MĂSURAREA REZISTENȚEI DE IZOLAȚIE ÎN SISTEMELE FOTOVOLTAICE

Izolația deteriorată poate duce la pierderi de putere, supraîncălzirea echipamentelor sau chiar incendii. Testarea periodică a izolație este astfel foarte importantă pentru a ne asigura că instalația și echipamentele electrice componente ale instalațiilor fotovoltaice își păstrează caracteristicile de izolare în timp.

Standardul IEC62446-1 descrie două metode de măsurare a rezistenței de izolație a unui sistem solar fotovoltaic.

  • Prima metodă presupune scurtcircuitarea polilor pozitivi și negativi ai șirului de panouri fotovoltaiec și măsurarea rezistenței de izolație între punctul de scurtcircuitare și pământ (priza de pământ).
  • A doua metodă constă în măsurarea rezistenței de izolație între polul pozitiv și pământ și între cel negativ și pământ separat, fără scurtcircuitare.

Măsurare rezistenței de izolație care implică un scurtcircuit

RISO PV1Deoarece celulele solare sunt un tip de fotodiodă și o sursă de curent constant, bornele pozitive și negative pot fi scurtcircuitate. După ce acestea au fost scurtcircuitate, cu ajutorul megohmetrului putem măsura cu precizie rezistența de izolație. Pe de altă parte, scurtcircuitarea poate provoca un arc electric și există un risc destul de mare de a suferi un șoc electric sau de a fi chiar ars.

Pentru a preveni acest lucru, bornele pot fi scurtcircuitate doar printr-un releu cu capacitate adecvată de stingere a arcului electric, sau măsurarea se va realiza pe timp de noapte când modulele fotovoltaice nu generează energie. Dar și în acest din urmă caz există alte riscuri de luat în considerare, cum ar fi vizibilitatea slabă când se măsoară noaptea.

 Măsurare rezistenței de izolație care nu implică un scurtcircuit

RISO PV2Deoarece această metodă nu presupune scurtcircuitarea bornelor pozitive și negative a șirului de panouri fotovoltaice, măsurătorile de rezistenă a izolației se pot realiza relativ ușor, dar există riscul ca rezultatele obținute să nu fie chiar exacte. Eroare în acest caz poate fi foarte mare când se utilizează megohmetre clasice și se datorează faptului că modulul fotovoltaic are potențial electric. Din acest motiv recomandarea mea este să utiliză instrumente de măsură specializate pentru testarea instalațiilor fotovoltaice, care pot elimina această eroare. Un tester de izolație tipic este conceput pentru a măsura rezistența de izolație pentru circuitele care nu au potențial electric, iar în cazul în care sesizează acest potențial ar putea chir să nu poată realiza testul.

Cauza erorilor de măsurare a rezistenței de izolație

RISO PV3În această imagine este prezentat un exemplu de măsurare a rezistenței de izolație între electrodul pozitiv și pământ, în timp ce electrodul negativ al modulului PV are o defecțiune la pământ. Pentru a măsura rezistența de izolație dintre electrodul pozitiv și pământ, conectați capetele de măsurare ale unui tester de izolație la electrodul pozitiv și la pământ. În acest caz, electrodul negativ are o defecțiune la pământ, ceea ce înseamnă că curentul generat de modulele fotovoltaice formează un circuit închis care circulă prin testerul de rezistență la pământ și de izolație, rezultând o eroare de măsurare. Un tester de izolație tipic emite tensiunea de testare negativă. În acest caz, curentul măsurat și curentul generat PV au aceeași direcție. Astfel, testerul detectează rezistența mai mare prin adăugarea curentului generat PV, iar rezistența de izolație este afișată mai mică decât valoarea reală a rezistenței de izolație.

RISO PV4Acesta este un alt exemplu de măsurare a rezistenței de izolație între polul negativ și pământ iar polul pozitiv are o defecțiune la pământ. În acest caz, direcția curentului măsurat și a curentului generat PV devine opusă curentului indus de instrumentul de măsură. Ca urmare, rezistența de izolație este afișată mai mare decât valoarea reală prin detectarea curentului mai mic. Chiar dacă există o defecțiune la pământ, rezistența de izolație ar putea fi afișată ca „infinită” în cel mai rău caz.

Aceste fenomene apar atunci când un tester de izolație este conectat pentru a forma un circuit închis prin care curge curentul generat

RISO PV5În această ultimî figură este prezintt un alt exemplu de situație în care testerul standard de izolație poate efectua măsurarea cu precizie chiar dacă există o defecțiune la pământ, dar nu există o buclă închisă prin care să circule curentul generat de modulul fotovoltaic către tester.

Proceduri pentru măsurători mai sigure și mai precise

Pentru a măsura în siguranță rezistența de izolație a modulelor fotovoltaice, se recomandă efectuarea măsurătorii cu o metodă care nu implică un scurtcircuit. De asemenea, este important să folosiți un megohmetru care poate măsura cu precizie chiar și atunci când curentul de la modulele fotovoltaice trece printr-o buclă închisă.

Oricât de crucial este asigurarea siguranței sistemului solar fotovoltaic, este la fel de vital să se asigure siguranța persoanei care efectuează măsurătorile. Prin urmare, este mai bine să utilizați un tester de izolație echipat cu modul PV.

Acestea sunt testere specializate și le puteți găsi acum la toți furnizorii specializați în producerea de instraumente de măsură HIOKI, FLUKE, METREL, SONEL, etc.

Resurse: https://www.hioki.com/global/industries-solutions/facilities/pv-insulation.html

PROCEDURI DE TESTARE ÎN INSTALAȚIILE FOTOVOLTAICE
Numărul instalațiilor fotovoltaice în domeniul rezidențial, dar și al centralelor fotovoltaice mari a crescut foarte mult în ultimii ani.
Această creștere rapidă a numărului de sisteme fotovoltaice nu este întotdeauna însoțită de o creștere a calității componentelor sau a instalării acestora, ceea ce crește riscul privind exploatarea, dar și scurtarea duratei de viață. Asadar, este esențial ca un sistem să fie instalat în conformitate cu reglementările tehnice aplicabile și odată pus în funcțiune să respecte toate cerințele de siguranță.
Inspecțiile, testele și măsurătorile sunt esențiale în evaluarea stării sistemelor fotovoltaice, iar principal procedură de evaluare este definită de Standardul IEC 62446 – 1
Proceduri IEC 62446-1
Înainte de a efectua orice măsurători, este vitală o verificare vizuală a sistemului fotovoltaic pentru a se asigura că echipamentul electric a fost selectat și instalat corect și că nu există nereguli vizibile sau componente deteriorate.
Odată ce inspecția vizuală este finalizată, putem începe să efectuăm măsurătorile. În standardul IEC 62446-1, testele sunt clasificate în două categorii 1 și 2 în funcție de dimensiunea sistemului fotovoltaic. Categoria 1 se referă la toate instalațiile fotovoltaice, în timp ce Categoria 2 se referă la sisteme mai mari sau mai complicate, cum ar fi centralele solare.
Testele de Categoria 1 - evaluează siguranța sistemului și presupun:
- Inspecția vizuală – se verifică existența daunelor fizice sau defecte ale modulelor fotovoltaice, sistemului de montare, cablajului și altor componente.
- Măsurarea continuității conductoarelor de protecție și a legăturilor de echipotențializare
- Test de polaritate
- Teste de conectare în cutii de joncțiune DC
- Măsurarea tensiunii în circuit deschis (Voc) și a curentului de scurtcircuit (Isc). Aceste măsurători sunt utilizate pentru a verifica performanța modulelor fotovoltaice.
- Teste funcționale (măsurarea puterii DC și AC pe ambele părți ale invertorului)
- Măsurarea rezistenței de izolație a circuitelor DC fără scurtcircuitarea panourilor
Testele de categoria 1 sunt aplicabile tuturor sistemelor fotovoltaice, indiferent de dimensiune sau complexitate. Aceste teste sunt concepute pentru a verifica siguranța de bază și performanța sistemului fotovoltaic.
Testele de Categoria 2
Aceste teste sunt recomandate pentru sisteme solare fotovoltaice mai mari și mai complexe și poate fi efectuat după ce toate testele de Categoria 1 au fost finalizate și trecute.
Aceste teste sunt concepute pentru a oferi o verificare mai aprofundată a siguranței și performanței sistemului fotovoltaic. Următoarele sunt câteva dintre testele importante menționate în IEC 62446-1 pentru testele de Categoria 2:
- Măsurarea curbei tensiune-curent VI. Aceste date sunt o reprezentare grafică a relației dintre curentul și tensiunea unui modul fotovoltaic. Datele curbei IV pot fi utilizate pentru a identifica un număr important de defecțiuni într-o instalație solară, cum ar fi nepotrivirea modulelor solare, umbrirea parțială, defecțiuni de împământare, etc. Nepotrivirea modulelor poate reduce eficiența generală a sistemului fotovoltaic. Aceasta apare atunci când două sau mai multe module fotovoltaice dintr-un șir au caracteristici de ieșire diferite.
- Termografia în infraroșu (termoviziunea). Această inspecție este utilizată pentru a identifica orice anomalie termică din sistemul fotovoltaic. Hotspot-urile pot indica probleme potențiale, cum ar fi conexiuni slăbite sau componente defecte.
- Testarea diodelor bypas. Diodele de bypass sunt utilizate pentru a proteja modulele fotovoltaice de deteriorare la supratensiune.
- Măsurarea interferențelor electromagnetice (EMI): Această testare este utilizată pentru a verifica dacă sistemul fotovoltaic nu emite EMI excesive.
- Analiza calității energiei. Această testare este utilizată pentru a verifica dacă sistemul fotovoltaic nu provoacă tensiune excesivă sau armonici. Armonicile de tensiune și curent pot deteriora echipamentele electrice.

Autorizarea electricienilor, verificatorilor de proiecte, responsabililor tehnici cu executia, precum si a expertilor tehnici de calitate si extrajudiciari in domeniul instalatiilor electrice se realizeaza in baza noului Regulament aprobat prin Ordinul ANRE nr. 116 /2016, Publicat in MO nr. 09 din 05.01.2016.

Persoanele fizice care doresc sa obtina calitatea de electrician autorizat pentru activitati de proiectare/executare/verificare de instalatii electrice, trebuie să deţină o diplomă de calificare care să se încadreze în una dintre următoarele calificări profesionale acceptabile (CPA).

Experienţa profesională minimă, respectiv numărul de ani în activităţile supuse autorizarii ANRE, necesară calificării la gradul şi tipurile de autorizaţie de electrician solicitată, conform anexei nr. 4 a prezentului regulament.

Verificări şi testări în instalaţiile de înaltă tensiune

Există o percepție generală că valorile mari ale tensiunii sunt sunt periculoase, dar în realitate curentul electric prezintă cel mai mare pericol pentru oameni. Nivele de tensiune mai mari de 600V generează de cele mai multe ori valori foarte mari ale curentului. Acest lucru, la rândul sau, poate duce la scăderea rezistenței naturale a pielii și străpungerea acesteia. Acesta este motivul pentru care instalațiile și echipamente alimentate la tensiuni mari reprezintă un pericol mult mai mare pentru oameni decât echipamentele electrice standard alimentate la tensiuni joase.

Termenul de impamantare sau priza de pamant este un termen destul de cunoscut de majoritatea oamenilor.

Contactul cu pamantul este folosit pentru o serie de motive. Cel mai important dintre acestea este legat de asigurarea sigurantei personalului. Alte motive privesc protectia echipamentelor si asigurarea unei cai sigure pentru disiparea curentilor de defect, a loviturilor de trasnet, a descarcarilor statice, etc.

In multe dintre instalatiile electrice, rezistenta scazuta a prizei de pamant este eseniala pentru a indeplini standardele de siguranta electrica.

Valoarea rezistentei unei prize de pamant poate varia de la 10 ohmi pentru o instalatie de paratrasnet, pana la 1 ohm sau mai putin in instalatiile in care dispozitivele de protectie trebuie sa functioneze intr-un timp foarte scurt.