Slik finner du permanente jordfeil i solkraftanlegg

Av Will White, Fluke Senior Application Specialist, DER

En jordfeil i et solkraftanlegg kan ha betydelig innvirkning på energiproduksjonen, utløse vekselretterstans og utgjøre sikkerhetsrisikoer. Ofte er den første indikasjonen en utløst GFDI-enhet (Ground Fault Detection Interruption) eller et varsel om vekselretterfeil. Uansett haster det, og du må bekrefte feilen, finne plasseringen og løse problemet raskt for å få systemet tilbake til full ytelse.

Riktig instrument til jobben: Fluke GFL-1500 jordfeilsøker

Den raskeste og sikreste metoden for å finne en feil er å bruke en jordfeilsøker for solkraftanlegg, for eksempel Fluke GFL-1500 jordfeilsøker. Dette instrumentet muliggjør presis feilidentifisering uten å være avhengig av gjetting, detaljert dokumentasjon over anlegget eller tidkrevende manuell testing. Hvis du ikke er kjent med dette instrumentet, kan du lese mer om Fluke GFL-1500 jordfeilsøker her. Når du har funnet feilen, er dette metoden for å utbedre den på en trygg måte.

Trinnvis veiledning i hvordan du finner permanente jordfeil i solkraftanlegg

Før du starter feilsøking, må du alltid følge anleggsspesifikke prosedyrer for lås-og-merk (LOTO) og bruke egnet personlig verneutstyr (PVU). Identifisering av feil er bare det første trinnet – det endelige målet er å gjenopprette systemdriften på en trygg måte.

Trinn 1: Analysering av systemet for å oppdage jordfeil

Det første trinnet er å sikre at DC-systemet ikke er jordet, og at det ikke er noen forbindelse mellom en funksjonelt jordet leder og jord. Når du mistenker en jordfeil, må du bekrefte at den er til stede og avgjøre hvilken del av panelet som er berørt. Bruk analysefunksjonen på GFL-1500 til å vurdere systemtilstanden og identifisere om det finnes en feil.

Slik kjører du analysefunksjonen:

1. Gå inn i oppsettet, og skriv inn antall solcellepaneler i serie.
   • Dette trinnet kan også utføres etter at testen er fullført, ved å trykke på INFO-knappen og angi antall solcellepaneler.
2. Koble til testledningene.
   • rød til DC positiv
   • svart til DC negativ
   • grønn til jord (jord eller jordet metall)
3. Trykk på testknappen for å kjøre analysefunksjonen.

Instrumentet vil måle:

• tomgangsspenning mellom positiv og negativ
• spenning fra positiv til jord og negativ til jord
• estimert feilmotstandsområde (hvis en jordfeil oppdages)

Hvis du har angitt riktig antall solcellepaneler, vil søkeren anslå hvor langt inn i strengen feilen kan være.

Mulige resultater:

• Permanent feil: Det foreligger en jordfeil med lav motstand.
• Ingen feil oppdaget: Ingen spenning til jord funnet under testen.
• Feil med høy motstand: Det kan være en feil, men det flyter ikke nok strøm til å utløse GFDI-en.
• Høy kapasitans og motstand: Systemforhold (f.eks. lange ledningsstrekk) forhindrer et entydig resultat.

Trinn 2: Fastslå den beste siden for å spore feilen

Bruk analyseresultatene til å fastslå den beste måten å sende et sporingssignal på. Du velger mellom å sende signalet fra den positive eller negative siden av panelet.

Slik gjør du det:

• Avhengig av arbeidsflyten er det ofte best å velge den siden som har høyest spenning til jord. Hvis for eksempel positiv til jord er 200 V DC og negativ til jord er 800 V DC, sender du signalet på den negative siden.
• Unntak: Hvis den ene siden viser 0 V DC til jord, kan det tyde på en feil i hovedlederen. I dette tilfellet kan det være enklest å sende signalet på 0 V DC-siden for å spore fra det punktet.

Trinn 3: Fastslå signalmodusen

Sporingssignalet kan sendes ved hjelp av to forskjellige moduser, Panel og Enhet. Panelmodus bør brukes når spenningen på siden som er valgt for sporing (positiv til jord eller negativ til jord), er større enn 30 V DC. Se etter ikonet for farlig spenning på transmitterskjermen for å indikere at spenningen er høyere enn 30 V DC. Dette er standard og anbefalt modus for sporing. Enhetsmodus bør brukes når spenningen på siden som er valgt for sporing, er mindre enn 30 V DC. Dette kan for eksempel være i tilfelle en hovedlederfeil, hvis signalet sendes på 0 V DC-siden. Se etter ikonet for ingen farlig spenning på transmitterskjermen. Trykk på MODE-knappen på transmitteren for å veksle mellom disse forskjellige modusene.

Trinn 4: Bruk feilfunksjonen til å spore jordfeilens plassering

Når feilen er bekreftet, sporingsretningen er valgt og signalmodusen er valgt, bruker du feilfunksjonen til å sende et lavstrømssignal. Følg feilbanen med mottakeren eller tangen for å finne feilens nøyaktige plassering.

Sporingsprosess:

1. Send feilsignalet fra den valgte siden.
2. Identifiser grenen med feilen.
   • Mottakeren kan brukes med frakoblinger på den ene siden av kretsen (åpne sikringsholdere på ett sett med parallelle tilkoblinger, som på den positive siden).
   • Tangen kan brukes rundt grenpar (positiv og negativ målt sammen) uten frakoblinger.
3. Fastslå feilplasseringen.
   • Mottakeren kan brukes med frakoblinger på den ene siden av kretsen. Du an eventuelt flytte transmitteren til grenen med feilen.
4. Bruk mottakeren til å følge signalet nedover strengen, eller så kan klemmen brukes i støyende miljøer med høyere kapasitans der det ikke er en klar bane for sporingssignalet.
   • For å tydeliggjøre signalet når du bruker tangen, aktiverer du BP-filteret ved å trykke på BP-knappen. Dette er bare effektivt med Panel-signalmodus på transmitteren.
   • Mottakeren til Fluke GFL-1500 gir både hørbar tilbakemelding (pipelyd) og visuell tilbakemelding (blinkende LED-indikator) under feilsporing. Pipingen/blinkingen øker i frekvens etter hvert som du kommer nærmere feilplasseringen.

Tips for nøyaktig feilsporing

• Sørg for at systemet ikke er strømførende der det er nødvendig, før du åpner skap eller får tilgang til ledere.
• Sørg alltid for at testledningene er ordentlig tilkoblet.
• Sikre at DC-systemet ikke er jordet, og at det ikke er noen forbindelse mellom en leder og jord.
• Hvis signalsporingen blir uklar og signalet oppdages på flere grener:
  • Dobbeltsjekk hvilken side signalet ble sendt fra.
  • Bekreft at teststrengen din er isolert fra parallelle grener.
  • Prøv å bruke tangen med BP-filter aktivert. Transmittersignalet må være i Panel-modus.

Hva nå? Å finne feilen er bare steg. Nå som du vet hvor problemet er, er det på tide å utføre reparasjonen på en trygg måte. Finn ut hvordan du reparerer PV-jordfeil her.

Oppsummering: Lokalisering av feilen er bare halve løsningen

Identifisering av plasseringen av en permanent jordfeil i et solkraftanlegg er et kritisk første skritt i å gjenopprette ytelsen og beskytte utstyret ditt. Ved systematisk å analysere spenningen til jord og spore feilbanen kan du isolere problemet uten overdreven prøving og feiling.

Husk imidlertid at du ikke løser feilen bare ved å finne den. Når den er funnet, er det viktig å koble fra strømmen på en sikker måte, inspisere den skadde lederen eller komponenten og reparere eller erstatte den defekte delen i henhold til anleggets sikkerhetsprosedyrer og elektriske forskrifter.

Jordfeil reduserer ikke bare energiproduksjonen, de utgjør også en risiko for utstyr og sikkerhet. Derfor er rask og nøyaktig identifisering etterfulgt av riktig reparasjon nøkkelen til å minimere nedetid og få tilbake forventet systemytelse.

Om forfatteren

Will White begynte å jobbe innen solkraft i 2005 for et lite integrasjonsfirma. Etter å ha startet som installatør, jobbet han med salg, design og prosjektledelse, og ble til slutt Director of Operations. I 2016 ble han med i læreplangruppen hos Solar Energy International (SEI), hvor han fokuserte på å utvikle kursinnhold og undervise i solkraft. I 2022 gikk Will over i en stilling som spesialist på bruksområder innen solkraft hos Fluke, der han støtter testutstyret deres for fornybar energi, som IV-kurvetegnere, elmålere og termokameraer.

Will har erfaring innen vindkraft, termiske solkraftanlegg, energilagring og solkraftanlegg av alle størrelser. Han brenner for å implementere installasjonsteknikker av høy kvalitet som er i samsvar med forskrifter. Will har vært NABCEP-sertifisert PV-installatør siden 2006 og var tidligere NABCEP-sertifisert installatør av solvarmesystemer. Han har en B.A. i bedriftsledelse fra Columbia College Chicago og en MBA fra University of Nebraska-Lincoln. På fritiden jobber han sammen med kone og datter på gården deres i det sentrale Vermont, hvor de har et halmhus som ikke er tilkoblet det offentlige strømnettet.

Finn Will på LinkedIn.