В большинстве солнечных электростанций инвертор немедленно отключает систему, если возникает ошибка по сопротивлению изоляции. Однако, такое отключение эффективно только со стороны переменного тока. Со стороны постоянного тока в большинстве солнечных электростанций система не отключается. Пока солнце светит на солнечные батареи, они находятся под напряжением.
Поэтому последняя версия стандарта DIN VDE 0100-712 от октября 2016 года требует двойной или усиленной изоляции в качестве единственной защитной меры против удара электрическим током. В нем также категорически запрещено смягчение этого требования применением приложений B и C стандарта DIN VDE 0100-410.
В разделе 412.1.3 стандарт DIN VDE 0100-410 также требует эффективного контроля изоляции, так как многие факторы окружающей среды или строительные работы, связанные с солнечной электростанцией, могут привести к ослаблению или даже разрушению изоляции. Ни один кабель, который погрызли грызуны, ни один неисправный разъем, установленный во время технического обслуживания, не должен оставаться незамеченным. Список можно продолжить — есть много причин для снижения сопротивления изоляции.
И последнее, но не менее важное: может случиться так, что не все солнечные батареи будут одинаково увлажняться в случае снегопада или дождя, что приведет к тому, что из-за различий в емкостном сопротивлении разных солнечных батарей может возникнуть неравномерное распределение тока поверхностной утечки.
Непрерывный мониторинг состояния изоляции возможен
Эффективная и постоянная защита от неисправностей в изоляции в течение длительного периода времени вряд ли возможна. Ультрафиолетовое излучение, тепло, мороз, влажность или даже грызуны могут привести в солнечных батареях к сильным нагрузкам на кабели, которые возникают в результате неисправностей в изоляции.
Неисправности в изоляции могут быть вызваны и другими комплектующими солнечной электростанции. Контроль состояния изоляции обеспечивается приборами в соответствии с DIN EN 61557-8 (VDE 0413-8) (международный стандарт IEC 61557-8: 2014). Для контроля солнечных электростанций спецификации указаны в Приложении С настоящего стандарта.
Мониторинг сопротивления изоляции незаземленных солнечных электростанций можно осуществлять постоянно и непрерывно. Профиль сопротивления изоляции при этом можно наблюдать в различных рабочих состояниях до того, как станция будет отключена инвертором. Например, если во второй половине дня идет дождь, и вода попадает в штекерный разъем, который стал негерметичным, прибор воспринимает это как снижение сопротивления изоляции.
Моментальное измерение сопротивления
Начинать мониторинг сопротивления изоляции заземленных солнечных электростанций следует начинать утром до того, как станция запустилась. Во время измерения сопротивления изоляции нужно отсоединить заземление со стороны постоянного тока. Ввод в эксплуатацию солнечной электростанции разрешается только в том случае, когда значение сопротивления изоляции будет достаточно высоким.
Этот тип контроля сопротивления изоляции отображает состояние изоляции в данный момент. Информативность такого измерения о состоянии солнечной электростанции соответственно не очень высокая. Ибо в приведенном выше примере после просушки солнечная электростанция продолжит свою работу без замечаний. Цикличные проверки не обнаруживают промежуточные состояния.
Постоянный мониторинг состояния сопротивления может оказаться даже очень целесообразным для полностью незаземленных систем. Потому что именно здесь оператор станции получает информацию о критическом состоянии системы на ранней стадии, которую он может проследить. Если в станцию уже интегрирован прибор для мониторинга состояния изоляции, то можно довольно быстро определить стринг и проверить его состояние. Стандарт DIN VDE 0100-530 от октября 2014 года рекомендует ИТ-системам сочетать мониторинг изоляции с системой поиска неисправностей. При этом на экране отображается неисправный контур, если в ходе мониторинга приходит сообщение об ошибке изоляции. В международном стандарте IEC 60364-7-712 издание 2.0 2017-04 в разделе 712.31.101.51 для солнечных электростанций требуется найти источник токов утечки.
Обнаружение повреждений, вызванных грызунами
Устройства для контроля изоляции согласно DIN EN 61557-8 должны быть в состоянии определять общее сопротивление изоляции незаземленной сети во время работы без отключения оборудования.
Измерение выполняется при низком напряжении, а также работает и при нормальном рабочем состоянии системы. В современных устройствах для контроля изоляции уровень сопротивления изоляции может быть записан и визуализирован. Например, если обнаруживается изменение сопротивления изоляции в течение ночи с увеличением конденсации, а затем начинается поиск неисправностей, то повреждение, нанесенное грызунами, скорее всего, будет обнаружена быстрее, чем при редком контроле сопротивления изоляции.
Особенно такие повреждения могут оставаться необнаруженными при измерении сопротивления изоляции, так как воздушный зазор между оголенными проводами имеет большое омическое сопротивление. Таким образом, прибор не воспринимает это как повреждение изоляции. И только при повышении влажности или загрязнении этого места снова возникают опасные токи поверхностной утечки.
Существуют несколько разных методов поиска неисправностей, которые на практике работают более или менее эффективно. Чтобы с помощью замеров сопротивления изоляции определить местоположение неисправности, довольно часто последовательно отключается стринг за стрингом.
Кроме того, стандартные приборы для замера сопротивления изоляции позволяют обнаружить симметричные неисправности, которые нельзя обнаружить, например, при измерении напряжения при несимметричной нагрузке.
Автоматическое сканирование до 20 стрингов
Последовательное отключение стрингов для поиска неисправности довольно опасно, так как связано с отключением в ручном режиме.
И напротив, современное оборудование для диагностики неисправностей изоляции, особенно для солнечных электростанций, обеспечивает быструю и надежную локализацию неисправностей вплоть до уровня солнечной батареи даже на крупномасштабных объектах. От источника, встроенного в прибор, испытательный ток, ограниченный безопасным уровнем, подается на землю. Этот активный ток направляется на все активные участки солнечной электростанции.
Автоматически можно сканировать до 20 стрингов и найти стринг, с которого в землю уходит самый высокий ток. Если определен стринг, то составные части его можно определить с помощью переносного устройства, например, с помощью двух токоизмерительных клещей. При этом не имеет значения, идет ли речь о солнечных батареях, разъёмах или кабелях.
Источник: https://www.photovoltaik.eu/Archiv/Meldungsarchiv/article-797488-110949/kein-ausfall-bei-isofehler-.html