Tema: Colocación de diferencial en continua

Buenas,

En los proyectos que realizamos en la empresa ponemos lo siguiente para justificar la protección contra contactos indirectos:

El generador fotovoltaico se conectará en modo flotante, proporcionando niveles de protección adecuados frente a contacto directo e indirecto, siempre y cuando la resistencia de aislamiento de la parte de continua se mantenga por encima de unos niveles de seguridad y no ocurra un primer defecto a masas o a tierra. En este último caso, se genera una situación de riesgo, que se soluciona mediante:

• El aislamiento clase II de los módulos fotovoltaicos, cables y cajas de conexión. Estas últimas, contarán además con llave y estarán dotadas de señales de peligro eléctrico.
• Controlador permanente de aislamiento, integrado en el inversor, que detecte la aparición de un primer fallo, cuando la resistencia de aislamiento sea inferior a un valor determinado. Esta tensión es la mayor que puede alcanzar el generador fotovoltaico, por lo que constituye la condición de mayor peligro eléctrico.

Con esta condición se garantiza que la corriente de defecto va a ser inferior a 30 mA, que marca el umbral de riesgo eléctrico para las personas. El inversor detendrá su funcionamiento y se activará una alarma visual en el equipo.

Pero al presentar un proyecto, el técnico de Industria nos dice lo siguiente:

No se justifica la protección adoptada en el lado de continua contra contactos indirectos. La justificación del proyecto no es suficiente, ya que no todos los componentes del sistema son de aislamiento Clase II. Esto implica que el vigilante de aislamiento no impide que llegue una tensión de defecto al inversor. Si bien podría justificarse que un primer defecto no implicaría riesgo, un segundo defecto sí que lo supondría.

Así que creo que voy a tener que colocar un diferencial en el lado de continua para que corte la intensidad cuando haya una pequeña derivación. Pero he estado mirando en foros y preguntado a gente y hay muchas dudas de sí esto realmente es necesario. Unos dicen que un diferencial en continua no hace nada, otros que sí que es necesario, ...

Alguien que me pueda echar un cable? Gracias!!

Es el eterno problema, un inversor dotadod e vigilante de aislamiento abrira el interruptor y avisará del fallo pero por ejemplo la derivacion que haya entre el positivo de un lazo y la estructura seguira. Y el que toque la estructura se llevara una descarga. Las protecciones contra contactos indirecto en una generacion tan distribuida como es la FV no es viable porque deberia colocar un seccionador automatico que lo comande el medidor de aislamiento en cada panel o en cualquier zona susceptible de ponerse en tension. Conclusion, a la hora de entrar en una planta hay que verificar que todos los vigilantes estan ok antes de tocar la estructura. En cuanto a tu problema trata de explicarselo.... Suerte

Gracias por la respuesta.

Al final creo q nos declinamos por poner un vigilante de aislamiento FAC/3(casa PROAT) y unos interruptores activados por este vigilante. Lo ideal sería que el inversor tuviera vigilante de aislamiento y que además pudiera activar unos interruptores a la entrada del inversor, pero en fin...

Tengo una duda más, a ver si alguien me lo puede resolver: ¿qué deberían hacer estos interruptores en continua que se han de colocar antes del inversor: cortocircuitar o separar?

Tienes una respuesta en este foro que a lo mejor te puede valer.
http://www.solarweb.net/forosolar/as...-continua.html

Saludos!

En general los inversores deberian de compartir la misma puesta a tierra de la planta FV, de esta forma pueden medir la capacidad de generar corrientes de fuga en el circuito de CC.

Por lo que, al detectar que esta capacidad supera un cierto unbral, (en micro faradat), aun que no yaha realmente corientes de fuga, el inversor interpreta eso como un corto circuito en la planta, y automaticamente se pone en circuito abierto.

Esa de por si deberia de ser una medida de seguridad mas que suficiente.

Iniciado por EduHi

Tienes una respuesta en este foro que a lo mejor te puede valer.
http://www.solarweb.net/forosolar/as...-continua.html

Saludos!

Buscar interruptores diferenciales de clase o tipo B. Esos son para corriente continua directa, no pulsante, que es el casode los paneles FV.

Un saludo

Aquí dice que los de Tipo B son para "corrientes pulsatorias y/o alternas con componentes de CC", no para corriente continua:

ABB Interruptores diferenciales - Aparatos modulares de instalación (Productos de Baja Tensión )

De todas formas lo que necesito es un vigilante de tensión que accione por medio de un contactor un interruptor para cortocircuitar los polos negativos y positivos, cuando el vigilante de tensión detecte que la resistencia entre los polos y tierra baja de un cierto valor.

Iniciado por micarro

Aquí dice que los de Tipo B son para "corrientes pulsatorias y/o alternas con componentes de CC", no para corriente continua:

ABB Interruptores diferenciales - Aparatos modulares de instalación (Productos de Baja Tensión )

ahí dice: "Tipo B, para corrientes pulsatorias y/o alternas con componentes de CC y fallo constante de la corriente." y más abajo: "Los interruptores diferenciales del tipo B son recomendados para su uso con accionadores e inversores de motores para bombas, ascensores, maquinaria textil, maquina herramienta etc.. ya que son capaces de reconocer una derivación de corriente de forma continua con un nivel bajo de onda"

De todas formas nunca está de más investigar mejor sobre algo tan importante y delicado como tal dispositivo que sirve para salvar vidas

Iniciado por micarro

De todas formas lo que necesito es un vigilante de tensión que accione por medio de un contactor un interruptor para cortocircuitar los polos negativos y positivos, cuando el vigilante de tensión detecte que la resistencia entre los polos y tierra baja de un cierto valor.

Con esto me quieres decir que provocas un cortocircuito franco... ¿Has calculado qué intensidad deberá soportar ese "pobre" contactor para que, sin saltar en pedazos la primera vez sea capaz de soportar una segunda y sucesivas? porque tal cual lo planteas no me entero bien qué objetivo persigues haciendo eso...

Pues ahora ya me haces dudar. Lo que yo tenía pensado era que cuando ocurría un primer fallo de aislamiento, se cortocircuitaba el positivo con el negativo, de forma que toda la instalación quedaría a la misma tensión que tierra (ya que ya ha habido un primer fallo de aislamiento). Así si alguien cometiera un contacto directo o indirecto, no ocurriría nada, ya q no habría diferencia de tensión entre esa persona y la instalación.

Me estoy equivocando?

Iniciado por micarro

Pues ahora ya me haces dudar. Lo que yo tenía pensado era que cuando ocurría un primer fallo de aislamiento, se cortocircuitaba el positivo con el negativo, de forma que toda la instalación quedaría a la misma tensión que tierra (ya que ya ha habido un primer fallo de aislamiento). Así si alguien cometiera un contacto directo o indirecto, no ocurriría nada, ya q no habría diferencia de tensión entre esa persona y la instalación.

Me estoy equivocando?

A ver, me gustaría que razonaras tú antes que decirte yo "estás equivocado".

Si cortocircuitas el positivo y el negativo de un generador electromotriz cualquiera, o si quieres dos fases distintas o una fase y el neutro para el caso de un generador de tensión alterna, independientemente de que uno de los conductores esté derivado a tierra o no... ¿cuál es el efecto inmediato? Pues mira, si hubieras tenido la brillante idea de no colocar las debidas protecciones provocarías desde un torrente de chispas hasta graves daños al generador en cuestión (alternador, batería, panel FV, transformador, inversor, etc.), pasando por los daños en los conductores eléctricos por llegar a derretir el aislante y formar puntos calientes alrededor de los mismos para desencadenar un incendio de tres pares de bigotes en cuestión de segundos.

¿Entiendes ahora lo práctico que es cortocircuitar?

Bueno, en ese caso saltarían las protecciones en continua que existen en las cajas de fusibles (fusibles de 10 A) o las de las cajas de conexionado (fusibles de 50 A).

Pero es que si no es así, qué debo hacer con el vigilante de aislamiento?? Éste debe activar un interruptor, pero es que si corto un polo positivo o un negativo antes de la entrada del inversor no protegeré nada frente a un contacto indirecto en el generador fotovoltaico.

Iniciado por micarro

Bueno, en ese caso saltarían las protecciones en continua que existen en las cajas de fusibles (fusibles de 10 A) o las de las cajas de conexionado (fusibles de 50 A).

Pero es que si no es así, qué debo hacer con el vigilante de aislamiento?? Éste debe activar un interruptor, pero es que si corto un polo positivo o un negativo antes de la entrada del inversor no protegeré nada frente a un contacto indirecto en el generador fotovoltaico.

Léete la ITC-BT-24 y la ITC-BT-40 del REBT que, aunque no especifique el caso de suministro en tensión continua, puede ayudarte

De todas formas considera lo que te decía el colega diodocup

Ya, sí entiendo que no es viable para generación fotovoltaica, pero es que el de Industria de Ívila lo exige.

¿Y quién dice que no es viable?

No le veo demasiada complicación, únicamente que si el defecto ocurre desde los bornes + y - generales hacia el generador FV no puedes prever ninguna protección, de igual modo que ocurre por ejemplo en las instalaciones aisladas donde hay baterías: si a una batería se le sale el ácido, a la segunda que se le salga provocará un cortocircuito y no hay manera de controlar eso.

Ahora bien, entiendo yo que lo que te dice el de industria es para el tramo que sale del generador FV hacia el inversor, y a la vista de lo que has leído en las ITC del REBT es la misma canción que para el caso de corriente alterna, con la salvedad de que tienes corriente continua y debes considerar bien la extracorriente de ruptura para elegir el interruptor o contactor adecuado para que no te lo cepille.

En calidad de simple aficionado, os hago partícipes de un reciente estudio de sobreintensidades publicado por la revista "Era Solar" , edición nº 152, Septiembre-Octubre de 2009, transcribo literalmente el apartado de conclusiones de los experimentos: " 1. Debido a que los módulos en caso de cortocircuito elevan su intensidad solamente un 6% respecto a la intensidad de máxima potencia, significa que un magneto-térmico calibrado por encima de la intensidad de cortocircuito no saltará nunca. Ejemplo: Un módulo de Icc= 4,6 A nunca estará protegido con un magnetotérmico de alterna de valor 6 A comercial. 2. Dado un magneto-térmico en el que su calibre coincide con la intensidad de máxima potencia de un panel, aunque se de la Icc, y se eleve un 6% el magneto-térmico de alterna no saltará porque según el caso experimental hemos llegado al 40% del valor del calibre dle magneto-térmico y no ha saltado. Conclusiones del trabajo: Las protecciones de sobre intensidades para el caso de magneto-térmico de alterna en la parte de fotovoltaica no protegen los generadores de los cortocircuitos, en la parte de continua, con lo cual no está justificada su instalación. Una alternativa puede ser el fusible pero este caso se ha dejado para un estudio posterior".
Quizá una solución en mi opinión, es integrar en las parte de C.C., las protecciones consistentes en que las cajas de string que conexionan cada serie, un fusible de 12A para cada entrada y en la caja que conexiona en paralelo cada rama generadora un fusible de 100 A para cada entrada. Otra posible solución vendría de la mano de integrar el fusible de 12 A y el difencial magneto-térmico. ¿Cómo lo veis?.

Interesante por lo pronto...

Cierto es que ni tan siquiera un magnetotérmico de curva Z dispararía ante un cortocircuito pues la protección magnética se acciona al alcanzar entre 2 y 3 veces la intensidad nominal de ese interruptor.

Para ese caso lo suyo sería utilizar interruptores electrónicos, cuya intensidad y tiempo de disparo son ajustables e independientes de la temperatura ambiente, con la contrapartida del coste de estos interruptores. (Yo particularmente colocaría fusibles calibrados y punto.)

No entiendo lo que quieres decir con "integrar el fusible de 12 A y el difencial magneto-térmico". Hablamos de cosas diferentes y ya estamos viendo la utilidad del magnetotérmico en nuestro campo de aplicación. Intenta explicarte mejor con lo que planteas

dagao81, estás en lo cierto, " las protecciones de sobreintensidades para el caso de magnetotérmicos de alterna en la parte de fotovoltaica no protegen los generadores de los cortocircuitos, en la parte de continua, con lo cual no está justificada su instalación". La alternativa podría ser integrar en las cajas de string VS, un fusible de 12 A para cada entrada y en la caja VS un fusible de 100 A para cada entrada, o bien un fusible de 12 A + diferenciales (que no magnetotérmico) ?.

Iniciado por dagao81

A ver, me gustaría que razonaras tú antes que decirte yo "estás equivocado".

Si cortocircuitas el positivo y el negativo de un generador electromotriz cualquiera, o si quieres dos fases distintas o una fase y el neutro para el caso de un generador de tensión alterna, independientemente de que uno de los conductores esté derivado a tierra o no... ¿cuál es el efecto inmediato? Pues mira, si hubieras tenido la brillante idea de no colocar las debidas protecciones provocarías desde un torrente de chispas hasta graves daños al generador en cuestión (alternador, batería, panel FV, transformador, inversor, etc.), pasando por los daños en los conductores eléctricos por llegar a derretir el aislante y formar puntos calientes alrededor de los mismos para desencadenar un incendio de tres pares de bigotes en cuestión de segundos.

¿Entiendes ahora lo práctico que es cortocircuitar?

Bueno.. verdad a medias.. con los alternadores, baterias de acuerdo con lo que dices, pero con un panel creo que no, recuerda el concepto de fuente de intensidad y fuente de tensión y piensa que se parece mas a un panel en cortocircuito.

Si cortocircuitas un grupo de módulos fotovoltaicos a traves de un contactor con una corriente nominal en continua mayor que la corriente de cortocircuito del grupo en teoria no pasa nada, es una fuente de intensidad... salvo que el aislamiento del modulo sea tan malo que no aguante el transitorio de una maniobra, es decir yo creo que:
1- no hay problema mientras cortocircuites grupos de paneles que tengan una tensión 1/2 del aislamiento del panel.
2-no hay problema si cortocircuitas grupos con tensión mas alta siempre y cuando el aislamiento del panel sea un poco regular.
3- no hay problema si el contactor que utilizas es para corriente continua (no existe extinción del arco por paso por cero).


De hecho, yo pienso que el cortocircuitar a tierra el positivo y el negativo(separandolos del inversor!!) cuando hay una derivación parece la forma mas económica de proteger contra los contactos indirectos, si no tendrías que colocar un rele en la caja de cada panel de la instalación y dispararlos a todos cuando existiera una derivación..

A modo de resúmen integrador a raíz de las aportaciones del foro sobre el tema de protección contra sobretensiones en el lado de corriente continua y protección frente a posibles contactos indirectos, resulta:n:
-Tomas de tierra de los elementos metálicos.
-Descargadores de sobretensión.
-Módulos fotovoltaicos con grado de protección clase II.
-Caja de conexiones con grado de protección clase II.
-Cableado unipolar con doble aislamiento.
-Un fusible a la entrada del inversor proveniente del campo fotovoltaico a instalar en cada una de las ramas de corriente continua. Cada serie eléctrica la estaremos protegiendo con fusibles, agrupados en cajas de conexión que permiten la conexión en paralelo de las respectivas series de módulos. La salida de las cajas de interconexión en corriente continua estará protegida con descargadores de sobretensiones transitorias (principalmente de origen atmosférico-varistores-), como elemento de protección del generador fotovoltaico y entrada del inversor.
-En cuanto a la protección en el lado de continua frente a los contactos directos e indirectos, además del aislamiento de clase II en los módulos, cables y cajas de conexión y además del vigilante, permanente de aislamiento integrado nel inversor, "controlador permanente que detecte la aparición de derivaciones a tierra ....", además se instalarán en la caseta de inversores diferenciales ( " lo comunmente conocido como diferenciales de continua son difernciales de alterna para componente continua, de clase o tipo B, para corriente continua directa, no pulsante").
¿Alguna otra protección?, ¿Es correcto?. Gracias anticipadas.

Iniciado por solarplus

además del vigilante, permanente de aislamiento integrado nel inversor, "controlador permanente que detecte la aparición de derivaciones a tierra ....", además se instalarán en la caseta de inversores diferenciales ( " lo comunmente conocido como diferenciales de continua son difernciales de alterna para componente continua, de clase o tipo B, para corriente continua directa, no pulsante").

La instalación del CPA y del diferencial no puede ser simultánea. O usas uno u otro en función de si la parte de continua está aislada o tiene un polo cualquiera referenciado a tierra, respectivamente.

Iniciado por rodri

De hecho, yo pienso que el cortocircuitar a tierra el positivo y el negativo(separandolos del inversor!!) cuando hay una derivación parece la forma mas económica de proteger contra los contactos indirectos, si no tendrías que colocar un rele en la caja de cada panel de la instalación y dispararlos a todos cuando existiera una derivación..

Esa es una posible solución tal y como acabo de leer en SISTEMAS FOTOVOLTAICOS. INTRODUCCIÓN AL DISEÑO Y DIMENSIONADO DE INSTALACIONES DE ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
de Miguel Alonso Abella, aunque en una instalación donde tuviera baterías ni me lo plantearía, por no decir la posibilidad de que en un instante al cortocircuitar pueda retroceder corriente desde la red hacia la parte de continua del inversor si no se presta atención a la maniobra de separación del generador FV del inversor (de ahí lo que explicaba antes de los efectos de un cortocircuito).

Por cierto micarro, ¿qué marca y modelo de inversor utilizabas que no le gusta al de industria de Ívila ?

Es un SolarMax 100C!!

En la página de SolarMax puedes descargarte un certificado en el que pone claramente que dispone de un Vigilante de Aislamiento en la parte de continua:

http://www.solarmax.com/pub/download.php?file=628

Sin embargo, tube una conversación por email con la gente de SolarMax para que me lo confirmaran, y me contestaron esto:

Buenos dias,

Efectivamente nuestro inversor 100C no posee ningún elemento previo a la entrada de continua que actúe como vigilante de aislamiento.

Lo que si posee son unos magnetotermicos Q1/Q2/Q3 a la entrada de las etapas de potencia que actúan como protección del inversor, estos magnetotérmicos se disparan cuando la corriente que circula por ellos es superior a su capacidad.

Les contesté diciendo que en el certificado ponía otra cosa. De eso hace ya más de dos semanas y no tengo respuesta.

Así que no sé que pensar. Al final me decantaré por poner de la casa PROAT un vigilante de aislamiento con un interruptor, que cortocircuite las fases positivas y negativas de la instalación cuando detecte un fallo de aislamiento. He pedido presupuesto y 3 vigilantes con sus respectivos interruptores (he pedido 3 pq es uno para cada una de las entradas del inversor) salen por un precio asequible para una instalación de 100 kW.

Iniciado por dagao81

La instalación del CPA y del diferencial no puede ser simultánea. O usas uno u otro en función de si la parte de continua está aislada o tiene un polo cualquiera referenciado a tierra, respectivamente.

Gracias dagao81 por tu apreciación y aportación . No obstante , en tu opinión estaría además justificada la instalación de magnetotérmicos (que no de diferenciales) en la caseta de inversores como protección del inversor, sobretodo en el supuesto en que el inversor contara con descargadores integrados contra sobretensiones en la entrada y en la salida.

Perdonar mi ignorancia, pero no acabo de entender lo que te exigen en Industria. El inversor Solarmax y otros del mercado, dispone de vigilante de aislamiento, que monitoriza las corrientes de fuga, tanto del positivo como del negativo. Ademas, dispone de un rele libre de potencial, que se activa en el momento de detectar un fallo, que lo puedes usar para lo que consideres (alarma, activar un contactor, .....) Logicamente, no solucionara el problema existente, es decir, si tienes una serie con el positivo a la estructura, la seguiras teniendo hasta que un operario arregle la averia, a menos que pongas un rele en cada caja de conexiones de cada modulo, que se abra cuando detecte un fallo. ¿es eso lo que te piden?

Lo que me han dicho en industria es que el aislamiento de los elementos de la instalación (cables, cajas de conexionado, paneles, etc) no es suficiente para justificar la protección frente a contactos indirectos (frente a un primer fallo de aislamiento no ocurriría nada, el problema vendría en el segundo fallo de aislamiento).

Así que investigué y tal y como puedes ver en un post más arriba, los de SolarMax me dijeron que los inversores no tienen ningún elemento que actúe como vigilante de aislamiento en el lado de continua, cosa que me extraña, pq como puedes ver en el certificado que he puesto en ese mismo post, sí que lo llevan.

Por si acaso, busqué fabricantes de vigilantes de aislamiento, y encontré PROAT. Así que al final me he decidido por poner un vigilante que cuando detecte un primer fallo de aislamiento, active un interruptor que cortocircuite las dos fases a tierra, para evitar así problemas cuando haya un segundo fallo de aislamiento.

Lo de que el SolarMax lo lleva, no he podido encontrar en la documentación ningún sitio donde ponga que lleva el vigilante de aislamiento. En este documento:

http://www.solarmax.com/pub/download.php?file=569

en la página 10 del PDF comenta que se activará la señal de fallo si detecta un fallo de aislamiento, pero como también dice no tendrá influencia en el funcionamiento del inversor. Mi duda era si se podía utilizar ese contactor para activar el interruptor que cortocircuitara las fases positivas y negativas, pero cuando SolarMax me dijo que no tenían vigilante de aislamiento, entonces me puse a buscar otras posibilidades.