PV-Anlage Isolationsfehler. Ursachen finden

Meldet der Wechselrichter einen Isolationsfehler, ist der Isolationswiderstand der Gleichstromseite gegen Erde zu niedrig. Irgendwo zwischen Modulen, Kabeln, Steckverbindern und Wechselrichter gibt es dann einen Weg für Strom, wo keiner sein sollte. Der Wechselrichter geht zum Schutz nicht ans Netz oder trennt sich davon. Häufige Ursachen sind Feuchte in Steckverbindern, beschädigte Kabel, Tierverbiss, defekte Module und Glasbruch. Fassen Sie nichts an und lassen Sie die Anlage von einer Elektrofachkraft prüfen. Sie misst die Strings einzeln und grenzt den Fehler ein. Eine Befliegung kann sichtbare Schäden und Wärmeauffälligkeiten zeigen, die Messung ersetzt sie nicht.

Was misst der Wechselrichter?

Die Gleichstromseite einer PV-Anlage ist gegen Erde isoliert. Erde bedeutet hier zum Beispiel das Montagegestell, die Modulrahmen und den Potenzialausgleich. Bevor sich der Wechselrichter mit dem Netz verbindet, misst er den Widerstand zwischen den Gleichstromleitungen und Erde. Liegt der Wert unter einer festgelegten Schwelle, zeigt er eine Fehlermeldung und bleibt vom Netz getrennt. Je nach Hersteller heißt die Meldung etwa Isolationsfehler, Riso zu niedrig oder Erdschluss.

Ein Wechselrichterhersteller weist in seiner Technischen Information darauf hin, dass die Meldung oft nur zeitweise auftritt. Regen und Tau beeinflussen sie. Bei beschädigter Isolierung kann auch starker Wind ein Kabel an geerdete Teile drücken. Typisch ist deshalb ein Fehler, der morgens oder nach Regen erscheint und am Nachmittag wieder verschwindet. Gelöst ist er damit nicht.

Bei großen Anlagen kann der gemessene Wert auch ohne Defekt niedrig ausfallen. Viele Module und Strings hängen parallel, und ihre einzelnen Isolationswiderstände gegen Erde wirken wie parallel geschaltete Widerstände. Der Gesamtwert wird dadurch kleiner. Ob eine Meldung auf einen echten Fehler oder auf die Anlagengröße zurückgeht, klärt die Messung.

Ist ein Isolationsfehler gefährlich?

Er kann es sein. In den Strings einer PV-Anlage liegen hohe Gleichspannungen an. Ist die Isolierung beschädigt, kann Spannung auf Teile gelangen, die sonst gefahrlos berührbar sind, etwa auf das Gestell. An der Fehlerstelle kann außerdem ein Lichtbogen entstehen, und damit Brandgefahr.

Die Abschaltung des Wechselrichters ist eine Schutzfunktion. Sie macht die Module aber nicht spannungsfrei. Solange Licht auf die Module fällt, erzeugen sie Spannung, auch wenn der Wechselrichter oder die Sicherung im Haus ausgeschaltet ist. Bei Wechselrichtern ohne Transformator kann ein Erdschluss im laufenden Betrieb nach Herstellerangaben sogar das Gerät selbst zerstören.

Typische Ursachen

Feuchte in Steckverbindern. Nicht richtig verriegelte oder schlecht gecrimpte Stecker lassen Wasser eindringen. Besonders kritisch sind Stecker, die auf der Dachhaut oder in einer Pfütze liegen.
Beschädigte Kabel. Scheuerstellen an Dachkanten und Blechen, Knicke, Quetschungen bei der Montage und Alterung durch Sonne und Temperaturwechsel.
Tierverbiss. Marder und andere Tiere beißen Kabel an, gern dort, wo sie geschützt unter den Modulen verlaufen.
Defekte Module. Eine beschädigte Rückseitenfolie, eindringende Feuchte in der Anschlussdose oder sich lösende Schichten im Modul.
Glasbruch. Nach Hagel oder durch einen überhitzten Bereich kann Wasser durch das gebrochene Glas eindringen. Der Beitrag Hagelschaden an der PV-Anlage beschreibt, was dann zu tun ist.
Zusatzgeräte. Auch Moduloptimierer, Abschalteinrichtungen und Generatoranschlusskästen gehören zur Gleichstromseite und können betroffen sein.

Was Sie selbst tun können und was nicht

Selbst tun können Sie Folgendes, und zwar vom Boden aus.

Notieren Sie die genaue Meldung mit Fehlercode, Datum und Uhrzeit.
Sehen Sie im Monitoring oder im Ereignisprotokoll nach, wie oft der Fehler auftritt und ob er mit Regen, Tau oder Wind zusammenfällt.
Schauen Sie sich die Anlage mit Fernglas an. Achten Sie auf Glasbruch, herabhängende Kabel und Spuren von Tieren.
Halten Sie fest, ob vor Kurzem jemand am Dach gearbeitet hat, etwa ein Dachdecker oder ein Monteur.

Diese Dinge sollten Sie unterlassen.

Module, Kabel, Stecker und Gestell anfassen
Steckverbinder trennen, denn unter Last kann dabei ein Lichtbogen entstehen
das Dach betreten
den Wechselrichter immer wieder neu starten, in der Hoffnung, dass der Fehler verschwindet
mit einem einfachen Messgerät selbst nachmessen

Wie findet die Elektrofachkraft die Ursache?

Die Fehlersuche ist Aufgabe einer Elektrofachkraft mit passender Ausrüstung. Ein Wechselrichterhersteller beschreibt das Vorgehen ungefähr so.

Ereignisse auswerten. Häufigkeit und Dauer der Meldung werden geprüft. Gemessen wird möglichst unter denselben Bedingungen und zur selben Tageszeit, zu der der Fehler auftritt.
Spannungen messen. Die Fachkraft misst die Leerlaufspannung jedes Strings und die Spannung von Plus und Minus jeweils gegen Erde. Daraus ergeben sich erste Hinweise auf einen Erdschluss.
Isolationswiderstand messen. Mit einem Isolationsmessgerät wird jeder String einzeln geprüft. Die Messung ist Teil der Prüfungen nach DIN EN 62446-1 (VDE 0126-23-1).
Eingrenzen. Ist der betroffene String gefunden, wird er weiter unterteilt, bis Modul, Kabelstück oder Stecker feststehen.
Sichtprüfung. Die gesamte Gleichstromseite wird auf Risse, Quetschungen, Verformungen und Verfärbungen untersucht. Der Hersteller nennt dabei ausdrücklich eine Wärmebildkamera als Hilfe.

Erst wenn der Fehler behoben ist und eine erneute Messung in Ordnung ist, geht die Anlage wieder in Betrieb.

Wo die Befliegung bei der Suche hilft

Auf großen Dächern ist die Sichtprüfung der ganzen Gleichstromseite viel Arbeit. Hier kann eine Befliegung vorab zeigen, wo sich das genauere Hinsehen lohnt.

Sichtbare Schäden an Modulen. Glasbruch, Brandspuren und verschobene Module sind aus der Luft gut zu erkennen.
Kabel und Stecker, soweit sichtbar. Lose hängende Kabel, Leitungen auf der Dachhaut oder in Pfützen, Scheuerstellen an Kanten und Durchführungen.
Wärmeauffälligkeiten. Erwärmte Steckverbinder und Anschlussdosen, Module oder ganze Reihen ohne Last. Wie solche Muster aussehen, steht im Beitrag Hotspot im Solarmodul.
Zuordnung. Auf einem Orthofoto oder im Belegungsplan sieht die Fachkraft, wo die Auffälligkeiten liegen und welchem String sie angehören.

Dazu gehört eine ehrliche Einschränkung. Ein aussagekräftiges Wärmebild braucht eine einspeisende Anlage. Ist der ganze Wechselrichter abgeschaltet, laufen alle Module ohne Last, und das Wärmebild zeigt kaum Unterschiede. Bei Anlagen mit mehreren Wechselrichtern kann es dagegen zeigen, welcher Teil nicht einspeist. Den Isolationsfehler selbst macht es meist nicht sichtbar, weil eine schlechte Isolierung in der Regel keine auffällige Wärme erzeugt. Was die Methode leisten kann, beschreibt der Beitrag Wärmebild von der PV-Anlage.

Wo die Befliegung nicht hilft

Der Isolationswiderstand ist eine elektrische Größe. Kein Foto und kein Wärmebild zeigt ihn. Feuchte in einem Stecker sieht man von außen nicht. Kabel unter den Modulen, in Kabelkanälen oder im Gebäude bleiben verborgen. Thermografie ersetzt die Prüfverfahren nach DIN VDE 0100-600 oder DIN VDE 0105-100 nicht, sie ergänzt sie. Die Ursache eines Isolationsfehlers klärt am Ende die Messung.

Bei gewerblich betriebenen Anlagen gehört die Isolationsmessung auch zur wiederkehrenden Prüfung durch eine Elektrofachkraft. Was dazu gilt, steht im Beitrag Muss eine PV-Anlage regelmäßig geprüft werden?

Wer trägt die Kosten?

Das hängt von der Ursache und von Ihren Verträgen ab. Liegt ein Montagefehler vor, kann die Gewährleistung des Errichters greifen. Für Hagel, Sturm oder Tierverbiss kommt je nach Vertrag die Versicherung in Frage. Für ein fehlerhaftes Modul können Gewährleistung oder Herstellergarantie eine Rolle spielen. Maßgeblich sind die jeweiligen Bedingungen. Eine sorgfältige Dokumentation der Fehlersuche hilft in jedem dieser Fälle.

So unterstützen wir Sie

Wir befliegen Ihre PV-Anlage mit Foto- und Wärmebildkamera und markieren sichtbare Schäden, auffällige Kabelwege und Wärmeauffälligkeiten mit Ort und Dringlichkeit. Als Elektroniker und Elektrokonstrukteure ordnen wir die Befunde ein, damit Ihre Elektrofachkraft dort misst, wo es sich lohnt. Die Messung und die Instandsetzung übernehmen wir nicht. Mehr dazu unter PV-Anlage prüfen lassen, Fragen beantworten wir gern über den Kontakt.

Isolationsfehler an der PV-Anlage. Was die Meldung des Wechselrichters bedeutet und wie man die Ursache findet