Teste da caixa de junção de strings FV

Uma caixa de junção FV (caixa de agrupamento) recolhe as saídas de várias strings FV e agrupa-as num ou mais circuitos CC antes de a energia seguir para o inversor ou outra etapa CC a jusante. Consoante o projeto da central, o invólucro pode conter fusíveis de string, dispositivos de seccionamento, descarregadores de sobretensões, componentes de monitorização, terminais, barramentos e condutores de proteção associados.

A inspeção e o ensaio avaliam as ligações de strings especificadas, os dispositivos de proteção, a identificação, a polaridade, o estado físico e as medições elétricas antes ou durante o funcionamento. As medições e as condições observadas são comparadas com o projeto da central, a documentação dos equipamentos, o estado de funcionamento esperado e o procedimento de ensaio utilizado. As constatações podem identificar condições que exigem correção; não otimizam automaticamente a produção da central nem provam que a instalação FV completa é segura.

A inspeção sem tensão e a medição elétrica em tensão devem ser tratadas como atividades distintas. Alguns itens só podem ser examinados após um procedimento de isolamento adequado, ao passo que as medições de tensão ou corrente da string podem exigir que o circuito esteja em funcionamento. O plano de trabalho deve definir a condição exigida para cada verificação.

Os conectores CC ou porta-fusíveis inadequados não devem ser abertos em carga. Interromper corrente contínua com equipamentos que não foram concebidos para corte em carga pode originar arcos elétricos perigosos e danos nos equipamentos.

O primeiro objetivo é confirmar que as strings estão ligadas de acordo com a disposição de circuitos prevista. Uma identificação incorreta, polaridade invertida, strings em falta, ligações trocadas, condutores soltos ou cablagem diferente da dos desenhos podem dificultar a deteção de avarias e criar condições de funcionamento inseguras ou anómalas.

O segundo objetivo é inspecionar os componentes de proteção e de manobra que fazem parte do sistema CC. Fusíveis, seccionadores, descarregadores de sobretensões, terminais, condutores de proteção e outros componentes devem ser verificados de acordo com a sua função e com a informação do fabricante. Um componente fisicamente presente não deve ser automaticamente considerado como corretamente dimensionado, corretamente ligado ou funcional.

As medições na caixa de junção também podem apoiar a investigação de diferenças de produção. Se uma string transportar uma corrente substancialmente diferente da de strings comparáveis em condições semelhantes, o resultado pode justificar uma inspeção mais detalhada dessa string, dos seus módulos, conectores, cablagem, condições de sombreamento ou canal de medição. O teste da caixa de junção delimita a investigação; não determina a causa a partir de um único valor de corrente.

A inspeção também contribui para a segurança CC, ao identificar condições visíveis ou mensuráveis que exigem correção. Continua a ser uma parte da verificação elétrica da central, e não uma avaliação de segurança completa.

A equipa deve começar pelos desenhos atualizados, listas de strings, informação dos equipamentos, etiquetas e âmbito da inspeção. Saber que strings devem terminar na caixa, a sua polaridade esperada, a disposição dos dispositivos de proteção e o circuito a jusante permite comparar a instalação física com o projeto previsto.

Antes de abrir o invólucro ou de trabalhar no seu interior, o pessoal deve avaliar o estado elétrico do equipamento. As strings FV podem permanecer sob tensão sempre que haja luz suficiente, e isolar o lado do inversor não elimina necessariamente a tensão dos circuitos de string de entrada. O acesso seguro depende, por isso, da disposição real do circuito e não da posição de um único interruptor.

As atividades sem tensão devem seguir o procedimento de isolamento e verificação aplicável à instalação. Quando for necessário medir em circuitos em funcionamento, os equipamentos, os cabos de ensaio, as pontas de prova, o equipamento de proteção e o método de trabalho devem ser adequados à tensão contínua e às condições previsíveis existentes.

Nenhuma ligação deve ser alterada apenas para facilitar a inspeção. Em particular, conectores, terminais e porta-fusíveis que não se destinam a corte em carga não devem ser abertos enquanto conduzem corrente. Se a inspeção exigir desligar, o circuito deve primeiro ser colocado no estado seguro exigido, através do procedimento aprovado.

A corrente da string é normalmente medida quando o projeto da caixa oferece acesso seguro ou pontos de monitorização. Os valores de corrente de strings eletricamente comparáveis podem ser analisados em conjunto quando a irradiância, a orientação, o sombreamento, a configuração dos módulos e as condições de funcionamento forem suficientemente semelhantes. Uma diferença pode indicar uma condição que merece investigação, mas a corrente, por si só, não permite saber se a causa é um problema do módulo, sombreamento, resistência de ligação, estado do fusível, erro de medição ou outro fator.

A tensão da string ou do circuito também pode ser medida e comparada com a configuração esperada. As medições de tensão podem ajudar a revelar polaridade invertida, circuitos abertos, configurações em série inesperadas ou outras diferenças de cablagem. A interpretação deve ter em conta a configuração do campo, a temperatura dos módulos, a irradiância, o estado de funcionamento do inversor e se a medição foi feita em circuito aberto ou em funcionamento.

A polaridade deve ser verificada quando o procedimento de inspeção o exigir. Uma polaridade incorreta pode danificar equipamentos ou impedir o funcionamento normal, pelo que o teste deve ser feito com um instrumento e um método adequados ao sistema CC, e não deduzido apenas da cor dos cabos ou da identificação.

O ensaio de isolamento pode fazer parte de uma inspeção elétrica FV mais ampla, quando adequado ao circuito e ao estado do equipamento. Não deve ser realizado de forma descuidada através de eletrónica ligada ou de descarregadores de sobretensões sem ponderar a tensão de ensaio e os requisitos do fabricante, porque um ensaio de isolamento inadequado pode danificar os equipamentos ligados ou produzir resultados enganadores.

Um relatório útil identifica a caixa de junção exata, os circuitos examinados e as strings ou saídas associadas a cada medição. As etiquetas das strings devem corresponder aos identificadores no terreno ou aos desenhos com rigor suficiente para que outro técnico consiga localizar o mesmo circuito sem reconstituir a inspeção de memória.

O relatório deve indicar o que foi inspecionado sem tensão e o que foi medido com o sistema em funcionamento. As condições de funcionamento relevantes devem ser registadas quando afetarem a interpretação, em particular nas medições comparativas de corrente. O instrumento de medição, a função de medição e as definições de ensaio aplicáveis também devem ser documentados.

O estado observado dos componentes deve ser separado dos valores medidos. Um porta-fusíveis danificado, um terminal descolorado, uma etiqueta em falta ou um cabo de monitorização desligado são constatações visuais; a corrente, a tensão ou a resistência de isolamento são resultados medidos. Manter as duas categorias distintas facilita a revisão do relatório e reduz o risco de transformar uma observação num diagnóstico sem fundamento.

As constatações que exijam confirmação devem ser assinaladas como tal. Um desequilíbrio de corrente pode justificar ensaios de seguimento, mas o relatório não deve classificar um módulo como defeituoso, a menos que as evidências sustentem essa conclusão.

As equipas de campo podem encontrar etiquetas de string incorretas ou em falta, polaridade invertida, circuitos de string abertos, fusíveis fundidos, fusíveis de substituição inadequados, terminações soltas, isolamento danificado, corrosão, contaminação, entrada de água, bucins danificados, descarregadores de sobretensões degradados ou equipamento de monitorização desligado. Sinais de aquecimento ou descoloração podem indicar uma ligação que merece investigação adicional.

A corrente desigual entre strings que de resto são comparáveis é outro motivo comum de seguimento. A causa pode estar fora da caixa de junção, incluindo sombreamento, sujidade, danos nos módulos, problemas nos conectores, diferenças na configuração das strings ou condições noutro ponto do circuito CC. A medição na caixa identifica onde o comportamento difere; não deve ser usada para atribuir a causa de origem sem mais evidências.

Algumas constatações aparentes são problemas de medição e não defeitos do equipamento. Uma orientação incorreta da pinça, uma gama de medição inadequada, mau contacto das pontas de prova, irradiância instável ou a comparação de strings com orientações diferentes podem produzir resultados enganadores. Os valores inesperados devem, por isso, ser confrontados com a disposição do circuito e as condições de medição antes de serem especificados trabalhos corretivos.

Um bom processo de inspeção regista os circuitos inacessíveis ou não ensaiados como limitações, em vez de os tratar silenciosamente como satisfatórios.

A inspeção de uma caixa de junção abrange os equipamentos e circuitos incluídos no seu âmbito definido. Não prova a eficiência do inversor, não maximiza a produção de energia, não verifica o estado mecânico completo do campo nem estabelece a segurança de toda a central. Podem ser necessárias outras inspeções e ensaios para os módulos, conectores, cablagem, isolamento, ligação à terra, funcionamento do inversor, dispositivos de proteção e componentes estruturais.

As medições elétricas também descrevem a central apenas nas condições existentes no momento em que foram efetuadas. Uma string que parece normal durante uma medição pode mais tarde desenvolver uma ligação intermitente, uma condição de sombreamento, um problema de isolamento ou a falha de um componente. Uma inspeção isolada não equivale, por isso, a monitorização contínua.

A termografia pode apoiar a investigação de terminais aquecidos ou de outras anomalias de temperatura, mas uma imagem térmica, por si só, não confirma a causa de uma falha. Podem ser necessárias medições elétricas, evidências visuais, o estado dos equipamentos, dados de funcionamento e ensaios de seguimento antes de classificar um defeito.

A IEC 62446-3 diz respeito à inspeção termográfica ao ar livre de sistemas FV em funcionamento. O seu âmbito inclui equipamentos, condições ambientais, procedimentos de inspeção, competência do pessoal e elaboração de relatórios, e não impõe um intervalo de temperatura universal para todas as centrais FV. Não deve ser apresentada como um algoritmo de software nem como substituto dos procedimentos elétricos utilizados para ensaiar uma caixa de junção.