Isolatieweerstandsmeting aan de DC-zijde van PV-strings

De gids over isolatieweerstandsmeting behandelt de standaardprocedure voor een spanningsloze installatie: de installatie wordt dood gemaakt, en er wordt gemeten tussen actieve geleiders en aarde. Bij de DC-zijde van een PV-installatie werkt dat uitgangspunt niet, want zolang er daglicht op de panelen valt, genereren de PV-strings spanning — er is geen "spanningsloos maken" mogelijk in de gebruikelijke zin. Dit artikel behandelt hoe de isolatieweerstandsmeting aan de DC-zijde volgens IEC 62446-1 daarop wordt aangepast.

Waarom de standaardaanpak niet werkt

Een PV-paneel is in feite een spanningsbron zodra er licht op valt, ook bij bewolkt weer. Er is geen schakelaar die de cellen zelf spanningsloos maakt: alleen de aansluiting van de string naar de omvormer of naar de rest van de installatie kan worden onderbroken. Een gewone isolatieweerstandsmeter die zijn eigen testspanning (doorgaans 500 V DC) op de geleider zet, terwijl de string zelf ook spanning levert, geeft onbetrouwbare metingen en kan in het ergste geval de meter beschadigen door de combinatie van testspanning en paneelspanning.

Methode 1 — kortgesloten string

Bij Methode 1 uit IEC 62446-1 worden de plus- en minpool van de string aan het begin van de meting met elkaar kortgesloten, bijvoorbeeld met een geschikte kortsluitklem op de DC-connectoren. Zo staat er tijdens de meting geen spanningsverschil tussen plus en min, en kan de isolatieweerstandsmeter zijn testspanning zonder interferentie van de paneelspanning tussen de kortgesloten polen samen en aarde (PE, of de framewerkaarding van de montage) aanleggen. Dit is de eenvoudigste methode, maar vereist wel dat de string tijdens de kortsluiting geen schade oploopt: de kortsluitstroom van een string is doorgaans niet gevaarlijk hoog, maar de kortsluitklem moet voor die stroom en voor de volle systeemspanning geschikt zijn.

Methode 2 — los R+ en R-

Bij Methode 2 wordt niet kortgesloten, maar wordt R+ (isolatieweerstand tussen plus-geleider en aarde) en R- (isolatieweerstand tussen min-geleider en aarde) apart gemeten, met de string niet kortgesloten. Dit is nuttig wanneer kortsluiten niet gewenst of niet praktisch is, maar vergt een testinstrument dat expliciet voor deze meting aan spanningvoerende DC-strings is ontworpen — een gewone isolatieweerstandsmeter is daar niet altijd geschikt voor, omdat de aanwezige paneelspanning tijdens de meting niet wordt kortgesloten en dus door het instrument moet worden verwerkt zonder foutieve uitlezing of schade.

Testspanning en grenswaarde

Voor de DC-zijde van een PV-installatie schrijft IEC 62446-1 doorgaans een testspanning van 500 V DC voor (zoals gebruikelijk bij laagspanningsinstallaties), met een minimale aanvaardbare isolatieweerstand van ≥ 1 MΩ voor de string. Dit is een praktische minimumwaarde: een significant lagere waarde wijst op een mogelijk isolatiedefect, vochtindringing in de aansluitdozen, of beschadiging van de kabelmantel, en moet worden onderzocht voordat de string in bedrijf wordt genomen of gehouden.

Let op: DC-connectoren van verschillende fabrikanten (MC4 en vergelijkbaar) zijn niet altijd onderling compatibel. Gebruik voor de kortsluitklem en de meetkabels altijd connectoren die passen bij het op de installatie gebruikte systeem, om beschadiging van de connector zelf te voorkomen.

Praktische relevantie

Bij oplevering van een nieuwe PV-installatie, bij periodieke inspectie volgens IEC 62446-1, of bij het onderzoeken van een vermoede aardfout op de DC-zijde, is deze aangepaste isolatieweerstandsmeting de manier om de kwaliteit van de DC-bekabeling en de panelen te beoordelen zonder de DC-zijde te hoeven forceren spanningsloos te maken — wat sowieso niet kan bij daglicht.

Veelgemaakte fouten

1. Een gewone isolatieweerstandsmeter gebruiken op een niet-kortgesloten, spanningvoerende string zonder instrument of methode die daarvoor geschikt is, met een onbetrouwbare of beschadigde meting tot gevolg.
2. Meten bij te weinig lichtinval en de meting daardoor als representatief beschouwen — bij zeer lage instraling kan de paneelspanning zo laag zijn dat de resultaten niet vergelijkbaar zijn met een meting onder normale condities.
3. De kortsluitklem niet geschikt kiezen voor de systeemspanning en -stroom van de string, met risico op beschadiging van de klem of de connectoren.
4. Verwarren met de AC-zijde isolatieweerstandsmeting van de installatie na de omvormer, die wél volgens de standaardprocedure spanningsloos kan worden uitgevoerd.

Gerelateerd

• Isolatieweerstandsmeting
• Continuïteitsmeting R1+R2 beschermingsleiding
• Tweepolige spanningstester (duspol)