So beheben Sie Erdschlüsse in PV-Anlagen

Von Will White, Fluke Senior Application Specialist, DER

Ein bestätigter Erdschluss in einer Photovoltaikanlage (PV) muss sofort behoben werden. Bleibt er unbehandelt, kann er zu Wechselrichterausfällen, Leistungsverlusten, Lichtbögen und sogar Bränden führen. Sobald Sie die Ursache des Erdschlusses gefunden haben, besteht der nächste Schritt darin, sichere, normgerechte Reparaturen durchzuführen, um die Funktionsfähigkeit und Integrität der Anlage wiederherzustellen.

Dieser Leitfaden beschreibt die Schritte zur Behebung von Erdschlüssen in Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) unter Verwendung der richtigen Werkzeuge, persönlicher Schutzausrüstung (PSA) und bewährter Methoden. Unabhängig davon, ob Sie an einem Strangleiter, einem Modulanschluss oder einem Rückleitungskabel arbeiten, gewährleistet dieses Verfahren eine zuverlässige Reparatur.

So beheben Sie Erdschlüsse in PV-Solaranlagen

Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Behebung von Erdschlüssen in PV-Anlagen

Schritt 1. Fehlerposition ermitteln und bestätigen

Wählen Sie mindestens einen Punkt aus:

Achten Sie auf Folgendes, bevor Sie Reparaturen in Angriff nehmen:

Sie haben die genaue Fehlerstelle ermittelt.
Der Fehlertyp (z. B. beschädigtes Kabel, Steckerfehler) wurde visuell oder elektrisch bestätigt.
Der Anlagenabschnitt ist gemäß LOTO-Verfahren (Lockout/Tagout) isoliert und stromlos geschaltet.

Beginnen Sie Reparaturen nur, wenn Sie sicher sind, dass das System ausgeschaltet und verriegelt ist und kein Fehlerstrom mehr fließt.

Schritt 2. Art und Schweregrad des Schadens bewerten

Erdschlüsse können von geringfügigen Scheuerstellen an Leitern bis hin zu umfangreichen Schäden durch geschmolzene Isolierung und Lichtbogenüberschläge reichen. Ermitteln Sie, was genau vorliegt:

Geringfügige Schäden (z. B. geknicktes Kabel oder eingeklemmte Isolierung)
Defekter Steckverbinder (z. B. geschmolzener oder lockerer Modul-Schnellverbinder)
Schwere Wärmeschäden (z. B. verbrannter Kabelkanal, verkohlter Anschlusskasten)
Strukturelle Beeinträchtigungen (z. B. brandgeschädigte Module, geschmolzenes Gestell)

Dies bestimmt den Umfang der Reparatur und gibt vor, ob ein Austausch von Modulen, Steckverbindern oder Verkabelungen erforderlich ist.

Schritt 3. Stromkreis auf Spannungsfreiheit überprüfen

Prüfen Sie anhand eines „Live-Dead-Live“-Tests, ob Spannung oder Strom vorhanden ist:

Testen Sie Ihr Messgerät an einer bekannten Spannungsquelle wie einer stromführenden Schaltung oder einem Prüfgerät wie dem Fluke PRV-240.
Messen Sie den fehlerhaften Leiter oder das defekte Stromkreissegment zur Vergewisserung, dass keine Spannung anliegt.
Testen Sie das Messgerät erneut an der bekannten Spannungsquelle, um die Genauigkeit und Funktion des Messgeräts zu bestätigen.

Bestätigen Sie außerdem mit einer Strommesszange (z. B. Fluke 393 FC, Fluke 283 FC/PV oder 325) den Nullstrom im Leiter vor dem Trennen oder Spleißen.

Schritt 4. Fehlerhafte Komponente reparieren oder austauschen

A. Reparatur eines freiliegenden beschädigten Leiters

Bei geringfügigen Schäden an freiliegenden Strangleitern gilt:

Schneiden Sie den beschädigten Abschnitt mit einem geeigneten Werkzeug heraus.
Entfernen Sie die Isolierung von den Leiterenden.
Befestigen Sie die Schnellverbinder des Moduls an beiden Enden (Plus und Minus) gemäß den Anweisungen des Herstellers.
Verbinden Sie die Steckverbinder fest miteinander.
Befestigen Sie das reparierte Kabel ordnungsgemäß mit UV-beständigen Befestigungselementen, z. B. mit Edelstahl-Drahtklemmen.

Überprüfen Sie die Polarität und Spannung des reparierten Stromkreises, bevor Sie die Stromzufuhr wiederherstellen.

B. Austausch eines defekten Leiters im Kabelkanal

Wenn sich der Leiter in einem Kabelkanal befindet, gehen Sie wie folgt vor:

Möglicherweise müssen Sie alle Leiter entfernen, um den beschädigten Leiter sicher herausziehen zu können.
Ersetzen Sie den beschädigten Leiter durch einen neuen, ordnungsgemäß ausgelegten Leiter mit gleichem Querschnitt und gleicher Isolierung.
Verlegen Sie die Leiter wieder im Kabelkanal, eventuell mithilfe von Einziehband und Schmiermittel.

C. Reparatur oder Austausch beschädigter Anschlüsse

Verwenden Sie passende Steckverbindertypen (z. B. MC4 auf MC4).
Prüfen Sie gepaarte Steckverbinder auf Brandspuren, Korrosion und Verdrehung.
Schneiden Sie beschädigte Steckverbinder heraus.
Ersetzen Sie beschädigte Steckverbinder durch zertifizierte, vor Ort installierbare Ersatzteile.
Überprüfen Sie die Anschlüsse durch Zugtest und Sichtprüfung.

Hinweis: Hersteller von PV-Verbindern müssen bestimmte Schulungs- und Installationsanforderungen erfüllen, damit vor Ort installierte Steckverbinder ihren Zulassungsanforderungen entsprechen. Befolgen Sie die Installationsanweisungen des Herstellers und lassen Sie sich entsprechend schulen.

D. Austausch von brandgeschädigten Geräten

Wenn der Erdschluss schwere Schäden verursacht hat:

Diese Art der Reparatur kann je nach der betroffenen Ausrüstung und dem Ausmaß des Schadens sehr unterschiedlich ausfallen.
Ersetzen Sie alle betroffenen Module, Anschlusskästen, Wechselrichter, Kabel usw.
Wenn Module betroffen sind, überprüfen Sie deren Integrität mit den vom Hersteller empfohlenen Testmethoden.
Wenn sich der Schaden auf das Gestell oder das Erdungssystem ausgeweitet hat, stellen Sie mit einer gründlichen Inspektion die Unversehrtheit der Ausrüstung und die Einhaltung der Vorschriften sicher. Ersetzen Sie beschädigte Teile der Anlage nach Bedarf.

Schritt 5. Den reparierten Stromkreis erneut testen

Nach Abschluss der Reparatur:

Führen Sie eine Isolationswiderstandsmessung am reparierten Leiter mit 500 bis 1.500 V DC gegen Erde durch.
Schließen Sie den Leiter wieder an die Anlage an.
Wiederholen Sie die Spannung-gegen-Erde-Tests auf der Plus- und Minusseite des Modulstrangs.
Bestätigen Sie Folgendes:
- Die Strangspannung liegt innerhalb des erwarteten Bereichs.
- Die Spannung gegen Erde beträgt 0 V DC auf der Plus- und Minusseite des PV-Modulstrangs.
- Der Isolationswiderstand liegt innerhalb akzeptabler Grenzen (z. B. > 100 MΩ).

Dokumentieren Sie alle Testergebnisse zu Compliance- und Garantiezwecken.

Schritt 6. Anlage neu starten und überwachen

Entfernen Sie nach der erneuten Testung die LOTO-Vorrichtungen, und schalten Sie die Anlage vorsichtig wieder ein:

Schließen Sie die AC- und DC-Trennschalter des Wechselrichters gemäß dem Startverfahren des Herstellers.
Wechselrichterstart auf Fehlercodes überwachen
Erwartete Erzeugungsleistung auf der Überwachungsplattform bestätigen
Durch abschließende physische Inspektion sicherstellen, dass keine lockeren Anschlüsse mehr vorhanden sind

Wenn der Wechselrichter immer noch einen Erdschlussfehler anzeigt, wiederholen Sie die Prüfschritte. Möglicherweise liegt mehr als ein Fehler vor.

Schritt 7. Reparatur protokollieren und dokumentieren

Führen Sie ein Protokoll über Fehler und Reparaturen:

Fehlerstelle und Art des Fehlers (z. B. eingeklemmter Leiter zwischen Modul 4 und 5)
Verwendete Werkzeuge und Methoden
Prüfdaten vor und nach der Reparatur
Ersatzteile (z. B. Leitertyp, Steckverbinder)
Datum, Name des Technikers und Fotos, sofern möglich

Dieses Protokoll hilft im laufenden Betrieb, bei Sicherheitsaudits und bei der Gerätegarantie.

Tipps zur Vermeidung wiederholter Fehler

Ergreifen Sie nach der Reparatur eines Erdschlusses vorbeugende Maßnahmen:

Auf geeignete Zugentlastung und UV-beständiges Kabelmanagement achten
Kabelverlegung in der Nähe scharfer Kanten oder beweglicher Komponenten vermeiden
Anschlusskästen gegen eindringende Feuchtigkeit abdichten
Jährliche Sichtprüfungen und Isolationswiderstandsmessungen durchführen
Während der Tests persönliche Schutzausrüstung tragen (auch bei kleinen Anlagen)

Prävention ist immer günstiger als wiederholte Reparaturen. Siehe auch: Darum sind Gleichstromerdschlüsse gefährlich

Fazit

Die Reparatur von Erdschlüssen in einer PV-Anlage ist eine wichtige Kompetenz für Solartechniker. Egal ob sie durch Verschleiß, schlechte Installation oder Umweltbelastung verursacht werden, Erdschlüsse können schwerwiegende Sicherheitsrisiken darstellen und die Leistung beeinträchtigen. Mit den richtigen Schritten, Werkzeugen und sorgfältiger Dokumentation können Sie sichere und wirksame Reparaturen durchführen und für den reibungslosen Betrieb der Anlage sorgen.

Über den Autor

Will White begann seine Karriere im Solarbereich 2005 bei einem kleinen Solaranbieter. Nach seinen Anfängen als Installateur arbeitete er in den Bereichen Vertrieb, Entwicklung und Projektmanagement und wurde schließlich zum Director of Operations ernannt. 2016 stieß er zum Schulungsteam bei Solar Energy International (SEI), wo er sich auf die Entwicklung von Kursinhalten und die Durchführung von Kursen zu Solaranlagen konzentrierte. Im Jahr 2022 wechselte White als Spezialist für Solaranwendungen zu Fluke, wo er den Bereich Testgeräte für erneuerbare Energien wie IU-Kurvenschreiber, Strommessgeräte und Wärmebildkameras betreut.

White hat Erfahrungen in den Bereichen Windkraft, Solarthermie, Energiespeicherung und PV in jeder Größenordnung. Er setzt sich leidenschaftlich für die Umsetzung hochwertiger, richtlinienkonformer Installationstechniken ein. Will White ist seit 2006 ein vom NABCEP zertifizierter PV-Installationsfachmann und war zuvor Solarwärme-Installationsfachmann mit NABCEP-Zertifizierung. Er hat einen B.A. in Business Management vom Columbia College, Chicago, und einen MBA von der University of Nebraska-Lincoln. In seiner Freizeit arbeitet er mit seiner Frau und Tochter auf dem Familienbauernhof mitten in Vermont, zu dem ein netzunabhängiges Strohballenhaus gehört.

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