Comment localiser les défauts de mise à la terre persistants dans les systèmes photovoltaïques solaires
Auteur : Will White, spécialiste des applications confirmé, DER
Un défaut de mise à la terre dans un système photovoltaïque solaire peut avoir un impact important sur la production d´énergie, déclencher l´arrêt des onduleurs et présenter des risques de sécurité. Le premier signe d´un tel défaut est souvent le déclenchement d´un dispositif de détection et d´interruption des défauts de mise à la terre (GFDI) ou la notification d´un défaut d´onduleur. Dans les deux cas, il faut agir rapidement. Vous devez vérifier le défaut, localiser son emplacement et résoudre le problème rapidement pour que le système revienne à des performances optimales.
L´outil adapté à la tâche : Localisateur de défaut de mise à la terre Fluke GFL-1500
Le moyen le plus rapide et le plus sûr de localiser un défaut est d´utiliser un localisateur de défaut de mise à la terre solaire, tel que le localisateur de défaut de mise à la terre Fluke GFL-1500. Cet outil permet d´identifier avec précision les défauts, sans avoir recours à des suppositions, à la documentation détaillée du site ou à des tests manuels chronophages. Si vous ne connaissez pas cet outil, vous pourrez en apprendre davantage sur le localisateur de défaut de mise à la terre Fluke GFL-1500 ici. Une fois que vous avez trouvé le défaut, voici comment le réparer en toute sécurité.
Guide détaillé expliquant comment localiser les défauts de mise à la terre persistants dans les systèmes photovoltaïques solaires
Avant de commencer tout dépannage, veillez à toujours respecter les procédures de verrouillage/étiquetage (LOTO) spécifiques au site et portez un équipement de protection individuelle (EPI) approprié. L´identification d´un défaut n´est que la première étape : l´objectif final est de restaurer le fonctionnement du système en toute sécurité.
Etape 1 : analyser le système pour détecter les défauts de mise à la terre
La première étape consiste à s´assurer que le système CC n´est pas mis à la terre et qu´il n´y a pas de connexion entre un conducteur fonctionnel mis à la terre et la terre. En cas de suspicion d´un défaut de mise à la terre, confirmez sa présence et déterminez quelle partie du réseau est concernée. Utilisez la fonction d´analyse de votre GFL-1500 pour évaluer l´intégrité du système et déterminer si un défaut est présent.
Pour exécuter la fonction d´analyse :
- Accédez au menu Configuration et saisissez le nombre de modules en série.
- Cette étape peut également être effectuée une fois le test terminé en appuyant sur le bouton INFO et en saisissant le nombre de modules.
- Branchez les cordons de test :
- Cordon rouge au positif CC
- Cordon noir au négatif CC
- Cordon vert à la terre (terre ou métal mis à la terre)
- Appuyez sur le bouton Test pour exécuter la fonction d´analyse.
L´outil mesure :
- La tension en circuit ouvert entre le positif et le négatif ;
- La tension entre le positif et la terre, et entre le négatif et la terre ;
- La plage de résistance de défaut estimée (si un défaut de mise à la terre est détecté).
Si vous avez correctement saisi le nombre de modules, le localisateur estime la distance dans la chaîne à laquelle le défaut peut se trouver.
Résultats possibles :
- Défaut persistant : un défaut de mise à la terre de faible résistance est présent.
- Aucun défaut détecté : aucune tension à la masse détectée pendant le test.
- Défaut de haute résistance : un défaut peut être présent, mais le courant qui circule est insuffisant pour déclencher le GFDI.
- Capacité et résistance élevées : les conditions du système (par exemple, de longs câbles) empêchent d´obtenir un résultat concluant.
Etape 2 : déterminer le meilleur côté pour repérer le défaut
Ensuite, utilisez les résultats de l´analyse pour déterminer la meilleure façon d´injecter un signal de traçage. Vous pouvez choisir d´envoyer le signal du côté positif ou négatif du réseau.
Explications :
- En fonction du flux de travail, il est souvent préférable de choisir le côté qui présente la tension la plus élevée à la terre. Par exemple, si la tension entre le positif et la terre est de 200 V C.C. et la tension entre le négatif et la terre est de 800 V C.C., injectez le signal côté négatif.
- Exception : si l´un des côtés présente une tension de 0 V C.C. à la terre, cela peut indiquer un défaut dans le conducteur principal. Dans ce cas, il peut être plus facile d´injecter le signal côté 0 V C.C. pour effectuer le traçage à partir de ce point.
Etape 3 : déterminer le mode de signal
Le signal de traçage peut être injecté à l´aide de deux modes différents : Réseau et Unité. Le mode Réseau doit être utilisé lorsque la tension du côté sélectionné pour le traçage (du positif à la terre ou du négatif à la terre) est supérieure à 30 V C.C. Vérifiez que l´icône de tension dangereuse apparaît sur l´écran de l´émetteur pour indiquer que la tension est supérieure à 30 V C.C. Il s´agit du mode par défaut et recommandé pour le traçage. Le mode Unité doit être utilisé lorsque la tension du côté sélectionné pour le traçage est inférieure à 30 V C.C. Par exemple, en cas de défaut autonome, si le signal est injecté du côté 0 V C.C. Vérifiez qu´aucune icône de tension dangereuse n´est présente sur l´écran de l´émetteur. Appuyez sur le bouton MODE sur l´émetteur pour basculer entre ces différents modes.
Etape 4 : utiliser la fonction de défaut pour localiser le défaut de mise à la terre
Une fois le défaut confirmé, le sens de traçage choisi et le mode de signal sélectionné, utilisez la fonction de défaut pour injecter un signal à faible courant. Suivez le chemin du défaut avec le récepteur ou la pince pour le localiser avec précision.
Processus de traçage :
- Injectez le signal de défaut du côté choisi.
- Identifiez la branche défaillante.
- Le récepteur peut être utilisé avec des déconnexions sur un côté du circuit (porte-fusibles ouverts sur un jeu de connexions parallèles, comme sur le côté positif).
- La pince peut être utilisée autour des paires de branches (positif et négatif mesurés ensemble) sans aucune déconnexion.
- Localisez l´emplacement du défaut.
- Le récepteur peut être utilisé avec des déconnexions sur un côté du circuit. Vous pouvez également déplacer l´émetteur vers la branche défaillante.
- Utilisez le récepteur pour suivre le signal le long de la chaîne. Vous pouvez aussi utiliser la pince dans les environnements bruyants et à capacité plus élevée où il n´existe pas de chemin clair avec le signal de traçage.
- Pour clarifier le signal lors de l´utilisation de la pince, activez le filtre BP en appuyant sur le bouton BP. Cette option n´est effective qu´avec le mode de signal Réseau sur l´émetteur.
- Le récepteur Fluke GFL-1500 fournit un retour audio (bip) et visuel (voyant clignotant) pendant le traçage du défaut. La fréquence des bips et clignotements augmente à mesure que vous vous rapprochez de l´emplacement du défaut.
Conseils pour un traçage précis des défauts
- Assurez-vous que le système est hors tension si nécessaire avant d´ouvrir les boîtiers ou d´accéder aux conducteurs.
- Vérifiez toujours que les cordons de mesure sont correctement connectés.
- Assurez-vous que le système CC n´est pas mis à la terre et qu´il n´y a pas de connexion entre un conducteur et la terre.
- Si le traçage du signal devient flou et que le signal est détecté sur plusieurs branches :
- Vérifiez à nouveau à partir de quel côté le signal a été injecté ;
- Vérifiez que votre chaîne de test est isolée des branches parallèles ;
- Essayez d´utiliser la pince avec le filtre BP activé. Le signal de l´émetteur doit être en mode Réseau.
Et ensuite ? La localisation du défaut n´est que la première étape. Maintenant que vous savez où se trouve le problème, il est temps d´effectuer la réparation en toute sécurité. Découvrez ici comment réparer les défauts de mise à la terre sur les systèmes photovoltaïques.
Conclusion : trouver le défaut n´est qu´une partie du travail de réparation
L´identification de l´emplacement d´un défaut de mise à la terre persistant dans un système photovoltaïque solaire est une première étape essentielle pour restaurer les performances et protéger votre équipement. En analysant systématiquement la tension à la terre et en traçant le chemin du défaut, vous pouvez isoler le problème sans trop tâtonner.
Mais n´oubliez pas que le fait de localiser un défaut ne le résout pas. Une fois que vous l´avez trouvé, il est essentiel de débrancher l´alimentation en toute sécurité, d´inspecter le conducteur ou le composant endommagé, et de réparer ou de remplacer la pièce défectueuse conformément aux procédures de sécurité du site et aux codes électriques.
Les défauts de mise à la terre réduisent non seulement la production d´énergie, mais ils présentent également des risques pour l´équipement et la sécurité. C´est pourquoi il est essentiel de les identifier rapidement et avec précision, puis de les réparer de façon appropriée, afin de minimiser les temps d´arrêt et de rétablir les performances système attendues.
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 White 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 White 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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