太阳能光伏发电站防雷检测流程与方法研究

太阳能光伏发电站防雷检测流程与方法研究

达彬彬

320123198606100024  南京  210000

摘要：光伏发电站的防雷装置系统直接影响到设备是否能够正常运转和工作人员的安全，文章主要是对雷击静电对太阳能光伏发电站的危害进行有关方面的阐述，同时对光伏发电站防雷检测的方法展开相应的分析，并对其中存在的各项问题提出有效的应对措施，从而保证太阳能光伏发电站的防雷检测能够发挥良好的作用。

关键词：太阳能光伏发电站；防雷检测；方法研究

引言

要做好并网太阳能光伏发电站系统的防雷装置检测，应先熟悉并网光伏发电站系统的原理和结构，掌握防雷检测部位及关键环节，并结合光伏电站所在区域的自然气候条件等，分区域对防雷装置进行细致的检测、检查，以确保测试的完整性和测试效率。

一、太阳能光伏发电站的影响因素

1.1 设备因素

发电系统一般是由众多设备共同构成，一旦其中设备运行出现故障问题，那么会直接对整体发电效率带来不利影响。但是现阶段在发电站设计及建设过程中，由于缺乏前期的科学调研工作，最终可能会因为各类设备选型不恰当而直接影响了它们本身的运行效率，进而会对整个发电站本身发电效率产生不利影响。

1.2 技术因素

技术是第一生产力，也是促进其运行过程中发电效率提升的核心要素。但是在现阶段发电站建设及运维工作实践中没有结合实际的情况来灵活地引进一些符合时代发展潮流的新技术、新方法等，建设中没有有效融合一些信息化建设技术，以至于直接影响了发电站的发电效率。

1.3 环境因素

光伏发电站正常运行主要依赖于太阳能，为了可以对整个光伏发电体系的供电效果进行有效控制，需要在提升太阳辐射能的基础上，尽可能地确保电力生产或输送体系运行效率。然而，在实际的光伏发电站日常生产及运营过程中却容易受到外在环境因素的干扰，如在接收光伏发电站期间如果受到雨雪或雷雨等恶劣环境条件的影响，那么就会给最终的发电效率产生负面影响。又或者，由于发电站所处的地理条件及位置有所不同，那么实际的运行条件及环境情况等也会对实际发电效率产生极大影响，如环境污染问题会使得发电站内部的太阳能光伏发电机组的表面带来污染，或者影响局部空间部位的空气质量，这些环境因素的存在都会给电池组运行效率带来负面影响，最终也会给整个发电效率带来不良影响。

二、雷击的危害方式

感应雷电能产生的能量很少，但是他的发生频次、对光伏电站设备的情况影响远远高于直击雷，一般光伏电站设计时，主要考虑防感应雷为主。从形成方式上来看主要可以分成静电和电磁感应两种来源。

2.1静电感应雷

静电感应雷是指在雷云来临之时地面上的导体会因为静电感应产生大量的同雷电极性相反的束缚电荷。当雷云发生放电反应之后隐藏在导体之中的束缚电荷就会演变成自由电荷了进而产生高压的静电电压，他的电压增幅可能瞬间达到几万甚至十几万，造成光伏发电系统内部导线以及不良接地金属导体以及金属设备的放电现象。

2.2电磁感应雷

电磁感应雷主要发生在雷电的放电期间。因为雷电的极其能量巨大的变化率在其周围形成了剧变的强力磁场。这种剧变磁场会引发附近导体的电动势。电磁感应累主要是沿着导体传播会损坏电路设备以及电路元件。

三、防雷检测存在的问题及应对策略

3.1避雷针设计

光伏变电站防直击雷的方式有很多，其中最为常见且直接的就是架设避雷针，避雷针的主要作用就是通过雷电吸引产生作用并最终将电流引入大地，其本身也是建筑避免直击雷的重要构成，对建筑内部的设备起到保护作用。而光伏变电站为了防止自身设备收到雷电侵害，保证其能够正常运行，都会进行避雷针的安装，且安装过程中，所有设备应当在避雷针的保护范围内，且应采取一定措施避免反击事故。为了保证变电站的开关站、室外设备以及架构等的安全，相应光伏变电站应该架设独立的避雷针，其独立避雷针整体与对应的保护设备等金属物之间要保持一定距离，一般为不小于五米，主接地网和独立避雷针之间的底下距离也应该控制在三米开外，避雷针的独立接地装置的引下线接地电阻要保证小于等于10欧姆，同时避免反击事故的发生；电压等级配电装置整体具备较高的绝缘性，能够在其表面进行避雷针的架设，但与此同时，避雷针与主接地网的地下连接点之间应保持十五米以上的距离。这样才能够避免反击事故的发生。

3.2等电位接地设计

光伏场区的预防感应雷措施主要是采用等电位联结方式，这就意味着进入光伏系统的金属导电部件也必须接入等电位联结系统。把单元内的光伏电池板铝合金框架、方轴、立柱及固定支架等形成可靠的金属连接，构成局部等电位联结。再把每单元光伏方阵支架的四个角的立柱，与由水平接地和垂直接地组成的光伏接地网连接，构成大的等电位联结系统。这个等电位联结系统是预防感应雷的关键措施，能够把各金属物体连接，阻止击穿现象发生。太阳能光伏并网发电系统的所有设备外壳和金属结构连通是防雷系统的关键部分，把太阳能电池、支架和设备外壳直接连接到等电位系统，而直流和交流电缆通过安装电涌保护器间接连接到等电位系统。为了雷电流不侵入建筑物，光伏组件边框上的接地孔须用BVR-1x6铜绞线逐个跨接，直至两边边缘与支架的连接螺栓用线鼻可靠固定，站内所有设备（主要为光伏组件及其附件，包括组件支架）均应按DL/T621《交流电气装置接地》要求可靠接地；光伏方阵区内相邻组件间、相邻矩阵间均需通过接地线相连，并最终与主接地网连接。

3.3光伏场区接地网设计

良好的接地可以降低接地电阻，向下引入雷电流，降低接地电位，通过地下排水将各个接地装置相互连接起来，共同防止地电位的反击。独立的中央接地设备必须安装一个新的避雷针，接地电阻是10欧姆或更少。低压接地系统电力设备卡缓存，不超过4欧姆。光伏装置接地系统的设计是一个环形接地极，网络大小为20米× 20米，固定的金属支架以大约10米的间隔连接到接地系统。光伏装置和建筑接地系统通过镀锌钢板和焊接相互连接，同时进行腐蚀防护处理，从而降低总的接地电阻，但可以形成一个相互连接的接地系统，这样可以显著降低两者之间发生的导线过电压的潜在表面。水平接地可以铺设在至少0.5米深的土壤中，并用十字夹连接成网格状。

3.4设备防雷设计

升压变压器的低压配电侧，及交流配电箱的地零线间加装交流过压保护器，在汇流箱、逆变器的输入端分别安装浪涌抑制器，这些措施也可以避免因雷击而产生的过电压。另外，光伏系统还有升压变压器的接地装置、高压上网的真空开关和避雷器的接地装置。在两个以上不同方向、不同接入点，用镀锌扁铁把光伏接地网和接地装置联接起来，把不同的接地装置联接起来。扁铁联接的距离应大于15米以上。上述光伏接地网、接地装置的接地电阻同样应小于4欧姆。光伏接地网和接地装置全部联接起来，可以降低接地电阻，也可防雷击事故的发生。

五、结束语

太阳能光伏发电站的跨地区空间相当大，再加上地理环境非常复杂，智能化仪器仪表在很多时候都是基于集成电路中的未处理芯片设计，极易遭遇到闪电的侵袭，抗雷击和静电驱动设备的地域技术也相当脆弱，所以如果对防雷的检测并不采取相应的保护措施，那么将非常容易出现严重事故。将光伏发电站的本身特征和太阳能光伏发电站所处环境的进行有效融合，制定科学且合理的防雷检测措施，进而确保光伏发电站设备的正常运行。

参考文献：

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