Detección falla de arco y solución de problemas

El AFCI o el Interruptor de Circuito de Falla de Arco es un dispositivo utilizado para detectar arcos en un circuito eléctrico e interrumpir el flujo de corriente.  Se instala en muchos tipos de circuitos eléctricos para reducir las posibilidades de un incendio debido a cableado defectuoso, malas conexiones o cualquier daño a los cables. 

Para sistemas fotovoltaicos, está diseñado para detectar arcos en la caja combinadora en DC. En caso de un arco, el circuito AFCI alertará a la CPU de control principal en el inversor e interrumpirá el proceso de conversión de energía interrumpiendo así el flujo de corriente continua y reduciendo las posibilidades de incendios relacionados con el cableado en DC.  

Cada vez que ocurra un arco y el equipo se desconecte, el sistema tiene que ser revisado!!

Posibles causas de fallas de arco:

• Las conexiones en las cajas de conexiones pueden deteriorarse u oxidarse con el tiempo creando puntos calientes.
• Las conexiones de terminal tipo tornillo pueden desprenderse debido a cambios de temperatura.
• La longitud de desmontaje incorrecta puede provocar que el aislamiento del cable obstruya los terminales.
• El mal apriete de las terminales en DC da como resultado conexiones y arcos sueltos.
• El ensamblaje incorrecto del conector hace que la conexión no se "bloquee" y genere un arco.
• Los conectores en DC mal acoplados.
• Los animales que mastican los cables.
• Los paneles fotovoltaicos están agrietados o dañados.
• El firmware está desactualizado.
• La placa AFCI o la conexión al DSP están dañada.

Posibles soluciones de fallas de arco:

• Los arcos dejan alguna evidencia. Puede ser la decoloración del cableado y el trasiego, conectores fundidos y aislamiento o incluso cajas de conexiones quemadas en la parte posterior de los paneles.  Una inspección visual rápida puede localizar estos problemas de manera muy fiable. 
• Un suave tirón de los cables de CC, ya sea en las conexiones de carrera doméstica, conexiones de panel a panel o en el combinador / caja de cableado puede localizar cables que se han suelto o no se han terminado correctamente.  

• La siguiente imagen es un ejemplo de conexiones en DC instaladas incorrectamente en una caja de cables:

• Revisar que todas las conexiones estén debidamente acopladas, en especial la de los paneles y de las cajas combinadoras. A continuación, se muestra un ejemplo de conexiones no acopladas completamente y que causan errores de arco.

El método visual es muy fácil, no requiere herramientas especiales y es eficaz para identificar el fallo de un componente.  

Este siguiente método no se recomienda A MENOS que haya datos de prueba previas disponibles para la comparación.

Para instalaciones con difícil acceso o donde no sea posible realizar una inspeccion viual existe otro método de revisión. Un medidor de alto voltaje "Megger" o megohm es un ejemplo de un conjunto de pruebas rápidas que pueden ayudar a localizar arcos a una cadena específica.  Una segunda opción es utilizar un analizador de redes ya que puede detectar no sólo fallas de arco, sino también problemas de aislamiento y fallas de tierra en el cableado de DC.  Aunque el equipo es más caro, es mucho más flexible que el simple "megger" y puede ser útil para solucionar otros problemas en la instalación. 

Ambos dispositivos suelen probar a 250V, 500V y 1000V.  Si el cableado PV y DC es de 600V, utilice el ajuste de 500V para probar.  Si el sistema utiliza paneles y cable clasificados en 1000V, incluso si es residencial, se sugiere probar a 1000V.  El razonamiento es simple; una falla sólo puede ocurrir en voltajes superiores a 500V en días fríos y brillantes en un sistema de 600V.  La prueba puede pasar a 500V, pero puede fallar a 1000V.  Cuando se utiliza el megger, una indicación de fallo es una resistencia que es mayor que "cero nominal".  Un 'cero nominal' no será cero ohmios, sino la resistencia de línea base que se registró durante las pruebas de puesta en marcha del sistema. Una vez que se aísla la cadena defectuosa, se puede utilizar el primer método para localizar el componente defectuoso.

Un método final que se puede utilizar es medir la temperatura de los conectores, terminales y cajas de conexiones utilizando un termómetro infrarrojo.  Estos termómetros son bastante baratos y eficaces. Normalmente, una conexión que tiene una temperatura más alta que las conexiones similares tiene una mayor resistencia y puede estar causando fallas de arco.  Al medir la temperatura de las conexiones, tenga en cuenta la ubicación de la conexión; una conexión que está bajo la luz solar directa puede leer una temperatura más alta que una debajo de los paneles fotovoltaicos.

Si después de todas estas pruebas no se encuentra ningún defecto, entonces restablezca el fallo y observe el inversor para ver si falla inmediatamente de nuevo.  Si es así, el circuito AFCI puede estar defectuoso y el inversor necesita reemplazo.  Si no es así, intente registrar las condiciones exactas cuando se produce el error de arco. Puede que no sea un problema de sensibilidad, pero un problema relacionado con el clima. Compruebe el clima local para ver si hubo alguna condición especial que pueda haber contribuido al presunto arco.  

Recuerde, una simple tormenta de lluvia también puede descubrir problemas en un sistema, incluyendo fallas de arco que sólo se producen cuando el cableado está mojado. Por último, informe de cualquier hallazgo al fabricante del inversor.