如何做好工商業(yè)光伏電站的防雷接地?

　　對(duì)光伏電站而言，防雷接地是影響整個(gè)系統(tǒng)及人身生命安全的頭等大事，但是在電站建設(shè)過(guò)程中，經(jīng)常遇到相關(guān)專業(yè)人員對(duì)防雷接地重視不夠，在施工中出現(xiàn)不規(guī)范作業(yè)或紕漏的情況。

　　此外，由于光伏電站全年都處在不同的戶外環(huán)境中，難免會(huì)遇到雷雨天氣，在高處或者沒(méi)有遮擋的金屬物體更易遭雷擊，嚴(yán)重的可能會(huì)引起火災(zāi)，造成人身財(cái)產(chǎn)損失。

　　因此，防雷接地隱蔽工程在監(jiān)理及驗(yàn)收工作中至關(guān)重要，其施工質(zhì)量直接影響整個(gè)系統(tǒng)的使用功能、安全和使用壽命。

　　圖1

　　光伏系統(tǒng)防雷接地所需要用的材料包括接閃器、引下線等。根據(jù)光伏電站工程的特殊性，所有屋頂電站都可以依附在建筑主體結(jié)構(gòu)的防雷系統(tǒng)上，無(wú)需設(shè)計(jì)獨(dú)立防雷系統(tǒng)，不僅可以充分利用現(xiàn)有資源，還可以節(jié)約工期、資金。

　　對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)，大部分建筑在建時(shí)期都做了專業(yè)的防雷系統(tǒng)，混凝土結(jié)構(gòu)在做防雷系統(tǒng)時(shí)候一般會(huì)做避雷帶或避雷網(wǎng)。鋼結(jié)構(gòu)廠房光伏電站防雷思路跟混凝土大體思路一致。

　　一、工商業(yè)光伏電站防雷接地材料選用

　　1、接閃器：一般選用直徑 12-16mm的圓鋼，如果采用避雷帶，則使用直徑不低于8mm的圓鋼或厚度不小于4mm的扁鋼。

　　圖2

　　2、引下線：引下線宜采用熱鍍鋅圓鋼或扁鋼，一般優(yōu)先采用圓鋼，直徑不小于 8mm;如用扁鋼，厚度應(yīng)不小于 4mm。要求較高的要使用截面積為 35mm2的雙層絕緣多股銅線。

　　圖3

　　3、接地體：宜采用熱鍍鋅鋼材，其規(guī)格一般為直徑 50mm 的鋼管，壁厚不小于 3.5mm;50mm*50mm*5mm 的角鋼，長(zhǎng)度不低于2.5米;或者 40mm*4mm 的扁鋼，長(zhǎng)度一般為 2.5-4m。扁鋼接地體的水平埋設(shè)深度不小于 0.5m，角鋼垂直埋深不低于2.5m，連接焊接過(guò)的部位要重新做防腐防銹處理。

　　圖4

　　4、組件與支架等電位連接：組件鋁邊框與鍍鋅支架或鋁合金支架都做了鍍層處理，僅僅通過(guò)壓塊的壓接滿足不了接地要求，只有組件的接地孔連接到支架上才算組件有效接地。因此在這些位置必須建立外部防雷系統(tǒng)和金屬光伏組件之間的直接等電位連接，一般可以采用4mm2的黃綠雙色線。

　　圖5

　　5、支架陣列間等電位連接：支架間的連接應(yīng)是持久的電氣貫通，一般采用直徑不低于8mm的圓鋼或厚度不小于4mm的扁鋼?？刹捎勉~鋅合金焊、熔焊、卷邊壓接、縫接、螺釘或螺栓等連接方式?？紤]到施工難度及周圍環(huán)境影響，采用焊接比較好。做完焊接后需再做節(jié)點(diǎn)處理，做好防腐防火工作。

　　圖6

　　二、逆變器防雷接地的接法

　　除了常規(guī)的組件側(cè)、支架側(cè)和配電箱側(cè)的保護(hù)接地外，逆變器作為光伏電站的核心電氣設(shè)備，更應(yīng)該做好防雷保護(hù)接地，這點(diǎn)非常重要。

　　1、工作接地

　　一般工作接地(PE端)會(huì)接到配電箱的PE排上，再通過(guò)配電箱做接地。

　　光伏逆變器PE端工作接地，具備PV端接地故障檢測(cè)功能，在出現(xiàn)接地故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行保護(hù)，因?yàn)樵诠夥到y(tǒng)中，PV端極易受雷擊而使系統(tǒng)產(chǎn)生浪涌電壓，瞬間的高電壓會(huì)嚴(yán)重影響直流系統(tǒng)的絕緣性能，造成光伏組件正極或負(fù)極側(cè)的系統(tǒng)接地故障，不僅會(huì)導(dǎo)致電站無(wú)法并網(wǎng)影響發(fā)電量，嚴(yán)重的話還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備故障或人員傷亡。

　　2、保護(hù)接地

　　逆變器機(jī)身的右下方側(cè)有一個(gè)接地孔用于重復(fù)接地，保護(hù)逆變器和操作人員的安全。

　　3、逆變器集成交直流防雷模塊

　　三、工商業(yè)屋頂光伏電站防雷接地注意事項(xiàng)

　　圖10

　　1、通常情況均建議安裝雷電保護(hù)裝置(一般指建筑物頂部避雷針或避雷帶及引下線)，以防止雷電直擊光伏陣列。

　　2、雷電保護(hù)裝置及引下線與光伏系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備(包含光伏面板、逆變器、電纜、配電設(shè)備)應(yīng)保持安全間隔距離S。S的建議值:按一般5層樓高(約15m)建筑屋頂，S取2.5m足夠，此距離可按樓層高度反比關(guān)系簡(jiǎn)化計(jì)算。A、當(dāng)滿足安全距離S的情況下：圖示位置①②③應(yīng)加裝防雷模組;B、當(dāng)不滿足安全安全距離S的情況下：除位置①②③外還應(yīng)在圖示④加裝防雷模組;

　　3、雷電引下線與設(shè)備接地線最終匯在一個(gè)總接地點(diǎn)，但二者不能共用導(dǎo)線。即設(shè)備接地線應(yīng)單獨(dú)拉線。

　　在實(shí)際施工安裝過(guò)程中，由于防雷接地不當(dāng)，會(huì)造成光伏系統(tǒng)雷擊故障。前段時(shí)間有客戶反饋，有幾處項(xiàng)目地出現(xiàn)雷擊后，光伏系統(tǒng)不能正常工作，售后工程師去現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，這幾處逆變器的PE端子都是采取如下錯(cuò)誤的接地方式:

　　a:逆變器的PE接地與防雷帶直接連接在一起(如圖11)。

　　圖11

　　b: 逆變器的PE接地與組件支架直接連接在一起(如圖12)。

　　圖12

　　從逆變器電路上來(lái)看，直流側(cè)和交流側(cè)的 SPD 的接地都是連到外殼的接地端，然后再通過(guò)扁鐵連到短避雷針或組件支架上，這相當(dāng)于把逆變器的接地端和建筑物的外部防雷系統(tǒng)或組件支架等電位連接，這樣在有雷電的情況下，就會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)。

　　綜上所述，光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)防雷地和逆變器保護(hù)地PE端應(yīng)該分開(kāi)，正確接法應(yīng)該是圖13所示：逆變器PE保護(hù)線應(yīng)該和接地極單獨(dú)連接，PE引下線和防雷引下線相距越遠(yuǎn)越好，以大于210m為宜。雷電流沿防雷引下線入地后，會(huì)快速向周圍擴(kuò)散，就不會(huì)從PE的引下線再流入逆變器接地端了。

　　圖13