Quelle est la différence entre un défaut de mise à la terre persistant et intermittent ?
Auteur : Will White, spécialiste des applications confirmé, DER
Les défauts de mise à la terre sont l´une des principales causes de risques de sécurité, d´arrêts et d´incendie dans les systèmes photovoltaïques (PV), mais tous les défauts de mise à la terre ne se comportent pas de la même manière. Certains sont continus et faciles à identifier. D´autres sont imprévisibles et n´apparaissent que dans certaines conditions.
Pour maintenir la sécurité et les performances dans les réseaux PV, il est essentiel de comprendre la différence entre les défauts de mise à la terre persistants et les défauts de mise à la terre intermittents, la manière dont chacun se développe et comment les détecter efficacement.
Quand un défaut de mise à la terre se produit-il ?
Un défaut de mise à la terre se produit lorsqu´un conducteur porteur de courant (positif ou négatif CC ; L1, L2 ou L3 CA) entre en contact avec une surface métallique mise à la terre, telle que des cadres de module, des gaines ou des racks. Cela crée un chemin imprévu qui permet au courant de circuler vers la terre, en contournant l´onduleur ou tout autre équipement de protection.
Pour une présentation complète, consultez l´article : Qu´est-ce qu´un défaut de mise à la terre CC dans un système PV ?
Défauts de mise à la terre persistants et intermittents : les bases
| Caractéristique | Défaut de mise à la terre persistant | Défaut de mise à la terre intermittent |
|---|---|---|
| Type de connexion | Continue, et faible résistance | Apparaît et disparaît en fonction des conditions |
| Difficulté de détection | Relativement facile à identifier | Souvent difficile à détecter |
| Réaction GFDI/onduleur | Peut se déclencher immédiatement | Peut ne pas se déclencher du tout ou de façon sporadique |
| Causes fréquentes | Câbles écrasés ou abrasés, isolement fondu | Humidité, mouvement, dilatation thermique |
| Méthode de test | Test de tension/résistance d´isolement standard | Nécessite un test de tension/résistance d´isolement dans des conditions spécifiques |
| Urgence de la réparation | Danger immédiat pour la sécurité | Doit être corrigé avant que le problème ne se dégrade |
Qu´est-ce qu´un défaut de mise à la terre persistant ?
Un défaut de mise à la terre persistant est une connexion à faible résistance entre un conducteur de système PV et une surface métallique mise à la terre. Ce type de défaut reste présent dans toutes les conditions de fonctionnement.
Causes courantes :
- Câbles pincés en raison d´une mauvaise gestion des câbles
- Isolement fondu en raison d´une surintensité ou d´un arc électrique
- Abrasion due aux vibrations, au frottement sur les racks, à la dilatation/contraction thermique
- Mise à la terre ou terminaison incorrecte
Comment le détecter :
- Mesurez la tension entre le positif/négatif CC et la terre.
- Utilisez un multimètre, une pince multimètre ou la fonction d´analyse du localisateur de défaut de mise à la terre GFL-1500.
- Utilisez un testeur de résistance d´isolement (par exemple, Fluke 1587 FC, 1537, SMFT-1000).
- Attendez-vous à une tension non nulle à la terre et/ou à une faible résistance d´isolement (< 1 MΩ).
Pour en savoir plus : Comment tester les circuits PV hors tension à la recherche de défauts de mise à la terre
Pourquoi ils sont dangereux :
Les défauts de mise à la terre persistants sont souvent responsables des arrêts d´onduleur. Si un deuxième défaut se produit sur la polarité opposée, cela peut créer un chemin de courant parallèle, entraînant des incendies ou des arcs électriques.
Qu´est-ce qu´un défaut de mise à la terre intermittent ?
Un défaut de mise à la terre intermittent est une connexion temporaire ou conditionnelle entre un conducteur et la terre. Ces défauts peuvent n´apparaître que dans les conditions suivantes :
- Le système est humide (pluie, condensation, humidité) ;
- Les modules ou les racks se dilatent/se contractent en raison de la température ;
- Les dispositifs de suivi déplacent le réseau dans une position propice aux pannes ;
- Les câbles s´affaissent ou frottent en cas de vent ou de neige.
Comme ces défauts ne sont pas constants, ils peuvent être difficiles à détecter lors d´une maintenance de routine ou par temps sec.
Pourquoi les défauts intermittents sont dangereux
Les défauts intermittents sont dangereux pour les raisons suivantes :
- Souvent, les dispositifs de protection contre les défauts de mise à la terre standard ne parviennent pas à les détecter.
- Ils peuvent se muer en défauts persistants au fil du temps.
- Ils provoquent des déclenchements répétés de l´onduleur, ce qui entraîne des temps d´arrêt.
- Ils peuvent former un arc, ce qui peut provoquer un incendie.
- S´ils sont ignorés, ils peuvent s´intégrer à une boucle de défaut à fort courant en cas de second incident.
Découvrez comment les isoler : Comment tester les chaînes PV pour détecter les défauts de mise à la terre intermittents
Signes indiquant que vous êtes confronté à un défaut de mise à la terre intermittent
Il se peut que vous soyez confronté à un défaut intermittent si :
- L´onduleur affiche des erreurs de défaut de mise à la terre sporadiques.
- Le système se déclenche uniquement sous la pluie ou tôt le matin.
- Aucun défaut n´est détecté dans des conditions sèches ou en milieu de journée.
- Les défauts surviennent à une heure spécifique de la journée lorsqu´un réseau de suivi se déplace vers une position spécifique.
- Les tests de résistance d´isolement montrent des valeurs limites.
Comment effectuer un test pour chaque type de défaut
Détecter les défauts de mise à la terre persistants
- Isolez et mettez le circuit hors tension.
- Effectuez des tests de tension à la terre.
- Utilisez un testeur de résistance d´isolement.
- Attendez-vous à des relevés de défaut cohérents.
Pour en savoir plus : Comment tester les circuits PV hors tension à la recherche de défauts de mise à la terre
Détecter les défauts de mise à la terre intermittents
- Effectuez des mesures pendant ou après la pluie, en présence de rosée ou lors des changements de température.
- Utilisez une pince multimètre pour vérifier qu´aucun courant ne circule avant d´ouvrir un circuit.
- Surveillez les pics de tension soudains jusqu´à la terre pendant le mouvement du réseau.
- Recherchez des valeurs de résistance d´isolement qui peuvent être considérées comme correctes, mais qui sont inférieures à la résistance d´autres circuits similaires dans les mêmes conditions environnementales.
Pour en savoir plus : Comment tester les chaînes PV pour détecter les défauts de mise à la terre intermittents
Importance du type de défaut de mise à la terre
La compréhension du type de défaut affecte tout, du diagnostic à la prévention :
| Tâche | Défauts persistants | Défauts intermittents |
|---|---|---|
| Délai de réparation | Immédiat | Sous réserve de récurrence du défaut |
| Risque de sécurité | Haute | Modéré à élevé |
| Détection | Fiable, mais chronophage, avec des outils de base | Nécessite davantage de contexte environnemental |
| Prévention | Protection physique, câblage de qualité | Protection physique, câblage de qualité, support de câbles flexible |
| Systèmes de surveillance | Susceptible de les détecter | Souvent ignorés jusqu´à ce que l´onduleur se déclenche |
Stratégies de réparation pour chaque type
Pour les défauts persistants :
- Retirez les conducteurs endommagés et remplacez-les par un nouveau câblage.
- Installez des connecteurs installables sur site, le cas échéant.
- Remplacez les modules ou les boîtiers de jonction brûlés.
- Testez à nouveau l´isolement et la tension à la terre.
Pour en savoir plus : Comment corriger les défauts de mise à la terre dans les systèmes PV
Pour les défauts intermittents :
- Répliquez les conditions qui déclenchent le défaut (modules humides, mouvement).
- Testez et remplacez les connecteurs ou les boîtiers de jonction suspects.
- Inspectez les courbures du conducteur, les bords de rack et l´alignement du dispositif de suivi.
- Utilisez un matériel de gestion des câbles résistant aux UV et une gestion des câbles améliorée pour éviter la récurrence.
Résumé
Les défauts de mise à la terre persistants et intermittents peuvent survenir de la même manière (isolement de câble endommagé, conducteur pincé), mais leur comportement et leur détection nécessitent des stratégies différentes. En comprenant cette différence, les techniciens peuvent diagnostiquer, prévenir et corriger plus précisément les défauts des systèmes photovoltaïques solaires.
A propos de l´auteur
Will White a commencé à travailler dans l´énergie solaire en 2005 pour un petit intégrateur. Après avoir occupé un poste d´installateur, il a travaillé dans la vente, la conception et la gestion de projet, et a fini par devenir directeur des opérations. En 2016, il rejoint l´équipe de formation de Solar Energy International (SEI), où il se concentre sur le développement du contenu des cours et l´enseignement dans le domaine de l´énergie solaire. En 2022, il accepte un poste de spécialiste des applications solaires chez Fluke, où il prend en charge les équipements de test d´énergie renouvelable de l´entreprise, tels que les traceurs de courbe IV, les compteurs électriques et les caméras d´imagerie thermique.
Will a de l´expérience dans les domaines de l´énergie éolienne, le thermique solaire, le stockage d´énergie et les installations PV de toute taille. Il est passionné par la mise en œuvre de techniques d´installation de haute qualité et conformes au code. Will est un professionnel de l´installation PV certifié NABCEP depuis 2006 et a par le passé été installateur de chauffage solaire certifié NABCEP. Il est titulaire d´une licence en gestion d´entreprise du Columbia College Chicago et d´un MBA de l´Université du Nebraska-Lincoln. Pendant son temps libre, il travaille avec sa femme et sa fille sur leur propriété dans le centre du Vermont, où se trouve une maison en paille hors réseau.
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