Come localizzare i guasti a terra permanenti negli impianti FV solari
Di Will White, Fluke Senior Application Specialist, DER
Un guasto a terra in un impianto FV può influire significativamente sulla produzione di energia, attivare gli arresti dell'inverter e presentare rischi per la sicurezza. Spesso la prima indicazione è l’attivazione GFDI (interruzione di rilevamento dei guasti a terra) o una notifica di guasto dell'inverter. In entrambi i casi, il tempo è cruciale e occorre verificare il guasto, individuarne la posizione e risolvere rapidamente il problema per ripristinare le prestazioni complessive del sistema.
Lo strumento giusto allo scopo: Localizzatore di guasti a terra Fluke GFL-1500
Il modo più rapido e sicuro per individuare un guasto consiste nell'utilizzare un localizzatore di guasti a terra per impianti solari, per esempio il localizzatore di guasti a terra Fluke GFL-1500. Questo strumento consente una ricerca guasti precisa senza ricorrere a congetture, documentazione dettagliata del sito o test manuali dispendiosi in termini di tempo. Se non si ha familiarità con questo strumento, è possibile leggere ulteriori informazioni sul localizzatore di guasti a terra Fluke GFL-1500 qui. Una volta individuato il guasto, ecco come ripararlo in modo sicuro.
Guida dettagliata su come localizzare i guasti a terra permanenti negli impianti FV solari
Prima di iniziare qualsiasi ricerca guasti, seguire sempre le procedure di lockout/tagout (LOTO) specifiche del sito e indossare gli opportuni dispositivi di protezione individuale (DPI). L'identificazione di un guasto è solo il primo passo: l'obiettivo finale è ripristinare in modo sicuro il funzionamento del sistema.
Fase 1: analizzare il sistema per rilevare i guasti a terra
Il primo passo consiste nell'assicurarsi che il sistema DC non sia collegato a terra e che non vi sia alcun collegamento tra un conduttore con messa a terra funzionale e la massa. Quando si sospetta un guasto a terra, confermarne la presenza e determinare quale parte dell'array è interessata. Utilizzare la funzione di analisi del GFL-1500 per valutare lo stato del sistema e identificare l’eventuale presenza di un guasto.
Per eseguire la funzione di analisi:
- Accedere alla configurazione e immettere il numero di moduli in serie.
- Questa fase può essere eseguita anche al termine del test premendo il pulsante INFO e immettendo il numero di moduli.
- Collegare i puntali
- Rosso a DC positivo
- Nero a DC negativo
- Verde alla terra (al metallo messo a terra)
- Premere il pulsante Test per eseguire la funzione di analisi.
Lo strumento misura:
- Tensione a circuito aperto tra positivo e negativo
- Tensione tra positivo e terra, e tra negativo e terra
- Intervallo stimato della resistenza del guasto (se viene rilevato un guasto a terra)
Se è stato inserito correttamente il numero di moduli, il localizzatore stima a che distanza nella stringa potrebbe trovarsi il guasto.
Risultati possibili:
- Guasto permanente: è presente un guasto a terra a bassa resistenza.
- Nessun guasto rilevato: nessuna tensione a massa rilevata durante il test.
- Guasto a resistenza elevata: potrebbe esservi un guasto, ma il flusso di corrente non è sufficiente ad attivare il GFDI.
- Capacità e resistenza elevate: le condizioni del sistema (ad esempio, percorsi di cablaggio lunghi) non consentono di raggiungere una conclusione definitiva.
Fase 2: determinare il lato migliore per tracciare il guasto
Successivamente, utilizzare i risultati dell'analisi per determinare il modo migliore per iniettare un segnale di tracciamento. È possibile scegliere di inviare il segnale dal lato positivo o negativo dell'array.
Ecco come procedere:
- A seconda del flusso di lavoro, spesso è meglio scegliere il lato con la tensione a massa più alta. Ad esempio, se positivo a massa è 200 VDC e negativo a massa è 800 VDC, iniettare il segnale sul lato negativo.
- Eccezione: se un lato mostra 0 VDC rispetto alla terra, ciò potrebbe indicare un guasto nel conduttore principale (home-run). In questo caso, potrebbe essere più semplice iniettare il segnale sul lato 0 VDC per tracciare da quel punto.
Fase 3: determinare la modalità segnale
Il segnale di tracciamento può essere iniettato utilizzando due diverse modalità ossia Array e Unit. La modalità Array deve essere utilizzata quando la tensione del lato selezionato per il tracciamento (positivo a massa o negativo a massa) è superiore a 30 VDC. Controllare se l'icona della tensione pericolosa sulla schermata del trasmettitore indica che la tensione è superiore a 30 VDC. Questa è la modalità predefinita e consigliata per il tracciamento. La modalità Unit deve essere utilizzata quando la tensione del lato selezionato per il tracciamento è inferiore a 30 VDC. Ad esempio, nel caso di un guasto home-run, se il segnale viene iniettato sul lato 0 VDC. Verificare l’assenza dell’icona della tensione pericolosa sulla schermata del trasmettitore. Premere il pulsante MODE sul trasmettitore per alternare tra le diverse modalità.
Fase 4: utilizzare la funzione guasti per tracciare la posizione del guasto a terra
Una volta confermato il guasto, scelta la direzione del tracciamento e selezionata la modalità segnale, utilizzare la funzione guasti per iniettare un segnale a bassa corrente. Seguire il percorso del guasto con il ricevitore o la pinza per individuare la posizione esatta del guasto.
Processo di tracciamento:
- Iniettare il segnale di guasto dal lato scelto.
- Identificare la derivazione interessata dal guasto.
- Il ricevitore può essere utilizzato con disconnessioni su un lato del circuito (portafusibili aperti su un set di collegamenti paralleli, come sul lato positivo).
- La pinza può essere utilizzata intorno a coppie di derivazioni (positivo e negativo misurati insieme) senza alcuna disconnessione.
- Individuare la posizione del guasto.
- Il ricevitore può essere utilizzato con disconnessioni su un lato del circuito. In alternativa, è possibile spostare il trasmettitore sulla derivazione interessata dal guasto.
- Utilizzare il ricevitore per seguire il segnale lungo la stringa; in alternativa, la pinza può essere utilizzata in ambienti rumorosi e a capacità più alta quando non è presente un percorso chiaro con il segnale di traccia.
- Per chiarire il segnale quando si utilizza la pinza, attivare il filtro BP premendo il pulsante BP. Ciò è efficace solo con la modalità segnale Array sul trasmettitore.
- Il ricevitore Fluke GFL-1500 fornisce sia feedback acustico (cicalino) che visivo (indicatore LED lampeggiante) durante il tracciamento dei guasti. Il segnale acustico/lampeggiamento aumenta di frequenza man mano che ci si avvicina alla posizione del guasto.
Suggerimenti per un tracciamento accurato dei guasti
- Assicurarsi che il sistema sia diseccitato dove richiesto prima di aprire gli involucri o di accedere ai conduttori.
- Verificare sempre che i puntali siano collegati saldamente.
- Assicurarsi che il sistema DC non sia collegato a massa e che non vi sia alcun collegamento tra i conduttori e la massa.
- Se il tracciamento del segnale diventa poco chiaro e il segnale viene rilevato su più derivazioni:
- Ricontrollare il lato da cui è stato iniettato il segnale
- Verificare che la stringa oggetto del test sia isolata dalle derivazioni parallele
- Provare a utilizzare la pinza con il filtro BP attivato. Il segnale del trasmettitore deve essere in modalità Array.
E a questo punto? La localizzazione del guasto è solo il primo passo. Una volta scoperto dove risiede il problema, è il momento di eseguire la riparazione in sicurezza. Scoprite qui come riparare i guasti a terra degli impianti FV.
Per concludere: trovare il guasto è solo metà dell’opera
Identificare la posizione di un guasto a terra permanente in un impianto fotovoltaico solare è un primo passo fondamentale per ripristinare le prestazioni e proteggere le apparecchiature. Analizzando sistematicamente la tensione a massa e tracciando il percorso del guasto, è possibile isolare il problema senza un numero eccessivo di tentativi ed errori.
Tenete presente, tuttavia, che localizzare il guasto non risolve il problema. Una volta individuato, è essenziale scollegare l'alimentazione in sicurezza, ispezionare il conduttore o il componente danneggiato e riparare o sostituire la parte difettosa secondo le procedure di sicurezza del sito e i codici elettrici.
I guasti a terra non solo riducono la produzione di energia, ma comportano anche rischi per le attrezzature e la sicurezza. Ecco perché un'identificazione rapida e accurata, seguita da un’adeguata riparazione, è fondamentale per ridurre al minimo i tempi di inattività e ripristinare le prestazioni attese del sistema.
Informazioni sull'autore
Will White ha iniziato a lavorare nel settore dell’energia solare nel 2005 per un piccolo integratore. Dopo gli inizi come installatore, ha lavorato nelle vendite, nella progettazione e nella gestione progetti, per assumere infine il ruolo di Director of Operations. Nel 2016 è entrato a far parte del corpo docenti incaricato del programma di studi presso Solar Energy International (SEI), dedicandosi allo sviluppo dei contenuti dei corsi e all'insegnamento nel campo dell’energia solare. Nel 2022 si è trasferito in Fluke assumendo il ruolo di Solar Application Specialist, posizione in cui offre supporto alle apparecchiature di test delle energie rinnovabili tra cui tracciacurve I-V, misuratori elettrici e termocamere.
Ha maturato esperienza nei campi dell'energia eolica, del solare termico, dell'accumulo di energia e degli impianti FV su ogni scala. Crede fortemente nell’implementazione di tecniche di installazione di alta qualità e conformi ai codici. Will è un professionista certificato NABCEP per l'installazione di impianti fotovoltaici dal 2006 e in precedenza è stato un installatore certificato NABCEP per il solare termico. Ha conseguito la laurea di primo livello in business management presso il Columbia College a Chicago e un MBA alla University of Nebraska-Lincoln. Trascorre il tempo libero dedicandosi, insieme a moglie e figlia, ai lavoretti sulla loro dimora nel Vermont centrale, una casa di paglia fuori rete.
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