某光伏发电站光伏区方阵雷击案例分析

案例1-4 某光伏发电站光伏区方阵雷击案例分析

一、事件经过

2019年07月18日，江西余江某20MWp光伏电站在日常巡检过程中，发现2方阵7#组串有多块组件接线盒有鼓包现象，现场进行测量开路电压为12.25V,远远低于组件额定值37.7V。检查汇流箱内的浪涌保护器大部分损坏。

经现场排查，2方阵7#、8#、10#组串接线盒有鼓包击穿现象，汇流箱支路保险击穿（故障现场如图1-4所示）

图1-4 故障照片（组件接线盒二极管击穿）

雷击组件正常组件

图1-5 组件电压检测照片

二、处理过程

1.组织对雷击区域进行组件，并进行更换

经现场检测统计，因雷击造成组件损坏共计242块，分布在#2、5#、10#方阵。运维单位组织编制《光伏区雷击组件维修施工方案》，将故障组件全部更换。在光伏组件边框安装线径不小于4cm²接地线，组件与组件之间使用小接地线进行有效连接，接地线紧固螺丝全部更换并做防腐处理

2.完成光伏防雷汇流箱浪涌保护器、支路保险检测。并不合格保险进行更换。

3.设备引下线更换为50*5截面的热镀锌扁钢，测量接地电阻合格。接地装置刷防腐漆。

三、原因分析

直接原因：本次雷击事故主要发生在光伏区2#、5#、10#方阵，周边地势平坦，无较高树木，不具备引雷条件，且和其他方阵距离也很近，根据现场情况来看，没有特殊性，所以发生雷击事件应属于偶然原因，排除周边环境引雷的可能。

一般雷击对光伏场地阵列产生的损害主要分为以下几点：

①对太阳能组件的损害。太阳能电池由半导体硅材料制作而成，雷击主要会对硅材料或体内PN结产生伤害，破坏电池片PN结晶体场，使电池片PN结产生缺陷，引起杂质的迁移，最终会导致半导体寿命下降，影响太阳能电池组件的使用寿命或直接造成组件的损坏；

②对保护器件的损害。对浪涌保护器（SPD）破坏性冲击，造成功能失效，如未及时发现，将无法保护设备而引起损失；对组件旁路二极管造成破坏，雷电的过电流极易损坏旁路二极管，导致组件的保护功能损坏。

现场经第三方防雷检测机构测量光伏区主接地网未采用50*5截面的热镀锌扁钢，设备引下线未采用50*5截面的热镀锌扁钢，接地电阻不合格。接地装置严重腐蚀生锈。光伏支架和光伏组件边框接地线线径和材质不符合设计要求，组件与组件之间大部分未跨接接地。接地线紧固螺丝全部锈蚀（如图1-6所示）。

图1-6 现场接地扁铁照片

此次雷击事故的发生，暴露出电站在施工建设时，防雷接地未按设计要求施工，且现场在雷雨季节到来之前，未定期组织开展防雷接地测试，巡视过程中，对组件接地线脱落、锈蚀未进行全面分析和整改。

四、防治对策

该电站地处江西，夏季多雨，且本地处于雷区，针对此次事故现场进行以下整改：

1.此次雷击事故的发生，暴露出电站在施工建设时，防雷接地未按设计要求施工，安排对光伏区接地网系统进行整改处理。

2.光伏支架和光伏组件边框接地线按设计要求更换为不小于4cm²接地线，组件与组件之间应做跨接线并接地。接地线紧固螺丝全部更换并做防腐处理。

3.在运行维护过程中，定期检查汇流箱保护器，定期对汇流箱、组件进行可靠性接地试验，对不合格部位及时进行整改。

五、案例点评

由本案例可见，安全质量管控需从工程建设时期抓起。隐性的施工安装质量问题可能会带来严重后果，造成极大的经济损失，甚至造成运行人员人身伤害。因此，在电站建设期必须严格按照设计要求施工，建立并严格执行一套完善的责任追究制度，强化建设、施工、监理以及运维单位各层级责任追溯还是十分必要的。