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雷電對光伏系統(tǒng)的危害，雷電對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的影響，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。直擊雷：太陽能電池板大多都是安裝在室外屋頂或是空曠的地方，所以雷電很可能直接擊中太陽能電池板，造成設(shè)備損壞，從而無法發(fā)電。感應(yīng)雷：遠處的雷電閃擊，由于電磁脈沖空間傳播的緣故，會在太陽能電池板與控制器或者是逆變器、控制器到直流負載、逆變器到電源分配盤以及配電盤到交流負載等的供電線路上產(chǎn)生浪涌過電壓，損壞電氣設(shè)備。地電位反擊：在有外部防雷保護的太陽能供電系統(tǒng)中，由于外部防雷裝置將雷電引入大地，從而導致地網(wǎng)上產(chǎn)生高電壓，高電壓通過設(shè)備的接地線進人設(shè)備，從而損壞控制器、逆變器或者是交、直流負載等設(shè)備。光伏電站的直擊雷防護，直擊雷是指直接落到太陽能電池陣列、低壓配電線路、電氣設(shè)備的雷擊。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)具有相對完善的外部防雷措施，以裸露在室外的太陽能電池板不被直擊雷損壞。防止直擊雷的基本措施是安裝避雷針（避雷器），確定裝設(shè)位置時應(yīng)盡量避免避雷針的投影落在太陽能電池組件上。當光伏陣列安裝在屋頂上時.由于屋頂外置設(shè)備在整個電站環(huán)境中是高點，因此應(yīng)把所有屋頂電池板組件下的鋼結(jié)構(gòu)與屋頂建筑的防雷網(wǎng)相連，并在屋頂電池板附近安裝避雷針，以達到防雷擊的目的。太陽能光伏發(fā)電設(shè)備外部防雷系統(tǒng)的作用是提供直擊雷電流泄放通道，使雷電不會直接擊中太陽能電池板。外部防雷系統(tǒng)包括三部分：接閃器、引下線和接地地網(wǎng)。接閃器。接閃器可采用12mm圓鋼。如果采用避雷帶，則使用圓鋼或者扁鋼，圓鋼直徑不小于8mm，扁鋼截面積不應(yīng)小于12mmX4mm。引下線。引下線采用圓鋼或者扁鋼，宜采用圓鋼，直徑不小于8mm,扁鋼截面積不應(yīng)該小于12mmX4mm，厚度不應(yīng)小于4mm。接地裝置。人工垂直接地體宜采用角鋼、鋼管或者圓鋼，水平接地體宜采用扁鋼或者圓鋼，圓鋼直徑不應(yīng)小于8mm,扁鋼截面不應(yīng)小于12mmX4mm，角鋼厚度不宜小于4mm,鋼管厚度不小于3.5mm，人工接地體在土壤中埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.5m，且需要作熱鍍鋅防腐處理，在焊接的地方也要進行防腐防銹處理。接地電阻不合格時，可通過更換局部土壤或在接地坑中添加降阻劑解決。光伏電站的感應(yīng)雷防護，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的雷電浪涌人侵途徑除了太陽能電池陣列外，還有配電線路、接地線等。從接地線侵人是由于附近的雷擊使大地電位上升，大地電位后，進而產(chǎn)生從接地線向電源側(cè)的反向電流。根據(jù)SJ/T11127《光伏（PV)發(fā)電系統(tǒng)過電壓保護導則》有關(guān)規(guī)定，系統(tǒng)主要采取裝設(shè)電涌保護器（SPD,SurgeProtectionDevice)進行防護，具體配置參考GB50057—2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。電涌保護器是電子設(shè)備雷電防護中不可缺少的一種裝置，過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護器”。其作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)姶蟮睦纂娏餍沽魅说?，使設(shè)備或系統(tǒng)不受雷電流沖擊而損壞。電涌保護器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同，但它至少應(yīng)包含一個非線性電壓限制元件。用于電涌保護器的基本元器件有：放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。1)SPD的分類SPD按其工作原理可分為以下類型。開關(guān)型其工作原理是當沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)為高阻抗，但一旦響應(yīng)雷電瞬時過電壓時，其阻抗就突變?yōu)榈椭?，允許雷電流通過。用作此類裝置的器件有放電間隙、氣體放電管、晶體閘流管等。限壓型其工作原理是當沒有瞬時過電壓時為高阻抗，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性。用作此類裝置的器件有氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。分流型或扼流型分流型：與被保護的設(shè)備并聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為低阻抗，而對正常工作頻率呈現(xiàn)為高阻抗。扼流型：與被保護的設(shè)備串聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為高阻抗，而對正常的工作頻率呈現(xiàn)為低阻抗。用作此類裝置的器件有扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。SPD按其用途可分為以下兩種。電源保護器：交流電源保護器、直流電源保護器、開關(guān)電源保護器等。信號保護器：低頻信號保護器、高頻信號保護器、天饋保護器等。

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復(fù)雜型立光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷保護對于復(fù)雜型立發(fā)電系統(tǒng)而言，太陽能電池陣列發(fā)出的電經(jīng)蓄電池并經(jīng)過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電。復(fù)雜型立光伏發(fā)電系統(tǒng)多用于智能建筑、別墅、工業(yè)廠房等建筑物。這類系統(tǒng)通常依托于自身建筑，或周圍有高大建筑物保護其不被直擊雷襲擊，通常只需對太陽能發(fā)電和用電設(shè)備做防雷保護處理。當然，為整個系統(tǒng)免遭直擊雷作用，外部建筑的直擊雷的防護措施一定要到位。圖7-9所示為復(fù)雜型立光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷配置，其防雷要點如下。①在太陽能電池板和逆變器之間加裝級防雷器A,型號根據(jù)現(xiàn)場逆變器大空載電壓選擇。在逆變器與配電柜之間以及配電柜與負載設(shè)備之間加裝第二級防雷器B，型號根據(jù)配電柜以及供電設(shè)備的工作電壓選擇。所有的防雷器良好地接地。并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的浪涌過電壓保護并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并直接通過并網(wǎng)逆變器，把電能送人市電電網(wǎng)，或者將太陽能所發(fā)出的電能通過并網(wǎng)逆變器直接為交流負載供電。由于并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)在通常情況下不需要蓄電池，其成本更低，系統(tǒng)運行壽命更長，是太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展方向，代表了21世紀具吸引力的能源利用技術(shù)。現(xiàn)在，大規(guī)模利用太陽能并網(wǎng)發(fā)電在許多發(fā)達國家已成為現(xiàn)實。對于并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷保護，其浪涌過壓保護通常采用如圖7-10所示的防雷配置。其防雷要點如下。在光伏電池組件與逆變器或電源調(diào)節(jié)器之間加裝級電源防雷器(SPD)，進行保護。這是供電線路從室外進人室內(nèi)的要道，所以做好雷電電磁脈沖的防護。具體型號根據(jù)現(xiàn)場情況確定。在逆變器到電源分配盤之間加裝第二級電源防雷器（SPD),進行防護。具體型號根據(jù)現(xiàn)場情況確定。在電源分配盤與負載之間加裝第三級電源防雷器（SPD),以保護負載設(shè)備不被浪涌過電壓損壞。具體型號根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備確定。所有防雷器件都進行良好的接地處理，并且所有設(shè)備的接地匯流排都要連接到公共接地網(wǎng)上。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中進行正確的接地，可以確保設(shè)備和人身安全。“接地故障”是電力系統(tǒng)中的一種典型事故，通常是由系統(tǒng)不正常的接地引起的。例如帶電導體接觸到金屬的框架、底盤、用具或電器箱體時，若人體接觸到上述的金屬構(gòu)件，則故障設(shè)備將通過人體構(gòu)成一個漏電流的回路，即發(fā)生了觸電事故。電氣裝置實現(xiàn)接地有兩個方法：設(shè)備直接接地或與接地導體相連。設(shè)備接地為人身安全提供了保護，可防止故障接地引起的電擊。設(shè)備的框架或底盤應(yīng)使用導線與接地極或接地排可靠連接。除非產(chǎn)生接地故障，正常情況下接地線不會有電流流過。接地線要將每個裝置的正常情況下不帶電的金屬部件連接到“地”?；谕瑯拥牡览?，將光伏電站系統(tǒng)中的金屬電氣箱、接線盒、插座、設(shè)備底盤、電器框架和太陽電池陣列支架等與接地線相連。接地回路中不能接人熔斷器、斷路器等任何開關(guān)類電器。將陣列的支架就地接地是一個比較好的方案，這樣不僅避免了觸電危險，而且降低了太陽能電池陣列被雷擊的風險。當使用金屬管路或鎧裝電纜時，由于金屬管和電纜的金屬鎧甲本身就有接地作用，個別分散的設(shè)備不必接地，只需將設(shè)備的框架與金屬管路連接牢固即可。良好的接地措施會提供立光伏系統(tǒng)到地的直接的低阻抗通路，該通路在系統(tǒng)功能紊亂時將故障電流導向地面，因此地線通常是系統(tǒng)中截面大的導體。接地的類型和內(nèi)容總的來講，光伏系統(tǒng)的接地包括以下幾種類型。防雷接地包括避雷針、避雷帶以及低壓避雷器、外線出線桿上的瓷瓶鐵腳以及連接架空線路的電纜金屬外皮的接地等。工作接地包括逆變器、蓄電池的中性點、電壓電流互感器二次線圈的接地等。保護接地光伏電池組件機架、控制器、逆變器、配電屏外殼、蓄電池支架、電纜外皮、穿線金屬管道外皮的接地等。屏蔽接地電子設(shè)備的金屬層屏蔽需要與地可靠連接。重復(fù)接地低壓架空線路上每隔lkm處，需要對保護地線進行重復(fù)接地.防雷接地系統(tǒng)設(shè)計，太陽能光伏電站為三級防雷建筑物，其防雷系統(tǒng)和接地系統(tǒng)密不可分，主要涉及到以下幾個方面的內(nèi)容（參考GB50057—2010《建筑防雷設(shè)計規(guī)范》）。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)或發(fā)電站建設(shè)地址的選擇，要盡量避免放置在容易遭受雷擊的位置和場合。盡量避免避雷針的投影落在太陽電池方陣組件上。陣列需要裝設(shè)避雷針時，避雷針應(yīng)設(shè)置在陣列背向，離陣列邊緣距離應(yīng)超過3m以上，其接地引下線對地沖擊電阻不宜大于3〇n,避雷針接地線嚴禁直接從陣列機架上引出。

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