Penggunaan sistem solar panel di dunia semakin meningkat selama beberapa tahun terakhir, hal ini menghadirkan sebuah peluang baru untuk mengukur ketahanan isolasi pada sistem tersebut selama proses pemeliharaan dan manajemen. Situasi ini menyebabkan pengembangan berkelanjutan dari pedoman inspeksi pemeliharaan yang mengatur bagaimana pengujian tahanan isolasi dilakukan.
Berikut artikel tentang Bagaimana Mengukur Tahanan Isolasi Pada Solar Panel? yang di terjemah bebas dari tulisan Masao Higuchi, Application Engineer, Field Design Department, Hioki E.E. Corporation.
IEC62446-1 merupakan standar internasional untuk sistem pembangkit PV (photovoltaic) dan terbagi menjadi 3 kategori ; “Kategori 1”, diperlukan untuk semua sistem, dan “Kategori 2” dan “Pengujian Tambahan”, diperlukan untuk sistem yang lebih besar atau lebih kompleks. Meskipun dibutuhkan waktu dan biaya tambahan, bagaimanapun untuk mendapatkan kinerja yang optimal, “Kategori 2” dan “Pengujian Tambahan” menjadi bahan rekomendasi bahkan untuk sistem PV yang kecil atau sederhana.
Dalam metode pengujian “Kategori 1”, pengujian tahanan isolasi diperlukan untuk memastikan keamanan listrik dengan menunjukkan hasil isolasi yang cukup antara komponen penghantar listrik (konduktor) dengan rangka panel PV, atau antara modul PV dengan lingkungan sekitar. Isolasi yang kurang baik dapat menyebabkan sengatan listrik dan bahaya lainnya.
Terdapat 2 motode untuk melakukan pengujian tahanan isolasi pada PV, salah satunya adalah melakukan hubung singkat elektroda positif dan negatif dari string PV sebelum mengukur tahanan isolasi antara titik hubung singkat dengan earth/ground. Metode lainnya adalah mengukur tahanan isolasi antara elektroda positif dan ground, lalu antara elektroda negative dan ground secara terpisah tanpa hubung singkat. Kedua metode ini dijelaskan didalam standar IEC62446-1, jadi kedua metode ini dapat digunakan. Bagaimanapun juga, setiap metode yang digunakan memiliiki permasalahan yang perlu dipertimbangkan.
Modul PV dianggap sebagai sumber arus konstan, jadi secara elektrik tidak menjadi masalah untuk menghubung singkat elektroda positif dan negative. Setelah elektroda dihubung singkat, tahanan isolasi dapat diukur dengan hasil yang tepat menggunakan standar umum pengujian tahanan isolasi.
Namun, perlu diperhatikan cara menghubungkan arus pendek elektroda. Untuk menghubung singkat elektroda positif dan negative, dibutuhkan sakelar pengaman yang memadai untuk memadamkan pelepasan tegangan dan arus hubung singkat harus digunakan. Jika pada saat hubung singkat dilakukan tanpa menggunakan sakelar, busur api /arc arus DC akan muncul, yang mana akan menyebabkan kebakaran atau sengatan listrik. Karena itu, pastikan untuk menggunakan sakelar yang sesuai untuk menghubung singkatkan kedua elektroda. Metoda ini dinilai akurat, tetapi bukan cara yang aman untuk pengujian tahanan isolasi. Satu-satunya alternative saat menggunakan metode hubung singkat ini adalah mengukur pada malam hari ketika panel PV sedang offline dan tidak menghasilkan energi listrik.
Metode yang kedua, yaitu tanpa menghubung singkatkan elektroda. Dengan metode ini, dapat meminimalisir resiko sengatan listrik, tetapi sebaliknya, hasil pengujian yang dilakukan menjadi tidak akurat jika menggunakan pengujian tahanan isolasi yang umum. Hal ini disebabkan oleh potensi listrik yang ada pada modul PV. Pengujian tahanan isolasi pada umumnya mengukur objek yang tidak memiliki potensi listrik. Ketika terdapat potensial listrik, nilai yang terukur dapat lebih tinggi atau lebih rendah dari nilai yang sebenarnya tergantung pada kondisi pengukuran.
Gambar 1 memperlihatkan pengujian tahanan isolasi tanpa menghubung singkatkan elektroda dengan menggunakan tester yang dapat mengeluarkan output test voltage negative. Tahanan isolasi ini diuji antara elektroda positif dan ground ketika elektroda negative dari modul PV terhubung dengan Earth Fault. Gambar dioda dalam lingkaran sebelah kiri adalah modul PV, sedangkan dioda yang tanpa lingkaran adalah bypass diode. Karena elektroda negative terhubung dengan Earth Fault, ketika alat tester dihubungkan diantara elektroda positif dan ground, dalam hal ini Earth Fault akan terhubung dengan tester.
Selanjutnya, closed loop akan terjadi dan mengalirkan arus yang dihasilkan oleh modul PV, dan arus ini akan mengalir menuju alat tahanan isolasi. Karena alat uji mengeluarkan output voltage negative, maka arah arus yang diukur dan arus yang dihasilkan modul PV akan sama. Alat uji akan membaca arus yang lebih tinggi karena terdapat arus tambahan yang dihasilkan oleh modul PV dan akan menghasilkan nilai tahanan isolasi yang lebih rendah dari nilai sebenarnya.
Gambar 2 memperlihatkan situasi yang berlawanan dengan contoh sebelumnya, dimana ada upaya untuk mengukur tahanan isolasi elektroda negative saat elektroda positif dihubungkan ke earth fault. Loop tertutup untuk mengalirkan arus yang dihasilkan oleh panel PV dihasilkan oleh metern dan tahanan earth fault menyebabkan arus yang dihasilkan PV mangalir ke meteran tahanan isolasi. Namun, dalam hal ini, arah arus yang diukur dan arus yang dihasilkan PV berlawanan satu sama lain, menyebabkan beberapa arus yang diukur menjadi hilang. Akibatnya, tahanan isolasi yang dihitung lebih tinggi dari nilai sebenarnya melalui deteksi arus yang lebih rendah, sehingga menghasilkan positif palsu. Dalam kasus terburuk, tahanan isolasi dapat salah ditampilkan sebagai nilai “tak terhingga”, atau tahanan maksimum, meskipun terjadi gangguan pembumian.
Gambar 3 dan 4 menggambarkan cara untuk mengukur tahanan isolasi dengan akurat menggunakan cara pengujian tahanan isolasi secara umumnya. Seperti yang bisa kalian lihat, pada kedua contoh, tidak ada closed loop untuk memungkinkan aliran arus yang dihasilkan oleh panel PV. Karena arus tidak memiliki jalur untuk mengalir ke alat uji, tahanan isolasi dapat diukur secara akurat bahkan ketika ada gangguan bumi/earth fault. Secara alami, tahanan isolasi yang baik dapat diuji secara akurat ketika tidak ada earth fault.
Terdapat banyak perbedaan dan permasalahan yang muncul karena metode pengujian tahanan isolasi secara umum tidak dirancang untuk mengukur objek yang memiliki potensial listrik. Namun, modul PV didesain selalu diisi dengan potensial listrik selama ada sinar matahari, jadi masalah ini selalu terbukti; namun, ini tidak dibahas dalam standar IEC 62446-1. Untuk mengatasi masalah tersebut, HIOKI telah mengembangkan alat uji tahanan isolasi yang memiliki ffitur khusus ketika melakukan pemeliharaan solar PV.
Model Hioki IR4053 Insulation Resistance Meter dilengkapi dengan mode resistansi PV selain fungsi pengukuran tahanan isolasi standar pada umumnya. Dengan menggunakan mode resistansi PV, tahanan isolasi dapat diukur tanpa pengaruh arus yang dihasilkan modul PV, dan menghasilkan pengukuran yang akurat dalam kondisi sistem apapun. IR4053 dapat melakukan pengukuran ini dengan cara mengukur tegangan dan arus yang dihasilkan oleh modul PV saat menghasilkan listrik, dan kemudian mengurangkan nilai-nilai tersebut dari arus yang diukur sebelum membaginya dengan tegangan yang diberikan (V), dikurangi dengan tegangan yang dihasilkan PV, untuk menghitung resistansi.
Mengukur tahanan isolasi pada sistem PV ketika menghasil potensial listrik yang didapat dari matahari dapat menimbulkan potensi berbahaya jika menggunakan metode hubung singkat. Disisi lain, jika menggunakan metode standar tanpa hubung singkat yang ditetapkan oleh standar IEC 62446-1, dapat menyebabkan hasil yang tidak akurat karena terdapat energi potensial listrik tambahan yang masuk kedalam sistem pengukuran panel PV sendiri. HIOKI IR4053 Insulation Resistance memberikan solusi dengan mempertimbangkan potensial listrik tersebut kedalam perhitungan resistansi untuk memberikan nilai tahanan isolasi panel PV yang benar dan akurat, serta memastikan keamanan selama pengukuran dan penanganan panel PV setelah pengujian yang tepat.
Sumber :
