Come testare i circuiti FV diseccitati per verificare la presenza di guasti a terra

Di Will White, Fluke Senior Application Specialist, DER

Non tutti i guasti a terra si verificano nei circuiti eccitati. Negli impianti fotovoltaici (FV) i guasti possono svilupparsi in lunghi conduttori home run, nei recombiner o sul lato AC, dove il sistema può essere spento a scopo di manutenzione o isolamento. In questi casi, i tecnici devono testare i circuiti diseccitati per verificare la presenza di guasti a terra utilizzando metodi sicuri e comprovati.

Questa guida dettagliata spiega come isolare, testare e identificare i guasti nei circuiti FV diseccitati, proteggendo al contempo le apparecchiature e il personale.

Quando si devono testare i circuiti diseccitati?

I test dei circuiti diseccitati sono disponibili quando:

• Si sospetta la presenza di un guasto a terra nel cablaggio tra il combiner e l'inverter
• Si testa il lato AC del sistema, per esempio dall'uscita dell’inverter al punto di interconnessione
• I componenti elettronici a livello di modulo sono in sede e i circuiti possono essere scollegati prima dei test

In questi casi, il test della resistenza di isolamento diventa il metodo principale per il rilevamento dei guasti.

Maggiori informazioni sui test di circuiti eccitati: Come testare le stringhe FV per eventuali guasti a terra intermittenti

Guida dettagliata ai test dei circuiti FV diseccitati per verificare la presenza di guasti a terra

Passo 1. Isolare e bloccare il circuito

Prima di iniziare qualsiasi test, è necessario assicurarsi che i conduttori siano completamente diseccitati e non possano essere rieccitati accidentalmente.

• Aprire tutti i sezionatori senza interruzione di carico su entrambe le estremità del circuito.
• Applicare i dispositivi di lockout/tagout (LOTO) a ogni disconnessione.
• Etichettare ciascun LOTO con:
  • Nome del tecnico
  • Numero di telefono
  • Data e ora
  • Intervento in corso di esecuzione

Non presumere mai che un conduttore sia diseccitato senza un’opportuna verifica.

Passo 2. Eseguire un test in tensione-fuori tensione-in tensione

Questo passaggio essenziale per la sicurezza conferma che il circuito è realmente spento e che l'attrezzatura di test funziona correttamente.

1. In tensione: testare il misuratore o il tester su una sorgente attiva nota (ad esempio, l’unità di prova Fluke PRV240).
2. Fuori tensione: testare il circuito FV. La lettura deve essere pari a 0 volt.
3. Nuovamente in tensione: ripetere il test sulla sorgente attiva nota per verificare la precisione del misuratore.

Se il circuito è ancora eccitato, saltare questo test potrebbe esporre a gravi rischi di arco elettrico.

Passo 3. Scollegare i conduttori dai terminali e isolare i conduttori

Rimuovere i conduttori dai rispettivi terminali su entrambe le estremità del circuito. Ciò assicura di isolare:

• Tutti i conduttori uno dall'altro
• Tutti i conduttori da qualsiasi componente elettronico, dispositivo di protezione da sovratensioni o resistenza interna
• Qualsiasi conduttore collegato a massa (ad esempio, neutro AC) dalla barra collettrice

Importante:

• Non testare la resistenza di isolamento attraverso i componenti elettronici o i dispositivi di protezione da sovratensione. Scollegarli innanzitutto per non rischiare danni permanenti.
• Utilizzare coprifili o nastro isolante per proteggere le estremità esposte durante i test (estremità del conduttore opposta al punto in cui è collegato il puntale).

Passo 4. Ispezionare visivamente prima dei test

Verificare l'eventuale presenza di segni fisici di danni che potrebbero indicare un guasto a terra:

• Segni di bruciatura, bolle d'isolamento o scolorimento
• Abrasione dei fili nel punto in cui i conduttori entrano nel condotto
• Segni di corrosione o umidità nelle scatole di derivazione
• Collegamenti allentati o con terminazione inadeguata

La correzione preventiva dei danni visibili può far risparmiare tempo durante i test.

Passo 5. Eseguire i test della resistenza d'isolamento

A questo punto è possibile testare ciascun conduttore per verificare la presenza di una rottura dell'isolamento applicando un'elevata tensione di prova e misurando la resistenza a massa.

Strumento consigliato: Multimetro per test di isolamento Fluke 1587 FC, tester della resistenza d'isolamento 1537 o tester fotovoltaico SMFT-1000

1. Impostare il tester su una tensione di prova adeguata (in genere 500 V, 1000 V o 1500 V DC per FV).
2. Connettere:
   • Il puntale rosso a un'estremità del conduttore
     1. Assicurarsi che l'altra estremità del conduttore sia isolata con un coprifilo o nastro isolante se non è collegata a un terminale in corrispondenza di un sezionatore.
   • Il puntale nero a massa (involucro in metallo, GEC o telaio)
3. Registrare la resistenza di isolamento (misurata in megaohm).

Criteri di superamento (tipici, ma fare sempre riferimento al produttore o agli standard richiesti quali NFPA 70B o ANSI/NETA MTS):

• 1000 MΩ = isolamento eccellente
• < 20 MΩ = investigare ulteriormente
• < 1 MΩ = probabile guasto a terra

Non eseguire mai questo test su un conduttore di massa (come un neutro AC) senza isolarlo dal collegamento a massa.

Passo 6. Confrontare i risultati e identificare i valori anomali

Testare ciascun conduttore nel circuito singolarmente. Cercare:

• Valori di resistenza notevolmente inferiori rispetto ad altri
• Un valore stabile e ripetibile (non una tensione fantasma)
• Coerenza tra più test

Il conduttore con la resistenza più bassa a massa è il probabile percorso del guasto.

Per confermare:

• Scambiare i puntali e ripetere il test
• Ispezionare l'intera tratto del conduttore per verificare la presenza di guasti visibili

Se possibile, dividere il conduttore in sezioni e ripetere la procedura per restringere la posizione.

Passo 7. Test tra conduttori (opzionale)

Oltre ai test da conduttore a massa, è possibile eseguire anche test tra i conduttori:

• Positivo a negativo
• L1 a L2, L2 a L3, L1 a L3
• Neutro a L1, L2 ed L3

Sebbene non sia necessario per la maggior parte dei guasti, ciò può aiutare a rilevare i guasti ad arco in parallelo tra i conduttori o la rottura dell'isolamento che non ha ancora raggiunto la massa.

Passo 8. Documentare tutti i risultati

Prima di effettuare le riparazioni, registrare:

• La tensione di prova e i risultati per ciascun conduttore
• Condizioni durante i test (ad esempio, condizioni secche o umide, temperatura ambiente, umidità)
• Risultati visivi
• Registri LOTO

Questa documentazione aiuta nella convalida della garanzia, nei futuri interventi di manutenzione e negli audit assicurativi.

Dopo le riparazioni, ripetere il test della resistenza di isolamento per confermare che il guasto è stato risolto.

Come procedere se non viene individuato alcun guasto?

Se tutti i valori della resistenza di isolamento sono elevati e non sono presenti danni visibili:

• Provare a eseguire i test in condizioni di umidità, quando è più probabile che si verifichino guasti intermittenti
• Ricollegare e monitorare per individuare future attivazioni di GFDI o inverter
• Testare a monte (verso l'array) o a valle (verso il punto di interconnessione)

A volte i guasti si verificano in una sezione diversa da quella inizialmente sospettata. Utilizzare i dati dei test e i registri di sistema per guidare i passi successivi.

Riepilogo

I test dei circuiti diseccitati per individuare eventuali guasti a terra richiede un'attenta pianificazione, un adeguato isolamento e gli strumenti giusti. Seguendo un processo metodico i tecnici del settore dell'energia solare possono rilevare i guasti che potrebbero altrimenti sfuggire, preservando così sia l’incolumità delle persone che le prestazioni dell’impianto FV.

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.

Connettetevi a Will su LinkedIn.