Af hverju sýna innviðar upp 'isolation resistance'-villa í sólkerfum og hvernig á að laga þær?

Kynning á villaþáttunaraflaþolur í sólufarveitu

Í háspennu viðskipta- og iðnaðarsólarstöðvum er öryggisstjórnun algjörlega nauðsynleg. Á meðal ýmissa sjálfgreiningarvillukóda sem sólufarveita getur birt, er 'villa í villaþáttunaraflaþolur' (oft táknuð sem 'R_iso villa' eða 'ónæmisvilla') ein af mikilvægustu. Þegar þessi villa kemur upp neitar farveitan að tengjast rafmagnsnetinu eða hefja aflamótun. Hún er læst í öryggislokuástandi þar til undirliggjandi vandamál er leyst.

Þó að þessi villa geti verið frustrerandi fyrir virkjunarstjóra í verksmiðjum, er hún mikilvæg verndaraðgerð sem ætluð er til að koma í veg fyrir rafeldsvoða og vernda rafmagnsteknika frá dæðilegum rafstraumi. Þessi grein skoðar rafeindaprinsipin bakvið einangrunarástand, útskýrir af hverju umnýtin veldur þessari villa og býður upp á kerfisbundna greiningaraðferð til að leysa hana.

Spurning: Af hverju skila umnýtur 'einangrunarástand' villum í sólkerfum og hvernig er hægt að laga þær?

Umnýti skilar villu í „einangrunarástandi“ þegar það greinir að rafeindaeinangrun DC-sólkerfisins hefur minnkað, sem gerir mögulegt að rafstraumur leki frá háspennu DC-rásunum að jörðinni. Til að laga þessa villu þurfa verkfræðingar að skilja hvernig umnýtin mælir einangrun, að fysisklega einangra og prófa einstaka PV-rásir með sérstakri megohmmetra (Megger), að rekja lekjarleiðina til skemmdra rafleiðara eða staða þar sem vatn hefur komið inn og að framkvæma réttar fysiskar lagfæringar.

Að skilja eðlisfræði einangrunarvirkju

Til að skilja þessa villa verðum við að skoða rásina í sólkerfi. Sólhjúpur samanstanda af mörgum módules sem eru tengdir í röð (ræður) til að framleiða há DC-spennu, oft á bilinu 600 V til 1500 V DC. Þessar ræður eru festar á metallstyrktum stöðvunarramma sem eru líkamlega tengdar jörðinni með jörðunarrauðum.

Undir venjulegum, öruggum reksturskjóli er járnstöðvunarramminn og jörðin fullkomlega einangruð frá járnskauti og neikvæðu leiðara ræðanna. Rafmagnsávörun milli virkra DC-leiðara og jörðarinnar er mjög há, yfirleitt yfir nokkra tíu megaómar.

Áður en kveikt er á vélina hverja morgun framkvæmir sólumælastýrir sjálfkrafa sjálfpróf sem kallast próf á einangrunarviðmót (mæling á R_iso). Stýririnn setur inn lág DC-prófspennu (venjulega 500 V eða 1000 V DC) á milli innri DC-bus-tölvustöðva og AC-jörðunarstöðva (jarðunar). Síðan mælist lekstraumurinn sem myndast.

Með því að nota Óhm’s lög (Viðmót = Spenna / Straumur) reiknar mikrostýririnn í stýrinum einangrunarviðmót (R_iso). Samkvæmt alþjóðlegum öryggisstaðlum (t.d. IEC 62109-2) mun stýririnn skrá einangrunarskekkju og hætta við ræsingu ef reiknaða R_iso lendir undir ákveðinni viðmiðsgildi (venjulega 100 kΩ eða 1 kΩ fyrir hvert volt af spennu í röðinni). Þetta er vegna þess að lágt viðmót merkir að háspennustraumur leki til jarðar, sem er alvarlegur hættuþáttur.

Hættur lægrar einangrunarviðmót

Að hunsa viðvörun um lægra einangrunarviðmót er mjög hættulegt af tveimur aðalástæðum:

• Hættu við eld: Háspennu jafnstraumur er mjög viðkvæm fyrir áframhaldandi rafark. Ef lifandi leiðara hefur skemmda íslátingu og snertir metallískan, jörðuða PV-staðal getur það valdið rafarkum með háum hitastigum. Þessir arkar geta auðveldlega brennt þurrar lauf, dust eða byggingarmaterial, sem leidir til áhrifamikilla elds á þak.
• Hættu við rafsskelfingu: Í heilbrigðum, fullt íslættum PV-kerfi er að snerta einn leiðara tiltölulega öruggt því að engin afturleið er til staðar. Ef þó er virk jörðunarvilla í kerfinu verður allur metallstöðulinn rafmagnskenndur miðað við jörðina. Rafmagnstæknir sem snertir stöðulinn getur lokið rafhringnum til jarðar og fengið dæðilega rafsskelfingu.

Algengustu ástæður R_iso-villa

Afdríf íslátingar DC í sólkerfi er venjulega valdin af umhverfisþáttum og vélarauðningi með tímanum. Algengustu ástæðurnar eru:

• Innflæðing rúmmis: Vatn er mjög leiðandi. Ef rigning eða þýðing kemur inn í MC4 tengi, sameiningarskápa eða sameiningarskápu, myndar það leiðandi brú á milli virkra tæpila og jörðuðs innhalds. Þess vegna koma R_iso-villur oft fyrir á rignandi morgnum og hverfa þegar sólin þurrkar upp röðina.
• Skemmd isolering á jafnstraumssnoðum: Jafnstraumssnoðar geta verið gnagdir af dýrum, skemmdir af sharp kantum á metallstyrktum ramma vegna hreyfinga sem vindur veldur eða brotnaðir af langvarandi UV-geisla ef ekki var notað UV-þolandi snóði. Skemmd ytri hylki sýna óverndaðan koparleiðara fyrir jarðina.
• Afdrás PV-hluta bakhlutanna: Bakhlutur sólupannans veitir aðalinsuleringuna á milli silíkínfrumanna og bakhlutar úr álúmíníum. Á meðan á margar ár stendur, geta bakhlutar af lággæðum gæðum sprungið, leyft rúmmi að komast inn og mynda lekkjuleið til jörðuðs hluta pannans.
• Efnaóxun: Í landbúnaðarsvæðum eða efnaverksmiðjum geta ammóníukorn eða sýrur loftþættir valdið óhagvirku á isolationsefni, sem hröðvar lekkjuleiðir.

Skrefafyrirskrift fyrir greiningu og leysingarferli

Til að greina og leysa vandamál með isolasjon þurfa B2B viðhaldsverkfræðingar og kerfisstofnendur að fylgja þessari öruggri og skipulagðri greiningaraðferð:

• Skref 1: Öryggi fyrst

Áður en opnað er nein innhylking þarf að slökkva á AC rásloka til að aftengja inverterinn frá netinu. Svo þarf að slökkva á DC skilum. Háspennu DC er dánarleg; notaðu alltaf viðeigandi persónuvernd (PPE), þar á meðal íslæðu handvörur og öryggisgleraugu.

• Skref 2: Lesa greiningarskrá inverterins

Athugaðu skjá inverterins eða stjórnunarforritið til að sjá hvort villuskiptið um isolasjon tilgreini ákveðna strengju eða inntaksrás. Þetta hjálpar til að takmarka leitarsvæðið.

• Skref 3: Sýnileg greining

Vinnið út nákvæma sjónhaldsathugun á líkamlega röðinni. Leitið að rásleiðum sem liggja beint á skarpa járnrauðum, hengjandi vírnum, brotinni rásleiðslu eða merkjum á vökvi í PV tengihólfum. Hafið sérstaka athugun á skemmdum MC4 tengjum sem liggja í stöðvöðum vatni á flatum þakum.

• Skref 4: Aðskilningur rásar og prófun á inverteri

Tengið frá öllum PV-rásunum við DC-inntök inverterins. Virkjið aftur aflinverterins. Ef R_iso villa hverfur og inverterinn birtir 'Engin PV-inntök' staða, þá er innri rafmagnstæknin í inverterinum heilbrigð og villa liggur algjörlega í ytri DC-rásleiðslunni. Ef villan heldur áfram án þess að nokkur rásleiður séu tengdar, gæti innri eftirlitsrás inverterins verið skemmd og þarf þá viðgerð.

• Skref 5: Prófun með megohmmeter (megger)

Þegar strengirnir eru afturklofnir frá inverterinum skal nota sérstakt íslenskunarprófunartæki (Megger) til að prófa hvern streng fyrir sig. Tengið jákvæða prufupunkt Meggerins við jákvæða leiðina á PV-strengnum og neikvæða prufupunktinn við jörðuðan ramma. Notið prófspennu 1000 V jafntíð. Endurtakið prófið fyrir neikvæða leiðina til jarðar. Heilbrigður strengur ætti að gefa fram lesinguna vel yfir 10 megaómar. Ef strengur gefur fram lesingu undir 100 kilóómar hefurðu staðfest óvirktan rásarmyndun.

• Skref 6: Staðsetja nákvæman villauppsprettu

Til að finna ákveðið módel eða tengil sem veldur lek í óvirku streng numið „deilingaraðferðina“. Skiptið strengnum í helming með því að afturklofa MC4-tengilinn í miðjunni. Prófið báða helmingana með Megger. Helmingurinn með lágri R_iso-lesingu inniheldur villuna. Endurtakið þessa deilingu á rásinni þar til einstök óvirkt PV-módel eða kabelhluti er staðfestur.

• Skref 7: Lagfæring og kvarðanir

Þegar skemmdar eru komið að ljósi skal skipta út skemmda rásinni, skipta út villaða MC4 tengilinn með háþróttnum veðurþéttum tengili eða skipta út deginu PV-hluti. Það þarf að tryggja að allar DC-rásir séu örugglega festar frá þakflötinum eða fastanirásunum með UV-þolandi rásfösturum eða leiða inn í þykkar plastrásir.

Ályktun

Villa í einangrunarstaðall er alvarleg öryggisviðvörun sem ætti aldrei að hunsa eða sleppa henni. Með því að skilja raunverulega stöðu viðskipta um einangrun PV, nota háþróttna greiningartæki eins og Megger og fylgja kerfisbundnum útskýringaraðferð geta B2B kerfisheildaraðilar fljótt staðfest lekstaðsetningu. Investering í ávallt virkandi DC-rásir, veðurþétta tengla og háþróttna JYINS greiningargetin invertera tryggir langtíma öryggi rekstrar og hámarkar notkunartíma viðskipta sólarorkuskipananna.