Anwendungshinweis Fehlerbehebung Isolationsfehler

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1 Juli 2015 Anwendungshinweis Fehlerbehebung Isolationsfehler Inhalt Einleitung 1 Identifizierung eines Isolationsfehlers 1 Beheben eines Isolationsfehlers mithilfe der Diagnoseanzeige des Wechselrichters 2 Den Strang mit Isolationsfehler lokalisieren 3 Den Isolationsfehler im Strang lokalisieren 3 Beheben eines Isolationsfehlers mit einem Isolationsmessgerät 4 Einleitung In Photovoltaikanlagen mit einem Wechselrichter ohne Transformator wird der Gleichstrom gegen Erde isoliert. Module mit schadhafter Modulisolation, ungeschirmten Kabeln, schadhaften Leistungsoptimierern oder einem internen Fehler im Wechselrichter können zu einem DC-Fehlerstrom zu Erde (PE - Schutzerde) führen. Diesen Fehler nennt man einen Isolationsfehler. Dieses Dokument beschreibt das Identifizieren und Lokalisieren eines Isolationsfehlers in einer SolarEdge-Anlage. Diese Anleitung dient zur Unterstützung bei der Fehlerbehebung an einer SolarEdge-Anlage mit einem Erdschluss. Diese Anleitung darf nur von Personen angewendet werden, die umfassend mit SolarEdge-Anlagen, deren Betriebskonzept, den Sicherheitsfunktionen und allen gültigen Sicherheitsverfahren und -anforderungen vertraut sind. Führen Sie ohne entsprechende Sicherheitsausrüstung und gründliche Kenntnis aller Abläufe keine Fehlerbehebung durch. Bei der Fehlerbehebung an PV-Anlagen kann es zu Kontakt mit gefährlichen Spannungspegeln kommen. Sie darf nur von qualifiziertem Personal durchgeführt werden. Ein Erdschluss in einer PV-Anlage kann zu gefährlichen Spannungen oder Strömen an normalerweise geerdeten Leitern oder freiliegenden Metallteilen führen. Daher muss bei der Fehlerbehebung an PV-Anlagen mit Erdschluss mit äußerster Vorsicht vorgegangen werden. Identifizierung eines Isolationsfehlers Immer wenn der Wechselrichter von SolarEdge in Betrieb geht und beginnt, Energie zu erzeugen, wird der Widerstand zwischen der Erde und den Gleichstrom führenden Leitern geprüft. Der Wechselrichter zeigt einen Isolationsfehler an, sobald er einen kombinierten Gesamtisolationswiderstand von weniger als 600 kω bei einphasigen Wechselrichtern oder 1 MΩ bei dreiphasigen Wechselrichtern feststellt. Wenn ein Isolationsfehler auftritt, wird der Fehler 25 (einphasige Wechselrichter) oder 121 (dreiphasige Wechselrichter) angezeigt: E r r o r x x x x I s o l a t i o n s f e h l e r S i e h e D i a g n o s e M e n ü Ein Isolationsfehler kann verschwinden und nach kurzer Zeit wieder auftreten (insbesondere wenn er durch Kondensationsfeuchtigkeit am Morgen ausgelöst wurde). Es ist daher empfehlenswert, den Fehler zu beheben, sobald er auftritt und bevor er vorübergehend wieder verschwindet. Vor der Fehlerbehebung vor Ort können Sie im SolarEdge Monitoring Portal den Isolationswert überprüfen. Wenn der Wert im Grenzbereich (innerhalb von 10 %) oder unter dem Grenzwert (600 kω für einphasige Wechselrichter, 1 MΩ für dreiphasige Wechselrichter) liegt, müssen Sie den Fehler vor Ort beheben. Liegt der Wert mindestens 10 % über dem Grenzwert, ist es besser abzuwarten, bis erneut ein Isolationsfehler auftritt. Den Isolationswert im Monitoring Portal überprüfen: 1. Klicken Sie in der Ansicht Layout mit der rechten Maustaste auf den Wechselrichter und wählen Sie Funktion wählen è Zurücksetzen. 2. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Wechselrichter und wählen Sie Info, um Informationen über den Wechselrichter anzuzeigen. 3. Prüfen Sie in der Parameterliste Allgemein den Letzten Isolationswert. 1

2 Beheben eines Isolationsfehlers mithilfe der Diagnoseanzeige des Wechselrichters Abbildung 1: Registerkarte Systemdaten in der Ansicht Details Die nächsten Abschnitte beschreiben die Identifizierung der Fehlerquelle für einen Isolationsfehler, wenn Fehler 25 oder 121 angezeigt wird. Sie können den Isolationsfehler mit folgenden Verfahren beheben: Mithilfe der Diagnoseanzeige im Wechselrichter-Display. Dieses Verfahren ist ab DSP1 Firmwareversion bei dreiphasigen Wechselrichtern bzw bei einphasigen Wechselrichtern verfügbar. Die Version kann in der Ansicht ID-Status am LCD überprüft werden. Mit einem Isolationsmessgerät (Megger). Beheben eines Isolationsfehlers mithilfe der Diagnoseanzeige des Wechselrichters Während der Fehlerbehebung werden Stränge und/oder Leistungsoptimierer getrennt. Dabei müssen immer folgende Schritte eingehalten werden: a. Stellen Sie den AN/AUS-Schalter unten am Wechselrichter auf AUS. Wenn ein Sicherheitsschalter oder ein DC-Trennschalter angebracht ist, sollte dieser AN bleiben. b. Warten Sie, bis die DC-Spannung sicher ist. c. Stellen Sie den Wechselrichter auf AN und prüfen Sie, ob der in der unten abgebildeten Wechselrichter-Ansicht angezeigte V dc -Wert in etwa der DC-Nennspannung gemäß folgender Tabelle entspricht: Wechselrichtertyp Europa und APAC Nordamerika Einheit Einphasig Vdc Dreiphasig 750 V a c [ V ] V d c [ V ] P a c [ W ] P _ O K : X X X / Y Y Y < S _ O K > E I N SE9KUS: 400 SE10KUS und SE20KUS: 850 An diesem Punkt prüft der Wechselrichter den Isolationsstatus. Wenn der V dc -Wert nicht die Nennspannung erreicht, müssen Sie eine Kopplung durchführen. Informationen zum Kopplungsverfahren finden Sie in der SolarEdge Installationsanleitung. Vdc 2

3 Den Strang mit Isolationsfehler lokalisieren Den Strang mit Isolationsfehler lokalisieren 1. Wenn mehrere Stränge an den Wechselrichter angeschlossen sind, suchen Sie den fehlerhaften Strang, indem Sie jeden Strang einzeln an den Wechselrichter anschließen und jeweils prüfen, ob der Fehler noch angezeigt wird (folgen Sie den oben beschriebenen Schritten a bis c). 2. Stellen Sie sicher, dass nur der fehlerhafte Strang an den Wechselrichter angeschlossen ist. Wenn es mehrere fehlerhafte Stränge gibt, müssen Sie jeden Strang einzeln prüfen. Den Isolationsfehler im Strang lokalisieren 1. Rufen Sie die Isolationsstatus-Ansicht auf, indem Sie die Taste für die LCD-Beleuchtung drücken, bis folgende Meldung angezeigt wird: D r ü c k e n : K o p p l u n g L o s l a s s e n : M e n ü R e s t z e i t : 3 S e k 2. Innerhalb von 5 Sekunden loslassen, um in den Setup-Modus zu wechseln. 3. Drücken Sie kurz (eine Sekunde), um zum Menü Wartung zu scrollen und lange, um das Menü zu öffnen. Die folgende Ansicht wird angezeigt: D a t u m u n d Z e i t Z ä h l e r R e s e t Z u r S t a n d. d e i n s t. S W - U p d a t e S D - K a r t e D i a g n o s e A F C I < E n > M a n u e l l. A F C I T e s t 4. Drücken Sie kurz, um zum Menü Diagnose zu scrollen und lange, um Diagnose è Isolationsstatus zu wählen. Die folgende Statusanzeige wird angezeigt: R I s o k O h m D C + D C * < % > R Iso: Der Wert des Trennwiderstandes (in kohm) Das Sternchen (*) und der Prozentwert zeigen die ungefähre Position des Fehlers im Strang relativ zu DC+ an: 0 % besagt, dass der Fehler bei DC+ liegt 100 % besagt, dass der Fehler bei DC- liegt 5. Identifizieren Sie mithilfe dieser Anzeige den Bereich der Fehlerquelle: Multiplizieren Sie die Anzahl der Leistungsoptimierer im Strang mit dem Prozentwert. Das Ergebnis bezeichnet das Modul, bei dem der Fehler aufgetreten ist. Zum Beispiel in einem Strang mit 15 Modulen und Leistungsoptimierern und einem Prozentwert von 55 %: 15 * 55 % = 8,25. Das bedeutet, dass der Fehler vom (DC+)-Ende gezählt bei Modul Nr. 8 liegt. 6. Prüfen Sie auf schadhafte Anschlüsse oder DC-Leitungen zwischen dem verdächtigen Leistungsoptimierer und seinem Modul sowie zwischen dem verdächtigen Leistungsoptimierer und den benachbarten Leistungsoptimierern. Tauschen Sie diese gegebenenfalls aus und prüfen Sie erneut den Isolationsstatus, indem Sie den Wechselrichter auf AN stellen, wie in Schritt c beschrieben. Wenn der Fehler weiterhin auftritt, fahren Sie mit Schritt 7 fort. 7. Entfernen Sie die vermutliche Fehlerquelle, indem Sie den verdächtigen Leistungsoptimierer vom Strang trennen (folgen Sie den oben beschriebenen Schritten a c). Verwenden Sie ein DC-Verlängerungskabel mit MC4-Anschlüssen (Stecker auf Buchse), um den entfernten Leistungsoptimierer zu umgehen. Prüfen Sie erneut den Isolationsstatus. Wenn der Fehler nach Neustart/Kopplung beseitigt ist, liegt die Ursache im entfernten Modul/Leistungsoptimierer. Fahren Sie mit 9 fort. Wenn der Fehler nach Neustart/Kopplung wieder auftritt, ist der Isolationsfehler nicht im entfernten Modul/Leistungsoptimierer, aber in dessen Nähe. 3

4 Beheben eines Isolationsfehlers mit einem Isolationsmessgerät 8. Schließen Sie Modul/Leistungsoptimierer wieder im Strang an. Prüfen Sie die Module/Leistungsoptimierer vor und hinter der vermutlichen Position, indem Sie 7 und 8 nacheinander für die einzelnen Module/Leistungsoptimierer wiederholen. Wenn der Fehler wieder auftritt, prüfen Sie nacheinander die nächsten Module/Leistungsoptimierer. Die Position des Fehlers wird bei einphasigen Wechselrichtern mit einer Genauigkeit von ±1 und bei dreiphasigen Wechselrichtern mit einer Genauigkeit von ±2 erkannt. Wenn das Problem nach einer Prüfung in diesem Toleranzbereich nicht gefunden wurde, weist der Strang möglicherweise mehrere Isolationsfehler auf. In diesem Fall sollten Sie ein Isolationsmessgerät verwenden, wie im folgenden Abschnitt Beheben eines Isolationsfehlers mit einem Isolationsmessgerät beschrieben. 9. Stellen Sie fest, ob der Isolationsfehler im Modul oder im Leistungsoptimierer auftritt: a. Trennen Sie das verdächtige Modul vom verdächtigen Leistungsoptimierer. b. Stellen Sie den Wechselrichter auf AUS. c. Schließen Sie den Leistungsoptimierer an den Strang an. d. Stellen Sie den Wechselrichter auf AN und prüfen Sie, ob der V dc -Wert in etwa der DC-Nennspannung entspricht (siehe Tabelle oben). Andernfalls führen Sie eine Kopplung durch. e. Wenn der Fehler nach Neustart/Kopplung beseitigt ist, liegt die Ursache im entfernten Modul. Wenn der Fehler erneut auftritt, ist der Isolationsfehler im Leistungsoptimierer. 10. Reparieren oder ersetzen Sie die fehlerhafte Komponente. 11. Führen Sie eine Kopplung durch. Informationen zum Kopplungsverfahren finden Sie in der SolarEdge Installationsanleitung. Beheben eines Isolationsfehlers mit einem Isolationsmessgerät Bei diesem Verfahren prüfen Sie den Widerstand von Systemkomponenten, von der Strang-Ebene über Leistungsoptimierer/Modul-Paare bis herunter zur einzelnen Komponente einem Leistungsoptimierer oder einem Modul. Außerdem prüfen Sie die Verdrahtung zwischen den Komponenten. Verwenden Sie für dieses Verfahren ein Isolationsmessgerät und ein Y-Kabel Stellen Sie den AN/AUS-Schalter des Wechselrichters auf AUS und warten Sie, bis das LCD anzeigt, dass die DC-Spannung sicher ist (< 50 V), oder mindestens fünf Minuten, bevor Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren. Wenn Sie die LCD-Anzeige des Wechselrichters nicht sehen können oder eine Fehlfunktion angezeigt wird, müssen Sie fünf Minuten warten, bis die Eingangskondensatoren des Wechselrichters entladen sind. 2. Trennen Sie alle DC-Verbindungsleitungen von den Strängen zum Wechselrichter oder Sicherheitsschalter. 3. Prüfen Sie den Widerstand der DC-Verlängerungskabel zwischen den Strängen (oder dem Anschlusskasten) und dem Wechselrichter (Strangkabel): Trennen Sie die Strangkabel an beiden Enden und messen Sie jede einzelne Leitung, indem Sie diese an den Pluspol des Messgerätes anschließen, während der Minuspol mit der Erde verbunden ist. Wenn der Leitungswiderstand geringer als 200 MΩ ist, dann ist das Kabel beschädigt. Tauschen Sie alle schadhaften Kabel aus. Ist der Leitungswiderstand 200 MΩ oder höher, liegt der Fehler in dem Strang, der an dieses Verlängerungskabel angeschlossen war. Prüfen Sie den Strang (ohne Verlängerungskabel), wie im folgenden Schritt beschrieben. 1 Y-Kabel erhalten Sie bei SolarEdge (für Einzelheiten siehe das Datenblatt unter folgendem Link Sie können auch ein anderes Y-Kabel mit entsprechenden Anschlüssen verwenden. 4

5 Beheben eines Isolationsfehlers mit einem Isolationsmessgerät 4. Prüfen Sie den Widerstand des Strangs mit dem Isolationsmessgerät (siehe Abbildung 2): a. Prüfen Sie die sichere Strangspannung und -strom: max. 50V und 500mA. b. Schließen Sie Plus- und Minuspol des ersten oder letzten Leistungsoptimierers im Strang an das Y-Kabel an. c. Schließen Sie den Pluspol des Isolationsmessgerätes an das Y-Kabel an. d. Schließen Sie den Minuspol des Isolationsmessgerätes an den Massepunkt an. e. Stellen Sie am Isolationsmessgerät 500 V ein. f. Prüfen Sie die Isolation. Abbildung 2: Anschluss des Isolationsmessgerätes an den PV-String Wenn der Widerstand geringer als 600 kω bei einem einphasigen Wechselrichter oder geringer als 1 MΩ bei einem dreiphasigen Wechselrichter ist, fahren Sie nach folgenden Schritten mit der Prüfung der Komponenten dieses Strangs fort, um den Isolationsfehler einzugrenzen. Schließen Sie unbedingt immer Plus- und Minusausgang mit einem Y-Kabel an das Messgerät an. 5. Prüfen Sie mit dem Isolationsmessgerät den Widerstand von Leistungsoptimierern und Modulen (siehe Abbildung 3): a. Trennen Sie den Leistungsoptimierer vom Strang. Er muss mit dem PV-Modul verbunden bleiben. b. Prüfen Sie die sichere Leistungsoptimiererspannung und -strom: max. 1V und 500mA. c. Verbinden Sie Plus- und Minusausgang des Leistungsoptimierers mit dem Y-Kabel. Der Anschluss des Isolationsmessgerätes an nur einen der Anschlüsse des Leistungsoptimierers oder nur eine der DC- Leitungen kann zu irreversiblen Schäden am Leistungsoptimierer führen. d. Schließen Sie den Pluspol des Isolationsmessgerätes an das Y-Kabel an. e. Schließen Sie den Minuspol des Isolationsmessgerätes an den Massepunkt an. f. Stellen Sie am Isolationsmessgerät 500 V ein. g. Wenn der gemessene Widerstand mindestens 200 MΩ beträgt, sind Leistungsoptimierer und Modul nicht fehlerhaft. Wenn der Messwert unter 200 MΩ liegt, ist der Leistungsoptimierer, das Modul oder beides fehlerhaft. Fahren Sie mit der Prüfung fort, wie in den folgenden Schritten beschrieben. Abbildung 3: Anschluss des Isolationsmessgerätes an Leistungsoptimierer und Modul 5

6 Beheben eines Isolationsfehlers mit einem Isolationsmessgerät 6. Stellen Sie fest, ob der Isolationsfehler im Modul oder im Leistungsoptimierer auftritt. Prüfen Sie jede Komponente einzeln, indem Sie den Widerstand zwischen Minusleiter und Erde messen: a. Trennen Sie das Modul vom Leistungsoptimierer. b. Verbinden Sie Plus- und Minusausgang des Leistungsoptimierers mit dem Y-Kabel (siehe Abbildung 4). c. Schließen Sie den Pluspol des Isolationsmessgerätes an das Y-Kabel an. d. Schließen Sie den Minuspol des Isolationsmessgerätes an den Rahmen des Leistungsoptimierers (Massepunkt) an. e. Stellen Sie am Isolationsmessgerät 500 V ein. f. Messen Sie den Widerstand. Beträgt der Messwert mindestens 200 MΩ, ist das Modul fehlerhaft. Liegt der Wert unter 200 MΩ, tauschen Sie den Leistungsoptimierer aus und prüfen Sie das Modul, um festzustellen, ob es ebenfalls fehlerhaft ist. Abbildung 4: Anschluss des Isolationsmessgerätes an den Leistungsoptimierer g. Trennen Sie das Y-Kabel vom Leistungsoptimierer und verbinden Sie ihn mit dem Modul (siehe Abbildung 5). h. Messen Sie den Widerstand. Beträgt der Messwert mindestens 500 MΩ, ist das Modul OK. Liegt der Wert unter 500 MΩ, ist das Modul fehlerhaft. Abbildung 5: Anschluss des Isolationsmessgerätes an das Modul 7. Tauschen Sie die fehlerhafte(n) Komponente(n) aus. HINWEIS Wenn Sie Leistungsoptimierer austauschen, müssen Sie anschließend die Kopplung wiederholen. Weitere Informationen finden Sie in der SolarEdge Installationsanleitung. 6