Så hittar du kraftiga jordfel i solcellsinstallationer

Av Will White, Flukes Senior Application Specialist, DER

Ett jordfel i ett solcellssystem kan påverka energiproduktionen avsevärt, göra att växelriktaren stängs av och även utgöra säkerhetsrisker. Ofta är den första indikationen ett utlöst DFDI (jordfelsdetekteringsavbrott) eller meddelande om fel i växelriktaren. I båda fallen är det bråttom, och du måste verifiera felet, lokalisera det och åtgärda problemet snabbt så att systemet återgår till fulla prestanda.

Rätt verktyg för jobbet: Fluke GFL-1500 jordfelssökare

Det snabbaste och säkraste sättet att hitta ett fel är att använda en jordfelssökare för solenergi som Fluke GFL-1500 jordfelssökare. Med det här verktyget får du en exakt felidentifiering utan att behöva gissa, använda detaljerad platsdokumentation eller göra en massa tidskrävande manuell testning. Om du inte känner till det här verktyget kan du läsa mer om Fluke GFL-1500 jordfelssökare här. När du har hittat felet gör du så här för att reparera det så säkert som möjligt.

Stegvis guide om att hitta kraftiga jordfel i solcellsinstallationer

Innan du börjar felsöka ska du alltid följa de lokala LOTO-rutinerna (lockout/tagout) och använda lämplig personlig skyddsutrustning (PPE). Att identifiera felet är bara det första steget – slutmålet är att säkert återställa systemets drift.

Steg 1: Analysera systemet för att upptäcka jordfel

Det första steget är att säkerställa att likströmssystemet är ojordat och att det inte finns någon anslutning mellan en funktionellt jordad ledare och jord. När du misstänker ett jordfel ska du bekräfta det och avgöra vilken del av anläggningen som berörs. Använd analysfunktionen i din GFL-1500 till att utvärdera systemets hälsotillstånd och identifiera om det finns ett fel.

Så här kör du analysfunktionen:

1. Öppna inställningarna och mata in antalet seriekopplade moduler.
   • Du kan även göra det här när testet är slutfört genom att trycka på knappen INFO och mata in antalet moduler.
2. Ansluta testkablarna
   • Röd till DC positiv
   • Svart till DC negativ
   • Grön till jord (jord eller jordad metall)
3. Tryck på knappen Test för att köra analysfunktionen.

Verktyget mäter:

• Spänning över öppen krets mellan positiv och negativ
• Spänning från positiv till jord och negativ till jord
• Uppskattat felresistansområde (om ett jordfel hittas)

Om du har angett antalet moduler korrekt uppskattar lokaliseraren hur långt in i strängen felet kan finnas.

Möjliga resultat:

• Kraftigt fel: Ett jordfel med låg resistans föreligger.
• Inget fel upptäckt: Ingen spänning till jord hittades under testet.
• Fel med hög resistans: Det kan finnas ett fel, men det flödar inte tillräckligt med ström för att utlösa GFDI.
• Hög kapacitans och resistans: Systemets tillstånd (till exempel långa ledningar) gör det svårt att svara entydigt.

Steg 2: Fastställ den bästa sidan för att spåra felet

Använd sedan analysresultaten för att fastställa det bästa sättet att föra in en spårningssignal. Du väljer mellan att skicka signalen från anläggningens positiva eller negativa sida.

Gör så här:

• Beroende på arbetsflödet är det ofta bäst att välja den sida som har högst spänning till jord. Om till exempel positiv till jord är 200 V DC och negativ till jord är 800 V DC ska du föra in signalen på den negativa sidan.
• Undantag: Om den ena sidan visar 0 V DC till jord kan felet gälla utgångsledaren. I så fall kan det vara enklast att föra in signalen på 0 V DC-sidan och spåra från den punkten.

Steg 3: Fastställ signalläget

Du kan föra in spårningssignalen med två olika lägen, Anläggning och Enhet. Använd Anläggning-läget när spänningen på den sida du valde för spårningen (positiv till jord eller negativ till jord) är högre än 30 V DC. Leta efter ikonen för farlig spänning på sändarens skärm för att se om spänningen är högre än 30 V DC. Det här är standardläget och det som rekommenderas för spårningen. Använd Enhet-läget när spänningen på den sida du valde för spårningen är lägre än 30 V DC. Till exempel vid fel på utgångsledaren när du för in signalen på 0 V DC-sidan. Leta efter ikonen för ingen farlig spänning på sändarens skärm. Tryck på knappen MODE på sändaren för att växla mellan de olika lägena.

Steg 4: Använd felfunktionen till att spåra jordfelets placering

När du har bekräftat felet, valt spårningsriktning och valt signalläge använder du felfunktionen till att mata in en lågströmssignal. Följ felvägen med mottagaren eller klämman för att hitta det exakta felstället.

Spårningsprocess:

1. Mata in felsignalen från vald sida.
2. Identifiera förgreningen med felet.
   • Du kan använda mottagaren med frånkopplingar på ena sidan av kretsen (öppna säkringshållare på en uppsättning parallella anslutningar, till exempel på den positiva sidan).
   • Du kan använda klämman runt par av förgreningar (positiva och negativa uppmätta tillsammans) utan några frånkopplingar.
3. Lokalisera felstället.
   • Du kan använda mottagaren med frånkopplingar på ena sidan av kretsen. Eller så kan du flytta sändaren till förgreningen med felet.
4. Använd mottagaren och följ signalen nedåt i strängen, eller så kan du använda tången i bullriga miljöer med högre kapacitans där det inte finns någon tydlig väg för spårningssignalen.
   • Aktivera BP-filtret genom att trycka på BP-knappen för att förtydliga signalen när du använder klämman. Det här gäller endast i Anläggning-läget för sändaren.
   • Fluke GFL-1500-mottagaren avger både ljudsignaler (pip) och visuell återkoppling (blinkande LED-lampa) under felsökningen. Pipet/blinkningen ökar i frekvens när du närmar dig felstället.

Tips för noggrann felsökning

• Se till att systemet är spänningslöst där det behövs innan du öppnar skåp eller ansluter ledare.
• Kontrollera alltid att testkablarna är ordentligt anslutna.
• Se till att likströmssystemet är ojordat och att det inte finns någon anslutning mellan någon ledare och jord.
• Om signalspårningen blir otydlig och du detekterar signalen i flera förgreningar:
  • Dubbelkontrollera vilken sida signalen matades in från
  • Verifiera att teststrängen är isolerad från parallella förgreningar
  • Prova att använda klämman med BP-filtret aktiverat. Sändarens signal måste vara i Anläggning-läge.

Vad händer nu? Att hitta felet är bara det första steget. Nu när du vet var problemet är så är det dags att utföra reparationen säkert. Lär dig hur du reparerar jordfel i solcellsinstallationer här.

Sammanfattning: Att hitta felet är bara halva arbetet

Att identifiera positionen för ett kraftigt jordfel i ett solcellssystem är ett viktigt första steg när du ska återställa prestanda och skydda din utrustning. Genom att systematiskt analysera spänningen till jord och spåra felvägen kan du isolera problemet utan att behöva testa blint.

Men kom ihåg att du inte löser problemet genom att hitta det. När du hittat det måste du kopplar bort strömmen säkert, inspektera den skadade ledaren eller komponenten och reparera eller byta ut den trasiga delen enligt anläggningens säkerhetsrutiner och elektriska koder.

Jordfel både minskar energiproduktionen och medför även risker för utrustning och personal. Därför är det så viktigt med en snabb och exakt identifiering följt av en korrekt reparation så att du kan minimera stilleståndstiden och återfå förväntade systemprestanda.

Om författaren

Will White började jobba med solenergi 2005 för en liten integratör. Efter att ha startat som installatör jobbade han med försäljning, konstruktion och projektledning, och han blev till slut verksamhetschef. 2016 började han jobba med att utveckla kurser på Solar Energy International (SEI), med fokus på att ta fram kursinnehåll och hålla kurser om solenergi. 2022 började Will som specialist på solenergitillämpningar på Fluke, där han jobbar med testutrustning för förnybar energi som spårning av IV-kurvor, elektriska mätare och värmekameror.

Will har erfarenhet av vindkraft, solvärmeenergi, energilagring och alla typer av solceller. Han brinner för att implementera installationstekniker av hög kvalitet enligt gällande regelverk. Will har varit en NABCEP-certifierad PV-installatör sedan 2006 och har tidigare varit en NABCEP-certifierad installatör av solvärmeenergi. Han har en B.A. inom företagsledning från Columbia College Chicago och en MBA från University of Nebraa-Lincoln. På sin fritid jobbar han med sin fru och dotter på deras gård i centrala Vermont, där de har byggt ett självförsörjande halmhus.

Du kan komma i kontakt med Will på LinkedIn.