태양광 패널•설비 [절연 저항 측정]

양극과 음극을 단락시키는 방법

태양전지는 일종의 포토다이오드이며, 정전류원으로서 취급되기 때문에, 양극과 음극을 단락하는 것 자체는 문제가 되지 않습니다. 양극과 음극을 단락시키는 이 방법은 지금까지 절연저항계를 사용하여 정확한 저항값을 측정할 수 있는 방법이지만, 아크가 날아갈 위험이 있습니다. 이를 방지하기 위해 충분한 용량을 가진 계전기로 단락시키거나 태양 전지가 발전하지 않은 야간에 측정하는 경우 용량이 작은 계전기를 사용할 수 있습니다. 야간에는 시야가 나쁘다는 이유 등으로 다른 의미에서의 위험이 수반되므로 주의가 필요합니다.

단락하지 않는 방법

이 방법은 태양전지의 양극 - 음극을 단락시키지 않기 때문에 계전기도 불필요하고 간단하게 측정할 수 있습니다. 절연저항계는 평상시에는 전위를 가지지만 측정을 상정하고 있지 않은 데 따른 것입니다. 발전하는 태양전지는 통상의 절연저항계로 측정했을 경우, 측정의 오차로 이어집니다.

오차 발생 원인

그림 1은 태양전지의 양극 - 접지간의 절연저항을 측정하는 예시로, 음극 - 접지간이 지락되는 경우를 상정한 것입니다. 정극 - 접지간의 절연저항을 측정하기 위해, 정극, 접지 각각에 절연저항계의 측정 단자를 접속하면, 음극이 지락을 일으키고 있기 때문에, 태양전지가 발전한 전류가 지락 저항과 절연저항계를 통해 흐르는 폐회로를 형성하게 됩니다. 이 때문에, 태양전지가 발전한 전류가 절연저항계에 흐르게 되어, 이 전류를 상정하고 있지 않은 절연저항계에서는 올바른 측정을 할 수 없습니다. 일반 절연 저항계가 측정용으로 출력하는 전압은 부극성입니다. 이 예시에서는 측정 전류와 태양 전지가 발전한 전류가 같은 방향으로 흐르기 때문에, 측정 전류가 증가하게 되어, 결과적으로 절연 저항이 작게 측정되게 됩니다.

그림 1: 음극이 지락한 경우

그림 2는 음극 - 접지간의 측정으로, 정극이 지락을 일으키고 있는 예를 나타냅니다. 이 경우 태양전지가 발전한 전류와 측정 전류가 각각 반대 방향으로 상쇄되도록 흐르게 되어 측정 전류가 감소합니다. 결과적으로 절연저항이 크게 측정되게 되고, 이쪽은 최악의 경우, 지락을 일으키고 있음에도 불구하고 절연저항이 무한대라고 표시되는 일도 발생할 수 있습니다.

그림 2: 양극이 지락한 경우

이러한 현상은 절연저항계를 접속함으로써 발전된 전류가 흐르는 폐회로가 형성되기 때문에 발생하는 현상입니다. 양극 - 접지간의 측정으로 양극이 지락하고 있는 경우나, 음극 - 접지간의 측정으로 음극이 지락하고 있는 경우, 절연이 양호해 지락을 일으키고 있지 않은 경우는, 발전한 전류가 흐르는 폐회로는 형성되지 않기 때문에, 올바르게 측정할 수 있게 됩니다.

그림 3: PV 생성 전류를 흐르게 하는 폐쇄 루프 없음

보다 안전하고 정확하게 측정하기 위해

태양 전지의 절연 저항을 안전하게 측정하기 위해 단락되지 않는 방법으로 측정하는 것이 좋습니다. 태양전지가 발전한 전류가 흐르는 폐회로가 형성된 경우에도 정확하게 절연저항을 측정할 수 있도록 설계된 절연저항계를 사용하는 것이 좋습니다.

히오키의 IR4053은 PV 전용 모드와 일반 절연 저항 측정 모드가 있는 절연저항계입니다. 태양 전지가 발전하는 전류의 영향을 제거하도록 설계되었습니다. 따라서 태양전지 스트링에서 지락이 있더라도 정확한 값을 측정할 수 있습니다. 또한 다음과 같은 특징을 가지고 있기 때문에 효율적으로 태양광 발전 시스템의 점검도 가능합니다.

PV 전용 모드에서의 절연 측정은 4s초로 할 수 있습니다.

개방 전압의 측정 기능과 극성 판정 기능을 가지고 있어, 태양광 시스템의 설치시의 극성 시험에도 도움이 됩니다.

PASS/FAIL의 판정은 시각으로 간단하게 확인할 수 있는 콤퍼레이터 기능 탑재.

IEC62446-1 은 음극과 접지 사이를 먼저 측정하지만, IR4053/4055 출력은 음극성 때문에 양극과 접지 사이를 먼저 측정합니다.
태양광 발전 시스템의 안전성은 물론, 측정자의 안전성도 중요합니다. 따라서 PV 모드를 탑재한 절연 저항계를 사용하는 것이 좋습니다.