La prueba de resistencia de aislamiento de un generador fotovoltaico mide, con tensión continua, la resistencia entre los conductores activos del campo y tierra. Detecta cables con la cubierta dañada, conectores con agua, cajas de strings húmedas y módulos con fugas antes de que se conviertan en una falla a tierra. IEC 62446-1 la incluye en las pruebas de categoría 1 para todo sistema, y el inversor la repite a su manera cada vez que arranca.
Qué mide
Un generador fotovoltaico tiene cientos o miles de metros de conductor de corriente continua, conectores en cada módulo, cajas de strings y un aislamiento expuesto al sol, a la lluvia y a los roedores. Entre esos conductores activos y la tierra (la estructura, los marcos de los módulos, el conductor de protección) debe haber una resistencia muy alta. La prueba de resistencia de aislamiento aplica una tensión continua entre los conductores activos y tierra, mide la corriente de fuga y calcula la resistencia.
Un valor bajo indica un camino de fuga: un punto donde el aislamiento cedió y el conductor quedó cerca de una parte puesta a tierra, o donde el agua cierra el circuito.
Qué detecta
| Defecto | Por qué baja el aislamiento | Dónde suele estar |
|---|---|---|
| Cubierta de cable dañada | Roce con la estructura, cortes en la instalación, roedores | Pasos por bordes metálicos, bandejas, zanjas |
| Conector con agua o mal armado | Conector sin crimpar bien o de fabricantes distintos, sin sello | Uniones entre módulos y en la entrada de cajas |
| Caja de strings húmeda | Prensaestopas abiertos, condensación | Cajas a la intemperie o sin drenaje |
| Módulo con fuga | Marco o lámina posterior dañados, delaminación | Módulos golpeados en el montaje o envejecidos |
| Aislamiento degradado | Envejecimiento por radiación ultravioleta y temperatura | Cables expuestos al sol sin protección |
La prueba no dice dónde está el defecto, solo que existe. Se ubica midiendo por partes: string por string y, dentro del string que falla, por tramos.
Qué dice IEC 62446-1
IEC 62446-1:2016, con su enmienda de 2018, incluye la resistencia de aislamiento del campo fotovoltaico en las pruebas de categoría 1, que se aplican a todos los sistemas conectados a la red. La norma describe los métodos de medida entre los polos del generador y tierra, las tensiones de prueba y los valores mínimos según la tensión del sistema. Entre sus pruebas adicionales está la resistencia de aislamiento en húmedo, que se usa cuando hay dudas sobre el comportamiento del campo mojado o cuando un defecto solo aparece con humedad.
Los valores mínimos y las tensiones de prueba se toman de la tabla de la edición vigente de la norma o de la especificación del proyecto. Cifras que circulan en internet sin la tabla a la vista no sirven como criterio de aceptación.
La guía general de la prueba, con su principio y la influencia de la temperatura, está en resistencia de aislamiento e índice de polarización. El marco completo de las pruebas del campo está en IEC 62446-1: pruebas y documentación de sistemas FV, y las pruebas que se hacen antes, en polaridad, Voc e Isc de strings.
Lo que la hace distinta
Tres particularidades separan esta prueba de la de un transformador o un cable de media tensión:
- El objeto genera tensión. Mientras haya luz, el string tiene tensión entre polos y cada polo tiene tensión respecto a tierra. La prueba se prepara con el string aislado del inversor y con un método que tenga en cuenta esa tensión y la corriente de cortocircuito del string.
- Capacitancia a tierra. Un campo extenso tiene una capacitancia apreciable entre conductores y tierra, que se carga con la tensión de prueba. El instrumento debe descargarla al terminar, y el operador debe esperar esa descarga antes de tocar.
- Sensibilidad a la humedad. El mismo string puede dar un valor alto a mediodía y uno bajo al amanecer. Registrar la hora, la humedad y si el campo estaba mojado es tan importante como el valor.
La vigilancia del inversor
Muchos inversores miden la resistencia de aislamiento del campo antes de conectarse a la red y vigilan la corriente residual mientras operan. Cuando el valor baja del umbral del fabricante, el inversor no arranca o se desconecta y emite una alarma. Los inversores para sistemas fotovoltaicos se certifican con IEC 62109-1 e IEC 62109-2, la norma de seguridad de convertidores de potencia para sistemas fotovoltaicos y sus requisitos particulares para inversores; los umbrales concretos los declara cada fabricante en su manual.
Esta vigilancia y la prueba con megóhmetro se complementan:
- El inversor ve todo su campo a la vez y en las condiciones reales de cada mañana, pero no dice qué string falla.
- La prueba con megóhmetro se hace string por string y permite ubicar el defecto, pero en un momento puntual.
Cuando el inversor reporta aislamiento bajo de forma intermitente, la ruta habitual está en fallas típicas del campo fotovoltaico: registrar la alarma con hora y humedad, y luego medir por strings para encontrar el que baja el valor. Los sistemas de corriente continua de subestación tienen el mismo problema con otra solución, descrita en detección de fallas a tierra en corriente continua.
- ¿La alarma aparece solo con humedad o al amanecer?
- SíDefecto que se manifiesta con agua: mida string por string con el campo húmedo o con la prueba en húmedo
- No, es permanente¿El valor bajo se repite al medir cada string por separado?
- Sí, en unoUbique el tramo dentro de ese string: conectores, cable, módulos
- No, en ningunoRevise el cableado común: caja de strings, cable principal de continua, entrada del inversor
Dónde aplica
| Sistema | Aplicación |
|---|---|
| Residencial | En la puesta en servicio, como parte de la categoría 1 |
| Comercial e industrial | En la recepción y ante alarmas del inversor |
| Parque solar | En la recepción por strings o por cajas, y en el mantenimiento periódico |
El campo es siempre un circuito de baja tensión en continua, aunque la planta entregue en media o alta tensión. Los cables de media tensión de la red colectora se prueban con otras técnicas, descritas en la guía de pruebas de diagnóstico de cables. El panorama general del sector está en energía solar fotovoltaica en Colombia.
Cómo se evita que vuelva
- Conectores del mismo fabricante y modelo en ambos lados de cada unión, crimpados con su herramienta. La norma y la selección de cables y conectores se tratan en cable solar y conectores MC4.
- Cables protegidos contra los bordes de la estructura y contra la radiación donde la especificación lo pida.
- Cajas de strings con prensaestopas adecuados y drenaje.
- Registro de la resistencia de aislamiento de la recepción como línea base para comparar en el mantenimiento.
Ponemos en servicio su planta
Nuestro equipo hace la puesta en servicio de plantas solares en media, alta y extra alta tensión, desde los centros de transformación hasta las protecciones de conexión. Las pruebas de aislamiento del campo en corriente continua las coordinamos con el contratista del campo, y sus registros se integran a la documentación de energización. Escríbanos desde contacto.
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Referencias
- IEC 62446-1:2016+AMD1:2018, Photovoltaic (PV) systems – Requirements for testing, documentation and maintenance – Part 1: Grid connected systems – Documentation, commissioning tests and inspection.
- IEC 62109-2:2011, Safety of power converters for use in photovoltaic power systems – Part 2: Particular requirements for inverters, que se usa junto con IEC 62109-1.
- IEC 62548-1:2023, Photovoltaic (PV) arrays – Part 1: Design requirements.
Preguntas frecuentes
¿Por qué el inversor reporta aislamiento bajo en la mañana y no en la tarde?
Porque el rocío y la humedad de la madrugada bajan la resistencia de aislamiento de un campo que tiene un punto débil, y el inversor la mide antes de conectarse. Cuando el sol seca el campo el valor sube y el inversor arranca. El defecto sigue ahí: la prueba con megóhmetro por strings, idealmente en condiciones parecidas, es la forma de ubicarlo.
¿Qué valor mínimo de aislamiento exige IEC 62446-1?
La norma fija los valores mínimos y las tensiones de prueba según la tensión del sistema, en su propia tabla. No los reproducimos aquí sin la tabla a la vista: deben tomarse de la edición vigente de IEC 62446-1 o de la especificación del proyecto, y compararse con los del fabricante del inversor.
¿La prueba de aislamiento del campo es igual a la de un transformador?
El principio es el mismo: tensión continua y medida de la resistencia. Cambia el objeto: el campo es un generador que sigue produciendo tensión con luz, tiene mucha capacitancia a tierra por su extensión y su aislamiento varía mucho con la humedad. Por eso el método y la seguridad de la prueba son propios de los sistemas fotovoltaicos.