Pengukuran Resistansi Isolasi untuk Keamanan Sistem PV Surya
pengantar
Insulasi yang rusak dapat mengakibatkan hilangnya daya, peralatan menjadi terlalu panas, atau bahkan kebakaran. Inspeksi isolasi diperlukan untuk memastikan bahwa perangkat listrik, suku cadang, dan peralatan yang digunakan di gedung dan fasilitas industri tidak kehilangan isolasinya seiring waktu. Ini membantu mencegah sengatan listrik dan korsleting. Hal yang sama berlaku untuk sistem fotovoltaik (PV) surya, yang memerlukan inspeksi insulasi berkala dan pasca pemasangan.
Standar IEC62446-1 menjelaskan dua metode untuk mengukur resistansi isolasi sistem PV surya.
- 1. Untuk menyingkat elektroda positif dan negatif dari PV string, dan mengukur resistansi isolasi antara titik korslet dan bumi.
- 2. Mengukur tahanan isolasi antara elektroda positif dan bumi dan antara negatif dan bumi secara terpisah tanpa korslet.
Pengukuran yang melibatkan short-circuit
Karena sel surya adalah jenis fotodioda dan sumber arus konstan, elektroda positif dan negatif dapat dikorsletingkan. Setelah elektroda korsleting, pengukur isolasi tipikal dapat secara akurat mengukur resistansi isolasi. Di sisi lain, hubungan arus pendek dapat menyebabkan busur, dan ada risiko tinggi terkena sengatan listrik atau terbakar.
Untuk mencegah hal ini, terminal dapat dihubung pendek oleh relai dengan kapasitas yang memadai, atau relai dengan kapasitas yang lebih rendah dapat digunakan jika pengukuran dilakukan pada malam hari ketika modul PV tidak menghasilkan daya. Ingatlah bahwa ada risiko lain yang perlu dipertimbangkan, seperti visibilitas yang buruk saat mengukur di malam hari.
Pengukuran yang tidak melibatkan short-circuit
Karena metode ini tidak membuat short-circuit elektroda positif dan negatif sel surya, relai juga tidak diperlukan dan dapat dengan mudah diukur.
Namun, saat menggunakan insulation tester biasa, ada risiko mendapatkan nilai pengukuran yang tidak akurat. Hal ini disebabkan oleh pengukuran objek yang memiliki modul PV, yang memiliki potensi listrik. Penguji isolasi tipikal dirancang untuk mengukur objek yang tidak memiliki potensi listrik. Tergantung pada keadaan rangkaian, pembangkit PV dapat mempengaruhi pengukuran dan memberikan hasil yang berbeda dari nilai sebenarnya.
Penyebab kesalahan
Gambar 1 menunjukkan contoh pengukuran resistansi isolasi antara elektroda positif dan bumi sedangkan elektroda negatif modul PV mengalami gangguan bumi. Untuk mengukur resistansi isolasi antara elektroda positif dan bumi, sambungkan ujung pengukur penguji isolasi ke elektroda positif dan bumi. Dalam hal ini, elektroda negatif mempunyai gangguan pembumian, artinya arus yang dihasilkan oleh modul PV membentuk sirkuit tertutup yang mengalir melalui resistansi gangguan pembumian dan penguji isolasi, sehingga mengakibatkan kesalahan dalam pengukuran. Penguji isolasi tipikal mengeluarkan tegangan uji negatif. Dalam hal ini, arus yang diukur dan arus yang dihasilkan PV memiliki arah yang sama. Dengan demikian, penguji mendeteksi resistansi yang lebih tinggi dengan menambahkan arus yang dihasilkan PV, dan resistansi insulasi ditampilkan lebih rendah dari nilai resistansi insulasi sebenarnya.
Gambar 1: Contoh gangguan pembumian pada elektroda negatif
Gambar 2 menunjukkan contoh pengukuran elektroda-bumi negatif dimana elektroda positif mempunyai gangguan bumi. Dalam hal ini, arah arus terukur dan arus yang dihasilkan PV menjadi berlawanan. Akibatnya, resistansi isolasi ditampilkan lebih tinggi dari nilai sebenarnya dengan mendeteksi arus yang lebih rendah. Sekalipun terdapat gangguan bumi, resistansi isolasi mungkin ditampilkan sebagai "tak terhingga" dalam skenario terburuk.
Gambar 2: Contoh gangguan pembumian pada elektroda positif
Fenomena ini terjadi ketika penguji isolasi dihubungkan untuk membentuk rangkaian tertutup yang melaluinya arus yang dihasilkan mengalir. Gambar 3 menunjukkan contoh situasi ketika penguji insulasi standar dapat melakukan pengukuran secara akurat. Dalam kedua contoh tersebut, tidak ada loop tertutup untuk mengalirkan arus yang dihasilkan PV. Oleh karena itu, arus yang dihasilkan PV tidak mengalir ke tester dan tidak mempengaruhi pengukuran meskipun terjadi gangguan bumi. Tentu saja, pengukuran yang akurat dapat dilakukan jika tidak ada gangguan bumi.
Gambar 3 Tidak ada loop tertutup untuk mengalirkan arus yang dihasilkan PV
Untuk pengukuran yang lebih aman dan akurat
Untuk mengukur resistansi isolasi modul PV dengan aman, disarankan untuk melakukan pengukuran dengan metode yang tidak melibatkan korsleting. Penting juga untuk menggunakan meteran isolasi yang dapat mengukur secara akurat bahkan ketika arus dari modul PV mengalir melalui loop tertutup.
Selain mode pengukuran resistansi isolasi normal, Hioki IR4053 juga memiliki mode untuk mengukur resistansi isolasi PV. Hal ini dirancang untuk menghilangkan pengaruh arus yang dihasilkan oleh modul PV. Oleh karena itu, nilai akurat dapat diukur bahkan ketika ada gangguan bumi pada rangkaian surya. IR4053 memiliki beberapa fitur berguna yang memfasilitasi inspeksi sistem PV secara menyeluruh.
- Lakukan pengukuran insulasi dalam mode PV hanya dalam 4 detik.
- Dilengkapi dengan fungsi pengukuran tegangan sirkuit terbuka dan fungsi penentuan polaritas. Ini berguna untuk pengujian polaritas selama instalasi sistem PV.
- Pengukuran LULUS/GAGAL dapat dengan mudah dinilai secara visual dengan fungsi pembanding.
Perhatikan bahwa dalam standar IEC62446-1, elektroda negatif ke bumi diukur terlebih dahulu. Namun, ketika mengukur insulasi dengan IR4053, elektroda positif ke bumi diukur terlebih dahulu karena IR4053 mengeluarkan tegangan uji negatif.
Kesimpulan
Sama pentingnya dengan memastikan keamanan sistem PV surya, sama pentingnya untuk memastikan keselamatan orang yang melakukan pengukuran. Oleh karena itu, lebih baik menggunakan penguji insulasi yang dilengkapi dengan mode PV.