光伏电站之组件防雷接地探讨

光伏组件防雷接地设计探讨

当前国内光伏电站建设如火如荼，光伏组件接地各设计、实施方案仍存在差异。

1、部分光伏组件通过其本体与钢支架连接即可；

2、部分光伏组件通过接地线（2.5mm2）完成光伏组件的串接再与光伏支架连接，更有光伏组件企业以满足组件与支架的接触电阻的要求组件间的接地线采用4.0mm2。

3、部分光伏组件通过法兰带锯齿螺栓连接等。

防雷设计的目的是通过低接地电阻释放雷电能量。新颁布的GB50169-2016《电气装置安装工程-接地装置施工及验收规范》4.5.2中规定地面光伏方阵的光伏组件可以利用其金属边框作接闪器，金属支架作接地线，其材料和规格应能承受泄放预期雷电流时产生的机械效应和热效应。规范中要求比较含糊。光伏组件接地设计、实施时，如何做到安全、经济，值得大家探讨。

从其他行业看，根据我国通信行业标准《通信局（站）防雷与接地工程设计规范（YD5098-2005）》的相关研究表明：在数百个因雷击造成设备损坏的基站中，接地在5欧以下的占74%，5~10欧的占19%，10欧以上的只占7%。大量统计数据表明，并不是接地电阻越小，遭雷害的概率越小。基站雷害同接地电阻值不是对应的关系。目前基站设备受到雷击损坏的主要原因是机房等电位连接不好和没有适当的雷电过电压保护措施。

又据有关资料，日本在20世纪70年代，花了三年时间对419个微波站的雷击事故进行了调查统计，结果也表明雷电事故与微波站的接地电阻几乎没有关系。

回到光伏行业，目前国内光伏板的生产板有严格的封装工艺，内有背板、EVA薄膜等封装材料，并经高温层压工艺处理，不仅防水防潮，这些材料还有良好的耐候性和阻燃性，以使光伏产品的发电效率不会受到气候变化、环境变化的影响。所以，光伏板不会受潮”。即便遇见雷击，系统本身带有防雷装置，在系统组成部分的汇流箱、逆变器等电器设备中都加入了防雷模块，可防护间接雷击。而且汇流箱、逆变器等设备线路都有过载保护的功能，如遇异常电压，系统会自动关闭断开。

综合上述及结合本人多年的光伏电站监理项目，在光伏电站在满足4欧接地电阻要求时，仍需进行特殊接地要求，这种做法不能一概而论。对此建议如下：

１、有必要对光伏电站主要设备、材料进行必要的监造。从光伏板的制造工艺、汇流箱、逆变器等设备中的防雷模块及设备各线路的过载保护功能和分、断能力进行预控；

２、对于带金属边框组件安装设置防震胶垫的，必须设计要求通过接地线完成串接后与支架有效连接（建议：每一组串单独两点与支架有效连接，而不是每一个支架组串接后与支架有效连接）；对于

无边框的组件也要设计设置合理的接闪器或均压环；对于采用法兰锯齿螺母紧固的安照规范要求进行连接即可。

３、对于农光互补、农业大棚等人员比较活动频繁的区域，要考虑到跨步电压的伤害，要保证接地直埋深度，采取能隐蔽的尽量隐蔽、不能隐蔽的设置保护管的方式进行有效连接；

４、为便于后续维护及检查，设置一定数量的接地检查井。

总之，光伏组件防雷接地有它的特殊性，除要符合国家相关规范要求外，还要对不同形式、不同地理环境作相应的深化设计，满足光伏电站对防雷的要求，最终实施安全、经济的防雷设置。

储乐峰

2017.07．26