NEC 690标准概述
NEC 690《国家电气规范 – 光伏系统》是美国国家电气规范(National Electrical Code, NEC)的一部分,由美国国家消防协会(NFPA)制定,适用于光伏电站的电气安装,包括光伏阵列、逆变器和相关设备,覆盖低压(≤600V AC或≤1500V DC)和中压系统。该标准规定了光伏系统的电气布线、安全接地、保护装置、安装设计和测试要求,确保系统在北美电网中的安全、可靠运行,常与UL 1741(并网逆变器)和NEC 705(互连系统)结合使用,广泛应用于住宅、商业和工业光伏电站。
标准适用范围
适用对象 | 描述 |
---|---|
光伏系统 | 光伏阵列、逆变器、DC-DC转换器 |
电压等级 | ≤600V AC,≤1500V DC |
应用场景 | 住宅光伏、商业屋顶、地面光伏电站 |
NEC 690技术要求
1. 电气布线要求
确保光伏系统布线安全:
- 导体选择:铜或铝导体,截面根据电流选择,最小14 AWG(约2.08mm²)铜导体。
- 布线保护:使用UV耐受的THWN-2或USE-2绝缘,防止机械和环境损伤。
- 颜色编码:DC正极红/白、负极黑,AC相线黑/红/蓝,中性白,接地绿/黄。
2. 安全接地要求
防止触电和设备故障:
- 接地电阻:≤25Ω(TT系统),≤0.1Ω(TN系统)。
- 等电位连接:光伏模块框架、支架和逆变器接地。
- 接地电极:使用接地棒、板或环,符合NEC 250要求。
3. 保护装置要求
保护系统安全:
- 过流保护:熔断器或断路器,匹配DC/AC电流,断开时间≤0.1s。
- 浪涌保护装置(SPD):DC和AC侧安装,防止雷击。
- 快速关断:符合NEC 690.12,断电后电压降至≤30V(30秒内)。
4. 安装与验收要求
确保光伏系统安装合规:
- 模块安装:固定牢固,符合风载和雪载要求。
- 标签与标识:标示电压、电流、快速关断和安全警告。
- 测试与验收:绝缘电阻≥1 MΩ,接地连续性≤0.1Ω。
NEC 690测试流程
遵循NEC 690的规范测试流程:
- 文件审查与准备:评估光伏系统设计和材料规格。
- 布线检查:验证导体选择、保护和颜色编码。
- 接地测试:测量接地电阻和等电位连接。
- 保护装置测试:检查过流保护、SPD和快速关断功能。
- 安装验收测试:进行绝缘、连续性和功能测试。
- 报告交付:出具NEC合规报告或CNAS/CMA认证的测试报告。
NEC 690应用场景
应用场景 | 描述 | 关键要求 |
---|---|---|
住宅光伏 | 屋顶光伏系统接入低压电网 | 快速关断、接地保护 |
商业光伏 | 商业建筑屋顶光伏,优化能源利用 | 布线保护、SPD安装 |
地面光伏电站 | 大型地面光伏阵列,接入中压电网 | 等电位连接、验收测试 |
光储结合系统 | 光伏与储能协同运行,优化电网负载 | 标签标识、功能测试 |
微电网应用 | 支持孤岛运行和并网模式,确保供电可靠性 | 接地电阻、过流保护 |
关键测试项目详解
电气布线测试
测试项目 | 测试条件 | 判定标准 |
---|---|---|
导体截面 | 负载电流计算 | 最小14 AWG铜导体 |
布线保护 | 视觉检查,UV耐受测试 | 无损伤,正确绝缘 |
颜色编码 | 安装后检查 | DC红/白/黑,AC黑/红/蓝/白 |
接地测试
测试项目 | 测试条件 | 判定标准 |
---|---|---|
接地电阻 | 落锤法或4端子法 | ≤25Ω(TT系统) |
等电位连接 | 连续性测试 | 电阻≤0.1Ω |
接地电极 | 安装后测量 | 符合NEC 250,无腐蚀 |
保护装置测试
测试项目 | 测试条件 | 判定标准 |
---|---|---|
过流保护 | 过载模拟 | 断开时间≤0.1s |
SPD测试 | 浪涌注入 | 吸收浪涌,无故障 |
快速关断 | 断电模拟 | 电压≤30V(30秒内) |
验收测试
测试项目 | 测试条件 | 判定标准 |
---|---|---|
绝缘电阻 | 500V DC | ≥1 MΩ |
连续性 | 接地回路 | ≤0.1Ω |
功能测试 | 整体系统运行 | 正常运行,无异常 |
相关标准对比
标准 | 适用产品 | 主要内容 | 与NEC 690关系 |
---|---|---|---|
NEC 690 | 光伏系统 | 光伏电气安装 | 基础标准 |
NEC 705 | 互连系统 | 并网电源互连 | 补充并网要求 |
UL 1741 | 分布式能源 | 北美并网标准 | 互补逆变器性能和安全 |
AS/NZS 5033 | 光伏阵列 | 澳新光伏安装 | 类似安装要求,区域不同 |
IEC 61730 | 光伏模块 | 模块安全要求 | 补充模块安全规范 |
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