み
·接続品質が悪いためにジョイントが緩んでいる
·時間の経過に伴う接合部の腐食
絶縁システムの故障：
·紫外線曝露による時間の経過に伴う絶縁劣化
·温度変化による時間の経過に伴う断熱材の亀裂（高温– コールド）
·経年劣化による絶縁劣化
·げっ歯類、昆虫、鳥による断熱材の損傷
·設置中の断熱材の損傷
·将来の建築工事による断熱材の損傷
·ケーブル、導管への水の浸入。
·設置不良によるDCアイソレータへの水の浸入
·時間の経過に伴うシールの劣化によるDCアイソレータへの水の浸入
·インバータへの水の浸入
·ソーラーモジュールまたはジャンクションボックスへの水の浸入
DCアーク障害は心配するものですか？はい
DCアーク障害は、オーストラリアで400件を超える国内および商業ビルの火災の根本原因として特定されています。– 居住者の安全を危険にさらし、物的損害を引き起こす建物の火災。 DCアーク障害は、ソーラー機器にも重大な損傷を引き起こします。
最高品質のDCケーブルコンポーネントは、細心の注意を払って選択および設置できます。ただし、ケーブルの絶縁と導体の劣化は時間の経過とともに発生し、DCアーク障害を引き起こす可能性があります。
DCアーク障害を確認または聞いた場合、インバーターをオフにするとアークを停止できますか？番号
DCアーク障害は、ソーラーアレイの下のDCケーブル、屋根のソーラーアレイからストリングインバーター、さらにはストリングインバーターの内部までのDCケーブルに沿って発生します。インバータをオフにしても、DC配線はオフになりません。ソーラーアレイからインバーターへのDC配線は、太陽が輝いているときはいつでも稼働しており、この配線を分離する方法はありません。したがって、インバータをオフにしても、DCアーク障害は抑制されません。障害の場所によっては、屋上DCアイソレータを操作すると、障害が分離されてアークが消える場合がありますが、これには、屋根にアクセスして適切なDCアイソレータを見つける必要があります。アイソレータでDCアーク障害を中断することは、それ自体の危険がないわけではなく、最後の手段としてのみ見なされます。
アーク故障保護を内蔵したストリングインバーターは、あらゆるタイプのDCアーク故障を保護しますか？番号
アーク故障検出機能を内蔵したストリングインバーターがいくつかあります。ただし、これらは上記のすべてのタイプのDCアーク障害を検出および分離するわけではありません。
アーク検出機能が組み込まれたインバータは、アークによって生成されたDCケーブルのノイズを使用してDCアーク障害を識別します。アークが検出されると、インバーターのDC回路が分離されます。これは消火します‘シリーズ’ アークが消えない‘平行’ または‘接地’ フォールトアーク。ソーラーアレイの下からインバーターまでのDCケーブルは、DC回路がインバーターで絶縁されている場合は稼働したままになります。並列または地絡は、DCアーク障害保護付きのストリングインバーターを使用してソーラーシステムでアークを継続します。
DCアーク障害はDCアイソレータでのみ発生しますか？番号
一部のソーラー設置業者の間では、DCアーク障害はDCアイソレータでのみ発生するという共通の信念があります。これは正しくありません。 DCアーク障害は、DCケーブルに接続がある場合、ケーブルの導通の障害、または絶縁の障害がある場合に発生します。これは、ソーラーモジュール、DCコネクタ、DCケーブル、DCアイソレータのジョイント、またはインバータの内部で発生しています。
屋上DCアイソレータを取り外すことは、DCアーク障害を減らすためのオプションですか？番号
屋上DCアイソレータを設置しないことで、将来的に故障する可能性を確実に排除できます。ただし、基本的な電気理論では、発電機をできるだけ電源の近くに隔離できる必要があるとされています。たとえば、屋根の空洞内のDCケーブル、またはソーラーモジュールとストリングインバーターの間のどこかで障害が発生した場合、障害を特定するために電源をオフにする方法をシステムに提供する必要があります。不幸なことにDC配線に接触した場合、標準的な安全な救助手順は、救助を試みる前に電源を隔離することです。
そのため、屋上DCアイソレータを取り外すことは、故障を防ぐ簡単な方法のように思えるかもしれませんが、障害や事故が発生した場合にソーラーアレイを絶縁する手段がないままシステムを離れることは現実的ではありません。
DCアイソレータを取り外すと、DCアーク障害が防止されますか？番号
DCアーク障害は、DCケーブルに接続がある場合、ケーブルの導通の障害、またはケーブルの絶縁の障害が発生する場合に発生します。 DCアイソレータがジャンクションボックスまたはDCコネクタマーシャリングボックスに交換された場合、このポイントおよびDC回路の他のポイントで障害が引き続き発生します。
DCアーク障害を防ぐための最も効果的なアプローチは、マイクロインバーターを使用するか、安全なDCを備えたDC最適化システムを使用して、危険なDC電圧の存在を排除することです。
ストリングインバーターを備えたソーラーシステムが古くなるにつれて、DCアーク障害の可能性は高まりますか？はい
DCアーク障害の可能性は、ソーラーシステムが古くなるにつれて増加します。これは、DC配線の接合部が時間の経過とともに腐食してインピーダンスが増加し、熱と接合部の導通の破壊を引き起こしてDCアーク障害を引き起こすためです。また、アイソレータ、コンジットなどのシールは時間の経過とともに劣化し、水の増加を可能にして、DCアーク障害を引き起こす可能性があります。
げっ歯類、昆虫、鳥は断熱材を損傷する可能性があり、将来の作業は断熱材を損傷する可能性があり、断熱材は時間の経過とともに単に劣化する可能性があります。
DCソーラーシステムがオーストラリア規格（AS5033）に従って設置され、高品質の機器と設置方法が使用されている限り、システムは‘安全’?番号
検討された設備により火災が発生した事例は数多くあります。‘高品質’ それがインストールされたとき、製造または設計上の欠陥のために数年後にメーカーによってリコールされただけでした。多くの場合、これらの欠陥は、システムが数年間動作するまで現れません。
ソーラーシステムを溝に設置することは、特に暑くて不快な状況では、困難で、時には危険な作業です。これらの条件は完璧な仕上がりを助長するものではなく、ジャンクションボックスまたはDCアイソレータを正しいトルクで締めないために集中力が一瞬経過するだけです。– 水の浸入により、最終的には失敗します。実際の経験では、最高の商人でさえ時々間違いを犯す可能性があり、DCシステムではこれらの間違いは壊滅的な結果をもたらす可能性があります。
オーストラリア規格（特にAS5033）は、太陽系内のDCアーク障害の考えられる原因をすべて排除するために多大な努力を払っています。厳格な検査体制が整っており（通常の電気設備よりもはるかに厳しい）、オーストラリアではDCソーラーシステムで毎日発生する壊滅的なDCアーク障害の例が数多くあります。これだけで、既存のオーストラリア規格に従うだけでDCアーク障害を排除できるかどうかに関する質問に答えることができます。
DCアーク障害のリスクを排除する唯一の方法は、危険なDC電圧自体をシステムから排除するか、障害が発生した場合にシステム電圧を安全なレベルに下げるように特別に設計された技術を使用することです。
定期的なメンテナンスで、ストリングインバーターと保護されていないDCケーブルを備えたソーラーシステムのDCアーク障害を防ぐことができますか？番号
保護されていない中電圧DCケーブルを備えたDCソーラーシステムがオーストラリア規格AS5033に準拠して設置され、定期的に保守されている場合、それは完全に安全であるという一般的な信念があります。本当じゃない。ソーラー設置業者は、ソーラーシステムを定期的に保守できます。ただし、検査後の夜、または検査後の夜でも、げっ歯類、ポッサムなどがDCケーブルの絶縁体を噛む可能性があります。太陽が昇ると、ソーラーパネルが発電を開始し、裸の導体が活気づき、DCアーク障害と建物の火災を引き起こします。ソーラー設置者がすべてのシールが防水性で水の浸入を防止していることを確認し、すべてのケーブルジョイントが腐食していないことや高インピーダンスにさらされていないことを確認することは事実上不可能です。
ストリングインバーターと保護されていないDCケーブルを備えたソーラーシステムのDCアーク障害を防ぐことができるメンテナンスプログラムはありません。
これはオーストラリアでのみ発生しますか？番号
米国は、この問題への取り組みにおいてオーストラリアをリードしています。 2014年に、彼らはNational Electric Code（NEC）を介して、ソーラーアレイの迅速なシャットダウン要件を導入しました。これにより、システムの電源がオフになると、ルーフからインバーターまでのDCケーブルの電源が切れます。これは助けになりましたが、ソーラーアレイでのDCアーク障害の事件は続いています。そのため、彼らは現在、システムがシャットダウンされたときにアレイ内の最大DC電圧を80V DC以下に制限するために、ソーラーパネルレベルの急速シャットダウンに関するNEC2017による対策を導入することを計画しています。ソーラーパネルレベルの急速なシャットダウンは、緊急サービスやソーラーシステムに接触する可能性のある人の安全性を向上させます。
英国はこの問題を認識し、DCアーク障害によって引き起こされた太陽光発電の詳細な調査を実施しています。
（https://www.acsolarwarehouse.com/からの参照）
