无锡企业屋顶光伏发电站应如何应对雷电

太阳能光伏发电系统设备的Z低冲击耐受电压为1.0kv。当雷电感应电压和电流大于设备耐受额定值时，设备将受到损坏。经分析，第一次正雷击、第一次负雷击、第一次负雷击后的雷击和历史雷击波对应的安全距离分别为5.1、25.2、50.4和9.8m。由以上分析可知，太阳能光伏发电系统应按二级防雷建筑物设置直击雷防护装置，并应采取防雷电涌侵入和防雷电磁脉冲防护措施，将雷电产生的感应电压和感应电流控制在其容许范围内

太阳能光伏板从车间原有避雷带形成的平面上伸出0.45M，因此，有必要增加一个避雷器来保护发电系统。避雷针、电线和网可用于保护避雷器。由于电池板面积大，避雷线和避雷网可以保护电池板，但电池板上方的电线和避雷网产生的阴影会长期阻挡电池板，严重影响发电效率。建筑物的屋檐、檐角等易雷击部位应设置多个高度适当的独立避雷针。避雷针的杆高为0.5m。屋檐每隔5m布置一根避雷针，转角处应密集布置。形成的双极和多极保护将大大减少避雷针的高度和数量

避雷针与车间原有防雷装置可靠连接。太阳能电池板铝合金框架与金属支架之间、相邻面板之间采用不小于10mm2的多股铜线相互连接，形成M形网格结构，在附近多个点形成电气通路和可靠接地，能很好地分流雷电电流并将其引至地面。太阳能发电接地系统包括防雷接地、安全保护接地和交直流功能接地。每个接地系统很难相互独立。为了避免接地系统之间的地电位反击，将混凝土中的设备、金属构件和基础接地网牢固连接，形成共用接地网。接地网的布置和尺寸比具体的接地电阻值更重要。接地网应采用基础接地网或环形人工接地网。接地电阻应小于1Ω。现场测得的基础接地网工频接地电阻为0.8Ω，满足要求

根据太阳能光伏系统的结构和雷电波侵入路径，线路上安装了多级能量协调的浪涌防护器（SPD），可放电雷电电流，限制过电压，使其处于受保护设备的耐受强度范围内。I级分类试验的SPD应设置在引入雷电波的汇流箱的接线处，即lpz0区和lpz1区，作为一级保护。控制器上安装II级分类试验的SPD作为二级保护，逆变器上安装3级SPD。四级浪涌防护器安装在设备前端，直流负载和交流负载作为末级精细保护。在变压器高压侧安装一级试验用SPD，防止电网侧雷电波引入雷电高压波。通信设备与汇流箱、控制器和逆变器之间的信号线应安装适当的信号浪涌保护装置

为了减少雷电电磁脉冲对光伏发电系统的浪涌影响，首先是钢筋、金属框架、，车间钢筋混凝土中的金属板等天然结构与防雷装置可靠连接，形成大空间屏蔽；然后，光伏发电系统设备、机柜和配电柜的金属外壳应就近可靠连接和接地，形成设备屏蔽；其次，光伏系统的电力电缆和信号通信电缆应通过金属管敷设或更换为屏蔽电缆。金属管或屏蔽层应在两端接地，并在其穿过防雷区的地方进行等电位连接。lpz0区域光伏阵列、汇流箱和通信设备之间的电源线和信号线的金属管两端应与设备的金属外壳和配电箱以及最近的防雷装置连接。在每根电缆的布线过程中，避免形成大面积的电磁感应电路，将不同电路和工作电压的电源线和信号线敷设在不同的线槽中，信息系统电缆与防雷引下线之间保持1000mm的z小水平间距和300mm的净交叉距离。