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雷雨天氣,光伏系統(tǒng)會(huì)引發(fā)觸電風(fēng)險(xiǎn)嗎?如何防雷??
來(lái)源:浙江格亞電氣有限公司???
發(fā)布時(shí)間:2025-09-22 22:08:20
**雷雨天氣下,光伏系統(tǒng)可能引發(fā)觸電風(fēng)險(xiǎn),但通過(guò)科學(xué)防雷措施可有效規(guī)避。**以下從風(fēng)險(xiǎn)成因與防護(hù)策略?xún)煞矫嬲归_(kāi)分析:
### **一、雷雨天氣下光伏系統(tǒng)的觸電風(fēng)險(xiǎn)成因**
1. **直擊雷危害**
雷電流直接擊中光伏板或支架時(shí),瞬時(shí)電壓可達(dá)數(shù)百萬(wàn)伏,電流達(dá)幾十至幾百千安。高溫熔化線路、擊碎組件,同時(shí)可能引發(fā)地電位反擊——若接地電阻過(guò)高(如>10Ω),雷電流泄放不暢會(huì)導(dǎo)致設(shè)備外殼電位驟升,形成跨步電壓或接觸電壓,威脅人身安全。
2. **感應(yīng)雷過(guò)電壓**
雷擊附近地面時(shí),電磁感應(yīng)在直流線路中產(chǎn)生陡波過(guò)電壓(上升時(shí)間<1μs),可能擊穿逆變器絕緣層,導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部短路或電弧放電。
3. **設(shè)備帶電風(fēng)險(xiǎn)**
雷雨天氣中,金屬支架和設(shè)備可能因電磁感應(yīng)產(chǎn)生高電壓;若設(shè)備絕緣破損或受潮,原本不帶電部位可能帶電,增加觸電概率。
### **二、光伏系統(tǒng)防雷關(guān)鍵措施**
#### **1. 主動(dòng)引雷:避雷針與接閃器**
- **避雷針部署**:在光伏陣列最高點(diǎn)安裝避雷針或避雷帶,保護(hù)范圍需覆蓋整個(gè)陣列。例如,100MW電站采用“ESE避雷針+多塔布局”,雷擊跳閘率從年均2.3次降至0.4次。
- **材料選擇**:沿海或高腐蝕環(huán)境推薦玻璃鋼避雷針(重量?jī)H為金屬的1/3,耐鹽霧腐蝕,壽命超30年);高海拔山區(qū)選用13米玻璃鋼避雷針,可抵御-40℃至80℃極端溫度。
#### **2. 高效泄流:接地系統(tǒng)優(yōu)化**
- **接地電阻控制**:綜合接地電阻≤4Ω,采用鍍錫銅覆鋼絞線(截面積≥120mm2),埋深≥0.8m。高土壤電阻率區(qū)域可通過(guò)深井接地(深度>20米)或柔性接地技術(shù)(如HD-R10)降低電阻。
- **等電位連接**:將光伏組件邊框、支架、電纜金屬護(hù)套等所有金屬部件通過(guò)專(zhuān)用銅質(zhì)帶或線連接,形成連續(xù)等電位體,減少電位差。例如,某電站通過(guò)等電位連接,將接觸電壓從50V降至10V以下。
#### **3. 精細(xì)抑制:浪涌保護(hù)與屏蔽**
- **多級(jí)浪涌保護(hù)**:
- 光伏板輸出端安裝Ⅰ級(jí)電源浪涌保護(hù)器(通流量25kA-80kA);
- 逆變器、蓄電池等設(shè)備內(nèi)安裝Ⅱ級(jí)電涌保護(hù)器;
- 逆變器輸出端若連接重要負(fù)載,需加裝Ⅲ級(jí)浪涌保護(hù)器。
某電站采用同為(TOWE)多級(jí)光伏浪涌保護(hù)器后,設(shè)備雷擊損壞率下降80%。
- **電纜屏蔽**:使用屏蔽電纜并可靠接地,減少雷電感應(yīng)電流干擾。例如,某山地電站通過(guò)屏蔽電纜改造,將感應(yīng)雷故障率從15%降至3%。
#### **4. 智能監(jiān)測(cè)與維護(hù)**
- **接地電阻檢測(cè)**:每半年檢測(cè)一次接地電阻,確保符合設(shè)計(jì)要求(如綜合接地≤4Ω)。
- **防雷設(shè)施巡檢**:定期檢查避雷針、引下線、接地體完整性,以及浪涌保護(hù)器工作狀態(tài)。雷雨季節(jié)前后加強(qiáng)巡視,及時(shí)修復(fù)斷裂導(dǎo)線或銹蝕接地極。
- **應(yīng)急預(yù)案**:制定雷電災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案,包括緊急停機(jī)程序、雷后檢查流程等。例如,某電站通過(guò)應(yīng)急演練,將雷擊后恢復(fù)時(shí)間從4小時(shí)縮短至1小時(shí)。
### **三、特殊場(chǎng)景防護(hù)建議**
- **水上光伏**:采用可升降避雷針(如揚(yáng)博YBK系列),非雷電時(shí)期降低高度減少水面反光干擾,雷電來(lái)臨時(shí)自動(dòng)升高至保護(hù)位置。
- **小型電站(≤1MWp)**:可利用建筑結(jié)構(gòu)防雷,無(wú)需單獨(dú)設(shè)置避雷針,但需確保建筑防雷系統(tǒng)與光伏設(shè)備等電位連接。
- **高海拔山區(qū)**:避雷針需具備抗極端溫度能力(如-40℃至80℃),并采用模塊化設(shè)計(jì)(每段≤6米),便于檢修。
### **一、雷雨天氣下光伏系統(tǒng)的觸電風(fēng)險(xiǎn)成因**
1. **直擊雷危害**
雷電流直接擊中光伏板或支架時(shí),瞬時(shí)電壓可達(dá)數(shù)百萬(wàn)伏,電流達(dá)幾十至幾百千安。高溫熔化線路、擊碎組件,同時(shí)可能引發(fā)地電位反擊——若接地電阻過(guò)高(如>10Ω),雷電流泄放不暢會(huì)導(dǎo)致設(shè)備外殼電位驟升,形成跨步電壓或接觸電壓,威脅人身安全。
2. **感應(yīng)雷過(guò)電壓**
雷擊附近地面時(shí),電磁感應(yīng)在直流線路中產(chǎn)生陡波過(guò)電壓(上升時(shí)間<1μs),可能擊穿逆變器絕緣層,導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部短路或電弧放電。
3. **設(shè)備帶電風(fēng)險(xiǎn)**
雷雨天氣中,金屬支架和設(shè)備可能因電磁感應(yīng)產(chǎn)生高電壓;若設(shè)備絕緣破損或受潮,原本不帶電部位可能帶電,增加觸電概率。
### **二、光伏系統(tǒng)防雷關(guān)鍵措施**
#### **1. 主動(dòng)引雷:避雷針與接閃器**
- **避雷針部署**:在光伏陣列最高點(diǎn)安裝避雷針或避雷帶,保護(hù)范圍需覆蓋整個(gè)陣列。例如,100MW電站采用“ESE避雷針+多塔布局”,雷擊跳閘率從年均2.3次降至0.4次。
- **材料選擇**:沿海或高腐蝕環(huán)境推薦玻璃鋼避雷針(重量?jī)H為金屬的1/3,耐鹽霧腐蝕,壽命超30年);高海拔山區(qū)選用13米玻璃鋼避雷針,可抵御-40℃至80℃極端溫度。
#### **2. 高效泄流:接地系統(tǒng)優(yōu)化**
- **接地電阻控制**:綜合接地電阻≤4Ω,采用鍍錫銅覆鋼絞線(截面積≥120mm2),埋深≥0.8m。高土壤電阻率區(qū)域可通過(guò)深井接地(深度>20米)或柔性接地技術(shù)(如HD-R10)降低電阻。
- **等電位連接**:將光伏組件邊框、支架、電纜金屬護(hù)套等所有金屬部件通過(guò)專(zhuān)用銅質(zhì)帶或線連接,形成連續(xù)等電位體,減少電位差。例如,某電站通過(guò)等電位連接,將接觸電壓從50V降至10V以下。
#### **3. 精細(xì)抑制:浪涌保護(hù)與屏蔽**
- **多級(jí)浪涌保護(hù)**:
- 光伏板輸出端安裝Ⅰ級(jí)電源浪涌保護(hù)器(通流量25kA-80kA);
- 逆變器、蓄電池等設(shè)備內(nèi)安裝Ⅱ級(jí)電涌保護(hù)器;
- 逆變器輸出端若連接重要負(fù)載,需加裝Ⅲ級(jí)浪涌保護(hù)器。
某電站采用同為(TOWE)多級(jí)光伏浪涌保護(hù)器后,設(shè)備雷擊損壞率下降80%。
- **電纜屏蔽**:使用屏蔽電纜并可靠接地,減少雷電感應(yīng)電流干擾。例如,某山地電站通過(guò)屏蔽電纜改造,將感應(yīng)雷故障率從15%降至3%。
#### **4. 智能監(jiān)測(cè)與維護(hù)**
- **接地電阻檢測(cè)**:每半年檢測(cè)一次接地電阻,確保符合設(shè)計(jì)要求(如綜合接地≤4Ω)。
- **防雷設(shè)施巡檢**:定期檢查避雷針、引下線、接地體完整性,以及浪涌保護(hù)器工作狀態(tài)。雷雨季節(jié)前后加強(qiáng)巡視,及時(shí)修復(fù)斷裂導(dǎo)線或銹蝕接地極。
- **應(yīng)急預(yù)案**:制定雷電災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案,包括緊急停機(jī)程序、雷后檢查流程等。例如,某電站通過(guò)應(yīng)急演練,將雷擊后恢復(fù)時(shí)間從4小時(shí)縮短至1小時(shí)。
### **三、特殊場(chǎng)景防護(hù)建議**
- **水上光伏**:采用可升降避雷針(如揚(yáng)博YBK系列),非雷電時(shí)期降低高度減少水面反光干擾,雷電來(lái)臨時(shí)自動(dòng)升高至保護(hù)位置。
- **小型電站(≤1MWp)**:可利用建筑結(jié)構(gòu)防雷,無(wú)需單獨(dú)設(shè)置避雷針,但需確保建筑防雷系統(tǒng)與光伏設(shè)備等電位連接。
- **高海拔山區(qū)**:避雷針需具備抗極端溫度能力(如-40℃至80℃),并采用模塊化設(shè)計(jì)(每段≤6米),便于檢修。
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