模塊五光伏部件及電站檢測技術(shù)第2部分素材防雷接地系統(tǒng)

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民用建筑太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GB

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建筑物防雷設(shè)計規(guī)范由于雷電危害較大，因此應(yīng)避免光伏電站建在易發(fā)生雷電的地區(qū)和易遭受雷擊的位置。光伏方陣安裝在沒有遮蓋的戶外，而且陣列面積大，容易受到雷電引起的過高電壓的影響。因此，需要根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝地區(qū)和重要性采取相應(yīng)的防雷措施。防雷保護(hù)措施直擊雷防護(hù)雷擊電磁脈沖防護(hù)直擊雷防護(hù)系統(tǒng)示意圖接閃器最常見的形式是避雷針，是吸引閃電電流的金

屬導(dǎo)體，然后通過引下線把閃電電流引到接地體上。接地

體是埋設(shè)在地下的導(dǎo)體，它可把閃電電流泄放到大地中去。在理想條件下，設(shè)備接地正常，引下線內(nèi)阻很低，如圖（A）所示.但是，如果引下線內(nèi)阻過大或設(shè)備接地方式不合理如圖(B)，會使系統(tǒng)受到雷電的干擾。在極端情況下，設(shè)備接地錯誤，引下線斷路，使系統(tǒng)成為避雷回路的一部分如圖(C)，將會導(dǎo)致嚴(yán)重的設(shè)備、人身傷害事件。接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)的接地可由其所在的建筑物基礎(chǔ)接地極提供，也可以獨立設(shè)置新的接地系統(tǒng)。配電室、匯流箱、直流交流側(cè)、所有機(jī)柜都應(yīng)該具有良好的接地措施，并最終連接至接地匯流排。需要指出的是，當(dāng)雷電流經(jīng)地面雷擊點或接地體，流散入周圍土壤時，在它周圍就會形成電壓降。如果有人在接近接地體附近行走，就會受到雷電流所造成的“跨步電壓”的危害。當(dāng)跨步電壓達(dá)到40~50V時，將使人有觸電危險，特別是跨步電壓會使人摔倒進(jìn)而加大人體的觸電電壓，甚至?xí)谷税l(fā)生觸電死亡。為了避免防雷裝置對人或牲畜可能造成的危害，在設(shè)計接地系統(tǒng)時要按照接地電阻設(shè)計規(guī)范，將引下線和接地裝置盡可能安裝在人們不易接觸到的地方，避免跨步電壓危害，同時盡可能將引下線覆蓋上絕緣物。此外，也可以通過增設(shè)垂直接地極來降低接觸電壓和跨步電壓。（二）內(nèi)部防雷內(nèi)部防雷包括防雷電感應(yīng)、防雷電反擊以及防雷電浪涌侵入等。內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要包括防雷擊等電位連接、屏蔽措施和浪涌保護(hù)，主要用于減小和防止雷電流在需防空間內(nèi)所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)。（1）等電位連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計等電位連接是指直接用連接導(dǎo)體或通過電涌保護(hù)器將分離的金屬部件、外來導(dǎo)電物、電力線路、通信線路及其它電纜連接起來以減小雷電流在它們之間產(chǎn)生電位差的措施。等電位連接可以有效抑制雷電引起的電位差。光伏發(fā)電系統(tǒng)等電位連接示意圖1）光伏方陣等電位連接每列光伏方陣組件金屬框架應(yīng)相互電氣連通，組件金屬框架或夾件應(yīng)與金屬支架可靠連接，連接點過渡電阻值不應(yīng)超過0.03Ω。每列金屬支架應(yīng)至少兩點就近與光伏方陣接地網(wǎng)連接。屋面光伏方陣組件金屬框架應(yīng)就近與屋面避雷帶連接。連接光伏發(fā)電單元的信號線路屏蔽層、金屬屏蔽管均應(yīng)與方陣金屬支架進(jìn)行等電位連接。2）匯流箱等電位連接匯流箱應(yīng)設(shè)接地端子或端子板。地面匯流箱接地端子應(yīng)就近連接到接地網(wǎng)。屋面匯流箱接地端子應(yīng)與屋面等電位連接網(wǎng)絡(luò)連接。電涌保護(hù)器接地端、進(jìn)出匯流箱的線纜金屬外皮、金屬屏蔽管、匯流箱金屬外殼等應(yīng)與接地端子可靠連接。3）室內(nèi)設(shè)備、線路等電位連接集控室、繼電保護(hù)室、逆變器室等應(yīng)設(shè)置總等電位接地端子板，端子板宜采用截面積不小于100mm2的銅帶，總等電位接地端子板與接地裝置的連接應(yīng)不少于兩處。由室外進(jìn)入建（構(gòu)）筑物的金屬管、電力線和信號線屏蔽層宜在入口處就近連接到總等電位連接端子板上。各機(jī)柜內(nèi)應(yīng)設(shè)機(jī)柜等電位接地端子板，端子板宜采用截面積不小于50

mm2的銅帶。機(jī)柜內(nèi)電氣和電子設(shè)備的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架、金屬管、槽、屏蔽線纜金屬外層、電

子設(shè)備防靜電接地、安全保護(hù)接地、功能性接地、電涌保護(hù)

器接地端等均應(yīng)以最短的距離與機(jī)柜等電位接地端子板連接。（2）屏蔽的結(jié)構(gòu)設(shè)計屏蔽裝置可以減少電磁干擾。逆變器柜、開關(guān)柜等應(yīng)該制成一個封閉的金屬殼體，對電磁干擾敏感的電氣和電子器件都應(yīng)安裝在柜內(nèi)。設(shè)備機(jī)房應(yīng)設(shè)置金屬網(wǎng)格的窗和門以確保良好的屏蔽效果。在各個設(shè)備柜之間的線纜應(yīng)帶有外部金屬屏蔽層。對于干擾的抑制，只有當(dāng)線纜屏蔽的兩端都連接到等電位連接帶時，屏蔽層對電磁干擾的抑制才是有效的。（3）電涌保護(hù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計除了使用屏蔽措施來抑制輻射干擾源以外，為防止感應(yīng)雷對光伏發(fā)電系統(tǒng)中設(shè)備器件造成損壞，需要在光伏方陣直流輸出端安裝光伏專用浪涌保護(hù)器SPD，這樣才能讓光伏電站以及光伏組件電氣性能以及其他設(shè)備可靠的工作。對于沒有接閃裝置或接閃裝置與電池板連接的光伏發(fā)電系統(tǒng)，在防雷保護(hù)區(qū)的最外邊界處必須使用I級浪涌保護(hù)器，它可以將數(shù)萬至數(shù)十萬伏的浪涌電壓限制在2500~3000V，從而導(dǎo)走大量的雷電流而不會損壞設(shè)備。在防雷保護(hù)區(qū)次外邊界處需使用II

級浪涌保護(hù)器，進(jìn)一步將通過I級浪涌保護(hù)器的殘余浪涌電壓限制在1500~2000V。這樣能夠?qū)ё吣芰枯^小的脈沖電流，這類脈沖電流是由外部的感應(yīng)過電壓產(chǎn)生，或者是從系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的浪涌。對于一些特別重要或特別敏感的電子設(shè)備，III級浪涌保護(hù)器可以將殘余浪涌電壓的值降低到1000V以內(nèi)，從而能更好的保護(hù)電氣設(shè)備免受內(nèi)部產(chǎn)生的瞬間過壓的影響。圖SPD三級保護(hù)示意圖SPD的防護(hù)等級需根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的耐壓等級確定。如果兩級SPD就可以將浪涌電壓限制在設(shè)備的耐壓范圍以內(nèi)，那么就只需要做兩級保護(hù)。如果設(shè)備耐壓等級低，則需要四級甚至更多等級的保護(hù)。逆變器SPD防護(hù)示意圖（光伏—設(shè)備之間≤10m）逆變器SPD防護(hù)示意圖（光伏—設(shè)備之間>10m）（三）防雷擊電磁脈沖防雷擊電磁脈沖是對建筑物系統(tǒng)（包括線路和設(shè)備）防雷電流引發(fā)的電磁效應(yīng)，它包括防經(jīng)導(dǎo)體傳到的閃電電涌和防輻射脈沖電磁場效應(yīng)。