Ошибка изоляции массива: как искать утечку на землю
Каждое утро перед подключением к сети инвертор измеряет сопротивление изоляции массива панелей относительно земли. Если оно ниже порога, записанного в его настройках, инвертор не стартует и показывает ошибку изоляции. Характерная картина — ошибка в росу и в дождь, которая к полудню проходит сама: это вода в месте, где изоляция уже повреждена. Сбрасывать ошибку и ждать солнца нельзя. Одна точка утечки превращает безопасную изолированную систему в систему, где прикосновение к любому другому месту бьёт полным напряжением стринга, а вторая точка даёт замыкание через рамы и дугу.
Что измеряет инвертор и почему массив изолирован
У бестрансформаторного инвертора ни плюс, ни минус массива не соединены с землёй: массив «плавает». Пока изоляция цела, случайное касание одного полюса не создаёт цепи для тока. Инвертор следит за этим двумя способами: перед стартом измеряет сопротивление между полюсами и защитным проводником, а в работе контролирует ток утечки и отключается при его скачке. Почему полюс такого массива нельзя заземлять, объяснено в уроке о трансформаторных и бестрансформаторных инверторах.
Порог срабатывания и коды ошибок у каждой модели свои и указаны в руководстве. У инверторов Deye за изоляцию и ток утечки отвечают отдельные коды из таблицы ошибок — сверяйте по руководству своей модели и по разбору в статье об ошибках Deye.
Сколько «течёт» исправный массив: расчёт
Идеальной изоляции не бывает. У каждой панели есть конечное сопротивление между ячейками и рамкой, и для массива все панели включены относительно земли параллельно. Ориентир даёт заводское испытание панелей во влажном состоянии: сопротивление изоляции, умноженное на площадь панели, должно быть не меньше 40 МОм·м².
- Панель 1,72 × 1,13 м имеет площадь около 1,94 м². Нижняя граница для неё: 40 ÷ 1,94 ≈ 20,6 МОм.
- Стринг из 12 таких панелей: 20,6 ÷ 12 ≈ 1,7 МОм.
- Массив из 24 панелей: 20,6 ÷ 24 ≈ 0,86 МОм.
- Массив из 100 панелей: 20,6 ÷ 100 ≈ 0,2 МОм.
Это худший допустимый случай для мокрых панелей на границе нормы. Сухие новые панели показывают на порядки больше — сотни мегаом и выше. Отсюда два практических вывода. Домашний массив в сухую погоду должен давать десятки и сотни мегаом; единицы мегаом — уже повод сравнивать стринги между собой. А на большой станции низкое сопротивление в дождь может быть суммой множества небольших утечек, и там ищут не одну точку, а стринг, который заметно хуже соседних.
| Напряжение системы | Испытательное напряжение мегаомметра | Минимум при приёмочных испытаниях |
|---|---|---|
| До 120 В | 250 В | 0,5 МОм |
| От 120 до 500 В | 500 В | 1 МОм |
| Выше 500 В | 1 000 В | 1 МОм |
Таблица отражает общепринятую практику приёмочных испытаний массивов; обязательные для вашего объекта значения задаёт программа испытаний в проекте. Как оформляют такие измерения, описано в уроке о замерах заземления и изоляции при пусконаладке.
Где обычно пробита изоляция
| Причина | Признаки | Где смотреть |
|---|---|---|
| Кабель перетёрт о кромку металла | Ошибка после ветра и в дождь; иногда постоянная | Края направляющих, торцы лотков, проход через кровлю, места, где кабель висит без хомутов |
| Вода в коннекторе | Ошибка в росу, проходит к обеду | Недощёлкнутые MC4, сальник не по диаметру кабеля, коннекторы, лежащие в ложбине кровли |
| Треснувшая или разгерметизированная распределительная коробка панели | Привязана к одной панели, усиливается со временем | Тыльная сторона панели, крышка коробки, заливка |
| Тыльная плёнка панели: трещины, отслоение | Старые панели; утечка «гуляет» с влажностью | Тыльная сторона: меление, сетка трещин, пузыри |
| Разбитое стекло | Постоянная или после дождя | Осмотр лицевой стороны |
| Состарившийся УЗИП на стороне постоянного тока | Не зависит от погоды | Индикатор на модуле УЗИП; отключить и повторить измерение |
| Вода в щитке постоянного тока или в разъединителе | После дождя, конденсат весной и осенью | Уличные боксы, вводы сверху |
| Грызуны | Внезапно, после зимы | Кабель под панелями и на чердаке |
Подсказка вольтметра: на какой панели утечка
До мегаомметра стоит сделать два измерения обычным мультиметром с пределом 1 000 В постоянного тока на отключённом от инвертора стринге: плюс относительно земли и минус относительно земли.
- Исправный стринг. Показания нестабильны: прибор показывает какое-то напряжение, и оно быстро спадает к нулю — вольтметр своим входным сопротивлением разряжает ёмкость массива.
- Стринг с утечкой. Оба показания устойчивы, а их сумма по модулю близка к напряжению холостого хода стринга.
Соотношение этих двух напряжений показывает место. Пример: 12 панелей, напряжение холостого хода стринга 480 В, то есть 40 В на панель. Плюс относительно земли показывает 320 В, минус — 160 В. Точка утечки отстоит от минусового конца на 160 ÷ 40 = 4 панели: она между четвёртой и пятой панелью, считая от минуса, — на одной из них или на коннекторе между ними. Проверка с другой стороны: 320 ÷ 40 = 8 панелей от плюса, 4 + 8 = 12.
Если сумма двух показаний заметно меньше напряжения стринга, утечка высокоомная, сравнимая с входным сопротивлением вольтметра; пропорция при этом сохраняется. Показание, близкое к нулю на одном полюсе и к полному напряжению на другом, означает утечку у самого конца стринга — на магистральном кабеле или крайней панели. Способ работает для одной точки; две утечки сразу дают картину, которую придётся разбирать делением стринга.
Порядок поиска по шагам
- Собрать историю. Время ошибок в журнале инвертора, погода в эти дни, номер входа, если инвертор его указывает. Искать лучше тогда, когда ошибка есть: рано утром по росе или после дождя. В сухой полдень дефект может не проявиться.
- Отключить станцию. Автомат на стороне сети, DC-выключатель, у гибрида — батарея. Клещами убедиться, что ток стрингов равен нулю, и только потом отсоединять стринги от инвертора. Порядок — в уроке о DC-разъединителе.
- Отключить УЗИП на стороне постоянного тока: вынуть модули или отсоединить проводники. Иначе мегаомметр покажет варисторы, а не изоляцию.
- Измерить вольтметром каждый стринг: напряжение холостого хода, плюс—земля, минус—земля. Записать. Стринг с устойчивыми показаниями относительно земли — подозреваемый.
- Измерить мегаомметром подозрительный стринг: отдельно плюс относительно земли и отдельно минус относительно земли. Закорачивать стринг перемычкой «для удобства» нельзя — на свету это короткое замыкание с дугой при размыкании. Испытательное напряжение — по таблице выше и не больше максимального системного напряжения панелей.
- Делить пополам. Разомкнуть стринг посередине и измерить каждую половину. Ту, где сопротивление низкое, снова разделить. Для 12 панелей хватает трёх-четырёх делений, чтобы дойти до одной панели или участка кабеля.
- Проверить магистральные кабели отдельно, отсоединив их с обоих концов: жила относительно земли. У целого кабеля прибор показывает предел шкалы.
- Устранить причину. Повреждённый участок кабеля заменить, коннектор срезать и обжать новый, панель с пробитой изоляцией снять. Изолента и герметик — не ремонт.
- Повторить измерение, записать результат в протокол, вернуть УЗИП, запустить инвертор.
О безопасности. Стринг остаётся под напряжением всё время, пока светло, а испытательное напряжение мегаомметра складывается с напряжением самого стринга. Поэтому измеряют прибором, который рассчитан на работу с фотоэлектрическими массивами, при слабом свете и в диэлектрических перчатках; на время измерения никто не касается рам и направляющих. Рамы и конструкции должны быть заземлены — без этого утечка никуда не делась, просто под напряжением оказывается сама рама (см. урок о заземлении панелей).
Типичные ошибки
- Сбросить ошибку и ждать полудня. Дефект растёт с каждым циклом намокания; дальше будет дуга на землю.
- Занизить порог или отключить контроль изоляции в настройках, чтобы станция работала. Это отключение защиты от поражения током.
- Мерить мегаомметром с подключённым инвертором. Можно повредить входные цепи, а результат всё равно неверен.
- Забыть про УЗИП и принять их за утечку.
- Искать в сухой солнечный день то, что проявляется по росе. Если ждать нельзя, подозрительный участок проливают водой из лейки при отключённом стринге и измеряют повторно.
- Закоротить стринг перемычкой или на клеммах.
- Считать минусовый провод безопасным. При утечке у плюса минус находится под полным напряжением относительно земли.
Частые вопросы
Ошибка появляется только утром и сама уходит. Можно оставить?
Нет. Это ранняя стадия, на которой дефект проще всего найти и дешевле всего устранить. Позже ошибка станет постоянной, и станция встанет в самый солнечный месяц.
Можно ли найти утечку без мегаомметра?
Сузить поиск — да: измерения вольтметром указывают стринг и примерное место, осмотр находит перетёртый кабель или мокрый коннектор. Подтвердить, что после ремонта изоляция в норме, можно только мегаомметром.
Это гарантийный случай?
Зависит от места. Тыльная плёнка, коробка и стекло без следов удара — вопрос к производителю панели, порядок описан в статье о гарантийном случае по панелям. Перетёртый кабель и вода в коннекторе — ответственность того, кто монтировал.
Почему ошибки не было первые годы?
Кабель перетирается о кромку постепенно, уплотнения коннекторов и плёнка панелей стареют от ультрафиолета и перепадов температуры. Поэтому измерение изоляции включают в регулярное обслуживание, а не делают один раз при сдаче.
Урок модуля «Электрика и защита». Следующий инструмент диагноста — тепловизор: он находит то, что изоляция и вольтметр не показывают.