Medición de Aislamiento en Sistemas Solares Fotovoltaicos

Sara Cazares
Medición de Aislamiento en Sistemas Solares Fotovoltaicos

El aislamiento dañado en sistemas solares fotovoltaicos puede causar pérdida de energía, sobrecalentamiento o incendios. Las inspecciones periódicas son esenciales para prevenir descargas eléctricas y cortocircuitos. El estándar IEC62446-1 propone dos métodos de medición de resistencia de aislamiento.

  1. Cortocircuito: Se cortan los electrodos y se mide la resistencia entre cortocircuito y tierra.

  2. Sin cortocircuito: Se mide la resistencia entre el electrodo positivo y tierra, y entre el negativo y tierra, sin cortocircuito.

Medida con Cortocircuito

Las células solares, al ser fotodiodos y fuentes de corriente constante, pueden cortocircuitarse. Esto permite que un medidor de aislamiento mida con precisión la resistencia. Sin embargo, el cortocircuito también puede causar arcos, con alto riesgo de descargas eléctricas o quemaduras. Para prevenir esto, se recomienda cortocircuitar los terminales con un relé de capacidad adecuada, o uno menor si se mide de noche, considerando riesgos como la mala visibilidad.

circuito01

Medida sin Cortocircuito

Este método, al no cortocircuitar los electrodos de la célula solar, elimina la necesidad de un relé y facilita la medición. Sin embargo, al usar probadores de aislamiento convencionales, hay riesgo de mediciones inexactas debido al potencial eléctrico del módulo fotovoltaico. Estos probadores están diseñados para medir objetos sin potencial eléctrico, lo que puede alterar la medición y producir resultados distintos al valor real.circuito02

Errores Comunes

En la Figura 1 se ilustra un caso de medición de resistencia de aislamiento entre el electrodo positivo y tierra, con el electrodo negativo del módulo fotovoltaico defectuoso a tierra. Al conectar los extremos del probador de aislamiento al electrodo positivo y tierra, el circuito cerrado formado por la corriente generada a través del probador y la resistencia de falla a tierra causa un error. El probador típico emite un voltaje de prueba negativo, lo que, al sumar la corriente fotovoltaica generada, lleva a mostrar una resistencia de aislamiento más baja que el valor real.

circuito03

En la Figura 2, se muestra un caso donde el electrodo positivo tiene un defecto a tierra al medir electrodo negativo-tierra. La dirección opuesta de la corriente medida y la corriente fotovoltaica generada resulta en una resistencia de aislamiento más alta que el valor real, pudiendo mostrar "infinita" en casos extremos de falla a tierra.
circuito04
Estos fenómenos ocurren al conectar un probador de aislamiento y formar un circuito cerrado para la corriente generada. En la Figura 3, se muestra un ejemplo donde un probador estándar puede medir con precisión. En ambos casos, la ausencia de un circuito cerrado evita que la corriente fotovoltaica afecte la medición, incluso en presencia de una falla a tierra. La medición precisa es posible cuando no hay falla a tierra.
circuito05

Recomendación

Para medir la resistencia de aislamiento de módulos fotovoltaicos de manera segura y precisa, se recomienda un método sin cortocircuito y el uso de un medidor como el Hioki IR4053. Este dispositivo cuenta con un modo específico para resistencia de aislamiento fotovoltaico, eliminando el efecto de la corriente generada por los módulos y permitiendo mediciones precisas incluso en presencia de fallas a tierra. Además:

IR4053

  • Realiza mediciones en modo PV en 4 segundos.
  • Equipado con funciones de medición de voltaje de circuito abierto y determinación de polaridad útiles durante la instalación del sistema.
  • La función de comparación facilita la evaluación visual de mediciones PASA/FALLA.
  • Aunque el estándar IEC62446-1 indica medir primero el electrodo negativo a tierra, el IR4053 mide primero el electrodo positivo a tierra debido a su voltaje de prueba negativo.