独立光伏电站的防雷设计
光伏电站防雷与接地设计(完整电子文档,配习题)
防雷与接地设计（完整电子文档，配习题）在光伏发电系统中，光伏方阵还有控制器、逆变器等其他一些设备，线缆较长，容易遭受雷电感应和雷电波的侵袭。
为了使光伏电站能够安全、稳定地运行，必须为系统提供防雷接地装置。
7.1雷电对光伏系统危害雷电对太阳能光伏发电系统设备的影响，主要由直击雷、雷电感应和雷电波侵入3种方式对物体形成灾害，一般在设计中应当分别对其加以防范。
1.直击雷直击雷是带电积云与地面目标之间的强烈放电。
雷电直接击在受害物上，产生电效应、热效应和机械力，从而对设施或设备造成破坏，对人畜造成伤害。
直击雷的电压峰值通常可达几万V 甚至几百万V，电流峰值可达几十kA 乃至几百kA，其破坏性之所以很强，主要是由于雷云所蕴藏的能量在极短的时间（其持续时间通常只有几μs到几百μs）就能释放出来，从瞬间功率来讲，是巨大的。
2 雷电感应(感应雷)感应雷的能量远小于直击雷，但感应雷发生的可能性远大于直击雷。
感应雷分为由静电感应形成的雷和由电磁感应形成的雷两种。
(1)静电感应雷：当雷云来临时地面上的一切物体，尤其是导体，由于静电感应，都聚集起大量的雷电极性相反的束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪击放电后，束缚电荷就变成了自由电荷，从而产生很高的静电电压(感应电压)，其过电压幅值可达到几万到几十万V，这种过电压往往会造成建筑物内的导线、接地不良的金属物导体和大型的金属设备放电。
(2)电磁感应雷：雷电放电时，由于雷电流的变化率大而在雷电流的通道附近产生迅速变化的强磁场。
这种迅速变化的磁场能在邻近的导体上感应出很高的电动势。
感应雷沿导体传播，损坏电路中的设备或设备中的器件。
光伏发电系统中电缆多，线路长，给感应雷的产生，耦合和传播提供了良好环境，而光伏发电系统设备随着科技的发展，智能化程度越来越高，低压电路和集成电路也用得很普遍，抗过电压能力越来越差，极易受LEMP的袭击，并且损害的往往是集成度较高的系统核心器件，所以更不能掉以轻心。
独立光伏电站防雷与接地装置
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在计算时还应考虑不同敷设部位腐蚀情况不同的 影响 & 设计时可参考表 - 计算 ’ 扁钢和圆钢的腐蚀结果基本上一致 & 因此选用扁
表! 接地装置部位 采用扁钢接地装置的年腐蚀率 水平接地体 设备引下线 电缆沟中 的接地带 腐蚀速度 (//01) ( 总厚度 )
正极对地 $ 负极对地间安装过电压保护器 % 二是在机 房直流控制柜内的输入端侧 ! 分别在正极对地 $ 负极 对地以及正极对负极间安装过电压保护器 " 对于沿交流输出线侵入的感应雷的保护 ! 是在交 流配电柜输出端即架空线的相线 &5’ 与地 &67 ’ 间 $ 零线 &8 ’ 与地 &67 ’ 间 $ 相线 &5 ’ 与零线 &8 ’ 间
获中国农产品博览会金奖和全国优质农产品展销会银 奖 " 由于 * 循化红 + 线辣椒的知名度不断提高 ! 循化
太阳能电池板是由钢化玻璃两层间夹太阳电池并 抽取真空 ! 其 本身就是绝 缘体 ! 四周是 铝合 金 框 架 " 在直击雷发生时 ! 其感应电荷主要集中于铝框架并泄 入大地 ! 从而使太阳能电池板得到保护 ! 避免直击雷 冲击而损坏 "
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光伏发电系统的防雷接地设计
光伏发电系统的防雷接地设计摘要】选择清洁可持续的能源进行发电是科学家们目前重点研究的课题。
太阳能能源因为其符合这个特点一直是在现实应用的热点。
光伏发电系统在实际发电应用中常遇到雷击问题这是限制其发展的一个重要原因。
光伏发电系统无论是并网发电系统还是离网发电系统都需要安装在户外，在遭到雷击时轻则产生轻微的火花，重则会直接导致线路被击穿，甚至引发因线路短路而发生的火灾现象。
所以要对光伏发电系统进行防雷设计。
【关键词】光伏发电系统；防雷；接地设计一、雷击对于光伏发电系统的危害能够对光伏发电站产生雷击影响的主要有三种直击雷和雷电感应以及雷电波侵入，要了解这三种雷击的特性才能够提出具体的解决方案。
1.1直击雷的特性直击雷顾名思义就是直接落雷击打在受害物体之上进而造成目标物体破坏的现象。
他的成因是因为带电的积云同地面的目标物体之间产生放电现象，放电生热产生机械力在破坏目标物体的同时还可能会对人畜造成伤亡。
直击电压可以瞬间达到几万伏特甚至是几百万，这样强力的电压主要是因为雷云中隐藏的能量能够在很短的时间瞬间释放出来。
这种瞬发的雷电灾害会对光伏发电站造成巨大的伤害。
1.2 感应雷的特性感应雷电能对光伏发电站作用产生的能量很少，但是他的发生频次远远高于直击雷。
感应雷从形成方式上来看主要可以分成静电和电磁感应两种来源。
1.2.1 静电感应雷静电感应雷是指在雷云来临之时地面上的导体会因为静电感应产生大量的同雷电极性相反的束缚电荷。
当雷云发生放电反应之后隐藏在导体之中的束缚电荷就会演变成自由电荷了进而产生高压的静电电压，他的电压增幅可能瞬间达到几万甚至十几万，造成光伏发电系统内部导线以及不良接地金属导体以及金属设备的放电现象。
1.2.2 电磁感应雷电磁感应雷主要发生在雷电的放电期间。
因为雷电的极其能量巨大的变化率在其周围形成了剧变的强力磁场。
这种剧变磁场会引发附近导体的电动势。
电磁感应累主要是沿着导体传播会损坏电路设备以及电路元件。
光伏电站防雷 iec标准
光伏电站防雷是确保电站安全运行的重要环节。
根据国际电工委员会（IEC）制定的标准，光伏电站的防雷系统应该符合以下要求：
1. 接地系统：光伏电站的接地系统应该符合当地的接地要求，包括接地电阻值和接地体的安装位置。
接地系统的作用是将雷电电流引入地下，以保护设备和人身安全。
2. 避雷针：光伏电站的避雷针应该安装在电池板、逆变器和配电柜等设备的上方，以尽可能地吸引雷电电流。
避雷针的高度应该根据实际情况进行设计，以确保其有效性和安全性。
3. 引下线：引下线是连接避雷针和接地系统的导线。
引下线的截面积应该足够大，以避免雷电电流在传输过程中过热或受到电磁干扰。
4. 防雷器：光伏电站的防雷器应该安装在电池板、逆变器和配电柜等设备的电源输入端，以防止雷电过电压对设备造成损坏。
防雷器的选型应该根据设备的额定电压和雷电过电压的大小进行选择。
5. 浪涌保护器：浪涌保护器是用于防止雷电过电压和瞬态过电压对设备造成损坏的一种保护装置。
浪涌保护器应该安装在设备的电源输入端和信号输入输出端，以提供全面的保护。
6. 防护措施：光伏电站的防护措施还应该包括对人员的保护，如设置警示标志、安装隔离栏等。
同时，应该定期对防雷系统进行检查和维护，以确保其正常运行。
综上所述，光伏电站防雷应该从接地系统、避雷针、引下线、防雷器、浪涌保护器和防护措施等方面进行全面考虑和设计，以确保电站的安全运行。
07光伏发电系统防雷与接地设计
07光伏发电系统防雷与接地设计光伏发电系统是一种以太阳能为能源的发电系统，通过将太阳能转化为电能供电使用。
在现代电力系统中，光伏发电系统已经成为一种重要的可再生能源发电形式，被广泛应用于屋顶发电、户用发电、工商业发电等领域。
然而，光伏发电系统在运行过程中容易受到雷击等大气电磁干扰，因此必须做好防雷与接地设计，确保系统的安全稳定运行。
1.防雷设计1.1防雷装置的选择在光伏发电系统中，常见的防雷装置包括避雷针、防雷线、避雷带等。
避雷针是一种直接引雷接地的防雷装置，适用于较大的建筑物或设备；防雷线是通过金属导线或钢丝绳沿建筑物外部走势安装而成，用以引导雷电；避雷带是一种横向连接建筑物的导体，用以接地，可以有效保护建筑物内部的设备和人员安全。
在设计光伏发电系统的防雷装置时，需要充分考虑系统的规模和周围环境等因素，选择适合的防雷装置。
1.2接地系统设计光伏发电系统的接地系统是防雷设计中的重要组成部分，主要用于将系统中的雷击电流或漏电流引入大地，确保设备和人员的安全。
接地系统的设计主要包括接地体的设置、接地电阻的计算和接地网的设计等内容。
在设置接地体时，需要考虑接地体的数量、深度和形状等因素，确保其能够有效引导雷电或漏电。
接地电阻是指接地系统对大气电流的抵抗能力，需要通过专业计算来确定接地电阻的合理范围。
接地网是将各个接地体通过导线连接起来的系统，能够提高接地系统的抗干扰能力。
2.接地设计2.1接地体的设置在光伏发电系统的接地设计中，接地体的设置是至关重要的一环。
接地体是一种导电物体，通常埋设在地下，用于将系统中的雷击电流或漏电流引入大地。
接地体的设置应考虑系统的规模、环境条件和接地电阻的要求等因素，通常需要设置多个接地体以提高接地效果。
接地体的材质通常选用导电性能良好的金属，如铜、铝等。
2.2接地电阻的计算接地电阻是接地系统对大气电流的抵抗能力，直接影响系统的防雷性能。
为了确保接地系统的有效性，需要对接地电阻进行合理计算。
太阳能光伏发电系统如何防雷防雷接地方案
太阳能光伏发电系统如何防雷防雷接地方案太阳能光伏发电系统的防雷接地方案与措施，雷电入侵太阳能光伏发电系统的四个途径，光伏建筑一体化发电系统防雷装置的设置，包括防雷类别的确定、直击雷的保护、雷击电磁脉冲的防护等。
太阳能光伏发电系统的防雷接地方案一、雷电入侵太阳能光伏发电系统的途径1、直击雷：雷电直接击中太阳能光伏发电系统的电池方阵，破坏电池板。
2、地电位反击：雷电击中外部防雷装置时，在接地装置相近产生的过电压，通过接地线对靠近它的电子设备的高电位反击，入侵电压可高达数万伏。
3、太阳能电池板的静电感应：带电荷的云对地面放电时，整个光伏方阵像一个大型环型天线一样感应出上万伏的过电压，通过直流输入线路引入，击坏与线路相连的光伏系统设备。
4、闪电电涌侵入输出供电线路：供电设备及供电线路受到雷击时，在电源线上显现的雷电过电压平均可达上万伏，雷电电磁脉冲沿电源线浸入光伏微电子设备及系统，可对系统设备造成毁灭性的打击。
二、光伏建筑一体化发电系统防雷装置的设置1、防雷类别的确定首先，太阳能光伏发电系统的选址应尽量避开将光伏电站建筑在雷电易发生的和易受到雷击的位置。
2、直击雷的防护2.1接闪器光伏建筑一体化发电系统的光伏方阵，一般置于屋顶，可利用自身的太阳能电池方阵的金属框架作为接闪器，其金属支撑结构与建筑物屋面上的防雷装置电气连接。
由于太阳能电池方阵的金属框架构成的金属网格比较密集，可以利用自身的金属框架作为接闪器，结合采纳接闪杆、接闪线进行防护。
2.2引下线光伏建筑一体化发电系统一般利用建筑物内结构钢筋作为引下线。
（电工技术之家.）假如建筑物无防雷引下线，需设置光伏发电系统的专设引下线，建议不少于2根以用于分流、使截闪器截受到的雷电流快速流入接地装置泄放到大地，且规格尺寸符合《建筑物防雷设计规范》GB500572023，建议采纳凯威品牌95平方镀铜线KWS95。
2.3共用接地装置光伏建筑一体化发电系统需将系统的防雷接地、电气设备接地、安全接地、太阳能电池板防静电接地等实行共用接地装置。
光伏发电站设计规范防雷与接地保护措施详解
光伏发电站设计规范防雷与接地保护措施详解光伏发电站是将太阳能转化为电能的设施，在其设计和建造过程中，防雷与接地保护措施是非常重要的一环。
本文将详细介绍光伏发电站设计规范中的防雷与接地保护措施。
一、地质勘察与雷电环境评估在光伏发电站建设之前，进行地质勘察以确定建站地点的地质情况和地下构造。
同时，还需要进行雷电环境评估，包括雷电活动频率、雷暴天数、雷电压级等数据的收集和分析。
这些数据将有助于制定合理的防雷措施。
二、建筑物与设备的防雷设计1. 建筑物的防雷设计光伏发电站的建筑物应根据地方雷电活动频率和雷电压级确定雷电防护等级，并进行相应的防雷设计。
常用的防雷措施包括设置避雷针、导线网和接地系统等。
2. 设备的防雷设计光伏发电站设备（如逆变器、变压器等）的防雷设计要求遵循相关标准和规范。
设计人员应根据设备的功能、特性和雷电环境评估结果，选择合适的防雷措施，比如使用避雷器、金属屏蔽等。
三、接地保护系统设计接地保护系统是防止雷击和电击危害的重要措施，包括保护接地、电气接地和防雷接地三个方面。
1. 保护接地设计对于光伏发电站来说，建筑物、设备和系统的保护接地设计至关重要。
必须确保所有的金属支撑结构（如大棚、机架等）都能够与地面保持良好的接触，并通过合适的接地装置进行接地。
2. 电气接地设计电气接地是指将设备和系统的金属部分与地面安全接触，以防止漏电、触电及其他安全事故发生。
电气接地的设计应符合相关的电气安全标准，通过合适的导线和接地装置实现。
3. 防雷接地设计防雷接地是通过良好的接地系统来引导和分散雷电击中建筑物和设备的能量，减少雷击对发电站的伤害。
在防雷接地设计中，需要考虑地电阻、接地导线材料、接地极性和接地装置的形式等因素。
四、监测与维护光伏发电站的防雷与接地保护措施需要进行监测和定期维护，以保证其有效性和稳定性。
监测内容包括接地电阻、避雷针和接地装置的状态等，维护工作主要包括接地装置的清洁、修复和更换等。
太阳能光伏系统的防雷和接地设计
太阳能光伏系统的防雷和接地设计摘要:本文结合光伏发电系统的实际，简要介绍了光伏系统防雷措施，阐述了光伏系统接地的设计要求，给出了防雷器的选型方案以及防雷器选型时重点考虑的参数。
关键词：太阳能光伏系统防雷接地设计引言：太阳能光伏系统与相关电器设备及建筑物有着直接连接，太阳能光伏电站为三级防雷建筑物，为避免雷击对光伏系统的损害，需要设置防雷与接地系统进行防护。
1光伏系统防雷措施(1)太阳能光伏系统或发电站地址选择要尽量避免放置在容易遭受雷击的位置和场合。
(2)尽量避免避雷针的投影落在太阳电池组件上。
(3)根据现场状况，采用抑制型或屏蔽型的直击雷保护措施，如避雷带、避雷网和避雷针等，以减小直击雷的概率，尽量采用多根均匀布置的引下线、接地体宜采用环形地网，引下线连接在环形地网的四周，以利于雷电流的散流和内部电位的均衡。
(4)建筑物内的设备综合布线保护采用金属管，要将整个光伏系统的所有金属物包括电池组件外框设备、机箱、机柜、外壳、金属线管等与联合接地体等电位连接，并且做到各自独立接地。
2光伏系统的接地要求(1)接地体接地体宜采用热镀锌钢材，其规格要求如下：钢管直径50 mm，壁厚不小于3.5 mm；角钢，不小于50 mmX50 mmX50 mm；扁钢，不小于40 mmX40 mm。
垂直接地体长度宜为1.5～2.5 m。
接地体上端距地面不小于0.7 m。
(2)接地线和接地引下线接地线宜短直，截面积为35-95 mm2，材料为多股铜线。
接地引下线长度不宜超过30 mm，其材料为镀锌扁钢，截面积不小于40 mmX4 mm或采用截面积不小于95 mm2的多股铜线。
接地引下线应作防腐绝缘处理，并不得在暖气地沟内布放，埋设时应避开污水管和水沟，裸露在地面以上部分应有防止机械损伤的措施。
(3)避雷针避雷针一般选用直径12～16 mm的圆钢，如果采用避雷带，则使用直径8 mm的圆钢或厚度4 mm的角钢，避雷针高出被保护物的高度，应大于等于避雷针到被保护物的水平距离，避雷针越高被保护范围越大。
光伏电站的防雷接地技术
光伏电站的防雷接地技术为确保光伏发电系统安全可靠运行，光伏发电系统的防雷设计也越来越受重视。
本文简单阐述光伏发电系统的防雷和接地技术。
标签：光伏电站；防雷；接地当前，我国太阳能光伏发电产业迅速发展，以不使用燃料，不产生噪声、废气优势，成为一种最具可持续发展理想能源，广泛应用于工业，农业、科技、国防、通信、交通等方面。
但光伏电站多建于偏远的地方，极易受雷击，造成设备受损和停电，甚至威胁人身安全。
因此，光伏发电系统的防雷和接地的设计就显得尤为重要。
一、雷电的危害雷电是非常常见的一种自然现象，产生于大气中带电云块之间或带电云层与地面之间。
多发生于山区，土壤电阻率突变和潮湿阴冷的地方和孤立高耸地物体上。
大气雷云对地面的放电呈现阶跃式，先出现“先驱放电”，放电脉冲以105～106m/s的速度和约30～100us的间隔阶跃式地向地面发展，当达到地面的距离为“击距”时，与地面物体向上产生的迎面先导会合，开始“主放电”阶段。
“主放电”的过程约为数十至数百微秒，速度为108/S，雷电流幅值可达数十至数百千安。
紧接着的“余光阶段”电流约数百安但持续时间约达到数十至数百毫秒。
也就是说放电时间极短，但是伴随着雷电的向地的闪击，将产生静电感应过电压、电磁感应过电压和电涌效应和热效应和机械效应，这些过电压和各种效应将会对电气设备、电子器件产生破坏性损伤。
太阳能光伏电站一般设置在开阔的地方，在雷电发生时，不管是感应雷，还是直击雷，都会有可能对孤立的电站发生巨大的雷击现象。
对于并网的光伏电站，不仅会造成太阳能组件和逆变器造成毁坏，而且会造成电网整个系统的瘫痪。
太阳能组件和逆变器及其他电气设备的造价昂贵，在整个投资中，占有绝对大的比例。
如果遭受雷击，带给光伏发电系统的不仅仅是经济的损失，更重要的关系到国民生计和国家安全的保证。
如果光伏组件遭到雷击，会造成该组组件发电功率降低，总发电量就会减少，经济效益就会下降。
如果逆变器遭到雷击，也有可能损坏，带来的后果是总投资额会增大，同时后期设备的维护费用也将使总投资额增加。
光伏系统防雷设计
光伏系统防雷设计随着人们环境保护意识的增强和太阳能光伏技术的发展，太阳能光伏并网发电系统的数量、规模和应用规模都在不断扩大，为确保太阳能光伏并网发电系统安全可靠运行，太阳能光伏并网发电系统的防雷设计也越来越受重视。
太阳能光伏并网发电系统的防雷与一般电器的防雷既有区别又有联系，因此要根据太阳能光伏并网发电系统的特点来合理设计可靠的防雷方案。
雷电的影响分析雷电是一种在大气中的放电的自然现象，它对大地的静电感应，使地面或建筑物表面形成异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可以击穿空气，开始游离放电，称之为“先导放电”。
云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达安装在地面或者其他建筑物上的光伏发电系统时以及其他建筑物时，便会产生由地面向云团的逆导主放电。
在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的雷电流，并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成雷电。
光伏电池板大多都是安装在室外屋顶或是空旷的地方，所以雷电很可能直接击中光伏电池板。
如果没有采取等电位连接和钳位措施而且避雷针引下线与导线、金属管道或电器设备的工作地线间的距离小于安全间距，雷击发生时，导线感应雷电流，或者雷击建筑物导致地电位抬高，都会使设备的电源线、信号线和接地线之间存在电位差，如果电位差超过设备的耐受能力，则该设备必然被击坏。
就光伏发电系统组成而言，晶体硅半导体材料是由PN结组成，光伏组件上安装有整流防倒流二极管等，在正常工作条件下，PN结能够承受包括静电感应电在内的高电压冲击，但是对于在雷电等高电场条件下工作就非常容易受到破坏。
雷电作用在光伏组件上轻则会造成组件PN结间击穿和防倒流二极管击穿，从而导致无法发电；重则会将控制器或者是逆变器、控制器到直流负载、逆变器到电源分配电盘以及配电盘到交流负载等的供电线路上产生浪涌电压，损坏外围的电气设备。
所以为了延长光伏供电系统的使用寿命，提高安全使用性能，减少损失，优化光伏发电系统的结构设计及研究新型的光伏发电系统用防雷器对于光伏行业的发展有着十分重要的意义。
光伏电站防雷设计
光伏电站防雷设计
电站防雷接地设计
Ø防雷接地设计应符合：
[1]光伏建筑的防雷等级分类及防雷措施应按《建筑物防雷设计规范》GB50057的相关规定执行，进行光伏系统防直击雷和防雷击电磁脉冲。
[2]光伏发电系统和并网接口设备的防雷和接地，符合《光伏（PV）发电系统过电压保护导则》（SJ/T11127）的规定。
[3]接地装置及设备接地按《交流电气装置的接地》（DL/T621）和《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》的有关规定进行设计。
光伏电站防雷电接地保护措施包括：光伏阵列支架防雷接地；相邻光伏阵列支架进行等电位联结；机房做好整体屏蔽和对外接地。
对需要接地的光伏发电系统设备，应保持接地的连续性和可靠性。
接地装置的接地电阻值必须符合设计要求。
当以防雷为目的的进行接地时，其接地电阻应小于10Ω。
光伏发电系统保护接地、工作接地、过压保护接地使用一个接地装置，其接地电阻不大于4Ω。
光伏系统通过在汇流盒和直流汇流箱增加直流防雷模块、交流配电柜增加交流防雷模块、通讯设备增加RS485总线防雷模块进行电涌保护，防感应雷。
光伏电站的防雷接地设计与铺设要点
光伏电站的防雷接地设计与铺设要点摘要：本文浅谈了地面并网光伏电站电气设计中一些需要关注的要点，并通过这几年的设计经验的总终结中提出一些相对合理的设计方案。
为广大设计同仁提出了一点参考和建议。
关键词：光伏电站；设计；电气系统为了保证光伏电站安全可靠运行，光伏电站中电气系统的设计就显得尤为重要，本文根据工程设计经验及相关规范，从电气主接线设计、防雷接地，电缆敷设等对光电站设计施工运行影响比较大几个方面对光伏电站的电气系统设计进行了探讨。
1、光伏电站电气主接线设计光伏电站光站用电系统电压采用0.38kV等级，站用电系统采用动力与照明网络共用的中性点直接接地系统。
当经济技术合理时，站用电工作电源从外网引接，备用电源由光伏电站发电母线引接，两路电源之间设置备用电源自动投入装置。
当光伏电站规模较小时，电站占地面积也较小，逆变器区域负荷用电建议自站用电低压配电装置引接；而光伏电站规模较大，占地较大，考虑电缆压降较大选取电缆截面较大，逆变器区域负荷用电建议由箱变低压侧引接，相邻箱变可互为备用。
2、光伏电站的防雷接地设计2.1 光伏电站防雷光伏电站的防雷是一个系统而且重要的工程，必须内部、外部措施综合考虑。
工程的防雷设计应本着遵循“整体防御、综合治理、多重保护、层层设防”的方针，依据相关规程、规范，力求最大限度地避免由于雷击造成重要设备损害。
雷击造成的危害有很多形式，主要包括直击雷击、感应雷击和雷电反击三种，在工程设计中，针对不同的建筑物和雷击形式，采用不同的防护措施如下：①直击雷防护，并网发电工程中，电池组件等光伏设备的布置区域广泛、高度差别不大，如设置独立避雷装置，保护范围有限，设置数量较多，会造成工程成本的增加，如果设置不当还会出现遮挡太阳光线、影响发电效率的情况。
对于光伏组件可采用把所有电池组件、方阵支架上的金属构件与站区内的主接地网有效相连的方式，以达到防雷的目的。
一旦出现直击雷击中电池组件的金属框架，已预先设计好的接地通路就可将雷电流顺利引入大地分散消除。
屋顶光伏电站防雷措施方案
屋顶光伏电站防雷措施方案1. 引言随着清洁能源的发展和应用日益广泛，屋顶光伏电站成为了一种常见的发电方式。
然而，雷击是光伏电站常见的安全隐患之一，不仅会导致设备损坏和停产，还可能引发火灾等严重后果。
因此，屋顶光伏电站必须采取有效的防雷措施以确保设备的安全运行。
2. 检测与预警系统首先，屋顶光伏电站应配置雷电检测与预警系统。
该系统可以通过监测和分析雷电活动的电磁波信号，提前预警雷电活动的强度和位置。
一旦检测到雷电活动，预警系统会及时发出警报，以保护光伏电站免受雷击的影响。
3. 避雷针和避雷网其次，屋顶光伏电站应安装避雷针和避雷网。
避雷针可以通过尖端产生电晕效应，对空气进行电离，从而减弱雷电对建筑物的吸引力，降低雷击的概率。
避雷网则可以将雷电引流到地下，防止雷击危害设备。
4. 避雷接地系统除了避雷针和避雷网，屋顶光伏电站还应配置完善的避雷接地系统。
该系统用于将雷电引导到地下，减少雷击对设备的冲击。
避雷接地系统应由足够大的铜制接地极、镀锌钢材和大量的接地体组成，以确保良好的接地效果。
5. 金属外壳和屏蔽层光伏电站的设备及线路应使用金属外壳和屏蔽层进行保护。
金属外壳可以有效地屏蔽电磁波，减少电磁干扰和雷击对设备的影响。
屏蔽层可以阻挡外部的电磁波干扰，保护光伏电站的正常工作。
6. 合理的设备布局在建设屋顶光伏电站时，需要合理规划和布置设备。
避免设备的密集布置以减少雷击的范围和影响区域。
另外，设备间应合理设置间隔和防雷隔离带，以减少雷击传导和蔓延的可能性。
7. 维护与检测为确保屋顶光伏电站的防雷措施有效，还需要定期进行维护和检测。
这包括检查避雷针和避雷网的完整性，清理避雷网络，及时修复或更换损坏的设备和线路，以及测试避雷接地系统的接地效果。
8. 培训与应急预案为了提高工作人员和维护人员的安全意识，屋顶光伏电站应组织相关培训。
培训内容包括防雷知识、操作规程、紧急处理措施等。
同时，电站应制定完善的应急预案，包括应对雷击事故的紧急处置措施和救援措施。
光伏发电系统避雷规范
4.5.3 接地和防雷设计太阳能光伏电站为三级防雷建筑物，防雷和接地涉及到以下的方面：（可参考GB50057 -94 《建筑防雷设计规范》）➢电站站址的选择;➢尽量避免将光伏电站建筑在雷电易发生的和易遭受雷击的位置;➢尽量避免避雷针的投影落在太阳电池组件上;➢防止雷电感应：控制机房内的全部金属物包括设备、机架、金属管道、电缆的金属外皮都要可靠接地，每件金属物品都要单独接到接地干线，不允许串联后再接到接地干线上。
➢防止雷电波侵入:在出线杆上安装阀型避雷器，对于低压的220/380V可以采用低压阀型避雷器。
要在每条回路的出线和零线上装设。
架空引入室内的金属管道和电缆的金属外皮在入口处可靠接地，冲击电阻不宜大于30欧姆。
接地的方式可以采用电焊，如果没有办法采用电焊，也可以采用螺栓连接。
➢接地系统的要求所有接地都要连接在一个接地体上，接地电阻满足其中的最小值，不允许设备串联后再接到接地干线上。
光伏电站对接地电阻值的要求较严格，因此要实测数据,建议采用复合接地体，接地机的根数以满足实测接地电阻为准。
➢光伏电站接地接零的要求电气设备的接地电阻R≤4欧姆，满足屏蔽接地和工作接地的要求。
在中性点直接接地的系统中，要重复接地，R≤10欧姆防雷接地应该独立设置，要求R≤30欧姆，且和主接地装置在地下的距离保持在3M以上。
总的来讲，光伏系统的接地包括以下方面。
➢防雷接地:包括避雷针、避雷带以及低压避雷器、外线出线杆上的瓷瓶铁脚还有连接架空线路的电缆金属外皮。
➢工作接地:逆变器、蓄电池的中性点、电压互感器和电流互感器的二次线圈。
➢保护接地:光伏电池组件机架、控制器、逆变器、以配电屏外壳、蓄电池支架、电缆外皮、穿线金属管道的外皮。
➢屏蔽接地:电子设备的金属屏蔽。
➢重复接地:低压架空线路上，每隔1公里处接地。
➢接闪器可以采用12mm圆钢，如果采用避雷带，则使用圆钢或者扁钢，圆钢直径≥48mm，厚度不应该小于等于4 mm2。
光伏组件防雷接地标准
光伏组件防雷接地标准主要依据GB 50057—2010《建筑物防雷设计规范》中的相关规定。
光伏方阵的光伏组件可利用其金属边框作接闪器、金属支架作接地线，场站内应采用由垂直接地极和水平接地极共同组成的人工接地网，利用∟50mm×50mm×5mm角钢作为垂直接地极，在土壤中的埋设深度不应小于0.5m，采用40mm×4mm扁钢作为水平接地极，挖沟埋设，垂直接地体的间距应大于埋深的两倍并均匀布置。
固定在同一金属框架上的光伏组件，其金属框架接地点应大于2点，且每个接地点间隔距离不大于25m。
光伏方阵的防雷接地应与其保护接地、系统接地以及设备机房的接地系统共用同一接地装置；共用接地装置的接地电阻，应符合各接地系统最小值的要求，一般不大于1Ω。
光伏方阵的防雷接地应与设备金属部分的防雷接地相连接，并在光伏组件的汇流箱内设置相应的过电压保护装置。
光伏电站防雷技术要求
光伏电站防雷技术要求
光伏电站防雷技术要求主要包括以下几个方面：
1. 接地系统：要求建立完善的接地系统，包括自然接地体和人工接地体，以降低雷击对光伏电站的影响。
2. 防雷器安装：在光伏电站中，需要安装防雷器，如避雷针、避雷带等，以防止直击雷对设备造成损坏。
3. 设备连接：要求将光伏板、逆变器等设备进行等电位连接，以减小雷击造成的电位差，从而减小雷击对设备的损坏。
4. 电缆屏蔽：要求对电缆进行屏蔽，以减小电磁脉冲对设备的干扰。
5. 设备维护：要求定期对防雷系统进行检查和维护，以确保其正常工作。
总之，光伏电站防雷技术要求是确保光伏电站安全稳定运行的重要保障。
在设计和施工过程中，应充分考虑各种因素，采取有效的防雷措施，以减小雷击对光伏电站的影响。
同时，应定期进行防雷检测和维护，确保防雷系统的有效性。
光伏发电站的防雷设计
光伏发电站的防雷设计O引言太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的青睐，在人们生活、工作中有广泛的作用。
太阳能光伏发电作为新兴的环保型发电产业，得到政府支持开场逐渐开展[l门，但国内尚没有一个独立的光伏电站的防雷接地设计标准来确保电站的平安持久运行。
目前，国内大都依据《建筑物防雷设计标准》l4]进展参照设汁，设计结果针对性不强，防雷接地效果有待验证。
太阳能电池板在太阳光照射下产生直流电，众多太阳能电池组件的直流输出是通过电缆串联、并联之后，沿电缆槽盒、电缆桥架等送至逆变器，经逆变器将直流逆变为交流并升压后送至电网的。
在整个太阳能光伏发电的环节中，直流输出局部占了很大的比例，可以说在大面积的太阳能电池方阵中，直流电缆、电缆桥架、直流汇流箱等电气设备是大量穿插布置的。
如果将光伏电站作为一个发电系统，按照电力系统的有关标准进展设计，关注的核心就会是电力系统交流电气设备的防雷接地，缺少了对直流电防护的要求。
光伏发电工程与电力系统中的常规电站、输变电系统不同，即使与小型的输变电工程相比，其重要程度和发生灾害后的损失程度也不同，简单地采用电力系统有关标准进展交流电气设备的防雷接地设计，是不满足光伏发电工程的特征要求的阎。
笔者以常州佳讯110.4k脚的光伏并网发电工程为例，探讨光伏发电防雷技术。
工程安装地为多雷区，电池板占地面积广，处在位置较高的屋顶，根据这些特点以及常州近60年雷暴日和近5年闪电数据，分析太阳能电池方阵遭受雷击可能性，并参照《建筑物防雷设计标准》(GB50057一)和《光伏发电站接入电力系统技术规定》(GB/219964一2005)问等研究太阳能发电站的防雷设计。
1工程简介本工程建立地位于江苏省南部，常州市新北区，属美丽富饶的长江金三角地区，江苏省平均年日照数为1400一3000h，太阳能资源年理论储量每平方米1130一1530kw时，每年每平方米地表吸收的太阳能相当于140一190kg标准煤热量，太阳能资源比较丰富，开发利用前景较为广阔。
太阳能光伏发电系统防雷工程设计
太阳能光伏发电系统防雷工程设计摘要：太阳能光伏发电系统属于一种新型的发电系统，因为其自身以及布局的特殊性，所以其极容易引发雷电灾害。
因此，必须要积极做好太阳能的雷电防护工作。
本文首先阐述了雷电对太阳能光伏发电系统所造成的危害，接着简单概况了防雷设计原则，最后着重对太阳能光伏发电系统的防雷工程设计方式展开分析探讨。
关键词：太阳能；光伏发电系统；防雷工程；设计引言近些年来，随着社会的不断发展，我国的太阳能发电产业也得到迅猛发展，特别是光伏发电系统应用极为普遍。
太阳能光伏发电的主要原理是借助于太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能，该系统大体上为独立系统与并网系统。
因为大多数太阳光伏发电系统在距离电网较远的区域建设布局或者是用作野外移动式便携电源，特别容易受到雷电袭击，轻则造成仪器设备受损或者是出现停电故障，严重时甚至对人身安全构成严重威胁。
所以对太阳能光伏发电系统防雷工程进行合理设计就显得至关重要。
1.雷电对太阳能光伏发电系统的危害1.1直击雷的危害所谓直击雷是指雷电积云和大地设备或者是线路之间产生十分强烈的放电现象。
雷电流穿过被击物体的过程中，将会形成破坏力度较大的热效应以及机械力效应。
太阳能光伏发电系统或者是机房建筑物一旦受到雷电的直接袭击势必会出现设备损坏以及人员伤亡等严重的危害。
1.2感应雷的危害雷电放电主通道没有经过被保护物，但放电时会产生较大的瞬变电磁场在周边的导体中感应到电磁脉冲，即感应雷。
感应雷会凭借两类方式入侵到导体之内。
①静电感应：当雷电发生在架空线路周边区域时,在静电感应的影响下架空线积聚许多相反电荷,产生暂态过电压波。
过电压波快速经架空线入侵到网络设备并对其造成一定的破坏；②电磁感应：雷电击中避雷装置时,因为雷电流幅值增大，在雷电流通道周围产生强感应电磁场。
此种磁场往往会于电源线上直接加以感应,且借助于感应过电压的方式进入网络系统中,对网络设备进行不同程度的破坏。
光伏发电站防雷接地设计
光伏发电站防雷接地设计1. 综述雷电击中物体会产生强烈的破坏作用。
防雷是人类同自然斗争的一个重要课题，安装避雷针是人们行之有效的防雷措施之一。
避雷针由接受器、接地引下线和接地体（接地极）三部分串联组成。
避雷针的接受器是指避雷针顶端部分的金属针头。
接受器的位置都高于被保护的物体。
接地引下线是避雷针的中间部分，是用来连接雷电接受器和接地体的。
接地引下线的截面积不但应根据雷电流通过时的发热情况计算，使其不会因过热而熔化，而且还要有足够的机械强度。
接地体是整个避雷针的最底下部分。
它的作用不仅是安全地把雷电流由此导入地中，而且还要进一步使雷电流在流入大地时均匀地分散开去。
避雷针的工作原理就其本质而言，避雷针不是避雷，而是利用其高耸空中的有利地位，把雷电引向自身，承受雷击。
同时把雷电流泄入大地，起着保护其附近比它矮的建筑物或设备免受雷击的作用。
避雷针保护其附近比它矮的建筑物或设备免受雷击是有一定范围的。
这范围像一顶以避雷针为中心的圆锥形的帐篷，罩在帐篷里面空间的物体，可以免遭雷击，这就是避雷针的保护范围。
在避雷针保护范围的计算方法主要有“折线法”和“滚球法”。
其中“折线法”在电力系统中应用较多，也比较成熟原来也称为“规程法”，因最早在电力行业标准DL/620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中应用，后来GB/T 50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》中进行了优化；“滚球法”在国标GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》中进行了说明。
根据相关论文的描述，“滚球法”比“折线法”规定相对严格一些，同样的计算条件下，折现法的避雷针保护范围与滚球法中的三级防雷建筑类似。
对于光伏发电站，根据DL/T 1364-2014 《光伏发电站防雷技术规程》和GB/T32512-2016《光伏发电站防雷技术要求》的规定，采用滚球法进行防雷计算。
2. 防雷设计要求备注：本部分内容，主要依据DL/T 1364-2014 《光伏发电站防雷技术规程》、GB/T32512-2016《光伏发电站防雷技术要求》和GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》的规定进行说明。
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·106·可再生能源Renewable Energy Resources第28卷第4期2010年8月Vol.28No.4Aug.20100引言独立光伏电站的防雷问题是非常重要的，它直接关系到人身和设备的安全。
独立光伏电站大多安装在偏远的山区，容易受到雷击而损坏设备，造成停电故障，因此，必须充分地重视独立光伏电站的防雷设计工作。
只有做好了独立光伏电站的防雷设计，才能提高电站运行的稳定性和可靠性。
1独立光伏电站易遭雷击的主要部位独立光伏电站主要由太阳能电池方阵、控制器、逆变器、蓄电池组、交流配电柜和低压架空输出线路组成。
独立光伏电站易遭受雷击的部位有两处：太阳能电池板和机房［1］。
电池板是由真空钢化玻璃夹层和四周的铝合金框架组成，铝合金框架与金属支架连接。
电池板易遭受直击雷侵袭，也易遭受感应雷侵袭。
机房内有控制器、逆变器、交流配电柜等电气设备，易遭受感应雷和雷电波的侵入；另外，在雷电的作用下，雷电波也可能侵入机房内，危及人身安全或损坏设备，严重的雷电袭击会对整个独立光伏电站造成极大的破坏。
独立光伏电站投资巨大，电站的防雷非常重要。
在进行系统的防雷设计时，必须做到全方位防护，既要经济合理，又要安全有效，以确保独立光伏电站设备的安全。
2独立光伏电站的防雷保护装置设计避雷针是防护直击雷破坏的主要装置，在一般的民用建筑中得到了广泛的应用。
《建筑物防雷设计规范》对非建筑类工业露天场地是否安装避雷针有明确的规定：当场地内预计雷击次数N ≥0.06次/a 时，宜设置独立避雷针，以防直击雷［2］。
根据青海省独立光伏电站所在地区年平均雷暴日数及太阳电池阵列占地面积等基础数据，计算出不同地区太阳电池阵列年预计雷击次数N ＜0.06次/a ，故独立光伏电站场区内可以不进行直击雷防护。
对感应雷和雷电波的防护，工程中选用避雷器。
避雷器是用来限制沿线路侵入的雷电过电压（或因操作引起的内过电压）的一种保护设备。
在独立光伏电站防雷系统独立光伏电站的防雷设计摘要：指出了独立光伏电站易遭受雷击的主要部位，针对独立光伏电站防雷设计进行了详细的论述。
在独立光伏电站的防雷设计中，应当选择合理的设计方案，采取有效措施，才能保证独立光伏电站长期稳定、安全、可靠的运行。
关键词：光伏电站；防雷；设计中图分类号：TK519；TM86文献标志码：B文章编号：1671-5292（2010）04-0106-03吴国楚（青海新能源（集团）有限公司，青海西宁810008）Lightening protection design for stand-alone PV power stationWU Guo-chu（Qinghai New Energy （Group ）Co.,Ltd.，Xining 810008，China ）收稿日期：2009-11-05。
作者简介：吴国楚（1973-），男，黑龙江双城人，助理研究员，研究方向为新能源研究及利用技术。
E-mail ：wuguochu@Abstract:This paper pointed out the main parts that are vulnerable to lightening,and put forward the lightening protection design for stand-alone PV power station.It explained that the effective mea -sures and the effective &reasonable design plans should be adopted in lightening protection for stand-alone PV power station,which will ensure the long-term stability,safety and reliability of the running the stations.Key words:PV power station ；lightening protection ；design·107·设计中，我们选用了MYS5和MYS8系列过电压保护器。
3太阳电池阵列的防雷设计3.1直击雷防护设计光伏阵列中，太阳电池板四周的铝合金框架与支架导通连接，所有支架均采用等电位连接接地，来防护直击雷。
在直击雷发生之时，其感应电荷主要集中在太阳能电池板的铝框架上。
防直击雷原理如图1所示，其中：R AI 为电池方阵铝框架电阻，R AI =0；R C 为电池方阵电阻，R C ≥100M Ω；R g 为接地电阻，R g ≤10Ω。
由于太阳能电池板是由抽真空的钢化玻璃夹层组成，其本身就是绝缘体，R C ＞＞R AI 。
所以当雷击发生时，强大的电磁场在电池板平面内会出现磁通量的急剧变化，该平面内的导体上会产生过电压和过电流，该过电压和过电流只会产生于铝合金框架闭合回路上，并通过R AI 和R g 进入大地。
3.2静电感应过电压防护设计如果直击雷或云间雷发生在太阳能电池板的附近，则会在电池板上产生静电感应雷电过电压。
由于电池板的正负导线相距很近，则在两导线上同时形成对地静电感应过电压U C 。
U C =U e -t/RC U =Q ／C式中：Q 为导线上感应积累的电荷量，C ；U 为发生闪电时，导线对大地间的电压，V ；R 为导线对大地散流电阻，Ω；C 为导线对雷云间的电容，F ；t 为闪击发生后延续时间，s 。
可见，电池板内部正负导线回路中没有静电过电压产生，即静电感应雷击对电池板内部回路没有损坏。
当电池板附近发生直击雷和云间雷击时，强大的电磁场在电池板平面内会出现磁通量的急剧变化，该平面内的导体上会产生过电压和过电流。
显然该过电压和过电流只会产生于铝合金框架闭合回路上，并通过支架进入大地。
因此，电磁感应过电压不会对太阳能电池板产生冲击损坏。
另外，太阳能电池方阵的高度远低于低压架空输出线电杆高度，故而电杆接地可以作为电池方阵的避雷防护措施之一。
4直流输入、输出电缆的防雷设计太阳能电池板背面引出的导线采用BV -1×6mm 2型电缆线，导线的脉冲绝缘耐压大于30kV ，与供电系统设备达到绝缘配合。
同时在太阳电池阵列后面的汇线箱内加装了过电压保护器，即分别在正极对地、负极对地间安装过电压保护器MYS5-385/40与MYS8-FD2串联组合体。
光伏阵列至机房控制器的直流电缆采用铠装电缆，其金属外皮均同太阳电池阵列支架连接，并可靠接地，同时在控制器的直流输入端同样将铠装电缆的金属外皮可靠接地，这样就避免了雷电波通过直流输入、输出线进入机房，从而避免了控制器等电气设备遭受感应雷的侵袭。
为了避免太阳能电池方阵、供配电系统和架空线输电系统之间的电位反击，须将太阳能电池板四周铝合金边框、支架、供配电设备外壳保护接地，架空电杆均应采用等电位连接接地。
平时，还要经常检查防雷器件。
每年雨季前应对防雷装置做一次系统检查，如果器件损坏一定要及时更换。
雷雨后，更应注意对防雷装置的巡视，如发现防雷装置有熔化或损坏的，光伏阵列汇线盒中的防雷模块被烧毁、腐蚀和锈蚀的，应及时予以更换，否则可能因此遭受雷击。
另外，须检查出线杆上避雷箱内的防雷模块是否被击穿。
如果此模块已被击穿，应更换新的防雷模块。
除此之外，还要定时检查引下线各部分连接是否良好，检查固定避雷器是否安装牢固，检查各部分腐蚀和锈蚀的情况。
5机房内设备的防雷设计对机房内的设备，只须进行感应雷电（静电感应、电磁感应）和雷电波的防护。
控制器保护是在太阳电池阵列的汇线箱内和控制器的输入端加装过电压保护器。
逆变器输入端与蓄电池并联，输出端和交流配电柜输入端相连接，因此对逆变器的保护是在逆变器的输出端（即在火线与地间、零线与地间和火线与零线间）安装过电压保护器。
同时，机房内各设备均可靠接地，并与阵列、外架线路的接地体，保持同一电位，以防止雷电波的侵入和感应雷。
对交流配电柜的保护是在交流配电柜的输出端，即架空线路的火线与地间、零线与地间和火线与零线间安装过电压保护器。
此防雷器件全部安装于防雨防尘的避雷箱内，固定在架空线杆上，固定位置距架空线接地处越近越好。
控制器内被保护的器件主要是IGBT ，其正负极间直流耐压一般大于500V ，其脉冲耐压预计是1300V ，电池板正负极间正常工作电压为直流260V （但在很长时间图1防直击雷原理图Fig.1Direct Lightning Protection DiagramR AIR CR g吴国楚独立光伏电站的防雷设计·108·可再生能源2010，28（4）达到390V ），要达到此雷电防护目的，在控制器进行一级保护是不可能的，必须采用两级防护。
两级防护方案：在电池板背后的汇线箱内进行一级防雷保护，分别在正极对地、负极对地间安装过电压保护器MYS8-385/40与MYS8-FD2串联组合体；在控制器内的输入端，分别在正极对地、负极对地间安装过电压保护器MYS5-275/20；电池板背后的汇线箱与控制器间距应大于10m 。
控制器防雷保护原理如图2所示。
逆变器输入端与蓄电池并联，输出端和交流配电柜输入端连接，逆变器的对地脉冲绝缘耐压2.5kV 。
根据感应雷分配原则，在逆变器的输出端须进行纵横向全模保护，即在火线与地间、零线与地间安装过电压保护器MYS5-385/20与MYS5-FD2串联组合体；在火线与零线间安装过电压保护器MYS5-320/20与MYS5-FD2串联组合体（图3）。
距交流配电柜几米处有8m 高的220V 架空线杆，对架空线进行防雷保护即可保护配电柜。
交流配电柜的输出电压为220V ，为防止感应雷电流从外界直接进入供电系统，分别在交流配电柜输出端，即架空线的火线与地间、零线与地间安装过电压保护器MYS8-385/40与MYS8-FD2串联组合体；火线与零线间安装过电压保护器MYS5-320/20与MYS5-FD2串联组合体。
此防雷器件全部安装于防雨防尘的避雷箱内，固定在架空线杆上，距架空线接地处越近越好，避雷箱距逆变器的输出端应大于10m 。
交流配电柜防雷保护原理如图4所示。
6输电线路的防雷设计在架空线路的火线与零线间安装防雷器件（电压保护器MYS5-320/20与MYS5-FD2串联组合体），此防雷器件安装在防尘防雨的避雷箱内，固定在架空线路出线杆上，防止雷电波通过输出线进入机房，避免交流配电柜等电气设备遭受雷电波的侵袭（图5）。
7独立光伏电站接地装置独立光伏电站接地装置的作用是把雷电流尽快地散逸到大地。
接地装置包括接地体、接地线和接地引入线，对接地装置的要求是要有足够小的接地电阻和合理的布局。