Análise e verificação da resistência de isolação em usinas fotovoltaicas: metodologia, testes e lições aprendidas

Abstract

Este estudo aborda o tema da determinação da resistência de isolação (Riso) em arranjos fotovoltaicos de grande porte, motivado pela ocorrência de falhas recorrentes em uma usina solar de 132 MW instalada no Sistema Interligado Nacional (SIN). Foi realizado um estudo de caso nessa usina, no qual se analisou o problema da baixa isolação do arranjo e o enquadramento da resistência de isolação para a planta. As falhas registradas levaram a desligamentos intempestivos e danos a inversores e relés do tipo IMD (Insulation Monitoring Device). A pesquisa examinou normativas da International Electrotechnical Commission (IEC) e Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), evidenciando potenciais inconsistências na definição do parâmetro, e revisou artigos técnicos que propõem cálculos baseados em variáveis da usina, como potência do arranjo, tensão de operação e resistência do inversor. As conclusões apontam que a Riso não se manifesta como um valor fixo e imutável, mas assume valores em um intervalo que depende das características do sistema, sendo que o correto dimensionamento deste parâmetro garante a segurança, preservação dos ativos e eficiência operacional. O trabalho propõe medidas preventivas e diretrizes para otimizar o monitoramento e a manutenção desses sistemas, bem como recomendações para estudos visando o aprimoramento das metodologias de definição do Riso e a mitigação de falhas de isolação em larga escala.

This study addresses the determination of insulation resistance (Riso) in large-scale photovoltaic arrays, motivated by recurring failures in a 132 MW solar power plant connected to the National Interconnected System (SIN). A case study was conducted at this plant, analyzing the issue of low insulation resistance and its classification within the facility. The recorded failures led to unexpected shutdowns and damage to inverters and IMD (Insulation Monitoring Device) relays. The research examined standards from the International Electrotechnical Commission (IEC) and the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT), highlighting potential inconsistencies in the parameter definition. It also reviewed technical articles proposing calculations based on plant variables such as array power, operating voltage, and inverter resistance. The findings indicate that Riso is not a fixed and immutable value but rather varies within a range depending on the system’s characteristics. Properly sizing this parameter ensures safety, asset preservation, and operational efficiency. The study proposes preventive measures and guidelines to optimize the monitoring and maintenance of these systems, as well as recommendations for further research aimed at improving Riso definition methodologies and mitigating large-scale insulation failures.