Ground fault protection device/es

Diagrama de cableado de un sistema FV autónomo con un controlador de carga con control de iluminación de CC y un inversor para cargas de CA. (1) Dispositivo de protección de falla a tierra (GFPD).

Diagrama de cableado de un sistema FV autónomo con un controlador de carga con control de iluminación de CC y un inversor para cargas de CA. El sistema está tiene una falla a tierra de CC en un conductor no puesto a tierra en el cableado de la fuente FV.

Un dispositivo de protección de falla a tierra (GFPD) utiliza un interruptor automático de baja corriente (.5-1 A) para crear una conexión entre un conductor (cable) y tierra en el lado de CC de un sistema FV, lo que crea un conductor puesto a tierra. Este interruptor automático está conectado a otro interruptor automático a cual se conecta el conductor sin conexión a tierra. En el caso de una falla a tierra, el interruptor automático de baja corriente se disparará eliminando la conexión entre el conductor de tierra y la tierra, pero también abre o aisla el conductor no puesto a tierra del circuito de la fuente FV. Un GFPD mejorará la seguridad en todos los sistemas con una conexión a tierra de CC, pero son más vitales para los sistemas que tendrán módulos FV montados en el techo de una estructura. La construcción de un sistema montado en poste o en tierra minimizará el riesgo de incendio para las personas en caso de una falla a tierra y puede ser una forma de aumentar la seguridad de un sistema. Los dispositivos de protección contra fallas a tierra pueden ser un costo adicional significativo para los sistemas pequeños y pueden ser difíciles de encontrar en muchos lugares, lo que generalmente limita su uso en muchas partes del mundo.

Funcionamiento de un GFPD

A GFPD plays an important role in a PV system with a DC system ground by helping to prevent fires from ground faults that go undetected by overcurrent protection devices (OCPDs). A ground fault can go undetected because the OCPDs for the PV source are sized to the maximum current of the PV source, which means that OCPDs are often ineffective against DC ground faults occurring at the PV source as it doesn't exceed their current rating. This can lead to a fire because PV modules will continue to provide current as long as there is sunshine and a circuit. The diagram at right shows how a GFPD operates during a ground fault on an ungrounded DC conductor:

1. Se produce una falla en un conductor de CC no puesto a tierra de un sistema.
2. La corriente de la falla sigue el |conductor puesto a tierra de equipos (PTE) de regreso al embarrado para que el conductor no puesto a tierra complete el circuito. Un oleada de corriente viene de la fuente FV.
3. Se supera la corriente del GFPD en la conexión entre la tierra y el conductor puesto a tierra. El dispositivo abre o aisla la conexion entre el sistema CC y la tierra. La falla se desactiva.

Esto tiene el beneficio de reducir el potencial de un incendio resultante de la falla a tierra, pero también crea un nuevo peligro. Un conductor puesto a tierra, como el cable negro de CC en el diagrama, tendrá un voltaje de 0 V a tierra; los conductores puestos a tierra generalmente son seguros al tacto. Un conductor no puesto a tierra, como el cable rojo de CC en el diagrama, tendrá el voltaje de la fuente FV en relación a la tierra y no es seguro tocarlo. El nuevo peligro se crea debido a dos cosas que suceden cuando se activa un GFPD durante una falla a tierra:

1. El conductor (rojo) previamente no puesto a tierra con la tensión de la fuente FV relativo a tierra se convierte efectivamente en un conductor puesto a tierra con 0 V con respecto a la tierra.
2. El conductor (negro) puesto a tierra - previamente seguro con 0 V - se convierte en un conductor no puesto a tierra, lo que significa que puede tener la tensión completa de la fuente FV con respecto a la tierra.

Esto crea un peligro para los usuarios del sistema o cualquier persona que está intentando de solucionar el problema, ya que es posible que el problema no sea evidente y que los conductores seguros y inseguros de un sistema hayan cambiado de roles debido a la GFPD. Las fallas a tierra deben tomarse muy en serio y cualquier proceso de solución de problemas debe realizarlo alguien con experiencia en el manejo de fallas a tierra.