Solarkabel durchgeschmort (Isolierung spröde)

Was alles passiert beim Betrieb von Solaranlagen

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Re: solarkabel durchgeschmort

Beitragvon P.Voltologe » 29.07.2018, 12:52

pvx hat geschrieben:Also hat sich im Kabel ein Lichtbogen gebildet, der die Isolation z.T. verbrannt hat. Weil die Kabelenden nicht mehr da sind kann man die Enden der Litzen dazu nicht mehr ansehen. Ein Bogen schmilzt kupferne Leiterenden zu kleinen duktilen roten Kügelchen im schwarzen bröseligen Oxid.
Ursache ist möglicherweise Korrosion des Leiters durch Poren in der Isolation. Hätte man beim Leckstromtest bei Regen merken müssen. Sie vermindert den Querschnitt des Leiters nach und nach bis eines sonnigen Tags der dünn gewordene Leiter bei Imax schmilzt und ein Lichtbogen zwischen der auseinanderlaufenden Metallschmelze entsteht.

Durch einen Widerstand zwischen dem Pluspol des strings und der metallischen Unterkonstruktion kann man solche Korrosion verhindern. Wenn hingegen der Minuspol des strings elektrisch leitend mit der metallischen Unterkonstruktion verbunden ist befördert das die Korrosion durch Poren.
Welche Spannung bei welcher Polarität misst man denn jetzt zwischen strings und der metallischen Unterkonstruktion?

Unter Schmauch versteht man übrigens die Spuren verbrannten Schießpulvers. Der korrekte Ausdruck wäre Kondensat.

Freundliche Grüße
pvx


Auf Grundlage des zitierten Beitrages und der Ferndiagnose würde ich mir sehr genau die anderen Zwischenräume, zwischen Modulen ansehen und auf Versprödungen der Kabelisolation im sonnenbeschienen Abschnitt achten. Falls dort ähnlich wie bei gebrochenen Glas- oder Porzellanröhrchen Linien erkennbar sind, dann sind dies Stellen, an denen Feuchte eindringen kann. Auch gibt es manchmal dort wo die Stringkabel an den Gestellabschnitten stramm mit einem Kabelbinder angebunden werden auf der Unterseite zum Metall in der Isolation kleine punktuelle Stelle wie Nadelstiche mit braunem Zentrum. Das sind die Stellen an denen Feuchte über die Jahre zur Korrosion und manchmal vorher schon zu elektrochemischen Reaktionen führt.
All das erhöht an diesen Stellen den elektrischen Widerstand und sorgt für eine Temperaturerhöhung, die die Versprödung oder das Zersetzen der Kunststoffe beschleunigt (somit also eine Art Lawineneffekt). Manchmal scheint dann, wie hier, ein Störlichtbogen zu zünden (was es unbedingt zu vermeiden gilt).
Also ich würde den Fachmann bitten, auch andere Stellen der Anlage zu inspizieren an denen ähnliche Lichtbelastungen mit ähnlichen Befestigungen der Kabelführung verwendet wurden. Falls hier Auffälligkeiten gefunden werden sollten, dann würde ich eine echte Isolationwiderstandsmessung mit mindesten 2 Minuten (solange der Widerstand noch anwächst oder aber sofort kritisch ist) anstehender Prüfspannung (1000V) bei leicht feuchtem Wetter durchführen lassen, um zu bewerten, wie viel Zeit man vorausschtlich noch hat, die dachseitige Leitungsanlage zu ersetzen. Die üblichen Installations-Tester (PV-1 oder HT PVCHECK oder Kabeltester) eignen sich meist nicht, weil sie die Prüfspannung immer nur wenige Sekunden oder weniger als eine Sekunde anlegen, um den momentanen Leckstrom zu messen und daraus den Widerstand berechnen.
Grüße
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Re: solarkabel durchgeschmort

Beitragvon Bento » 29.07.2018, 21:16

smoker59 hat geschrieben:
Bento hat geschrieben:Handelte es sich denn um ein modulseitige Kabel oder war es die Stringleitung, die zum WR ging?

Das steht oben, es war ein modulseitiges Kabel. Deshalb hatte ich ja nach dem hersteller gefragt.

:danke: , habs irgendwie überlesen.
Viele Grüße
Bento

Auch an Tagen, an denen der Himmel grau ist, ist die Sonne nie ganz verschwunden.
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Re: solarkabel durchgeschmort

Beitragvon Schoenberg » 29.07.2018, 21:46

Angesichts der Erklärungen bitte ich den TS um die Beantwortung der Frage, ob es eine Beschädigung des Kupfers (Lichtbogen, Kuurzschluss....) gegeben hat, oder ob es "nur" ein Isolationsfehler (verbrannt, verrußt....) war.
Und wenn, wo war der Lichtbogen ?
Danke.
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Re: solarkabel durchgeschmort

Beitragvon Weidemann » 29.07.2018, 22:14

pvx hat geschrieben:Wenn hingegen der Minuspol des strings elektrisch leitend mit der metallischen Unterkonstruktion verbunden ist befördert das die Korrosion durch Poren.

Interessant. Demnach müsste in der Umgebung irgendwas "galvanisch verkupfert" worden sein, irgendwo muss das Kupfer ja hin.
Aber die vorherige Alterung der Isolierung müsste unabhängig vom Potential passieren (also überall), denn erst wenn Feuchtigkeit ins Kabel eindringt, entsteht die galvanische Zelle.
(Das mit dem Widerstand nützt übrigens nicht bei trafolosen WR, denn tagsüber lässt sich deren Potential nicht "verschieben".)

P.Voltologe hat geschrieben:Auf Grundlage des zitierten Beitrages und der Ferndiagnose würde ich mir sehr genau die anderen Zwischenräume, zwischen Modulen ansehen und auf Versprödungen der Kabelisolation im sonnenbeschienen Abschnitt achten.

Danke für die Details!
Passiert das in der Praxis öfter? Nur bei mangelhaften Kabel-Chargen, oder generell?
(Ich hatte bisher zum Glück nur Kabel in den Händen, die auch nach mehr als 10 Jahren noch wie neu aussehen...).
sonnige Grüße,
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Re: solarkabel durchgeschmort

Beitragvon Retrerni » 29.07.2018, 22:24

War denn an den entsprechenden Kabelstück ein "Knick", weil es u.U. unsanft auf dem Kabel aufgesetzt wurde beim Transport oder durch einen Kabelbinder o.Ä. geknickt wurde?

Ciao

Retrerni
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Re: solarkabel durchgeschmort

Beitragvon Schoenberg » 30.07.2018, 08:58

wurzel hat geschrieben:ich hab auf dem Dach heute morgen die schadhaften Kabelteile gesucht. Leider hat der Monteur gründlich aufgeräumt. Es war nichts mehr da.
Ich habe bei der Reparatur aber daneben gestanden. Der Schaden war zwischen letztem um vorletztem Modul in den Modulkabeln. Geknickt wurde da gar nichts, da die ganze Verkabelung mit großen Biegeradien und vielen Kabelbindern eng an der Unterkonstruktion geführt wurde. Das Kabel war aufgeschmolzen und Unterkonstruktion und Modulklemmen nicht Schmauchspuren zu sehen, die Unterseite der Modulklemme ist fast schwarz.
Nagespuren waren nicht zu sehen.

Ich kann mir - nach euren Reaktionen hier - nur vorstellen, dass durch Sonneneinstrahlung ein Haarriss im Modulkabel entstand und es zur geerdeten Unterkonstruktion einen Kurzen gab .. Das war es dann.

Der WR hat die Sache gut überstanden. Nach einem Neustart lief bist heute alles.


Ich habe vom Mechatroniker den Hinweis auf Teilentladung gesehen. Diese Vermutung teile ich aufgrund folgender Fakten des TS:
- jede Menge schwarzen "Schmauchs", was ich als verkohlte (nicht verbrannte) Isolation ansehe
- ich habe keine Hinweis auf beschädigtes Kupfer, Lichtbogen oder Kurzschluss gesehen, nur "Isolationsfehler"
- Die beschädigte Stelle war höherer Hitze und höherer Spannung ausgesetzt als alle anderen Kabel
- Die Stelle war nicht mechanisch beansprucht oder verformt (Kabelbinder)
- der Solarteur kennt den Fall.

Versprödung/Rissbildung glaube ich nicht, was ich von Solarkabeln kenne ist eine Innenschicht aus Kapton oder Teflon(ähnlichem) Material, welches nicht versprödet.

Letztendlich wird man nur Sicherheit bekommen, wenn man weiteres Kabel herunterholt und untersucht.

Es wurde gesagt, das Kabel wurde geflickt, nicht getauscht. Wie wurde es geflickt ?
WENN es tatsächlich Teilentladung war, wäre kompletter Tausch gegen besseres Kabel besser gewesen, auch bei den nächsten 2-3 Modulen, wenn da Spalte für Sonne sind.
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Re: Solarkabel durchgeschmort (Isolierung spröde)

Beitragvon machtnix » 30.07.2018, 09:37

Teilentladungen durch einfallende Strahlung... sehr interessant 8)

Bild
https://de.wikipedia.org/wiki/Teilentladung#/media/File:TE-Entstehung.jpg
Komplizierte Vorgänge immer dem faulsten Mitarbeiter geben. Er wird die einfachste Lösung finden!
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Re: solarkabel durchgeschmort

Beitragvon P.Voltologe » 30.07.2018, 10:18

Weidemann hat geschrieben:
pvx hat geschrieben:Wenn hingegen der Minuspol des strings elektrisch leitend mit der metallischen Unterkonstruktion verbunden ist befördert das die Korrosion durch Poren.

Interessant. Demnach müsste in der Umgebung irgendwas "galvanisch verkupfert" worden sein, irgendwo muss das Kupfer ja hin.
Aber die vorherige Alterung der Isolierung müsste unabhängig vom Potential passieren (also überall), denn erst wenn Feuchtigkeit ins Kabel eindringt, entsteht die galvanische Zelle.
(Das mit dem Widerstand nützt übrigens nicht bei trafolosen WR, denn tagsüber lässt sich deren Potential nicht "verschieben".)

P.Voltologe hat geschrieben:Auf Grundlage des zitierten Beitrages und der Ferndiagnose würde ich mir sehr genau die anderen Zwischenräume, zwischen Modulen ansehen und auf Versprödungen der Kabelisolation im sonnenbeschienen Abschnitt achten.

Danke für die Details!
Passiert das in der Praxis öfter? Nur bei mangelhaften Kabel-Chargen, oder generell?
(Ich hatte bisher zum Glück nur Kabel in den Händen, die auch nach mehr als 10 Jahren noch wie neu aussehen...).

Es wird etwas off topic:
Das Problem mit dem "öfters" bei mir ist, dass das in meiner Praxis zwar öfters vorkommt, aber klar gesagt werden muss, dass ich zu 90% nur Anlagen ansehe, die irgendwie problematisch sind. Damit erlaube ich mir keine Generalisierung oder irgenwie statistische Gewichtung, was den Durchschnitt angeht.
Es scheint so zu sein, das es zwei, drei Kabelqualitäten und Herstellungsjahre 2010-2012 davon besonders betroffen waren.
Es gibt Kabelstrecken in denen sich die äußere Isolation vollständig als Schlauch vom innenliegenden Teil gelöst hat dort im Zwischenraum Wasser rumwabert und den Isolationswiderstand auf ca. 1/10 des Solls reduziert.
Es gibt die offenen Gitterführungskanäle ohne Abdeckung in denen an Abgangsstrecken und oberen Lagen sich von schwarz in ein sehr helles Grau verwandelt haben und die Bögen bei den Abgängen im Außenbereich im äußeren Mantel kleine Risse (quer zur Länge) aufweisen.
Es gibt in der inneren gespritzten Kunststoffisolation Stellen in denen die Kabelseele nicht konzentrisch liegt und somit die Spannungsfestigkeit des Gesamtkabels um den Faktor 4 entlang des Verlaufes schwankt.
Wenn solche Fehler im Kabel mit Verlegefehlern in Verbindung auftreten, kann es in Bündellagen beim Strang zum Gestell einfache Durchschläge geben.
Es gibt Kabel in deren Seele sich der Wassertransport etabliert hat (manchmal aus der Anschlussdose, manchmal aus einer nicht dichten Steckverbindung).
Auch die ganzen Themen ob PV1-F laut Datenblatt nun erdverlegbar ist, (manchmal nur vorrübergehend war) oder eben nicht, führt im realen Umfeld bei sauren Böden zu seltsame Effekte an der Isolation.
Falsche (insbesondere sehr stramm gebundene) Verlegung direkt an Alukanten und Profilen sorgen auch schon mal über die Temperaturzyklen für einen kontinuierlichen Schneide- Schabeeffekt an der äußeren Hülle.
Sehr viele Kabelbinder sind nicht als dauerhafte Fixierungssysteme für Leitungen im Außenbereich geeignet.
Es gibt Fälle an denen MC4-Steckverbindungen am Gestell hochgebunden werden und der Strip genau in die Nut der Arretierungsklippse eindringt und damit die Arretierung wieder löst.
All solche Effekte und Fehler (vermutlich auch noch mehr) habe ich gesehen und dazu sowohl Bilder als auch Messungen vorgenommen.
Meine persönliche Lehre: Ich würde auch bei UV-beständigen Kabelführungen immer an exponierten Stellen für einen zusätzlichen äußeren Lichtschutz sorgen. Wie gesagt zu "ÖFTERS" im Durchschnitt sagen diese Erkenntnisse nichts aus.
Grüße
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Re: Solarkabel durchgeschmort (Isolierung spröde)

Beitragvon michi_k » 30.07.2018, 10:33

Vermutlich wird die Qualität der Kabel auch nicht bei allen Modulherstellern gleich sein. Kann mir nicht vorstellen, dass das bei einem Qualitätskabel passiert.
Sonnige Grüsse
Michi
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Re: Solarkabel durchgeschmort (Isolierung spröde)

Beitragvon MBIKER_SURFER » 30.07.2018, 10:41

michi_k hat geschrieben:Vermutlich wird die Qualität der Kabel auch nicht bei allen Modulherstellern gleich sein. Kann mir nicht vorstellen, dass das bei einem Qualitätskabel passiert.


Ich auch nicht. Bei einer meiner Anlagen, die ich gekauft habe, liegen die Solarkabel ca 30 m einfach so auf einem Flachdach - im Wasser, unterSchnee, in der prallen Sonne.
Da der Erbauer Solarteur war, mache ich mir da echt keine Sorgen.
Gruß
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