Mục lục · 11 phần
Công tắc DC (DC switch) là thiết bị đóng cắt dùng để đóng, ngắt dòng điện một chiều (DC) giữa dàn pin mặt trời (PV) và biến tần (inverter), và khi ở vị trí mở tạo cách ly an toàn để bảo trì.[1][2] Thiết bị đóng cắt-cách ly (switch-disconnector) trong BS 7671 là công tắc ở vị trí mở đạt yêu cầu cách ly quy định cho dao cách ly.[2] Hệ PV không có điện áp định mức cố định như lưới AC, điện áp của hệ phụ thuộc số tấm pin nối tiếp.[2] Với hệ số nhiệt độ 1,2, một chuỗi 10 tấm, mỗi tấm 40 V, có điện áp thiết kế 10 × 40 × 1,2 = 480 V.[1] Hai chuỗi song song, mỗi chuỗi 14 A, có dòng thiết kế 2 × 14 × 1,25 = 35 A.[1] Người lắp đặt dùng hai con số lớn nhất này, không dùng giá trị ở điều kiện thử chuẩn, khi chọn công tắc DC.[2][1]
Thiết bị tự cắt mạch khi quá dòng được trình bày ở bài CB DC chuyên dụng cho điện năng lượng mặt trời.
Tóm tắt nhanh
| Mục | Thông tin chính |
|---|---|
| Tên tiếng Anh | DC switch; tài liệu tiếng Anh gọi là DC switch-disconnector hoặc DC isolator[1][2] |
| Định nghĩa | Công tắc DC (DC switch) là thiết bị đóng cắt dùng để đóng, ngắt dòng điện một chiều (DC) giữa dàn pin mặt trời (PV) và biến tần (inverter), và khi ở vị trí mở tạo cách ly an toàn để bảo trì[1][2] |
| Tên trong TCVN | Thiết bị đóng cắt-cách ly, theo TCVN 7447-7-712:2019[4] |
| Tiêu chuẩn sản phẩm | IEC 60947-3:2020, ấn bản 4.0; Phụ lục D cho ứng dụng DC quang điện[5][6] |
| Loại sử dụng cho PV | DC-PV0, DC-PV1, DC-PV2; DC-PV2 dùng khi có chuỗi song song[1][2] |
| Vì sao cắt DC khó hơn AC | Nguồn AC 50 Hz qua điểm không mỗi 10 ms, nguồn DC không có điểm không[1] |
| Điện áp thiết kế | Uoc max = số tấm × Uoc ở STC × hệ số nhiệt độ; bảng NEC 690.7 cho hệ số 1,20 ở -10 °F, khoảng -23,3 °C[1][7] |
| Dòng thiết kế | Isc max = số chuỗi × Isc ở STC × 1,25[1][8] |
| Rủi ro cháy | Khoảng 30% sự cố trong cơ sở dữ liệu cháy PV tại Anh do hỏng công tắc DC[3] |
| Ví dụ công tắc rời | Kraus & Naimer G20S.TD3202.E: 1 × 2 cực, 1.000 V DC, 20 A ở DC-PV2[9] |
1. Công tắc DC (DC switch) là gì?
Công tắc DC (DC switch) là thiết bị đóng cắt dùng để đóng, ngắt dòng điện một chiều (DC) giữa dàn pin mặt trời (PV) và biến tần (inverter), và khi ở vị trí mở tạo cách ly an toàn để bảo trì.[1][2] Biến tần cần phương tiện cách ly ở cả phía AC và phía DC để bảo trì an toàn.[1] Công tắc DC phải đóng được, ngắt được và cách ly được, và khả năng này được thể hiện bằng ký hiệu trên thiết bị.[1] Thiết bị đóng cắt-cách ly dùng cho mục đích này phải phù hợp tiêu chuẩn sản phẩm IEC 60947-3.[2]
Khái niệm công tắc DC hệ thống solar theo tiêu chuẩn IEC
Khái niệm công tắc DC hệ thống solar dựa trên IEC 60947-3 về công tắc, dao cách ly, thiết bị đóng cắt-cách ly và bộ kết hợp cầu chì.[5] Dao cách ly theo IEC 60947-3 là thiết bị đóng cắt cơ khí, ở vị trí mở đáp ứng các yêu cầu của chức năng cách ly.[6] Thiết bị đóng cắt-cách ly là công tắc ở vị trí mở đạt yêu cầu cách ly quy định cho dao cách ly.[2] Công tắc DC trong hệ PV vừa đóng cắt được dòng làm việc, vừa cách ly được như dao cách ly.[1]

Phạm vi điện áp của IEC 60947-3
IEC 60947-3 áp dụng cho thiết bị đóng cắt có điện áp định mức không quá 1.000 V AC hoặc 1.500 V DC.[6] Phụ lục D của IEC 60947-3 nêu yêu cầu riêng cho thiết bị dùng trong ứng dụng DC quang điện (PV).[6] Điện áp làm việc của hệ PV đã tăng tới 1.500 V, đặt thêm yêu cầu cho thiết bị đóng cắt.[10]
Tên gọi khác: DC isolator và thiết bị đóng cắt-cách ly
Tài liệu tiếng Anh gọi công tắc DC là DC switch-disconnector hoặc DC isolator.[1][2] Thiết bị đóng cắt-cách ly còn được gọi là công tắc cách ly (isolating switch).[2] TCVN 7447-7-712:2019 dùng tên thiết bị đóng cắt-cách ly cho thiết bị cách ly dàn PV.[4] Datasheet biến tần Fronius Symo GEN24 10.0 Plus ghi công tắc tích hợp dưới tên DC disconnector.[11]
Công tắc DC tích hợp trong biến tần và công tắc DC rời
Biến tần Fronius Symo GEN24 6 đến 10 kW Plus có công tắc DC tích hợp ở phía đầu vào, đóng, ngắt và cách ly theo IEC 60947-3.[12] Kraus & Naimer có các dòng dao cách ly phía DC lắp rời theo IEC 60364-712.[9] Catalogue năm 2024 của hãng gồm dòng KG lắp thanh ray hoặc trong vỏ hộp và dòng G20S lắp mặt tủ.[9] Thiết bị đóng cắt-cách ly ở phía AC và phía DC của biến tần được lắp để phục vụ bảo dưỡng biến tần.[13]
Tìm hiểu về công tắc DC năng lượng mặt trời qua sơ đồ hệ thống
Trên sơ đồ hệ PV, công tắc DC chính nằm giữa dây dẫn DC và biến tần.[14] Phía một chiều là phần hệ thống lắp đặt PV từ các tấm pin đến các đầu nối một chiều của bộ chuyển đổi công suất PV (PCE).[4] Hộp kết hợp dàn PV có thể chứa thêm cơ cấu bảo vệ quá dòng và thiết bị đóng cắt-cách ly.[4] Hộp đấu dàn có cầu chì bảo vệ chuỗi cần có thêm một công tắc chính.[15]
Định nghĩa ở mục 1 cho thấy công tắc DC phải đóng, ngắt và cách ly. Mục 2 xét vai trò của từng chức năng này trong vận hành hệ PV.

2. Vai trò công tắc DC trong hệ thống điện mặt trời
Vai trò công tắc DC trong hệ thống điện mặt trời là cách ly biến tần khỏi dàn pin khi bảo trì và khi có sự cố.[1][16]
Chức năng công tắc DC trong điện mặt trời
Chức năng công tắc DC trong điện mặt trời gồm ba việc: đóng mạch, ngắt mạch và cách ly.[1] Phương tiện cách ly của biến tần cần có định mức cắt khi đang có tải.[1] Thiết bị phù hợp IEC 60947-3 được chọn để bảo đảm đóng cắt được khi có tải.[2] Thiết bị loại DC-PV0 không cắt được khi có tải, nên không được dùng ở vị trí này.[2]

Cách ly biến tần để bảo trì an toàn
Thiết bị đóng cắt-cách ly ở phía AC và phía DC được lắp để phục vụ bảo dưỡng biến tần.[13] Công tắc còn cần khi thay cầu chì trong hộp kết hợp chuỗi và hộp đấu dàn.[13] Trước khi mở biến tần Fronius Symo GEN24 Plus, phía đầu vào và phía đầu ra phải được cắt điện và tách ra.[12] Tụ điện bên trong biến tần này cần 2 phút để xả hết điện.[12]
Tầm quan trọng công tắc DC cho hệ thống solar
Tầm quan trọng công tắc DC cho hệ thống solar thể hiện ở yêu cầu từng dàn PV phải có thiết bị đóng cắt-cách ly để cách ly PCE.[4] Dòng ngắn mạch do tấm pin tạo ra quá nhỏ để kích hoạt cơ cấu tự ngắt của nguồn.[15] Dòng ngắn mạch là dòng qua cell khi điện áp hai đầu cell bằng không.[17] Dòng ngắn mạch phụ thuộc trực tiếp vào cường độ ánh sáng chiếu tới cell.[17]
Ý nghĩa của công tắc DC trong hệ thống solar khi có sự cố
Ý nghĩa của công tắc DC trong hệ thống solar khi có sự cố là bảo đảm biến tần được tách khỏi các tấm pin.[16] Với biến tần Fronius Symo GEN24 Plus, xoay công tắc DC tích hợp về vị trí Off còn chấm dứt nguồn cấp dự phòng.[12]
Phần dàn pin khi công tắc DC đã mở
Công tắc DC tách biến tần khỏi các tấm pin khi có sự cố.[16] Bản thân hệ PV gần như luôn có điện, kể cả khi trời u ám.[14] Phản hồi của lực lượng cứu hỏa Anh ghi nhận khó khăn không cách ly được cáp PV đang có điện.[3] Lực lượng này cho biết việc hệ thống còn điện không ngăn họ dập đám cháy.[3] Giải pháp hạ điện áp ngay tại dàn pin được trình bày ở bài Ngắt nhanh RSD.
Mục 2 đã nêu vai trò đóng, ngắt và cách ly của công tắc DC. Mục 3 trình bày các bộ phận chính của thiết bị.
3. Cấu tạo của công tắc DC điện mặt trời
Cấu tạo của công tắc DC điện mặt trời được trình bày theo bốn phần: tiếp điểm, hệ thống dập hồ quang, số cực và vỏ hộp.

Cơ cấu lò xo và tiếp điểm
Công tắc DC thường dùng cơ cấu lò xo và tiếp điểm thiết kế riêng.[1] Tiếp điểm của thiết bị cắt DC phải chịu hồ quang mạnh và kéo dài hơn so với thiết bị cắt AC.[1] Khi kiểm tra, tiếp điểm ở trạng thái đóng không được có điện trở tiếp xúc.[1]
Hệ thống dập hồ quang
Thiết bị cắt DC dập hồ quang bằng từ trường tự sinh hoặc từ trường của nam châm vĩnh cửu, kèm buồng gốm hoặc buồng khử ion.[10] Một loại công tắc xoay dùng buồng dập dạng khe, không dùng từ trường.[10] Việc cắt dòng tin cậy trong mạng PV đòi hỏi chú trọng hơn tới thiết kế thiết bị đóng cắt và bảo vệ.[10]
Số cực và cầu nối nối tiếp
Công tắc DC thường có cấu hình hai cực hoặc bốn cực.[1] Nhiều cực hơn tạo khe hồ quang lớn hơn, nên hồ quang khi cắt dòng được kéo dài hơn.[1] Các dòng KG20A/KG32A/KG41B, KG80, KG20B/KG32B/KG41B và KG80C của Kraus & Naimer có mẫu 6 hoặc 8 tiếp điểm cho mỗi mạch hai cực.[9] Số tiếp điểm này ứng với 2 × 3 hoặc 2 × 4 tiếp điểm nối tiếp.[9] Cầu nối giữa các cực do nhà sản xuất cung cấp, đôi khi phải đặt mua riêng.[1] Catalogue dao cách ly PV của Kraus & Naimer ghi thông số chỉ đúng khi cầu nối lắp sẵn không bị thay đổi.[9]
Tay xoay, vị trí khóa và ký hiệu chức năng
Công tắc DC tích hợp trên biến tần Fronius Symo GEN24 Plus có ba vị trí: khóa và tắt (xoay sang trái), tắt và bật.[12] Ở vị trí khóa tắt và vị trí bật, công tắc này khóa được bằng ổ khóa móc tiêu chuẩn.[12] Dao cách ly thông thường là thiết bị hai vị trí vận hành bằng tay, khóa được, cách ly an toàn cho mạch khi khóa ở vị trí mở.[18] Công tắc DC mang ký hiệu cho biết chức năng của thiết bị.[2]
Vỏ hộp, cực đấu dây và lối cáp
Cực đấu của dao cách ly Kraus & Naimer G20S đạt cấp bảo vệ IP20, kiểu lắp mặt tủ qua lỗ đơn 16 mm đạt IP66.[9] Cáp DC thường dùng ruột dẫn cấp 5, loại mềm.[2] Cực đấu chỉ hợp với ruột dẫn mềm cấp 5 được đánh ký hiệu f.[2] Một số nhà sản xuất yêu cầu lắp đầu cốt dạng ống cho dây nhiều sợi mảnh.[1] Lối cáp đi vào từ đáy vỏ hộp giúp hạn chế nước lọt vào thiết bị đặt ngoài trời.[1][2]
Mục 4 giải thích cách các bộ phận trên phối hợp để cắt dòng DC.
4. Cách thức hoạt động công tắc DC trong solar
Cách thức hoạt động công tắc DC trong solar là tách tiếp điểm, rồi nâng điện áp hồ quang lên cao hơn điện áp nguồn để đưa dòng về không.[19][10] Cơ chế này khác thiết bị cắt AC vì dòng DC không tự đi qua điểm không.[1][19]
Vì sao ngắt dòng DC khó hơn dòng AC
Ngắt mạch DC khó hơn ngắt một mạch AC tương đương.[1][20] Nguồn AC 50 Hz đi qua điểm không mỗi 10 mili giây, giúp dập hồ quang khi cắt có tải.[1] Hệ DC không có điểm không, nên tiếp điểm phải chịu hồ quang mạnh và kéo dài hơn nhiều.[1] Vì thiếu điểm không tự nhiên, công nghệ thiết bị đóng cắt AC không áp dụng được cho mạch DC.[19]

Điều kiện dập tắt hồ quang DC
Để đưa dòng DC về không, điện áp hồ quang phải lớn hơn cả điện áp nguồn và điện áp cảm ứng quá độ.[19] Thiết bị cắt DC phải tự tạo ra điểm không của dòng điện.[20] Với nguồn PV, công tắc phải tạo điện áp hồ quang cao hơn nhiều so với các trường hợp nguồn thông thường.[10]
Hằng số thời gian L/R và năng lượng hồ quang
Hằng số thời gian của mạch DC bằng điện cảm L chia cho điện trở R.[19] Hằng số thời gian càng lớn, thời gian cháy hồ quang càng dài.[19] Thiết bị cắt DC phải tiêu tán năng lượng từ trường tích trong mạch, đồng thời không tạo ra quá áp quá cao.[20] Hồ quang sinh ra do đấu nối lỏng hoặc hỏng cách điện được trình bày ở bài Lỗi hồ quang DC.
Nguồn PV làm hồ quang tích nhiều năng lượng hơn
Trong mô phỏng, năng lượng hồ quang với nguồn PV là 172 J, với nguồn thông thường là 93 J, khi điện áp hồ quang tăng tuyến tính.[10] Tỉ số giữa hai mức năng lượng này là 172 / 93 ≈ 1,85 lần. Khi điện áp hồ quang tăng theo hàm bậc hai, hai mức năng lượng giảm còn 72 J và 35 J.[10] Kết quả tốt nhất đạt được khi điện áp hồ quang của công tắc tăng theo hàm bậc hai.[10]
Cắt không tải và cắt có tải
Cắt không tải là thao tác công tắc khi biến tần đã tắt, lúc không có dòng chạy qua.[1] Cắt có tải là thao tác khi dòng đang chạy, và đòi hỏi thiết bị có định mức cắt có tải.[1][2] Dao cách ly chỉ đóng mở mạch khi dòng bị cắt hoặc được đóng là không đáng kể.[21]
Dòng chạy hai chiều khi có chuỗi song song
Khi một chuỗi bị sự cố, dòng từ các chuỗi còn tốt chạy ngược vào chuỗi hỏng.[15] Loại sử dụng DC-PV2 dành cho mạch PV có thể xuất hiện quá dòng đáng kể và dòng chạy theo cả hai chiều.[1][9]
Khả năng đóng cắt mạch PV của thiết bị được IEC 60947-3 phân thành các loại sử dụng.[6] Mục 5 trình bày các loại này.
5. Tiêu chuẩn IEC 60947-3 và loại sử dụng DC-PV
Tiêu chuẩn sản phẩm của công tắc DC là IEC 60947-3, ấn bản 4.0 phát hành ngày 22/04/2020.[5] Thiết bị đóng cắt-cách ly phải phù hợp IEC 60947-3 để bảo đảm đóng cắt được khi có tải.[2]
Ấn bản IEC 60947-3:2020 và sửa đổi năm 2025
IEC 60947-3:2020 thay thế ấn bản thứ ba năm 2008 cùng hai sửa đổi năm 2012 và năm 2015.[5] IEC Webstore liệt kê bản hợp nhất IEC 60947-3:2020+AMD1:2025.[5] Ấn bản 2020 bổ sung phép thử dòng tải tới hạn cho công tắc DC, tại mục 9.3.9.[5]
Phụ lục D cho ứng dụng DC quang điện
Phụ lục D của IEC 60947-3:2020 nêu yêu cầu riêng cho thiết bị dùng trong ứng dụng DC quang điện.[6] Bảng D.1 của Phụ lục D liệt kê các loại sử dụng cho ứng dụng này.[6] Thiết bị phù hợp phải đóng, ngắt và cách ly được, và điều này được đánh dấu trên thiết bị.[1]
Loại sử dụng DC-PV (DC-PV utilization category) là gì?
Loại sử dụng DC-PV (DC-PV utilization category) là nhóm định mức của IEC 60947-3 mô tả điều kiện đóng cắt mạch PV của thiết bị.[1][6] Ba loại DC-PV0, DC-PV1 và DC-PV2 khác nhau ở dòng và quá dòng thiết bị phải đóng cắt được.[1]
| Loại sử dụng | Điều kiện đóng cắt | Dùng cho |
|---|---|---|
| DC-PV0 | Mở và đóng mạch PV khi không có dòng, không có định mức đóng hay cắt dòng[1] | Không dùng để cách ly biến tần khi cần cắt dòng[1] |
| DC-PV1 | Mở và đóng một hoặc vài chuỗi PV không thể có quá dòng đáng kể[1] | Dàn không có chuỗi song song[1] |
| DC-PV2 | Mở và đóng mạch PV có thể có quá dòng đáng kể, dòng chạy hai chiều[1][9] | Nhiều chuỗi đấu song song[1][2] |

Chọn DC-PV1 hay DC-PV2 theo số chuỗi song song
DC-PV1 có thể phù hợp khi dàn không có chuỗi song song.[1] DC-PV2 cần khi nhiều chuỗi đấu song song.[2] Dòng ngắn mạch của mạch PV tăng theo số tấm pin hoặc số chuỗi đấu song song.[2] Cách chia chuỗi vào từng đầu vào của biến tần được trình bày ở bài Số chuỗi PV trên mỗi MPPT.
Khả năng cắt DC-21B và DC-22B
Loại DC-21B là đóng cắt tải điện trở, kể cả quá tải vừa phải.[9] Công tắc DC cần có khả năng cắt dòng một chiều phù hợp, ít nhất mức DC-22B, theo hướng dẫn phòng cháy hệ PV bản tiếng Anh năm 2018.[14]
Hạn chế của công tắc AC và thiết bị cho nguồn DC thông thường trong hệ PV
Các mẫu công tắc vốn thiết kế cho AC khó giữ tin cậy suốt tuổi thọ của hệ PV.[3] Một số vụ cháy hệ PV tại Anh bắt nguồn từ công tắc DC có thiết kế tiếp điểm kém.[3] Thiết bị đóng cắt thiết kế cho nguồn DC thông thường chưa chắc ngắt được máy phát PV có cùng Isc và Uoc.[14]
IEC 60947-3 xếp công tắc DC cạnh dao cách ly và bộ kết hợp cầu chì.[5] Mục 6 phân biệt công tắc DC với các thiết bị bảo vệ đặt trên cùng mạch DC.
6. Phân biệt công tắc DC với CB DC, cầu chì và ngắt nhanh RSD
Công tắc DC là thiết bị đóng cắt và cách ly, không có chức năng bảo vệ mạch như áptômát (CB) hay cầu chì.[18][22] Các thiết bị này có thể đặt chung trong hộp kết hợp dàn PV.[4]
Dao cách ly (Disconnector) là gì?
Dao cách ly (Disconnector) là thiết bị đóng cắt cơ khí ở vị trí mở tạo ra khoảng cách ly theo yêu cầu quy định.[21] Dao cách ly mang được dòng ở điều kiện bình thường, và mang được dòng ngắn mạch trong thời gian quy định.[21] Dao cách ly không được thiết kế để đóng hay cắt dòng điện.[18]
Công tắc DC và CB DC khác nhau thế nào?
Áptômát (CB) tự cắt khi dòng vượt ngưỡng đặt, và cắt nhanh khi dòng sự cố lớn.[22] Công tắc cắt tải là thiết bị không tự động, đóng mở mạch có tải ở điều kiện bình thường, không bảo vệ mạch.[18] Trong dàn PV, áptômát có phần tử bảo vệ quá dòng cũng có thể làm phương tiện ngắt kết nối.[4] Đặc tính của CB DC được trình bày ở bài Bộ ngắt mạch năng lượng mặt trời.
Công tắc DC và cầu chì chuỗi
Thiết bị cắt tải được dùng để tách cầu chì khỏi biến tần, nhờ đó ống cầu chì được thay an toàn.[15] IEC 60947-3 định nghĩa công tắc có cầu chì (switch-fuse) là công tắc có cầu chì nối tiếp ở một hoặc nhiều cực.[6] Cách chọn cầu chì cho chuỗi pin được trình bày ở bài Cầu chì chuỗi DC.
Công tắc DC và ngắt nhanh RSD
Công tắc DC ở biến tần tách biến tần khỏi các tấm pin.[16] Yêu cầu và cách thực hiện ngắt nhanh được trình bày ở bài Ngắt nhanh RSD.
Bảng phân biệt bốn thiết bị trên mạch DC
| Thiết bị | Đóng cắt dòng làm việc | Cách ly | Tự cắt khi quá dòng |
|---|---|---|---|
| Dao cách ly | Chỉ khi dòng không đáng kể[21] | Có khoảng cách ly ở vị trí mở[21] | Không thiết kế để cắt dòng[18] |
| Công tắc DC (thiết bị đóng cắt-cách ly) | Có, theo loại DC-PV1 hoặc DC-PV2[1] | Đạt yêu cầu cách ly của dao cách ly[2] | Không bảo vệ mạch[18] |
| Áptômát (CB) | Cắt được dòng sự cố tới khả năng cắt Icu[22] | Có thể làm phương tiện ngắt kết nối trong dàn PV[4] | Có, theo ngưỡng đặt[22] |
| Cầu chì chuỗi | Cần thiết bị cắt tải để tách khỏi biến tần[15] | Cần công tắc chính đi kèm trong hộp đấu dàn[15] | Có, bảo vệ chuỗi khỏi dòng ngược[15] |
Mục 7 trình bày cách tính định mức điện áp, dòng điện và số cực cho công tắc DC.

7. Cách chọn định mức điện áp, dòng điện và số cực cho công tắc DC
Định mức của công tắc DC được chọn theo điện áp hở mạch lớn nhất (Uoc max) và dòng ngắn mạch lớn nhất (Isc max) của mạch PV.[2] Hai giá trị này được tính từ thông số của tấm pin ở điều kiện thử chuẩn (STC), nhân hệ số cho điều kiện thực tế.[1]
Điện áp thiết kế Uoc max của chuỗi
Điện áp lớn nhất có thể có là điện áp hở mạch của dàn pin ở nhiệt độ thấp nhất dự kiến.[7] Công thức là: Điện áp hở mạch lớn nhất của chuỗi (V) = Số tấm nối tiếp × Điện áp hở mạch của tấm ở STC (V) × Hệ số nhiệt độ.[1][7] Trong công thức chọn công tắc DC, hệ số 1,2 tính phần điện áp tăng khi nhiệt độ thấp hơn STC.[1] Bảng 690.7 của NEC Hoa Kỳ cho hệ số 1,20 khi nhiệt độ thấp nhất là -10 °F, tức (-10 - 32) × 5 / 9 ≈ -23,3 °C.[7] Ở nhiệt độ thấp nhất -10 °F, chuỗi 10 tấm, mỗi tấm 38 V, có điện áp lớn nhất 10 × 38 × 1,20 = 456 V.[7]

Tính Uoc max theo hệ số nhiệt độ của tấm pin
Điện áp lớn nhất cũng tính được bằng hệ số nhiệt độ của điện áp do nhà sản xuất tấm pin công bố.[7] Phương pháp này dùng nhiệt độ thấp nhất tại nơi lắp đặt thay cho hệ số cố định 1,2.[1] Khi chọn công tắc DC, giá trị Uoc max phải được dùng.[2] Cách tính Voc theo hệ số nhiệt ở nhiệt độ thấp nhất được trình bày ở bài Điện áp DC đầu vào tối đa.
Dòng thiết kế Isc max
Công thức dòng là: Dòng ngắn mạch lớn nhất (A) = Số chuỗi song song × Dòng ngắn mạch của tấm ở STC (A) × 1,25.[1][8] Hệ số 1,25 tính phần bức xạ cao hơn mức 1.000 W/m² của STC.[1][8] Yêu cầu Isc max ít nhất bằng 1,25 lần Isc ở STC theo IEC 60364-7-712 được trích lại trong tài liệu Fronius năm 2023.[23] Nguồn gốc hệ số 1,25 được trình bày ở bài Dòng ngắn mạch Isc.
Không dùng giá trị NOCT hay STC để chọn công tắc
Một số datasheet tấm pin in giá trị ở nhiệt độ làm việc danh nghĩa của cell (NOCT).[1] Giá trị NOCT không đại diện cho điều kiện xấu nhất, nên không được dùng để chọn thiết bị.[1] Nếu dùng giá trị STC thay cho giá trị lớn nhất, cấu hình hai cực có vẻ đủ, nhưng thiết bị có thể hỏng khi cắt có tải.[1]
Định mức dòng giảm khi điện áp tăng
Dòng cắt của công tắc DC phụ thuộc điện áp hệ thống.[1] Điện áp càng cao, dòng thiết bị cắt an toàn được càng thấp.[1] Do điện áp hệ PV khác nhau, nhà sản xuất công bố một dải điện áp kèm dòng làm việc an toàn ở từng mức.[2] Dòng G20S của Kraus & Naimer có các mẫu 500 V, 750 V và 1.000 V DC, cùng dòng 20 A ở loại DC-PV2.[9]
Số cực nối tiếp theo điện áp hệ thống
Công tắc dùng trong hệ PV được thiết kế để cắt dòng định mức trên mọi cực ở Uoc max.[13] Trong ví dụ có Uoc max 1.000 V, công tắc cần bốn cực nối tiếp, tức hai cực nối tiếp cho mỗi cực tính.[13] Để đóng cắt 15,6 A ở 936 V, một mẫu dao cách ly cần đấu bốn cực nối tiếp.[2] Khi đấu hai cực nối tiếp, mẫu này không phù hợp để đóng cắt.[2] Cấu hình đấu chi tiết lấy theo tài liệu của nhà sản xuất thiết bị.[2][1]
Nhiệt độ môi trường và vỏ hộp ngoài trời
Dao cách ly DC đặt ngoài trời phải có định mức phù hợp với các tác động bên ngoài.[2] Khi lắp ngoài trời, mức tăng nhiệt độ bên trong vỏ hộp cần được xét tới.[1] Dòng G20S lắp hở được công bố cho nhiệt độ môi trường 55 °C trong 24 giờ, đỉnh tới 65 °C trong 8 giờ.[9] Lỗ bắt vít không được làm hỏng độ kín của vỏ hộp.[1]
Mục 8 áp các công thức trên cho một chuỗi pin giả định và một dao cách ly DC cụ thể.
8. Ví dụ chọn công tắc DC cho chuỗi pin theo datasheet
Ví dụ áp hai công thức Uoc max và Isc max[1] cho dao cách ly Kraus & Naimer G20S.TD3202.E.[9] Số liệu chuỗi pin là giả định để minh họa, phép tính ghi ngay trong câu.
Bước 1: đọc thông số dao cách ly G20S.TD3202.E
Dao cách ly G20S.TD3202.E có cấu hình 1 × 2 cực, điện áp 1.000 V DC, dòng 20 A ở loại DC-PV2.[9] Điện áp cách điện định mức (Ui) của mẫu này là 1.000 V.[9] Dòng G20S là thiết bị đóng cắt-cách ly theo EN 60947-3.[9]
Bước 2: giả định thông số chuỗi pin
Giả định một chuỗi gồm 16 tấm pin, mỗi tấm có Uoc 49,5 V và Isc 13,9 A ở STC. Các số này là giả định, không lấy từ datasheet của một tấm pin cụ thể.
Bước 3: tính điện áp hở mạch lớn nhất
Với hệ số nhiệt độ 1,2, điện áp hở mạch lớn nhất của chuỗi là 16 × 49,5 V × 1,2 = 950,4 V.[1][7] Với nhiệt độ thấp nhất thực tế tại nơi lắp đặt, Uoc max tính được theo hệ số nhiệt độ của tấm pin.[1][7] Kết quả 950,4 V thấp hơn mức 1.000 V DC của G20S.TD3202.E.[9]
Bước 4: tính dòng ngắn mạch lớn nhất cho một chuỗi
Với một chuỗi, dòng ngắn mạch lớn nhất là 1 × 13,9 A × 1,25 = 17,375 A, làm tròn 17,4 A.[1] Kết quả 17,4 A thấp hơn dòng 20 A ở DC-PV2 của G20S.TD3202.E.[9] Dàn chỉ có một chuỗi nên loại DC-PV1 có thể phù hợp.[1] G20S.TD3202.E mang định mức DC-PV2, loại dành cho mạch có thể có quá dòng lớn và dòng chạy hai chiều.[9]
Bước 5: kiểm trường hợp hai chuỗi song song
Hai chuỗi giống nhau đấu song song cho dòng ngắn mạch lớn nhất 2 × 13,9 A × 1,25 = 34,75 A.[1] Con số 34,75 A vượt dòng 20 A của G20S.TD3202.E.[9] Trường hợp hai chuỗi song song cần công tắc loại DC-PV2 có dòng ít nhất 34,75 A ở 950,4 V.[2]
| Trường hợp | Uoc max (quy đổi) | Isc max (quy đổi) | G20S.TD3202.E: 1.000 V, 20 A, DC-PV2[9] |
|---|---|---|---|
| Một chuỗi 16 tấm | 950,4 V | 17,4 A | Đủ định mức |
| Hai chuỗi 16 tấm song song | 950,4 V | 34,75 A | Thiếu định mức dòng |

Bước 6: kiểm cách đấu và nhiệt độ lắp đặt
Thông số 20 A của G20S chỉ đúng khi cầu nối lắp sẵn không bị thay đổi.[9] Với công tắc đặt trong vỏ hộp ngoài trời, nhiệt độ trong vỏ cần được xét tới.[1] Mức nhiệt độ hãng công bố cho dòng G20S lắp hở là 55 °C trong 24 giờ, đỉnh 65 °C trong 8 giờ.[9]
Mục 9 gom các dòng thông số cần đọc trên datasheet và các yêu cầu áp dụng tại Việt Nam.
9. Đọc thông số công tắc DC và lắp đặt tại Việt Nam
Đọc thông số công tắc DC là đọc điện áp, dòng ở từng loại sử dụng, số cực và tiêu chuẩn in trên datasheet.[9][2] Tại Việt Nam, yêu cầu lắp thiết bị đóng cắt-cách ly cho dàn PV nằm trong TCVN 7447-7-712:2019.[4]
Các dòng thông số trên datasheet công tắc DC rời
Datasheet dòng G20S của Kraus & Naimer in các thông số sau cho từng mẫu[9]:
- Cấu hình cực: 1 × 2 cực, 2 × 2 cực hoặc 3 × 2 cực.[9]
- Điện áp và dòng ở DC-PV2: 500 V, 750 V hoặc 1.000 V DC, cùng dòng 20 A.[9]
- Điện áp cách điện định mức (Ui): 630 V cho mẫu 500 V, 1.000 V cho mẫu 750 V và 1.000 V.[9]
- Nhiệt độ môi trường (lắp hở): 55 °C trong 24 giờ, đỉnh 65 °C trong 8 giờ.[9]
- Tiết diện dây: 2 × 2,5 mm² cho dây đơn và dây mềm.[9]
Dòng DC disconnector trên datasheet biến tần
Datasheet Fronius Symo GEN24 10.0 Plus ghi DC disconnector: Yes trong nhóm thiết bị bảo vệ.[11] Biến tần này có 2 MPPT, dải điện áp đầu vào 80 V đến 1.000 V, dòng ngắn mạch tối đa của dàn pin ghi 40,0 / 20,0 A.[11] Công tắc tích hợp của Fronius Symo GEN24 6 đến 10 kW Plus phù hợp IEC 60947-3 và AS 60947.3.[12] Chú thích datasheet ghi Isc của dàn pin ít nhất bằng 1,25 lần Isc ở STC, theo IEC 60364-7-712, NEC 2020 và AS/NZS 5033:2021.[11]
Yêu cầu của TCVN 7447-7-712:2019
TCVN 7447-7-712:2019 hoàn toàn tương đương IEC 60364-7-712:2017 và thay thế TCVN 7447-7-712:2015.[4] Theo TCVN 7447-7-712:2019, từng dàn PV phải có thiết bị đóng cắt-cách ly để cách ly bộ chuyển đổi công suất (PCE).[4] Thiết bị đóng cắt-cách ly của dàn PV có thể được tích hợp về cơ trong một cơ cấu tác động chung.[4] Từng dàn con PV cũng phải có thiết bị đóng cắt-cách ly, và chức năng này có thể do thiết bị chung của dàn PV đảm nhận.[4]
IEC 62548-1:2023 sửa phần phương tiện cách ly
IEC 62548-1:2023 nêu yêu cầu thiết kế cho dàn pin PV, ấn bản 1.0 phát hành ngày 07/12/2023.[24] IEC 62548-1:2023 thay thế IEC 62548 năm 2016 và sửa lại mục 7.2.7, 7.3 về phương tiện cách ly.[24] IEC Webstore liệt kê thêm bản hợp nhất IEC 62548-1:2023+AMD1:2025.[24] IEC 60364-7-712 ấn bản 3.0 phát hành ngày 21/10/2025 thay thế ấn bản năm 2017, ấn bản tương đương của TCVN 7447-7-712:2019.[25][4]
Lỗi lắp đặt gây cháy công tắc DC
Trong cơ sở dữ liệu sự cố cháy hệ PV tại Anh, công tắc DC là thành phần có rủi ro cháy cao nhất.[3] Khoảng 30% sự cố trong cơ sở dữ liệu này do hỏng hóc bên trong công tắc DC.[3] Bảy sự cố do nước lọt vào công tắc DC, cả bảy đều có ống luồn cáp hướng lên trên.[3] Chín trường hợp công tắc DC lắp đặt kém được ghi nhận, và đây là nhóm chiếm phần lớn hỏng hóc dẫn tới cháy.[3] Các lỗi lắp đặt được ghi nhận gồm luồn nhiều cáp qua ống luồn cho một cáp, khoan lỗ xuyên vỏ kín và cực đấu lỏng.[3]

Kiểm tra và bảo trì công tắc DC định kỳ
Hệ PV không phải loại lắp xong rồi bỏ đó, hệ cần bảo trì đều đặn để vận hành an toàn.[1] Thiếu bảo trì được coi là một yếu tố góp phần gây cháy hệ PV tại Anh.[1] Khi kiểm tra công tắc DC, người kiểm tra cần xét khả năng thiết bị đã lắp sai từ đầu.[1] Công tắc được thao tác không tải, lúc biến tần đã tắt, và tiếp điểm khi đóng không được có điện trở tiếp xúc.[1] Chức năng biến tần đo nhiệt độ tại đầu nối được trình bày ở bài Phát hiện nhiệt độ đầu nối.
Mục 10 gom các câu hỏi hay gặp về công tắc DC.
10. Câu hỏi thường gặp về công tắc DC
Q1Tại sao cần công tắc DC trong điện mặt trời?
Công tắc DC cần trong điện mặt trời vì biến tần phải có phương tiện cách ly ở phía DC để bảo trì an toàn.[1] TCVN 7447-7-712:2019 yêu cầu từng dàn PV có thiết bị đóng cắt-cách ly để cách ly bộ chuyển đổi công suất.[4] Dòng ngắn mạch của tấm pin quá nhỏ để kích hoạt cơ cấu tự ngắt của nguồn.[15]
Q2Khi tìm hiểu công tắc DC cho pin mặt trời là gì, cần phân biệt những tên gọi nào?
Q3Công tắc DC có bảo vệ quá dòng không?
Q4Có dùng công tắc AC cho mạch DC của tấm pin được không?
Q5Mở công tắc DC ở biến tần có làm mất điện cáp từ tấm pin không?
Q6Công tắc DC 2 cực và 4 cực khác nhau thế nào?
Q7Ký hiệu DC-PV2 trên công tắc nghĩa là gì?
Q8Vì sao công tắc DC hay gây cháy?
Công tắc DC hay gây cháy chủ yếu do lắp đặt kém, theo phân tích các vụ cháy hệ PV tại Anh.[3] Các lỗi được ghi nhận gồm nước lọt qua ống luồn cáp hướng lên, cực đấu lỏng và công tắc có định mức thấp hơn chuỗi pin.[3] Công tắc DC chọn sai định mức hoặc lắp kém là nguyên nhân lớn gây cháy hệ PV tại Anh.[1]
Q9Có nên bật tắt công tắc DC khi biến tần đang phát điện?
Q10Sau khi tắt công tắc DC, phải chờ bao lâu mới mở biến tần Fronius Symo GEN24 Plus?
Q11Công tắc DC có cần khóa được không?
Q12Công tắc cho lính cứu hỏa (fireman's switch) có làm hệ PV an toàn hơn không?
Công tắc cho lính cứu hỏa (fireman's switch) là tên gọi khác của công tắc DC trong tài liệu an toàn cháy của Fronius năm 2020.[16] Tài liệu Fronius dẫn lại nghiên cứu năm 2015 của TÜV Rheinland và Fraunhofer ISE, cho rằng lắp công tắc này làm tăng nguy cơ cháy.[16] Theo Fronius, dẫn lại BRE năm 2017, công tắc ngắt lắp thêm có thể tạo cảm giác an toàn sai cho lính cứu hỏa.[16] Tài liệu Fronius cũng nêu hệ PV không gây nguy hiểm đặc biệt cho lính cứu hỏa nếu giữ khoảng cách an toàn tối thiểu.[16]
11. Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng
Việt Nam Solar là công ty cung cấp toàn bộ giải pháp điện mặt trời, phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu thiết bị. Công ty hoạt động từ năm 2018, làm tổng thầu EPC và ESCO cho các dự án điện mặt trời. Đội kỹ thuật tư vấn chọn công tắc DC theo Uoc max, Isc max và số chuỗi song song của từng dàn pin trong dự án. Khách hàng được khảo sát tận nơi, thiết kế và lắp đặt hoàn chỉnh. Ba chi nhánh tại Hồ Chí Minh, Cần Thơ và Khánh Hòa trưng bày sản phẩm thật và nhận yêu cầu báo giá.

| Chi nhánh | Địa chỉ | Kho | Đường dây nóng |
|---|---|---|---|
| Trụ sở chính Hồ Chí Minh | 188 ĐHT41, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM | 2939 QL1A, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM | 088.60.60.660 |
| Chi nhánh Cần Thơ | 41D Mậu Thân, Phường Cái Khế, Tp. Cần Thơ | Khu vực Tràng Thọ A, Phường Trung Nhứt, Tp. Cần Thơ | 094.42.44.424 |
| Chi nhánh Khánh Hòa | Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa | Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa | 081.60.60.660 |
Thông tin chi nhánh lấy theo danh sách cửa hàng của Việt Nam Solar.[26]
Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế
- 1Cannon, J. (2026). Solar photovoltaic DC switch-disconnector selection and configuration, Wiring Matters Issue 109. The Institution of Engineering and Technology.
- 2NICEIC Technical Team. (2024). Connection of DC isolators. NICEIC.
- 3Coonick, C. (2018). Fire and Solar PV Systems, Investigations and Evidence, Report P100874-1004, Issue 2.9. BRE National Solar Centre.
- 4Bộ Khoa học và Công nghệ. (2019). TCVN 7447-7-712:2019 (IEC 60364-7-712:2017), Hệ thống lắp đặt điện hạ áp, Phần 7-712. Thư viện Pháp luật.
- 5International Electrotechnical Commission. (2020). IEC 60947-3:2020, Low-voltage switchgear and controlgear, Part 3, Switches, disconnectors, switch-disconnectors and fuse-combination units. IEC Webstore.
- 6International Electrotechnical Commission. (2020). IEC 60947-3 Edition 4.0, sample pages. iTeh Standards.
- 7Penn State College of Earth and Mineral Sciences. (2016). Voltage design, AE 868 course notes. The Pennsylvania State University.
- 8Mersen. (2018). Photovoltaic Protection Note 5, Sizing Fuses for Photovoltaic Systems per the National Electrical Code, TT-PVPN5-002. Mersen.
- 9Kraus & Naimer. (2024). Disconnectors for Photovoltaic Applications, catalogue 8001490. Kraus & Naimer.
- 10Hüttner, L., Jurčacko, L., Valent, F., & Váry, M. (2015). Arc Extinguishing in the DC and Photovoltaic Networks. Plasma Physics and Technology, 2(1), 25-29. Czech Technical University in Prague.
- 11Fronius International. (n.d.). Fronius Symo GEN24 10.0 Plus, technical data. Fronius Australia.
- 12Fronius International. (2026). Fronius Symo GEN24 6 to 10 kW Plus, Symo GEN24 6 to 12 kW Plus SC, Operating Instructions. Fronius.
- 13Schneider Electric. (n.d.). PV System: how to ensure safety during maintenance or emergency. Electrical Installation Guide.
- 14TÜV Rheinland Energie und Umwelt, & Fraunhofer ISE. (2018). Guideline: Assessing Fire Risks in Photovoltaic Systems and Developing Safety Concepts for Risk Minimization, English translation. U.S. Department of Energy.
- 15Schneider Electric. (n.d.). PV System: how to ensure safety during normal operation. Electrical Installation Guide.
- 16Fronius International. (2020). Fire Safety of PV Systems: Insights and Recommendations, Version 01/2020. Fronius.
- 17Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). Short-Circuit Current. PVEducation.
- 18Schneider Electric. (n.d.). Elementary switching devices. Electrical Installation Guide.
- 19Jugelt, S., & Leu, C. (2025). MVDC Interruption by a High Velocity Flow of Dielectric Liquids. Plasma Physics and Technology, 12(2), 130-135. Czech Technical University in Prague.
- 20Shan, Y., Lim, T. C., Williams, B. W., & Finney, S. J. (2016). Successful fault current interruption on DC circuit breaker. IET Power Electronics, 9(2), 207-218. University of Strathclyde, bản lưu trên CORE.
- 21International Electrotechnical Commission. (1984). IEC 60050-441, IEV 441-14-05, disconnector. Electropedia.
- 22Schneider Electric. (n.d.). Fundamental characteristics of a circuit-breaker. Electrical Installation Guide.
- 23Fronius International. (2023). Yield impact when oversizing the module array current, Version 01 08/2023. Fronius.
- 24International Electrotechnical Commission. (2023). IEC 62548-1:2023, Photovoltaic (PV) arrays, Part 1, Design requirements. IEC Webstore.
- 25International Electrotechnical Commission. (2025). IEC 60364-7-712:2025, Edition 3.0. IEC Webstore.
- 26Việt Nam Solar. (n.d.). Danh sách cửa hàng và hệ thống chi nhánh. Công ty TNHH Việt Nam Solar.
Bài viết do đội ngũ 50 kỹ sư của Công ty TNHH Việt Nam Solar biên soạn và kiểm duyệt. Công ty hoạt động liên tục trong lĩnh vực điện mặt trời từ năm 2018, đã khảo sát, thiết kế và thi công hàng nghìn công trình trên cả nước, đồng thời là nhà phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu biến tần, tấm pin và pin lưu trữ. Mọi kỹ sư tham gia biên soạn đều nắm chứng chỉ hành nghề về điện và xây dựng do cơ quan quản lý Nhà nước cấp.
Việt Nam Solar hoạt động với đầy đủ tư cách pháp nhân, gồm Giấy phép hoạt động điện lực số 175/GP-SCT do Sở Công Thương cấp, Giấy phép năng lực hoạt động xây dựng HCM-00076550 công bố trên cổng thông tin Bộ Xây dựng, cùng nhãn hiệu độc quyền số 604703 do Cục Sở hữu trí tuệ cấp văn bằng bảo hộ. Công ty duy trì ba chứng nhận hệ thống quản lý còn hiệu lực gồm ISO 9001:2015, ISO 14001:2018 và ISO 45001:2018, trạng thái hiệu lực xác minh trên IAF CertSearch.
Mọi số liệu kỹ thuật, thông tin pháp lý và mốc thời gian nêu trong bài đều được đối chiếu với hồ sơ chính hãng của nhà sản xuất và văn bản pháp luật hiện hành trước khi xuất bản, để nội dung công bố có thể kiểm chứng độc lập.




































