Localize Falhas de Isolamento em Sistemas Fotovoltaicos

Detectada uma baixa resistência de isolamento com o megômetro, o Ensaio de Tensão à Terra torna-se um método útil para encontrar a localização precisa da falha. Este procedimento identifica o ponto específico do arranjo fotovoltaico onde um dos condutores (positivo ou negativo) estabeleceu um caminho de fuga para a terra, confirmando o local de comprometimento do isolamento.

Para este ensaio, o ponto de referência "terra" utilizado é o barramento de terra presente na string box ou no inversor (na ausência de string box). É fundamental que este ponto esteja equipotencializado à estrutura metálica de suporte dos módulos e a outros elementos aterrados do arranjo. 

Por esse motivo é indicado que o ensaio de equipotencialidade seja realizado previamente pois assegura que todos os pontos de terra estão no mesmo potencial elétrico, tornando a medição confiável.

O Ensaio de Tensão à Terra é realizado utilizando um multímetro digital configurado para medir tensão contínua (CC). O procedimento consiste em duas medições principais:

1. Tensão entre o Pólo Positivo (+) e o Terra: Conecta-se a ponta de prova positiva do multímetro ao polo positivo da string e a ponta de prova negativa ao ponto de terra referenciado.

   
   

2. Tensão entre o Pólo Negativo (-) e o Terra: Conecta-se a ponta de prova positiva do multímetro ao polo negativo da string e a ponta de prova negativa ao ponto de terra referenciado.

   
   

Em um sistema fotovoltaico com isolamento perfeito ao terra, o valor esperado para ambas as medições é zero Volts (0V). Isso indica que não há contato elétrico entre os pólos do circuito e o terra.

Se o valor medido em uma ou ambas as situações for diferente de zero, isso confirma a existência de uma falha de isolamento (fuga ao terra).

A magnitude da tensão medida será diretamente proporcional ao número de módulos entre o ponto de conexão da medição e o ponto exato da falha no circuito.

Exemplo Prático: Consideremos uma string composta por 15 módulos fotovoltaicos

em série, onde cada módulo possui uma tensão de circuito aberto (Voc) de 50V.

• Se a medição de tensão entre o pólo positivo e o terra indicar 300V;

• E a medição de tensão entre o pólo negativo e o terra indicar 450V.

  
  

Podemos utilizar esses valores para localizar a falha:

• Pelo lado positivo: 300V / 50V por módulo = 6 módulos. Isso significa que há uma falha de isolamento após o sexto módulo, a partir do pólo positivo.

  
  

• Pelo lado negativo: 450V / 50V por módulo = 9 módulos. Isso significa que há 9 módulos entre o pólo negativo e o ponto de falha.

  
  

Ensaio de tensão à terra. (Imagem elaborada por ETC Energy)

Ambas as análises convergem para o mesmo ponto: a falha ocorre entre o módulo 6 e o módulo 7, conforme ilustrado na imagem a seguir, onde um contato franco estabelece um caminho de fuga para o terra nesse ponto.

É importante ressaltar que este método é eficaz para identificar um 'contato franco', ou seja, uma conexão direta entre o condutor e o elemento aterrado. Por essa razão, fugas de corrente de baixa intensidade ou de natureza intermitente podem não ser localizadas por este procedimento.

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