摘要：光伏發(fā)電站的防雷裝置系統(tǒng)直接影響到設(shè)備是否能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作人員的安全，文章主要是對雷擊靜電對太陽能光伏發(fā)電站的危害進(jìn)行有關(guān)方面的闡述，同時對光伏發(fā)電站防雷檢測的方法展開相應(yīng)的分析，并對其中存在的各項問題提出有效的應(yīng)對措施，從而保證太陽能光伏發(fā)電站的防雷檢測能夠發(fā)揮良好的作用。
要做好并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電站系統(tǒng)的防雷裝置檢測，應(yīng)先熟悉并網(wǎng)光伏發(fā)電站系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)，掌握防雷檢測部位及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并結(jié)合光伏電站所在區(qū)域的自然氣候條件等，分區(qū)域?qū)Ψ览籽b置進(jìn)行細(xì)致的檢測、檢查，以確保測試的完整性和測試效率。
一、太陽能光伏發(fā)電站的影響因素
1.1 設(shè)備因素
發(fā)電系統(tǒng)一般是由眾多設(shè)備共同構(gòu)成，一旦其中設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障問題，那么會直接對整體發(fā)電效率帶來不利影響。但是現(xiàn)階段在發(fā)電站設(shè)計及建設(shè)過程中，由于缺乏前期的科學(xué)調(diào)研工作，最終可能會因為各類設(shè)備選型不恰當(dāng)而直接影響了它們本身的運(yùn)行效率，進(jìn)而會對整個發(fā)電站本身發(fā)電效率產(chǎn)生不利影響。
1.2 技術(shù)因素
技術(shù)是第一生產(chǎn)力，也是促進(jìn)其運(yùn)行過程中發(fā)電效率提升的核心要素。但是在現(xiàn)階段發(fā)電站建設(shè)及運(yùn)維工作實踐中沒有結(jié)合實際的情況來靈活地引進(jìn)一些符合時代發(fā)展潮流的新技術(shù)、新方法等，建設(shè)中沒有有效融合一些信息化建設(shè)技術(shù)，以至于直接影響了發(fā)電站的發(fā)電效率。
1.3 環(huán)境因素
光伏發(fā)電站正常運(yùn)行主要依賴于太陽能，為了可以對整個光伏發(fā)電體系的供電效果進(jìn)行有效控制，需要在提升太陽輻射能的基礎(chǔ)上，盡可能地確保電力生產(chǎn)或輸送體系運(yùn)行效率。然而，在實際的光伏發(fā)電站日常生產(chǎn)及運(yùn)營過程中卻容易受到外在環(huán)境因素的干擾，如在接收光伏發(fā)電站期間如果受到雨雪或雷雨等惡劣環(huán)境條件的影響，那么就會給最終的發(fā)電效率產(chǎn)生負(fù)面影響。又或者，由于發(fā)電站所處的地理條件及位置有所不同，那么實際的運(yùn)行條件及環(huán)境情況等也會對實際發(fā)電效率產(chǎn)生極大影響，如環(huán)境污染問題會使得發(fā)電站內(nèi)部的太陽能光伏發(fā)電機(jī)組的表面帶來污染，或者影響局部空間部位的空氣質(zhì)量，這些環(huán)境因素的存在都會給電池組運(yùn)行效率帶來負(fù)面影響，最終也會給整個發(fā)電效率帶來不良影響。
二、雷擊的危害方式
感應(yīng)雷電能產(chǎn)生的能量很少，但是他的發(fā)生頻次、對光伏電站設(shè)備的情況影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于直擊雷，一般光伏電站設(shè)計時，主要考慮防感應(yīng)雷為主。從形成方式上來看主要可以分成靜電和電磁感應(yīng)兩種來源。
2.1靜電感應(yīng)雷
靜電感應(yīng)雷是指在雷云來臨之時地面上的導(dǎo)體會因為靜電感應(yīng)產(chǎn)生大量的同雷電極性相反的束縛電荷。當(dāng)雷云發(fā)生放電反應(yīng)之后隱藏在導(dǎo)體之中的束縛電荷就會演變成自由電荷了進(jìn)而產(chǎn)生高壓的靜電電壓，他的電壓增幅可能瞬間達(dá)到幾萬甚至十幾萬，造成光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部導(dǎo)線以及不良接地金屬導(dǎo)體以及金屬設(shè)備的放電現(xiàn)象。
2.2電磁感應(yīng)雷
電磁感應(yīng)雷主要發(fā)生在雷電的放電期間。因為雷電的極其能量巨大的變化率在其周圍形成了劇變的強(qiáng)力磁場。這種劇變磁場會引發(fā)附近導(dǎo)體的電動勢。電磁感應(yīng)累主要是沿著導(dǎo)體傳播會損壞電路設(shè)備以及電路元件。
三、防雷檢測存在的問題及應(yīng)對策略
3.1避雷針設(shè)計
光伏變電站防直擊雷的方式有很多，其中最為常見且直接的就是架設(shè)避雷針，避雷針的主要作用就是通過雷電吸引產(chǎn)生作用并最終將電流引入大地，其本身也是建筑避免直擊雷的重要構(gòu)成，對建筑內(nèi)部的設(shè)備起到保護(hù)作用。而光伏變電站為了防止自身設(shè)備收到雷電侵害，保證其能夠正常運(yùn)行，都會進(jìn)行避雷針的安裝，且安裝過程中，所有設(shè)備應(yīng)當(dāng)在避雷針的保護(hù)范圍內(nèi)，且應(yīng)采取一定措施避免反擊事故。為了保證變電站的開關(guān)站、室外設(shè)備以及架構(gòu)等的安全，相應(yīng)光伏變電站應(yīng)該架設(shè)獨立的避雷針，其獨立避雷針整體與對應(yīng)的保護(hù)設(shè)備等金屬物之間要保持一定距離，一般為不小于五米，主接地網(wǎng)和獨立避雷針之間的底下距離也應(yīng)該控制在三米開外，避雷針的獨立接地裝置的引下線接地電阻要保證小于等于10歐姆，同時避免反擊事故的發(fā)生；電壓等級配電裝置整體具備較高的絕緣性，能夠在其表面進(jìn)行避雷針的架設(shè)，但與此同時，避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點之間應(yīng)保持十五米以上的距離。這樣才能夠避免反擊事故的發(fā)生。
3.2等電位接地設(shè)計
光伏場區(qū)的預(yù)防感應(yīng)雷措施主要是采用等電位聯(lián)結(jié)方式，這就意味著進(jìn)入光伏系統(tǒng)的金屬導(dǎo)電部件也必須接入等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)。把單元內(nèi)的光伏電池板鋁合金框架、方軸、立柱及固定支架等形成可靠的金屬連接，構(gòu)成局部等電位聯(lián)結(jié)。再把每單元光伏方陣支架的四個角的立柱，與由水平接地和垂直接地組成的光伏接地網(wǎng)連接，構(gòu)成大的等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)。這個等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)是預(yù)防感應(yīng)雷的關(guān)鍵措施，能夠把各金屬物體連接，阻止擊穿現(xiàn)象發(fā)生。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的所有設(shè)備外殼和金屬結(jié)構(gòu)連通是防雷系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，把太陽能電池、支架和設(shè)備外殼直接連接到等電位系統(tǒng)，而直流和交流電纜通過安裝電涌保護(hù)器間接連接到等電位系統(tǒng)。為了雷電流不侵入建筑物，光伏組件邊框上的接地孔須用BVR-1x6銅絞線逐個跨接，直至兩邊邊緣與支架的連接螺栓用線鼻可靠固定，站內(nèi)所有設(shè)備（主要為光伏組件及其附件，包括組件支架）均應(yīng)按DL/T621《交流電氣裝置接地》要求可靠接地；光伏方陣區(qū)內(nèi)相鄰組件間、相鄰矩陣間均需通過接地線相連，并最終與主接地網(wǎng)連接。
3.3光伏場區(qū)接地網(wǎng)設(shè)計
良好的接地可以降低接地電阻，向下引入雷電流，降低接地電位，通過地下排水將各個接地裝置相互連接起來，共同防止地電位的反擊。獨立的中央接地設(shè)備必須安裝一個新的避雷針，接地電阻是10歐姆或更少。低壓接地系統(tǒng)電力設(shè)備卡緩存，不超過4歐姆。光伏裝置接地系統(tǒng)的設(shè)計是一個環(huán)形接地極，網(wǎng)絡(luò)大小為20米× 20米，固定的金屬支架以大約10米的間隔連接到接地系統(tǒng)。光伏裝置和建筑接地系統(tǒng)通過鍍鋅鋼板和焊接相互連接，同時進(jìn)行腐蝕防護(hù)處理，從而降低總的接地電阻，但可以形成一個相互連接的接地系統(tǒng)，這樣可以顯著降低兩者之間發(fā)生的導(dǎo)線過電壓的潛在表面。水平接地可以鋪設(shè)在至少0.5米深的土壤中，并用十字夾連接成網(wǎng)格狀。
3.4設(shè)備防雷設(shè)計
升壓變壓器的低壓配電側(cè)，及交流配電箱的地零線間加裝交流過壓保護(hù)器，在匯流箱、逆變器的輸入端分別安裝浪涌抑制器，這些措施也可以避免因雷擊而產(chǎn)生的過電壓。另外，光伏系統(tǒng)還有升壓變壓器的接地裝置、高壓上網(wǎng)的真空開關(guān)和避雷器的接地裝置。在兩個以上不同方向、不同接入點，用鍍鋅扁鐵把光伏接地網(wǎng)和接地裝置聯(lián)接起來，把不同的接地裝置聯(lián)接起來。扁鐵聯(lián)接的距離應(yīng)大于15米以上。上述光伏接地網(wǎng)、接地裝置的接地電阻同樣應(yīng)小于4歐姆。光伏接地網(wǎng)和接地裝置全部聯(lián)接起來，可以降低接地電阻，也可防雷擊事故的發(fā)生。
四、結(jié)束語
太陽能光伏發(fā)電站的跨地區(qū)空間相當(dāng)大，再加上地理環(huán)境非常復(fù)雜，智能化儀器儀表在很多時候都是基于集成電路中的未處理芯片設(shè)計，極易遭遇到閃電的侵襲，抗雷擊和靜電驅(qū)動設(shè)備的地域技術(shù)也相當(dāng)脆弱，所以如果對防雷的檢測并不采取相應(yīng)的保護(hù)措施，那么將非常容易出現(xiàn)嚴(yán)重事故。將光伏發(fā)電站的本身特征和太陽能光伏發(fā)電站所處環(huán)境的進(jìn)行有效融合，制定科學(xué)且合理的防雷檢測措施，進(jìn)而確保光伏發(fā)電站設(shè)備的正常運(yùn)行。
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