Ein Thema, dass mir im Zusammenhang mit der Fehlersuche an Photovoltaikanlagen permanent begegnet und über das es hier im pvKnowHow Blog noch keine Artikel gibt sind die Isolationsfehler. Ich möchte daher versuchen, das Phänomen mal möglichst ausführlich in mehreren Artikeln zu beschreiben. Im ersten Durchgang soll zunächst beschrieben werden, was ein Isolationsfehler eigentlich ist, wie man ihn bemerkt und wie man ihn messen kann. Es sei noch erwähnt, dass es hier vor allem um Isolationsfehler auf der Gleichspannungsseite einer Photovoltaikanlage geht, also um Probleme mit den Gleichstromleitungen und den Solarmodulen. Ich versuche den einleitenden Text so einfach zu halten, dass er vielleicht auch von “Nicht-Technikern” verstanden werden kann.
Bei einer Solarstromanlage werden in der Regel viele Solarmodule in Reihe geschaltet, um zu höheren Spannungen zu gelangen. Jede Reihenschaltung von Solarmodulen nennt man String oder Strang. Zwischen dem Plusanschluss des ersten und dem Minusanschluss des letzten Moduls können dann sehr hohe Spannungen von über 600V anliegen. Die Anzahl der Module ist nicht genormt aber Systemspannungen von über 1000V kommen nur sehr selten vor. Im Idealfall eines intakten Solarmodulstranges fließt im Betrieb ein Strom vom Minusanschluss des Wechselrichters durch den gesamten Modulstrang bis zum Pluseingang des Wechselrichters. Damit nicht aus versehen Ströme auch über die metallische Unterkonstruktion der Module, das Gehäuse des Wechselrichters oder sonstige leitenden Teile in der Nähe der Solarstromanlage abfließen können, werden in Photovoltaikanlagen nur Kabel und Module mit einer guten Isolierung eingesetzt, die dem elektrischen Strom einen sehr großen Widerstand entgegen setzen. Es soll an dieser Stelle nochmal explizit erwähnt werden, dass auch ein sogenannter Isolator den elektrischen Strom leitet. Er tut es nur wesentlich schlechter als Metalle. Es werden also in einem Solarmodul winzige unerwünschte Ströme durch die Einbettungsfolien zwischen denen die Solarzellen im Modul liegen und durch das Modulfrontglas zum Modulrahmen fließen.
Selbst die Solarkabel, die aus Sicherheitsgründen extra doppelt isoliert sind haben keinen unendlichen Widerstand, sondern leiten winzigste Ströme an die Umgebung ab. Die Summe all dieser sogenannten Leck- oder Fehlerströme charakterisieren den Isolationswiderstand des gesamten Systems. Nach dem ohmschen Gesetz ist der Widerstand definiert, als der proportionale Zusammenhang zwischen der angelegten Spannung und dem durch die Spannung verursachten Strom. U = R* I. (U = Urgere = Spannung; R = Resistance = Widerstand; I = Intensität = Strom). Um gefährliche Berührungsspannungen zu vermeiden, müssen die Isolationswiderstände der einzelnen Komponenten möglichst groß sein und dürfen bestimmte Grenzwerte nicht unterschreiten. Im Klartext bedeutet das, dass man bei schlechten Isolationswerten im ungünstigsten Fall bei der Berührung – z.B. des Solarmodulrahmens – einen elektrischen Schlag bekommen kann. Die IEC 62446 (VDE 0126-23) macht daher aus Sicherheitsgründen folgende Festlegung: Es darf auf der DC (Direct Current = Gleichspannung) ein maximaler Fehlerstrom von 1mA fließen. Bei einer Systemspannung von 1000V muss der Isolationswiderstand daher mindestens 1MOhm (Megaohm) groß sein. Die beiden Prinzipschaltbilder zeigen mögliche Fehlerströme bei einem Isolationsfehler.
Wie kann man nun den Isolationswiderstand eines Solargeneratorstranges überprüfen ?
Um die Qualität aller Isoliermaterialien zu überprüfen gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten. Man schaltet zunächst den Solargenerator frei, trennt also sowohl die Plusleitung als auch die Minusleitung vom Wechselrichter. Falls es im Gleichspannungskreis Überspannungsableiter (SPD = surge protective device) gibt, z.B. in einem Gleichstromanschlusskasten (GAK) müssen diese entfernt werden. Dann verbindet man den Minusleiter mit einem Isolationsmessgerät, dessen Erdungsanschluss an das Gehäuse des Wechselrichters oder irgend einen anderen metallischen Punkt in unmittelbarer Nähe angeschlossen wird. Wichtig ist natürlich, dass dieser metallische Punkt mit dem zentralen Potenzialausgleich des Gebäudes verbunden ist und dass auch die Unterkonstruktion des Solargenerators mit diesem Potenzialausgleich verbunden ist. Das Isolationsmessgerät legt dann die Prüfspannung (meist 1000V) zwischen dem Minuspol des Solargeneratorstranges und Erde an und misst gleichzeitig den Strom, der dann zu fließen beginnt.
Bei der dritten Variante, die am weitesten verbreitet ist wird zunächst der Solargeneratorstrang kurzgeschlossen. Dann wird der Kurzschlusspunkt mit +1000V (oder -1000V) des Isolationsmessgerätes und dessen Referenzpunkt wieder mit Erde verbunden. Das nachfolgende Systemschaltbild zeigt diese Messanordnung.
Nach diesem Prinzip arbeitet das in der PV-Branche weit verbreitete Messgerät vom Typ Benning PV-1-1. Durch die Messung des Fehlerstromes, der in den Skizzen oben rot dargestellt ist, kann das Isolationsmessgerät dann mit Hilfe des ohmschen Gesetzes (Riso = 1000V/Iiso) den Isolationswiderstand ausrechnen und anzeigen. Wie weiter oben bereits erwähnt sollte dieser Widerstand bei Systemspannungen von bis zu 1000V, wie sie bei Photovoltaikanlagen üblich sind, niemals unter 1MOhm pro Modulstrang liegen. Damit ist sichergestellt, dass es nicht zu gefährlichen Berührungsspannungen kommen kann.
Zu diesem Thema habe ich eine Frage:
Ich betreue derzeit ein Fotovoltaiksystem mit einer Gesamterzeugungsleistung von 39 kW.
Konfiguration wie folgt:
2 Großwechselrichter a`20 kW mit je 2 Leistungsteilen.
WR 1 belegt mit 5 Strings a 15 Modulen.
WR 2 belegt mit 6 Strings a 14 Modulen.
In den Stringleitungen sind jeweils am Dacheintritt GAKs mit DC-Lasttrennschaltern mit Lichtbogenüberwachung und DC-ÜSS-Modulen angeordnet.
Problem:
Ein Teil der DC-Lasttrennschalter mit Lichtbogenüberwachung löst regelmäßig aus; immer die gleichen Geräte – verteilt auf beide Wechselrichter.
Kontrolle der Isolationsüberwachungseinrichtungen der WR:
WR 1 zeigt 91.25 MOhm
WR 2 zeigt 466,70 MOhm
Frage:
Liefert die Isolationsüberwachungseinrichtung des WR einigermaßen brauchbare Werte bzgl. Meßgenauigkeit, etc im vergleich zu einem professionellen Meßgerät.
Welche Rückschlüsse lassen sich aus der großen Abweichung der beiden Widerstandsmeßwerte bei relativ gering unterschiedlicher Teilgeneratorgröße ableiten?
Mit freundlichem Gruß
Klees Michael
Sehr geehrter Herr Klees,
Ich bitte um Ihr Verständnis, dass im Rahmen dieses Forums nur allgemeine Fragen beantwortet werden, die für die Allgemeinheit von Interesse sind und keine individuellen Fragen zur Lösung von Problemen, die der Fragensteller seinem Kunden anschließend in Rechnung stellt. Wenn Sie Unterstützung in Form unserer Dienstleistungen benötigen, können Sie uns gerne eine mail mit weiteren Informationen zur Anlage senden. Dann erstellen wir Ihnen ein auf Sie zugeschnittenes Angebot.
Ist es denn realistisch, dass Ströme über die metallische Unterkonstruktion abfließen, wenn diese gar nicht mit “Erde” über einen metallischen Leiter, sondern nur über den Dachstuhl verbunden sind?
Es handelt sich nur um wenige mA. Da braucht es nicht unbedingt eine gut leitende metallische Verbindung.
Diese Frage ist durchaus berechtigt. Bei der Kurzschlussmessung wird dies im Messablauf mit dem Benning PV 1 oder 2 berücksichtigt. Bei der 2-poligen Isolationswiderstandsmessung wird im Messablauf keine “Erdung” der UK gefordert. Dies hat zur Folge, dass größere Isolationswiderstände angezeigt werden, als der Prüfling selbst hat, da die Luft als Isolator zum Isolationswiderstand hinzugerechnet wird. Amende gild Riso=1000V / I. Bei höherer Isolation ergeben sich jedoch geringere Leckströme. Sollte hier ein Denkfehler vorliegen, wäre ich für eine Korrektur dankbar.
Bei Isolationsprüfungen wird die jeweils geforderte Prüfspannung an den Prüfling angelegt. Dann werden die Leckströme gemessen und mit dem “ohmschen Gesetz” wird der Isolationswiderstand berechnet. Wenn keine Erdung der UK gemacht wurde, kann im Fehlerfall auch kein Fehlerstrom fließen, was zu gefährlichen Spannungen an Teilen der UK führen kann. Daher ist es so wichtig, das diese Teile gut (niederohmig) geerdet werden. Ist die UK nicht geerdet werden zu hohe Isolationswerte gemessen. Die scheinbare Sicherheit ist dann aber in Wirklichkeit nicht vorhanden.
Guten Tag, kann man durch Messungen bestimmen, an welcher Stelle sich der Isolationsfehler befindet?
Wenn es sich nur um einen einzigen Fehler handelt gibt es diese Möglichkeit:
Mit einem Amperemeter das dazu in der Lage ist im unteren µA Bereich zu messen misst man zunächst den Strom von Plus gegen Erde und dann in einer zweiten Messung den Strom Minus gegen Erde.
Über das Verhältnis der Ströme lässt sich die Lage des Fehlers bestimmen. Ich schreibe bei Gelegenheit mal einen Blogartikel zu dem Thema.
Gruß Matthias Diehl
Guten Tag Herr Diehl
Was passiert beim Wechselrichter, sollte der Iso Widerstand unter den 1MOhm fallen. Meiner Meinung nach sollte der Wechselrichter abstellen und den Kreis öffnen, oder?
Sehr geehrter Herr Massimiliano,
die Wechselrichter verfügen über eine Isolationsüberwachung, die bei Unterschreiten des Grenzwertes den Wechselrichter vom Netz trennt.
Der DC Kreis wird in der Regel nicht unterbrochen.
Gruß Matthias Diehl
Hallo,
m.E. hat ein TL Wechselrichter keine permanente Isolationsüberwachung, Isolationsmessung wird nur bei Start durchgeführt. Im laufenden Betrieb ist keine überwachung möglich.
das ist korrekt.
Sehr geehrter Herr Diehl,
zur Antwort auf die Frage von G.Altmann:
wie soll das (niederohmige Ampere-Meter) vom Plus- (oder Minus)-Pol gegen Erde geschaltet werden?
Gruß Gustav Demski
Einfach das Pluskabel des Messgerätes mit dem Plus bzw. dem Minus des Solargenerators verbinden und das andere Messkabel ans Untergestell oder irgendein geerdetes Metallteil halten. Dabei ist Vorsicht geboten und der jeweils andere Pol muss in der Luft hängen, damit man nicht versehentlich den Solargenerator kurzschließt und beim anschließenden öffnen der Verbindung einen Lichtbogen zieht. Solche Messungen dürfen nur von ausgebildeten Solarteueren bzw. Elektroinstallateuren durchgeführt werden, die genau wissen was sie tun…
Sehr geehrter Herr Diehl,
meine PV-Anlage wurde 2010 installiert. Schon 2011 gab es Isolationsprobleme bei feuchter Witterung, so dass die Anlage abschaltete. Der Installateur gab den Wechselrichtern (Mastervolt) die Schuld. Er installierte auf meine Kosten einen neuen Kostal Wechselrichter. Die Probleme sind seither eher größer. Auf meine Reklamationen reagiert er überhaupt nicht mehr. Was kann ich unternehmen? Die Verluste sind zu hoch.
Sehr geehrter Herr Hölz,
wenn beide Wechselrichter einen Isolationsfehler melden ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass am Solargenerator ein ISO Fehler vorliegt.
Suchen Sie einen Installateur in Ihrer Nähe, der mal eine ISO Messung macht. Das kann man z.B. mit dem Messgerät von Benning vom Typ PV-1-1 machen.
Wenn klar ist in welchem Strang der ISO Fehler liegt, muss man ihn noch lokalisieren. In vielen Fällen handelt es sich um ein defektes Modul oder ein beschädigtes Kabel. Manchmal liegen auch die Steckverbinder irgendwo im Wasser.
Viel Grüße
Matthias Diehl
Frage : Kann mann ein normales Iso Meßgerät für die Fehlersuche verwenden
Wenn man – wie wir – nachts raus fährt schon. Tagsüber stehen die DC Leitungen ja immer unter Spannung. Damit kommen viele konventionelle ISO-Messgeräte nicht zurecht. Die meisten Installateure verwenden das Benning PV-1-1 für die Isomessungen. HT Instruments hat auch ein entsprechendes Gerät.
Hallo Herr Diehl.
Ich habe das Problem , das die Photovoltaik Anlage wenn diese im Betrieb ist ,Spannung auf mein Blechdach gibt.
Die Solarfirma meinte ich muss einfach eine Erdung an das Dach bauen.
Kann ich noch verlangen das diese mir noch eine Isolation Messung vornehmen?
Die Spannung ist Momentan 30 -40 V
, wird diese denn größer je höher die Sonne steht.
Danke schon mal im voraus.
Hallo Herr Minkwitz,
es handelt sich wahrscheinlich um eine kapazitive Kopplung zwischen der PV-Anlage und Ihrem Blechdach.
Das Dach muss in jedem Fall geerdet werden. Dann muss eine Isolationsprüfung z.B. mit dem Benning PV-1-1 erfolgen, bei dem der Isolationswiderstand der Modulstränge überprüft wird.
Das schreibt die DIN EN 62446-1 sinnvollerweise so vor.
Gruß Matthias Diehl
O.k. Danke für die schnelle Antwort.
Sehr geehrter Herr Diehl
ich schreibe Ihnen aus Spanien wo meine vor etwa fünf Jahren installierte PV Anlage (1 Strang, 8 Module a 180Wp) nur noch knapp 60% der ursprünglichen Leistung liefert. Ich vermute Fehler in einem oder mehreren Modulen (z.B Bypassdioden?). Die gemessenen Stromstärken auf der Minus- und Plusleitung unterscheiden sich um ca. 40 %. Sollte die Stromstärke nicht den gleichen Betrag haben? Weist dies auf den möglichen Fehler im Generator hin? Vielen Dank im Voraus
Sehr geehrter Herr Gröger,
der Strom in der Plus- un in der Minusleitung müssen absolut identisch sein. Ansonsten würde ein sehr großer Strom gegen Erde abfließen. Gibt es in Ihrem System keine Isolationsüberwachung ?
Gruß nach Spanien
Matthias Diehl
Vielen Dank für Ihre prompte Antwort. Herr Diehl.
Die Isolationsüberwachung erfolgt im Wechselrichter (Mastervolt XS4300), der aber keinen Fehler meldet. Interessanterweise habe ich heute bei neuerlicher Messung bei sehr starker Insolation keinen Unterschied feststellen können. Die letzte Messung wurde bei nur sehr geringer Bestrahlung durchgeführt. Ich werde das weiter beobachten und darüber hinaus bei nächster Gelegenheit die Module einzeln durchmessen, um die Ursache für den Leistungsabfall zu finden. Nochmals vielen Dank.
Ist denn die Unterkonstruktion korrekt geerdet und hat das gleiche Potenzial wie das Gehäuse des Wechselrichters ? Ansonsten kann die ISO Überwachung nicht funktionieren.
Der Isolationswert (Insulation) hängt in der Regel nicht von der Sonneneinstrahlung (Insolation) ab.
Gruß Matthias Diehl
Vielen Dank, Herr Diehl.
Ob die Erdung des Generators intakt ist und gleiches Potential wie das Wechselrichtergehäuse hat, muß ich prüfen. Ich melde mich gegebenenfalls wieder.
Beste Grüße
JRG
Sehr geehrter Herr Diehl,
Ich habe einen String mit geringen Isolationswerten (14 Module).
Die Messwerte sind folgende:
kompletter String ohne Zuleitung zum Wechselrichter = 1,3 MOhm
Einzelmessung jedes Modul = alle 14 Stück über 130 MOhm
Wie kann dieser niedrige Isolationswiderstand des kompletten Strings entstehen wenn alle Module eine Iso-Wert von über 130 MOhm haben?
eventuell Probleme mit den Kabeln. Wurden die Einzelmodule ausgebaut und gemessen oder waren sie nach wie vor montiert ?
Sie waren nach wie vor montiert. Es wurde nichts verändert, baulich betrachtet !
dann muss das Problem wohl an den Verbindungskabeln bzw. Steckverbindern liegen.
Das Verbindungskabel von Plus bzw. Minus zum Messgerät Benning PV1-1 hat einen Isolationswert von 80 MOhm.
Die Steckverbindung MC4 von Modul zu Modul ist trocken und hat keine Verbindung zur Unterkonstruktion !
Mein erster verdacht war ja das die Module zur Unterkonstruktion durchschlagen da das Problem bei hoher Feuchtigkeit öfters auftritt. Aber die Einzelmessung der Module wiederspricht der ganzen Sache irgendwie. ?!?!
Frage jetzt auch mal.
An meinem PowerOne 3600 (2 Strings mit jeweils 360V gemessen),
erscheint jetzt auch im Display Riso <5000MOhm, und die rote Störungslampe leuchtet (also WR abgeschaltet).
Funktionierte viel Jahre einwandfrei, bis jetzt die Fehlermeldung kam.
DC Trennschalter habe ich getrennt, und die Spannung an beiden Strings mit je 360V gemessen (das passt ja).
Wenn ich dann die Strings einzeln in Betrieb nehme kommt genauso die gleiche Fehlermeldung Riso und rote Leuchte, als wenn ich beide einschalte.
Dann müsste ja auf beiden Generatorfeldern ein Iso Fehler vorliegen.
Die Unterkonstruktion der Module ist nicht geerdet.
Wie kann ich jetzt vorgehen um den Fehler einzugrenzen.
Ich habe ein altes Unigor Multimeter Messgerät, damit kann ich bis 6mA Ströme messen kleiner nicht.
Sehr geehrter Herr Diehl,
Wir haben seit 2012 eine PV-Anlage mit 2 Strings, mit 23 Modulen =
5.635 kWp und einem Wechselrichter Kostal Piko 5.5.
Der Wechselrichter zeigt immer im Winter bei Minustemperaturen
Isolationsfehler ( rot) an . Im Laufe des Tages schaltet die Anlage auf grün und sie produziert wieder. In anderen Jahreszeiten und auch bei Regen läuft die Anlage immmer ohne diese Fehlermeldung. Wie kann mann die Ursachenfindung angehen, denn unser Fachmann erscheint mir ziemlich
hilflos. Ich wäre für Ratschläge sehr dankbar.
Mit freundlichen Grüßen
Gerhard
Hallo,
die erste Maßnahme sollte sein, eindeutig zu identifizieren, ob der ISO Fehler von den Solarmodulen oder vielleicht vom Wechselrichter selbst kommt.
Man muss an kalten Tagen, an denen der Fehler auftritt mit einem Isolationsmessgerät anrücken. Am Besten Vormittags. Wenn der Fehler an den Solarmodulen nachgewiesen werden kann, muss man sehen, ob es ein niederohmiger oder ein hochohmiger Fehler ist. Ich vermute in Ihrem Fall einen hochohmigen Fehler.
Die Lage solcher Fehler kann man ermitteln in dem man mit einem Amperemeter Ströme von Plus gegen Erde und von Minus gegen Erde misst. Über das Verhältnis der Fehlerströme lässt sich die Lage des Problems meistens ermitteln. Dafür braucht man ein wenig Erfahrung und die entsprechende Messtechnik. Falls Ihr Installateur die nicht hat, können Sie ihm ja mal eines unserer Fehlersuche Seminare empfehlen. Dort werden solche Dinge im Detail besprochen…
Gruß Matthias Diehl
Hallo Herr Diehl,
habe mich sehr über Ihre rasche Antwort gefreut.
Es hört sich für mich als Laie zielgerichtet und fundiert an.
Jetzt werde ich Ihre Vorgehensweise meinem Fachbetrieb weitergeben.
Bin sehr gespannt!
Ich werde Sie hier wieder informieren.
Vielen Dank Vorab.
Mit freundlichen Grüßen
Gerhard
Hallo,
ich habe eine Anlage mit ibc Modulen und dem Piko 5.5 seit sechs Jahren in betrieb und von anfang an das gleiche Problem.
mein Solarteur konnte mir bisher nicht helfen.
heute habe ich um 14.00 String 1 vom Piko getrennt und die anlage ging ans Netz.
bisher war der Fehler immer in beiden Strings gleichzeitig.
25 Module a 235 W
String 1 mit 17 Module
String 2 mit 8 Module
keine Verschattung
wenn jemand einen Tip geben kann wäre auch ich dankbar
Hallo Herr Wagner,
bitte haben Sie Verständnis, dass wir hier nicht beliebig viele Einzelfragen kostenlos beantworten können. Es gilt das Gleiche wie oben gesagt. ISO Prüfungen machen und den Fehler dann wie im Artikel beschrieben systematisch suchen.
Oder eben einen Fachmann hinzu ziehen.
Gruß Matthias Diehl
Hallo Herr Diehl,
Wie ich das so sehe sind Sie ein richtig guter Fachmann in diesem Gebiet, daher meine Frage an Sie:
Wenn Wechselrichter immer bei Feuchtem und nebligem Wetter Isolationsfehler anzeigen und somit nicht in betrieb gehen, welche Auswirkungen kann dies für die Gebäude Unterhalb haben? Habe Angst das durch die PV auf dem Dach eventuell meine Stallungen und Hallengebäude in Brand geraten könnten. Kann dies der Fall sein oder meinen Sie das da keine Gefahr besteht. Zur Erläuterung: die Dachflächen wurden an einen anderen Vermietet und ich sehe ständig diese Fehlermeldungen an dessen Wechselrichtern. Würde mich freuen wenn Sie mir eine Antwort geben könnten. Danke
Hallo Herr Tober,
Isolationsfehler stellen in aller Regel nicht unmittelbar eine Brandgefahr da. Man sollte sie aber auch nicht einfach ignorieren.
Ich habe bisher folgende Ursachen erlebt:
defekte Modulglasscheiben, Steckverbinder die im Wasser liegen, Modulkabel die abgequetscht sind und Verbindung zum Untergestell haben.
Bei Steckern die im Wasser liegen, kann der Kontakt zwischen den Steckern korrodieren und irgendwann kann der ganze Stecker abbrennen.
Sie sollten also den oder die ISO Fehler unbedingt lokalisieren und beseitigen lassen. Wie es geht habe ich ja hier im Blog erklärt.
Gruß Matthias Diehl
servus Herr diehl ich habe eine 39 kw anlage seid 2007 lief bis jetzt einwandfrei war blos mal ein hauptschalter defekt.
jetzt sind auf einmal 2 wechselrichter auf erdung SMA 7000 u.5000 .der instalateur war da WR waren nicht defekt denn 5000 hat er wieder hinbekommen beim 7000 wurde 1 string weggelassen .Der installateur sagte bis ich den fehler finde muss ich die ganzen module von dem string durchmessen vieleicht sogar abbauen.meine frage kann man das nicht anders messen.
gruss wild
Hallo Herr Diehl,
einer meiner Wechselrichter geht auf Störung Isolationsfehler. Mit dem Benning PV 1-1 habe ich an einem String 1,79 MOhm R Iso gemessen. Laut Ihrem Artikel müsste das ausreichend sein, da größer 1 MOhm. Der Wechselrichter (Powador 10.0TL3) ist ja auf 200 kOhm voreingestellt. Also dürfte keine Störung auftreten, oder habe ich hier einen Denkfehler bzw. Ihren Artikel nicht richtig verstanden?
Vielen Dank im Voraus.
Nollenberger
Sehr geehrter Herr Nollenberger, man muss immer berücksichtigen wann gemessen wird und wie lange gemessen wird. Der Isolationswiderstand eines PV-Modulstranges ist sehr stark von der Feuchtigkeit auf den Modulen abhängig. Man misst daher extrem unterschiedliche Werte bei Trockenheit gegenüber Messungen die bei Regenwetter durchgeführt werden. Außerdem hat jeder Strang eine parasitäre Kapazität gegen Erde, so dass man immer ein RC Glied misst mit veränderlicher Zeitkonstante. Wenn nun der Wechselrichter mit einer anderen Messdauer misst, kann es durchaus zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen. Wenn man 1,79MOhm misst, kann man ziemlich sicher sein, dass hier schon etwas nicht in Ordnung ist. Normal sind Werte zwischen 50MOhm und 150MOhm. Oft auch noch höher.
Matthias Diehl
Sehr geehrter Herr Matthias Diehl,
wegen eines Isolationsfehlers (Riso Low 0,49 Mega-Ohm) wurde meine PV-Anlage instandgesetzt. WR funktionsfähig. 26 Module a. 180 W auf 2 Strings a. 13 Module. Erstinbetriebnahme 06-2010. Ein String war defekt. Alle 13 Module dieses Strings wurden vom Fachbetrieb abgebaut einzeln durchgemessen, 3 Module waren defekt. Die Zuleitungen zum WR wurden nach Messung für fehlerfrei befunden. Der String wurde ohne die defekten Module erneut installiert und die Anlage nahm den Betrieb wieder auf. Der WR Power One 4.2 führt vor jeden Start eine komplette Messung der Anlage durch. Vor der Reparatur zeigte das Wechseldisplay das Messergebnis 20 und mehr Mega Ohm an. Seit der Reparatur werden vom WR täglich unterschiedliche Mega Ohmwerte zwischen maximal 17 und 8,50 Mega Ohm gemessen/angezeigt und ich befürchte, dass sich Werte wieder in den Fehlerbereich absenken könnten. Die ebenfalls gemessenen Werte des WR (V,A und Hz) liegen im Toleranzbereich. Der Solarteur ist ziemlich ratlos. Ich bitte Sie um Ihren kompetente Einschätzung.
Herzlichen Dank im Voraus
und freundliche Grüße
Josef Travnicek
Das die Isolationswerte je nach Wetterlage variieren ist durchaus normal. Bei feuchtem Wetter sind die Werte immer deutlich niedriger. Der Wechselrichter schaltet erst ab, wenn es zu Werten unter 1 MOhm kommt. Ich würde die Sacher erstmal weiter beobachten.
Gruß Matthias Diehl
Hallo Herr Diehl,
schön zu lesen, dass es Experten gibt, die eine Fehlerursache erkennen können und nicht planlos Komponenten tauschen.
Mein Kostal Piko10 zeigte machmal eine ISO-Störung an, jetzt dauerhaft. Die Anlage ist ein Jahr alt.
Im Messprotokoll zur Abnahme stehen 10,0 und 9,3 MOhm für beide Strings mit dem PV1-1 gemessen.
Jetzt habe selbst mal ganz früh nachgemessen und mein Multimeter zeigte bei beiden Minuspolen gegen Erde am WR nicht messbar an und bei beiden Pluspolen gegen Erde einen schwankenden Widerstand an.
String 1 von von 2MOhm auf 200kOhm auf 1,7MOhm, String 2 von 1MOhm auf 40kOhm auf 3,5MOhm.
Stromfluss wurde keiner gemessen. (MB Mikroampere)
Der WR zeigte nach dem Anschluss der beiden Strings 595V und 16mA, sowie 478V und 0mA. (12 und 15 Module) Später zeigte der WR 609V und 0,01A sowie 491V und 0mA an.
Später ging der WR dann doch in Betrieb.
Der Installateur sagte, dass der WR kaputt sei, denn die IOS-Messung mit dem PV1-1 wäre ja gut.
Das klingt für mich nicht plausibel. Was kann ich denn da tun?
Danke,
Daniel Landgraf
Hallo Herr Landgraf,
ISO Fehler zu finden ist leider nicht ganz einfach.
Zunächst müsste bei Regen eine Messung mit dem Benning PV-1-1 gemacht werden um den Fehler eindeutig nachzuweisen. Wenn der ISO Wert im Trockenen nur 10 MOhm beträgt ist nicht gerade viel. Normal sind je nach Situation Werte über 100MOhm.
Dann muss der Fehler wie im Artikel beschrieben lokalisiert werden.
Wenn Sie oder Ihr Installateur das nicht machen können, dürfen Sie sich gerne an und wenden.
Viele Grüße
Hallo Herr Diehl,
wenn ich an einem einzelnen Modul Isolation von Minus zum Gehäuse messen will, darf ich an dieses Modul einzeln auch 1000V anlegen? Auf dem Modul steht nämlich Systemspannung maximal 1000V
Ja. Genau das macht auch das Benning PV-1-1
Sehr geehrter Hr. Diehl,
wie überprüft man, ob ein Isolationsschaden an der Gleichspannungsseite einen Folgeschaden am Wechselrichter (Elko zerstört) verursacht hat oder ob sich das DC-ISO-Problem nur auf die PV-Generatoranlage beschränkt hat ?
Vielen Dank
MfG
Endter
Hallo Herr Endter,
man kann die meisten Wechselrichter mit einer DC SPannungsquelle wi ez.B. unserem pvServe testen.
Hallo Hr. Diehl,
kann man durch die Messung mit einem Insolationsmessgerätes bei Vertauschen der Anschlußkabel ev. die Schottkydioden zerstören, wenn durch das Messgerät ein hohe Prüfspannung angelegt wird?
Solange man die Prüfspannung zwischen dem Kurzschluss des Modulstranges und Erde anlegt, kann das nicht passieren.
Legt man die Prüfspannung fälschlicher Weise zwischen Plus und Minus des Stranges an, wäre es denkbar.
Was ist eigentlich der minimale Isolationswert, den ein einzelnes Moduls haben sollte?
Ist die IEC 61215 hier maßgebend mit der Vorgabe: “Modulfläche mal 40 Megaohm”? Oder gibt es noch andere Vorgaben?
Die IEC 61215 ist maßgebend für die Module und die Module dürfen nur so verschaltet werden, dass der Gesamtisowiderstand eines Modulstranges die 1MOhm Grenze auch im nassen Zustand nicht unterschreitet.
Hallo Herr Diehl, ich würde mich freuen über einen Tipp zur Lokalisierung von Strings. Szenario: Beim Bau der PVA wurden die Strings nicht planmäßig auf die Wechselrichter verteilt, sondern “irgendwie anders”. Welches Verfahren würden Sie anwenden, um schnell eine größere Menge an Strings zu sortieren? Kommen wir irgendwie um das herumklettern auf den Dächern und vielfaches Ziehen von Steckern herum? Vom WR trennen lassen sich einzelne Strings recht komfortabel am WR durch extra Stringsicherungen und es gibt eine Live-Stringüberwachung.
Hallo Herr Rühl,
die schnellste Methode ist die Elektrolumineszenz. Man sucht sich einen guten Standort, von dem man möglichst viele Stränge einsehen kann. (z.B. vom Hubsteiger aus). Dann bestromt man alle Stränge nacheinander und macht eine EL-Aufnahme ohne NIR Pass Filter. Dann sieht man den Strang und die Umgebung, um zu sehen wo er ist. Zweite Möglichkeit: Thermographie Drohne. Bei einem guten Wetter wie momentan nimmt man einen Strang vom WR ab und wartet einen Moment (ca. 1-2 Min). Dann sieht man den abgeschalteten Strang mit einer leicht erhöhten Temperatur.
Wenn man an die Stränge gut dran kommt und es nicht zu viele sind, kann man auch unseren pvTector dafür benutzen.
Matthias Diehl
Die schnellste Methode dazu bietet die Elektrolumineszenz. Die Stränge werden dazu nacheinander rückwärts bestromt und mit einer speziellen EL-Kamera aufgenommen. Mit etwas Erfahrung kann man die Einstellungen so vornehmen, dass man auf dem Bild nicht nur den Modulstrang, sondern auch die Umgebung des Daches oder des Freilandparks gut erkennen kann, so dass man sieht wo sich der Strang befindet.
Hallo Herr Diehl, am 18.04.schaltete sich mein WR solarmax 13MT wegen Gerätefehler 42. ab. Angeblich Boosterfehler. Nach einiger Suche im Netz habe ich dann bei service@solarmax.de ein Tauschgerät 13MT3 erworben. Nach dem Einbau zeigte mir der WR Isolationsfehler DC an. Ich habe mir ein Isolationsmessgerät Megger BM 21 geliehen uns die drei Stänge vom Kurzschlusspunkt an Erde mit 1000Volt gemessen. Ergebnis an zwei aufeinander folgende Abenden jeweils 97 M Ohm, 99 M Ohm und 102 M Ohm. Sobald man mehr als einen Strang anschließt schaltet der WR erst gar nicht ein und bringt die Fehlermeldung Isolationsfehler DC. Haben Sie möglicher Weise eine Idee was die Ursache für die Fehlermeldung sein kann? Im voraus vielen Dank.
Sehr geehrter Herr Diehl,
bei einem REFU 20k sinkt der CD- u. AC-Strom, während die Spannung DC sinkt.
Die Spannung AC bleibt konstant. Kann ich hier von einem Iso-Fehler ausgehen?
Vielen Dank.
Sabine Schmid
Hallo Frau Schmid,
wenn die DC Spannung sinkt müsste der DC Strom eigentlich ansteigen.
Einen Hinweis auf einen ISO Fehler kann ich hier nicht erkennen.
Sehr geehrter Herr Diehl,
Ich messe mit einem Multimeter (Fluke) bei allen Drei Strings ca 320v Plus gegen Minus und gegen Erde genau die halbe Spannung, bei neun Modulen in Reihe.
Kann ich mit diesem Messwert überhaupt was anfangen oder ist das nur eine Statische Spannung.
Mein SMA Wechselrichter zeigt Isolationsfehler aber die Fehlernummer wie in der Bedienungsanleitung erklärt fehlt.
Vielen Dank.
Josef Höfer
Hallo Herr Höfer,
wenn die Isolation O.K. wäre, dürfte man keine große Spannung gegen Erde messen. Es bildet sich ja bei der Messung ein Spannungsteiler aus dem ISO Widerstand und dem Innenwiderstand des Messgerätes (meist 10MOhm).
Wenn der ISO Wert deutlich höher ist als der Innenwiderstand des Messgerätes misst man nur eine sehr kleine Spannung. Wenn man exakt die halbe Leerlaufspannung misst und diese kaum schwankt, so deutet dies auf einen satten Erdschluss in der Mitte des Solargenerators hin. Bitte zuerst mal den Isolationswert des Stranges messen. Dann erst Plus gegen Erde und dann Minus gegen Erde. Erst dann kann man Schlüsse ziehen.
Matthias Diehl
Sehr geehrter Herr Diehl,
erfolgt die ISO-Messung, wie Sie sie oben beschrieben haben genauso auch bei Solaredge-Systemen, wo im DC-Strang Optimizer eingebaut sind, die bei Trennung vom WR 1 V pro Optimizer erzeugen? Oder müssen die Optimizer für die Messung ausgebaut werden?
Vielen Dank im Voraus
Imemo
Mit Optimizern können die ISO Messungen so nicht durchgeführt werden. Die Norm DIN EN 62446 macht hierzu sogar explizit eine Aussage.
Sehr geehrter Herr Diehl!
Offensichtlich kann eine Isolationswiderstandsmessung mit und ohne Kurzschliessen des Solargenerators erfolgen. Können Sie kurz den Unterschied, bzw. Vor- und Nachteile beider Methoden erläutern?
Hallo Herr Schmid,
wir messen den ISO Wert ausschließlich bei kurzgeschlossenem Solargenerator. Ich kann keinen Vorteil der anderen Methode erkennen, außer dass man auf den Kurzschließer verzichten kann.
Matthias Diehl
Hallo Herr Diehl,
sehen Sie irgendeine Möglichkeit im laufenden Betrieb das Auslöseverhalten des im Wechselrichter eingebauten DC-seitigen RCDs zu testen ?
Thomas Müller
Zehn Jahre habe ich PV-Anlage mit 18 PVT-Modulen und einem Fronius Wechselrichter IG40 ohne jedwede Störung betrieben. Danach wurde ein Batteriespeicher angeschafft; dazu war es notwendig, den Wechselrichter zu tauschen, und zwar auf einen Fronius Symo Hybrid 5.0-3-S. Das System hat etwa zwei Monate einwandfrei funktioniert, seither treten permanent Fehlermeldungen auf, meist Isalationsfehler. Es sind zwei Strings verbaut, die jedoch jetzt vor dem Wechselrichter zusammengeführt werden, da der neue Wechselrichter nur mehr einen Eingang aufweist. Die Isolationsmessung ergab einen Wert von ca. 85 MOhm. Das ist doch nicht so wenig, oder?
Danach wurde von der “Fachfirma” festgestellt, dass 8 von 18 Modulen defekt seien und die PV-Module deshalb zu tauschen wären! Trotzdem funktioniert die Anlage an manchen mit voller Leistung! Kann das sein? Der Isolationsfehler tritt meistens am Morgen auf, beim Einschalten des Wechselrichters durch die erste Stromeinspeisung von den Modulen. Manchmal funktioniert das System einwandfrei, manchmal kommt es aber auch zu weiteren Störungen, etwa Kommunikationsfehler zu Batterie etc.
Wie soll ich weiter vorgehen?
Bitte um Ihren Hinweis.
Wie schon erwähnt treten ISO Fehler immer am Morgen auf, wenn sich noch Tau auf den Modulen abgesetzt hat, der noch nicht abgetrocknet ist. Das ist typisch für diese Fehler. Jeder Wechselrichter führt die Isolationsprüfung etwas anders durch, bzw. ist in seiner Empfindlichkeit etwas anders eingestellt. Da kann es durchaus zu Unterschieden bei der Meldung des Fehlers kommen. Es ist allerdings sicher kein Nachteil, wenn man früher auf das Problem aufmerksam wird. Bei trockenem Wetter kann dann durchaus wieder alles laufen. Das Phänomen wird allerdings erfahrungsgemäß immer häufiger auftreten. Es ist daher ratsam die Ursache möglichst schnell zu finden und zu beseitigen.
Matthias Diehl
Böttger
Ich habe seit 11 Jahren eine Photovoltaikanlage mit drei Mini Central Wechselrichtern SMA Sunny SMC 10000TL-10
welche mit je 3 Strings und 16 Modulen gespeist werden.
Die Anlage läuft mal einen Tag, Wetter unabhängig und dann wieder ca 10 Tage nicht , rote Leuchte Isolationsfehler.
Kurios ist, das immer alle drei Wechselrichter gehen und alle drei Wechselrichter zur gleichen Zeit nicht gehen.
Das ist typisch für Isolationsfehler. Insbesondere bei feuchter Witterung treten sie auf, wenn dann alles wieder abgetrocknet ist, wird der Grenzwert für den Riso wieder überschritten und die Anlage läuft wieder. Das Phänomen, dass immer alle 3 Wechselrichter gleichzeitig aussteigen dürfte mit großer Wahrscheinlichkeit an dem Powerbalancing hängen. Die SMC WR speisen noch einphasig ein. Da eine einphasige Einspeisung über 4,6 kW (Stichwort Schieflast) nicht erlaubt ist (siehe VDE AR-N4105) müssen alle WR abschalten, wenn einer abschaltet.
Ist einleuchtend diese Antwort, aber heute seit langem hat einer Störung und die beiden andern laufen den ganzen Tag
durch. Mal sehen ob wir morgen den Erdschluß finden.Wieviel kilo oder mea Ohm (String) benötigt der Wechselrichter vor Abschaltung ?
Bei Systemspannungen von 1000V 1MOhm (siehe DIN EN 62446)
Grüß Gott aus Österreich Herr Diehl,
irgendwie ist es konfus, ich verstehe die Logik nicht von der EN 62466, weil es eben verschiedene Normen (Teile) gibt.
Wieso gibt es die Teile 1/2/3 wenn diese scheinbar nicht verbindlich sind ? Wieso zitieren sie einmal von da und einmal von da? Danke
a) Es gibt die ÖVE EN 62446:2010.
Auf diese verweist auch explizit die verbindliche Norm ÖVE E8101
b) OVE EN 62446-1:2019
c) OVE EN IEC 62446-2:2021
d) DIN IEC/TS 62446-3:2018 (VORNORM)-IR-Thermografie
Hallo Herr Mayer,
die Norm wurde erst vor Kurzem in 3 Teile aufgeteilt.
Teil 1 regelt die Erstinbetriebnahme und die Dokumentation,
Teil 2 regelt die Instandhaltung und
Teil 3 beschreibt Thermographieuntersuchungen im Feld.
Hallo Herr Diehl,
wovon hängt es ab, ob die ISO-werte groß oder klein sind ? Ich meine, z.B. bei einer Strangmessung ISO ist 0,24 Ohm, sollte das Messgeräte ein Strom gegen Erde zeigen, wenn nicht, wieso ?
Und, ist es gefährlich die Unterkonstruktion während der Messung zu berühren?
Danke im Vorraus für die Antwort,
Viele Grüße!
0,24 Ohm ist schon ein satter Erdschluss. Ein Strom wird im Leerlauf des Solargenerators dennoch nicht fließen. Es gibt ja keinen geschlossenen Stromkreis. Es sei denn es gibt einen zweiten ISO Fehler.
Die UK sollte man bei der Messung von fehlerhaften Modulsträngen besser nicht berühren.
Hallo Herr Diehl,
Ich habe eine Anlage auf meinen EFH mit 30 Modulen a 245 Watt und einem Kostal Piko 4,2. Seit dem Jahr 2013 lief die Anlage nun ohne Probleme. Seit ca. den letzten 8 Wochen habe ich den Fehler 315 Fehlerstrom ca 10 bis 13mal am Tag. Ich habe 1 String mit 22 Modulen. Die Ausrichtung ist Richtung Süden 30° Dachneigung.
Die Anlage funktioniert ansonsten sehr gut bis auf gelegentlich ganz kurzen Leistungseinbruch auf 0W ohne Störung geht auch gleich wieder auf Leistung. Nach Der Störung 315 fährt die Anlage auch gleich ein paar Minuten drauf wieder hoch. Gibt es eine genauere Fehlerliste was zum Beispiel 315 genau heisst? in der Betriebsanleitung steht nur von 300 bis 399 ist Fehlerstrom. Ist vielleicht ein Anlagenparameter falsch eingestellt. Wo bekommt man den Servicecode?
Was soll / kann ich tun ?
Hallo Herr Hasert,
Sie sollten sich an Ihren Installateur wenden. Der muss dann eine Isolationsprüfung durchführen und gegebenenfalls einen Isolationsfehler finden. Eine kleine Anleitung dazu wird in Kürze hier im Blog veröffentlicht.
Matthias Diehl
Hallo Herr Diehl,
Ich habe ein Anlage von 2010 mit einem Wechselrichter von Power One (jetzt ABB) pvi-12.5
Es sind 3 Stränge a 18 Module angeschlossen.
Ich habe schon immer das Problem, wenn es viel Sonne gibt und dann ein heftiger Schauer kommt, dann fliegt schon mal ab und zu der FI vor dem WR raus. So ca. 1 bis 2 mal im Jahr. Seit kurzem habe ich auch morgens beim Starten einen ISO Low Fehler. Der Isowert ist dann laut Anzeige bei ca. 0,85 bis 0,99 MOhm. Ab 1 MOhm (weil er dann nach einer Minute eine erneute Messung macht) läuft er dann tadellos den Rest des Tages.
Frage: Hat der eine Fehler mit dem FI und der andere Fehler mit dem Iso Low was miteinander zu tun?
Und, da sie ja schreiben das der ISO Wert bei Kurzschluss gemessen wird, Also + und – verbungen, Ist das nicht gefährlich wenn ich die Beiden Adern zusammen bringe?
Lieben Gruß Lars
Hallo Herr Böhmer,
Frage: Hat der eine Fehler mit dem FI und der andere Fehler mit dem Iso Low was miteinander zu tun?: Ja. niedrige ISO Werte führen auch dazu, dass der FI rausfällt, wenn es denn einen gibt.
Die ISO Messungen sollte ein Fachmann machen, mit deinem speziellen Messgerät, z.B. dem Benning PV-1-1. Das macht den Kurzschluss automatisch.
Matthias Diehl