Comment utiliser les relevés de tension pour localiser les défauts de mise à la terre dans les réseaux PV solaires

Auteur : Will White, spécialiste des applications confirmé, DER

Après avoir confirmé la présence d´un défaut de mise à la terre dans une chaîne photovoltaïque (PV), le défi suivant consiste à le localiser. Le défaut se situe-t-il à l´intérieur d´un module ? Le long d´un câble ? Dans un connecteur ? La clé pour localiser efficacement un défaut, sans avoir à démonter l´ensemble de la chaîne photovoltaïque, réside dans l´utilisation de mesures de tension et de calculs simples.

Grâce à cet article, vous apprendrez à localiser un défaut dans une chaîne PV à l´aide de tests de tension étape par étape. Cette méthode est particulièrement utile dans les installations en toiture, où le démontage de chaque module n´est pas envisageable.

Avant de commencer : quand utiliser cette méthode

Cette approche basée sur la tension est optimale lorsque :

• Vous avez déjà identifié un défaut de mise à la terre sur une chaîne ou dans un répartiteur.
• Le système ou la section du système est hors tension et verrouillé.
• La tension de la chaîne PV se trouve dans la plage de mesure de l´outil de test.
• Vous connaissez la Voc (tension en circuit ouvert) de chaque module.

Si le système présente des défauts intermittents ou si le circuit peut être mis hors tension en toute sécurité, consultez d´abord les articles suivants :

• Comment tester les chaînes PV pour détecter les défauts de mise à la terre intermittents
• Comment tester les circuits PV hors tension à la recherche de défauts de mise à la terre

Guide détaillé pour localiser les défauts de mise à la terre dans les réseaux PV solaires à l´aide de relevés de tension

Etape 1. Rassembler les informations dont vous aurez besoin

Avant de prendre des mesures, assurez-vous de connaître les informations suivantes :

• Nombre de modules dans la chaîne
• Voc de chaque module (à partir de la fiche technique ou de l´étiquette)
• Tension de circuit ouvert de chaîne attendue (Voc × nombre de modules)
• Procédures de sécurité pour les dispositifs LOTO et les valeurs nominales des multimètres

Exemple :

• 16 modules × 53,82 VCC = 861,12 VCC de tension de chaîne attendue

Etape 2. Mesurer entre les conducteurs positif et négatif

Une fois le système isolé et sécurisé pour les tests :

1. Utilisez un multimètre de catégorie III (par exemple, le Fluke 393 FC ou le Fluke 283 FC/PV), dont la tension nominale est égale ou supérieure à la tension maximale du système.
2. Raccordez les sondes aux conducteurs positif et négatif de la chaîne.
3. Notez la tension mesurée.

Cela confirme que la Voc complète est présente sur toute la chaîne.

Valeur attendue : tension de chaîne complète (par exemple, 861,12 CC pour les 16 modules)
Valeur anormale : une valeur inférieure ou supérieure à la valeur attendue peut indiquer plusieurs problèmes

Etape 3. Isoler les extrémités positive et négative de la chaîne

1. Ouvrez le porte-fusible positif.
2. Ouvrez le porte-fusible négatif ou décâblez le conducteur négatif de la barre omnibus négative.

Pour que le test de tension soit précis, les deux extrémités de la chaîne doivent être isolées des connexions parallèles.

Etape 4. Mesurer entre le positif et la terre

1. Raccordez le fil positif de votre multimètre au conducteur de la chaîne positive.
2. Raccordez le fil négatif à la barre omnibus de mise à la terre ou à la terre du système.
3. Notez la tension indiquée.

Valeur attendue : 0 VCC
Valeur anormale : une tension positive à la terre indique un chemin de défaut entre le conducteur positif et la terre.

Etape 5. Mesurer entre le négatif et la terre

1. Intervertissez les fils du multimètre :
   • Le fil négatif du multimètre au conducteur négatif
   • Le fil positif à la terre
2. Notez la tension.

Valeur attendue : 0 VCC
Valeur anormale : une valeur différente de zéro indique un défaut de mise à la terre sur le côté négatif du circuit.

Etape 6. Diviser la tension à la terre par la Voc du module

C´est ici que l´approche « mathématique » entre en jeu. En divisant la tension à la terre mesurée par la Voc d´un module individuel, on peut estimer le nombre de modules situés entre le point de mesure et le défaut.

Exemple 1 : défaut de mise à la terre entre deux modules

Légende/Libellé alternatif : Voc chaîne : 861,12 VCC (16 modules)

Légende/Libellé alternatif : tension positif-terre : 645,84 VCC

Légende/Libellé alternatif : tension négatif-terre : 215,28 VCC

Calcul :

• 645,84 ÷ 53,82 = 12 modules de l´extrémité positive au défaut
• 215,28 ÷ 53,82 = 4 modules de l´extrémité négative au défaut

Légende/Libellé alternatif : le défaut se situe entre le module 4 et le module 5 à partir de l´extrémité négative de la chaîne.

Exemple 2 : défaut de mise à la terre sur un conducteur autonome

Légende/Libellé alternatif : entre tension positive et tension négative : 861,12 VCC

Légende/Libellé alternatif : tension positif-terre : 0 VCC

Légende/Libellé alternatif : tension négatif-terre : 861,12 VCC

Calcul :

• 0 ÷ 53,82 = 0 module
• 861,12 ÷ 53,82 = 16 modules

Légende/Libellé alternatif : Le défaut ne se trouve probablement pas entre les modules, mais dans le conducteur autonome raccordé au côté positif.

Ces résultats suggèrent que le problème provient du passage de fil positif entre le point de test et le premier module de la chaîne du côté positif. Le défaut peut se trouver dans l´onduleur ou le boîtier de jonction, dans la gaine ou dans le réseau avant le premier module sur le côté positif de la chaîne.

Etape 7. Inspecter visuellement la zone suspectée

Maintenant que vous avez affiné votre recherche, inspectez :

• Les faisceaux de câbles à l´emplacement du défaut estimé
• Les connecteurs entre les deux modules suspects
• Les cadres de module ou cosses de mise à la terre à proximité du point suspect
• La gaine et les passe-fils au niveau des raccordements autonomes

Des marques de brûlure, un isolement endommagé, des connecteurs fondus ou des câbles écrasés sont des indicateurs clairs de l´emplacement du défaut.

Etape 8. Confirmer au moyen du test de résistance d´isolement (facultatif)

Pour valider vos résultats basés sur la tension :

1. Débranchez le conducteur positif ou négatif.
2. Utilisez un testeur de résistance d´isolement (par exemple, Fluke 1587 FC, 1537 ou SMFT-1000)
3. Testez la résistance du conducteur à la terre en utilisant 500 à 1 500 VCC.
4. Notez la résistance.

Une faible résistance confirme que le conducteur que vous suspectez a un isolement compromis ou un contact avec une surface métallique mise à la terre.

Etape 9. Documenter et préparer la réparation

Avant toute réparation, documentez :

• Les relevés de tension entre tous les points ;
• Le module ou la section de fil suspect(e) ;
• Les conditions environnementales (par exemple, humides, sèches) ;
• Les photos, en cas de dommages visibles.

Cette documentation est utile pour les réclamations au titre de la garantie, les rapports d´assurance et les opérations de dépannage futures.

Prêt à effectuer des réparations ? Consultez l´article suivant : Comment corriger les défauts de mise à la terre dans les systèmes PV

Conseils de dépannage

• Arrondissez toujours les tensions à deux décimales pour une meilleure précision.
• Si les relevés de tension semblent anormaux, effectuez un nouveau test en utilisant d´autres cordons ou un multimètre différent.
• Attention à la tension fantôme : un signal qui décroît lentement et ne correspond pas à une véritable tension de défaut.
• Vérifiez que les modules sont propres et secs lors de la mesure. L´humidité peut fausser les relevés.

Conclusion

La localisation des défauts de mise à la terre par le biais de mesures de tension est un moyen intelligent et efficace de localiser les problèmes dans les chaînes PV, sans démonter de grandes parties du réseau. En utilisant les mesures de tension à la terre et en les comparant à la Voc du module, les techniciens peuvent localiser les défauts à un ou deux modules près.

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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