Qual è la differenza tra un guasto a terra permanente e uno intermittente?
Di Will White, Fluke Senior Application Specialist, DER
I guasti a terra sono una delle principali cause di rischi di sicurezza, arresti e rischi di incendio negli impianti fotovoltaici (FV), ma non tutti i guasti a terra si comportano allo stesso modo. Alcuni sono continui e facili da identificare. Altri sono imprevedibili e compaiono solo in determinate condizioni.
Per preservare la sicurezza e le prestazioni negli array FV, è fondamentale comprendere la differenza tra guasti a terra permanenti e guasti a terra intermittenti, come ciascuno di essi si sviluppa e come testarli in modo efficace.
Quando si verifica un guasto a terra?
Un guasto a terra si verifica quando un conduttore percorso da corrente (positivo o negativo DC; L1, L2 o L3 AC) entra in contatto con una superficie metallica con messa a terra, come telai di moduli, condotti o rack. In questo modo si crea un percorso non intenzionale per il flusso di corrente a massa, bypassando l'inverter o altri dispositivi di protezione.
Per una panoramica completa, vedere: Cos'è un guasto a terra DC in un impianto FV?
Confronto tra guasti a terra permanenti o intermittenti: concetti di base
| Funzionalità | Guasto a terra permanente | Guasto a terra intermittente |
|---|---|---|
| Tipo di collegamento | Continuo e a bassa resistenza | Compare e scompare a seconda delle condizioni |
| Difficoltà di rilevamento | Relativamente facile da identificare | Spesso difficile da rilevare |
| Reazione GFDI/inverter | Può scattare immediatamente | Può non scattare affatto o scattare sporadicamente |
| Trigger comuni | Fili schiacciati o abrasi, isolamento fuso | Umidità, movimento, espansione termica |
| Metodo di Test | Test standard di tensione/resistenza di isolamento | Richiede test di tensione/resistenza di isolamento in condizioni specifiche |
| Urgenza di riparazione | Pericolo immediato per la sicurezza | Deve essere risolto prima che si aggravi |
Cos'è un guasto a terra permanente?
Un guasto a terra permanente è un collegamento persistente a bassa resistenza tra un conduttore di un impianto FV e una superficie metallica con messa a terra. Questo tipo di guasto rimane presente in tutte le condizioni operative.
Cause comuni:
- Fili schiacciati a causa di una gestione dei cavi inadeguata
- Isolamento fuso a causa di sovracorrente o arco elettrico
- Abrasione dovuta a vibrazioni, sfregamento sul rack, espansione/contrazione termica
- Messa a terra o terminazione non corretta
Come rilevarlo:
- Misurare la tensione tra il terminale positivo/negativo DC e la massa
- Utilizzare un multimetro, un multimetro a pinza o la funzione di analisi del localizzatore di guasti a terra GFL-1500
- Utilizzare un tester della resistenza d'isolamento (ad esempio, Fluke 1587 FC, 1537, SMFT-1000)
- Attendersi una tensione a massa diversa da zero e/o una bassa resistenza di isolamento (< 1 MΩ)
Per saperne di più: Come testare i circuiti FV diseccitati per verificare la presenza di guasti a terra
Perché è pericoloso:
I guasti a terra permanenti sono spesso il guasto che attiva gli arresti dell'inverter. Se si verifica un secondo guasto sulla polarità opposta, quest’ultimo può creare un percorso di corrente parallelo, con conseguenti incendi o scariche ad arco.
Cos'è un guasto a terra intermittente?
Un guasto a terra intermittente è un collegamento temporaneo o condizionale tra un conduttore e la massa. Questi guasti possono comparire solo quando:
- Il sistema è bagnato (pioggia, condensa, umidità)
- Moduli o rack si espandono/contraggono a causa della temperatura
- I tracker spostano l'array in una posizione soggetta a guasti
- I fili cedono o sfregano sotto il carico del vento o della neve
Poiché questi guasti non sono continui, possono essere difficili da rilevare durante gli interventi di manutenzione ordinaria o in caso di tempo asciutto.
Perché i guasti intermittenti comportano rischi
I guasti intermittenti sono pericolosi perché:
- Spesso sfuggono al rilevamento da parte dei dispositivi standard di protezione dai guasti a terra
- Possono evolversi in guasti permanenti nel tempo
- Causano attivazioni ripetute dell'inverter, con conseguenti tempi di inattività
- Possono dare luogo ad arco elettrico, fenomeno che può causare incendi
- Se ignorati, possono diventare parte di un anello di guasto a corrente elevata se si verifica un secondo problema
Scoprite come isolarli: Come testare le stringhe FV per eventuali guasti a terra intermittenti
Segnali che si ha a che fare con un guasto a terra intermittente
Si potrebbe avere a che fare con un guasto intermittente se:
- L'inverter mostra errori sporadici di guasto a terra
- Il sistema scatta solo in presenza di pioggia o la mattina presto
- Non viene rilevato alcun guasto in condizioni di asciutto o a mezzogiorno
- I guasti si verificano a un'ora specifica del giorno quando un array di tracciamento si sposta in una posizione specifica.
- I test della resistenza d'isolamento mostrano valori limite
Come eseguire i test per ciascun tipo di guasto
Test per i guasti a terra permanenti
- Isolare e diseccitare il circuito
- Eseguire i test di tensione a massa
- Utilizzare un tester della resistenza d'isolamento
- Attendersi misure coerenti dei guasti
Altre informazioni: Come testare i circuiti FV diseccitati per verificare la presenza di guasti a terra
Test per i guasti a terra intermittenti
- Eseguire le misurazioni mentre piove o dopo che ha piovuto, in presenza di rugiada o di variazioni di temperatura
- Utilizzare un multimetro a pinza per verificare che non vi sia flusso di corrente prima di aprire i circuiti
- Prestare attenzione a improvvisi picchi di tensione a massa durante il movimento degli array
- Verificare la presenza di valori di resistenza di isolamento che possono essere considerati accettabili ma che sono inferiori alla resistenza di altri circuiti simili nelle stesse condizioni ambientali.
Altre informazioni: Come testare le stringhe FV per eventuali guasti a terra intermittenti
Perché il tipo di guasto a terra è importante
La comprensione del tipo di guasto incide su ogni aspetto del problema, dalla diagnosi alla prevenzione:
| Attività | Guasti permanenti | Guasti intermittenti |
|---|---|---|
| Tempistica della riparazione | Immediata | Condizionale alla ricorrenza del guasto |
| Rischio per la sicurezza | Elevato | Da moderato a elevato |
| Rilevamento | Affidabile, ma dai tempi lunghi, con strumenti di base | Richiede un maggiore contesto ambientale |
| Prevenzione | Protezione fisica, cablaggio di qualità | Protezione fisica, cablaggio di qualità, supporto cavi flessibile |
| Sistemi di monitoraggio | Probabilmente rilevati | Spesso sfuggono finché l'inverter non scatta |
Strategie di riparazione per ciascun tipo
Per i guasti permanenti:
- Rimuovere i conduttori danneggiati e sostituire con cablaggio nuovo
- Se necessario, installare connettori installabili sul campo
- Sostituire le scatole di derivazione o i moduli bruciati
- Ripetere i test di isolamento e tensione a massa
Altre informazioni: Come riparare i guasti a terra negli impianti fotovoltaici
Per i guasti intermittenti:
- Replicare le condizioni che attivano il guasto (moduli bagnati, movimento)
- Testare e sostituire i connettori o le scatole di derivazione sospetti
- Ispezionare le piegature dei conduttori, i bordi dei rack e l'allineamento dei tracker
- Utilizzare hardware per la gestione dei fili resistente ai raggi UV e una gestione dei cavi migliorata per evitarne la ricorrenza
Riepilogo
I guasti a terra permanenti e intermittenti possono iniziare allo stesso modo, con un danno all’isolamento dei fili o un conduttore schiacciato, ma hanno un diverso comportamento e il loro rilevamento richiede strategie differenti. Comprendendo la differenza, i tecnici possono risolvere i problemi e prevenire e riparare i guasti in modo più accurato negli impianti FV solari.
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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