Fehlerstromüberwachung

    Urheber: Mergim Morina

    Die Wechselrichter von ZCS Azzurro sind trafolos und schalten die internen Busleitungen durch Pulsweitenmodulation abwechselnd zu den jeweiligen Netzphasen um einen ans Netz synchronisierten Wechselstrom mit sauberer Sinus zu erzeugen. Die Vorteile dieser Topologie sind höhere Wirkungsgrade sowie kompaktere und leichtere Geräte. Ein wesentlicher Unterschied ist die fehlende galvanische Trennung zwischen der Gleich- sowie Wechselstromseite. Um den Personenschutz sowie einen adequaten Brandschutz innerhalb der Anlage gewährleisten zu können, besitzen die Geräte eine allstromsensitive Fehlerstromüberwachung, auch RCMU genannt ("Residual Current Monitoring Unit"), welche auftretende Differenzströme misst und den Erzeugungsbetrieb des Wechselrichters im Fehlerfall durch Entkopplung aussetzt. Der Differzstrom setzt sich aus zwei Komponenten zusammen: Der Fehlerstrom sowie der kapazitive Ableitstrom.



    Oftmals werden Fehlerströme durch Montagefehler herbeigeführt, wie zum Beispiel gequetschte Kabelleitungen oder ungeschütze/beschädigte MC4-Steckkontakte. Ein anderer Grund könnte das Verbinden der positiven oder negativen DC-Leitung gegen Erde sein, welche oft bei Systemen mit Trafowechselrichtern Verwendung fand um potential-induzierte Degradationen (PID) bei Modulen mit Dünnschichtzellen zu verhindern. Diese Methode darf bei trafolosen Wechselrichtern nicht durchgeführt werden da ansonsten der Wechselrichter durch den resultierenden aktiv durchflossenen PE kurzgeschlossen wird. Achten Sie bei einem Wechselrichter-Tausch einer Bestandsanlage darauf, dass keiner der Leitungen auf Erdpotential liegt! Dies gilt ebenfalls für Batteriespeicher, dessen Gehäuse mit dem Potentialausgleich verbunden werden.




    PV-Felder erzeugen unter bestimmten Konditionen große Kapazitäten, die kontinuierlich gegen Erde abfließen. Die Modulfläche, die Permittivität des Materials sowie die momentane Erzeugungsleistung sind maßgebende Faktoren für die Intensität des kapazitiven Ableitstromes. Zudem begünstigen Wetterbedingungen wie Regen, Schnee und Tauwetter einen erhöhten Ableitstrom. Diese Komponente ist ein kapazitiver Blindstrom, der Differenzstrom berechnet sich somit trigonomisch mit dem kapazitiven Ableitstrom und dem (Wirk-)Fehlerstrom zusammen.




    Die Fehlerstromüberwachung der Azzurro Wechselrichter haben gemäß der Norm IEC 62109-2 die Aufgabe, die Anlage gegen kontinuierliche sowie plötzlich auftretende Differenzströme zu überwachen. Bei Überschreiten der gestellten Werte setzt der Wechselrichter seinen Erzeugungsbetrieb aus. Die Verwendung eines netzseitigen Fehlerstromschutzes ist optional. Wird aufgrund der hiesigen Brandschutznormen oder in einem TT-Netz eine zusätzliche Absicherung gefordert, ist die Anwendung eines Fehlerstrom-Schutzschalters des Typ A ausreichend. Den Bemessungs-Fehlerstrom ermitteln Sie anhand der Scheinleistung des abzusichernden Gerätes. Bei Hybridwechselrichtern ist der LOAD-Ausgang ausnahmslos mit einem Fehlerstromschutzschalter Typ A abzusichern.

    Kontinuierlich anstehender Differenzstrom:
    • 300mA wenn S ≤ 30kVA
    • 10mA/kVA wenn S > 30kVA (Beispiel: 50KTL = 55kVA -> 550mA)

    Plötzlich verändernder Differenzstrom:
    • 30mA / 300ms
    • 60mA / 150ms
    • 150mA / 40ms



    Der Wechselrichter stellt den Erzeugungsbetrieb unter diesen Konditionen wieder her:

    • Ablauf der Recovery-Zeit
    • Differenzstrom im Normalbereich
    • PV-Erzeugung und/oder Batteriekapazität zum Entladen vorhanden

    Sie können die Zeit verkürzen indem der Wechselrichter komplett neugestartet wird. Dazu müssen der DC-Trennschalter, die Batterie und die netzseitige Vorsicherung ausgeschalten sein. Der gemessene Isolationswert vor der letzten Netzkopplung kann in den Systeminformationen der Wechselrichter abgelesen werden. Bedenken Sie, dass die Module im Prinzip parallel gegen Erde geschalten sind, daher ergibt sich ein Gesamtwiderstand der niedriger ist als die einzelnen Teilwiderstände.

    Oberer Screen - Hybridwechselrichter mit 14 Modulen (2x7)
    Unterer Screen - Stringwechselrichter mit 7 Modulen (1x7)

    Veröffentlicht