I detta inlägg tar bloggen upp hur det verkligen funkar med jordfelsbrytare. Det är mångade delade meningar om jordfelsbrytarens vara eller icke vara i en solcellsinstallation. Inlägget kommer gå igenom hur en jordfelsbrytare fungerar samt i vilka fall en extern jordfelsbrytare behövs. Detta görs för alla de tillverkare som Senergia är återförsäljare för; Fronius, SMA, Huawei, Ferroamp och SolarEdge.

Vad är en jordfelsbrytare?

En jordfelsbrytare (JFB) är en elektrisk apparat som mäter läck- eller felströmmar till jord. I normala fall går all ström genom fasledarna L1, L2 och L3 tillbaka genom den slutna kretsen genom neutralledaren (N). Om balansen mellan in och ut ur summaströmstransformatorn induceras en spänning som triggar en brytmekanism. Alla elektriska apparater från diskmaskiner till växelriktare har en viss läckström, det är därför viktigt att en jordfelsbrytare reagerar på faktiskt fel och inte normal läckström.

 

Figur 1. Schematisk bild över en jordfelsbrytare

För personskydd får en JFB med högst 30mA (milliampere) användas. För enbart brandskydd bör man välja en JFB med högst 300mA. Jordfelsbrytare delas upp i två kategorier A & B för anslutning i växelströmsnät. Typ A reagerar för växelström och pulserande likström medan en JFB av typ B klarar större likströmmar. I ett system med många omvandlare så som växelriktare och elbilsladdare är läckströmmarna ofta högre än normalt.

På grund utav likströmskomponenterna sol läcker ut på AC-sidan i en solcellsapplikation är jordfelsbrytare av typ B fördelaktiga pga. dess extra motståndskraft mot denna DC-läckström. Läckströmmen har också problemet att den mättar järnkärnan i summatransformatorn (se bild ovan). Detta gör att den blir mindre känslig eller tappar sin funktion.

Vad säger installationsreglerna?

712.532.101 -Där en jordfelsbrytare används för felskydd på växelströmssidan ska fordringarna enligt avsnitt 712.530.3.101 tillämpas.

712.530.3.101 Jordfelsbrytare – Där jordfelsbrytare används för att skydda kretsen mellan växelströmsklämmorna på solcellsomriktaren och elcentralen ska de vara av typ B enligt SS-EN 62423 eller SS-EN 60947-2 om inte

  • omriktaren har åtminstone enkel isolering mellan lik- och växelströmssidan, eller
  • installationen är utförd så att åtminstone enkel isolering uppnås mellan omriktaren och jordfelsbrytaren genom användning av en fulltransformator, eller
  • omriktaren inte fordrar skydd med jordfelsbrytare av typ B enligt tillverkarens anvisning.

Speciella krav vid lantbruksinstallation (Brandskyddsföreningen)

  • Enligt Elinstallationsreglerna ska jordfelsbrytare installeras som generellt brandskydd för installationer i lantbruk. Hela installationen ska därför skyddas av jordfelsbrytare med märkutlösningsström på maximalt 300 mA, även huvudledningar.
  • Finns det utrustningar som sammanlagrat alstrar likström i större omfattning än 6 mA ska befintliga jordfelsbrytare bytas ut till klass B i hela anläggningen.

Vad säger tillverkarna?

Innan vi går in på vad tillverkarna säger så är det viktigt att här belysa varför tillverkarnas anvisningar är så viktiga. Det är nämligen så att tillverkarens anvisningar står över elinstallationsreglerna. Så svaret på frågan är ofta om det behövs JFB eller inte så är svaret vad säger tillverkaren eller är det ett lantbruk du installerar på? Det gäller också frågan om typ A eller B, vad säger tillverkaren?

Ferroamp

Jordfelsbrytare klarar normalt inte att bryta likström varför dessa inte kan användas i likspänningsnät. Av denna anledning skall all installation utföras som fast installation och berörbara delar skall vara jordade eller åtskilda med dubbel eller förstärkt isolation.

En installation med en EnergyHub kan dock förses med jordfelsbrytare typ B, 300mA på AC-sidan för brandskydd i de fallen detta föreskrivs. Detta förutsätter att det inte finns utrustning på DC-sidan som kan ge upphov till läckströmmar som kan orsaka felaktig utlösning. Ferroamps SSO och ESO ger upphov till försumbara läckströmmar och kan användas i kombination med 300mA jordfelsbrytare på AC-sidan desto större utbredning DC-nätet har och desto fler apparater som kopplas in på DC-sidan desto större blir risken att jordfelsbrytaren felaktigt löser ut pga. normala läckströmmar och transienter.

För personskydd innehåller varje SSO en DC-känslig jordfelsbrytare i enlighet med EN-62109-2 som kopplar bort panelerna från likspänningsnätet vid felströmmar över 30mA.

Jordfelsbrytare typ A rekommenderas ej i kombination med EnergyHub och likspänningsnät eftersom dessa inte är garanterade att lösa ut i händelse av jordfel på DC-sidan.

I de fall flera EnergyHub sammankopplas på likspänningssidan i en PowerShare-installation kan jordfelsbrytare normalt ej användas eftersom det naturligt uppstår potentialutjämningsströmmar via de olika EnergyHub vilket kan orsaka felaktig utlösning av jordfelsbrytarna.

Huawei

Huaweis SUN2000-serie av växelriktare har en läckströmsövervakande enhet kallad Residual Current Monitoring Unit RCMU. Den frånskiljer Huawei-växelriktaren omedelbart om läckströmmen är högre än godkänt värde

Fronius

Lokala bestämmelser, elleverantören eller andra förutsättningar kan kräva en jordfelsbrytare i anslutningsledningen för AC. Generellt räcker det med en jordfelsbrytare av typen A med minst 100mA utlösningsström. I enskilda fall och beroende på de lokala förhållandena kan emellertid jordfelsbrytaren av typ A utlösa felaktigt. Av den anledningen rekommenderar Fronius att använda en jordfelsbrytare som passar för frekvensomriktare

Länk: RCD Information Symo
Länk: RCD with 30mA

SMA

Inget specifikt krav på att extern jordfelsbrytare krävs. Guide för att välja rätt JFB finns hos SMA enligt länkar nedan:

Länk: Critera for selecting RCD
Länk: SMA Service: 30 MA RESIDUAL-CURRENT DEVICE IS OFTEN TRIGGERED

 

SolarEdge

Solar Edge växelriktare är utrustade med en certifierad RCD (recidual current device). Denna skyddar mot jordfel på DC-sidan. Ingen extern JFB krävs såvida inte externa lokala krav finns.

Länk: Application Note RCD
Länk: RCD Information

Behövs en Jordfelsbrytare?

Svaret om du behöver en extern jordfelsbrytare beror först och främst på om det gör en lantbruksinstallation eller inte. Om svaret är ja, behövs också jordfelsbrytare! För en vanlig villa är svaret oftast nej. Detta för att jordfelsbrytarna, eller snarare jordfelsdetekteringen i växelriktarna är så pass bra att inget externt skydd behövs. Såvida inte lokala regler kräver det.

Många installatörer har diskuterat med oss på Senergia huruvida om man sätter in en jordfelsbrytare typ B och om man är säker då? Svaret där är tyvärr att även en JFB typ B kommer släppa igenom läckström upp till detekteringsgränsen på 30mA för trefas-anslutning.

Det generella tipset om man sätter en jordfelsbrytare (för brandskydd) är att välja en som är dimensionerad efter anläggningen vanligtvis max 300mA och av typ A. Detta för att undvika så kallade falsk-positiva utlösningar. Dvs när jordfelsbrytaren löser ut, fast inget jordfel har hänt.

Som installatör bör man snarare ställa sig frågan om jordfelsbrytare behövs trots att växelriktaren inte kräver en extern jordfelsbrytare. Man bör ändå se till att övriga elsystemet är säkrat. Dvs om både solceller, UPS och laddstolpe för elbil finns installera kan det orsaka problem i redan befintliga JFB av typ A. Det vill säga de jordfelsbrytare som historiskt har rättat otaliga människoliv!

Slutord

Som installatör kan man behöva ställa sig till frågan om man behöver jag byta ut befintliga JFB typ A i hela anläggningen till typ B om det krävs en typ B vid centralen där växelriktaren skall kopplas in? Det pågår en utredning kring detta som görs av bland annat Elsäkerhetsverket och Rise den ska vara klar i höst. Denna fråga har exempelvis tagits upp i Elinstallatören (Länk) och också av Elsäkerhetsverket själva när de gästade branschföreningen Svensk Solenergi (Länk). Kortfattat kan man beskriva problematiken att likströmskomponenterna kan inte smitta de andra brytarna så man behöver inte byta de andra. Analysen är inte klar än men Senergias Teknikblogg skall ta upp ämnet igen, så fort analysen är klar!