摘要：光伏發(fā)電站的防雷裝置系統(tǒng)直接影響到設備是否能夠正常運轉和工作人員的安全，文章主要是對雷擊靜電對太陽能光伏發(fā)電站的危害進行有關方面的闡述，同時對光伏發(fā)電站防雷檢測的方法展開相應的分析，并對其中存在的各項問題提出有效的應對措施，從而保證太陽能光伏發(fā)電站的防雷檢測能夠發(fā)揮良好的作用。
要做好并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電站系統(tǒng)的防雷裝置檢測，應先熟悉并網(wǎng)光伏發(fā)電站系統(tǒng)的原理和結構，掌握防雷檢測部位及關鍵環(huán)節(jié)，并結合光伏電站所在區(qū)域的自然氣候條件等，分區(qū)域對防雷裝置進行細致的檢測、檢查，以確保測試的完整性和測試效率。
一、太陽能光伏發(fā)電站的影響因素
1.1 設備因素
發(fā)電系統(tǒng)一般是由眾多設備共同構成，一旦其中設備運行出現(xiàn)故障問題，那么會直接對整體發(fā)電效率帶來不利影響。但是現(xiàn)階段在發(fā)電站設計及建設過程中，由于缺乏前期的科學調研工作，最終可能會因為各類設備選型不恰當而直接影響了它們本身的運行效率，進而會對整個發(fā)電站本身發(fā)電效率產生不利影響。
1.2 技術因素
技術是第一生產力，也是促進其運行過程中發(fā)電效率提升的核心要素。但是在現(xiàn)階段發(fā)電站建設及運維工作實踐中沒有結合實際的情況來靈活地引進一些符合時代發(fā)展潮流的新技術、新方法等，建設中沒有有效融合一些信息化建設技術，以至于直接影響了發(fā)電站的發(fā)電效率。
1.3 環(huán)境因素
光伏發(fā)電站正常運行主要依賴于太陽能，為了可以對整個光伏發(fā)電體系的供電效果進行有效控制，需要在提升太陽輻射能的基礎上，盡可能地確保電力生產或輸送體系運行效率。然而，在實際的光伏發(fā)電站日常生產及運營過程中卻容易受到外在環(huán)境因素的干擾，如在接收光伏發(fā)電站期間如果受到雨雪或雷雨等惡劣環(huán)境條件的影響，那么就會給最終的發(fā)電效率產生負面影響。又或者，由于發(fā)電站所處的地理條件及位置有所不同，那么實際的運行條件及環(huán)境情況等也會對實際發(fā)電效率產生極大影響，如環(huán)境污染問題會使得發(fā)電站內部的太陽能光伏發(fā)電機組的表面帶來污染，或者影響局部空間部位的空氣質量，這些環(huán)境因素的存在都會給電池組運行效率帶來負面影響，最終也會給整個發(fā)電效率帶來不良影響。
二、雷擊的危害方式
感應雷電能產生的能量很少，但是他的發(fā)生頻次、對光伏電站設備的情況影響遠遠高于直擊雷，一般光伏電站設計時，主要考慮防感應雷為主。從形成方式上來看主要可以分成靜電和電磁感應兩種來源。
2.1靜電感應雷
靜電感應雷是指在雷云來臨之時地面上的導體會因為靜電感應產生大量的同雷電極性相反的束縛電荷。當雷云發(fā)生放電反應之后隱藏在導體之中的束縛電荷就會演變成自由電荷了進而產生高壓的靜電電壓，他的電壓增幅可能瞬間達到幾萬甚至十幾萬，造成光伏發(fā)電系統(tǒng)內部導線以及不良接地金屬導體以及金屬設備的放電現(xiàn)象。
2.2電磁感應雷
電磁感應雷主要發(fā)生在雷電的放電期間。因為雷電的極其能量巨大的變化率在其周圍形成了劇變的強力磁場。這種劇變磁場會引發(fā)附近導體的電動勢。電磁感應累主要是沿著導體傳播會損壞電路設備以及電路元件。
三、防雷檢測存在的問題及應對策略
3.1避雷針設計
光伏變電站防直擊雷的方式有很多，其中最為常見且直接的就是架設避雷針，避雷針的主要作用就是通過雷電吸引產生作用并最終將電流引入大地，其本身也是建筑避免直擊雷的重要構成，對建筑內部的設備起到保護作用。而光伏變電站為了防止自身設備收到雷電侵害，保證其能夠正常運行，都會進行避雷針的安裝，且安裝過程中，所有設備應當在避雷針的保護范圍內，且應采取一定措施避免反擊事故。為了保證變電站的開關站、室外設備以及架構等的安全，相應光伏變電站應該架設獨立的避雷針，其獨立避雷針整體與對應的保護設備等金屬物之間要保持一定距離，一般為不小于五米，主接地網(wǎng)和獨立避雷針之間的底下距離也應該控制在三米開外，避雷針的獨立接地裝置的引下線接地電阻要保證小于等于10歐姆，同時避免反擊事故的發(fā)生；電壓等級配電裝置整體具備較高的絕緣性，能夠在其表面進行避雷針的架設，但與此同時，避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點之間應保持十五米以上的距離。這樣才能夠避免反擊事故的發(fā)生。
3.2等電位接地設計
光伏場區(qū)的預防感應雷措施主要是采用等電位聯(lián)結方式，這就意味著進入光伏系統(tǒng)的金屬導電部件也必須接入等電位聯(lián)結系統(tǒng)。把單元內的光伏電池板鋁合金框架、方軸、立柱及固定支架等形成可靠的金屬連接，構成局部等電位聯(lián)結。再把每單元光伏方陣支架的四個角的立柱，與由水平接地和垂直接地組成的光伏接地網(wǎng)連接，構成大的等電位聯(lián)結系統(tǒng)。這個等電位聯(lián)結系統(tǒng)是預防感應雷的關鍵措施，能夠把各金屬物體連接，阻止擊穿現(xiàn)象發(fā)生。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的所有設備外殼和金屬結構連通是防雷系統(tǒng)的關鍵部分，把太陽能電池、支架和設備外殼直接連接到等電位系統(tǒng)，而直流和交流電纜通過安裝電涌保護器間接連接到等電位系統(tǒng)。為了雷電流不侵入建筑物，光伏組件邊框上的接地孔須用BVR-1x6銅絞線逐個跨接，直至兩邊邊緣與支架的連接螺栓用線鼻可靠固定，站內所有設備（主要為光伏組件及其附件，包括組件支架）均應按DL/T621《交流電氣裝置接地》要求可靠接地；光伏方陣區(qū)內相鄰組件間、相鄰矩陣間均需通過接地線相連，并最終與主接地網(wǎng)連接。
3.3光伏場區(qū)接地網(wǎng)設計
良好的接地可以降低接地電阻，向下引入雷電流，降低接地電位，通過地下排水將各個接地裝置相互連接起來，共同防止地電位的反擊。獨立的中央接地設備必須安裝一個新的避雷針，接地電阻是10歐姆或更少。低壓接地系統(tǒng)電力設備卡緩存，不超過4歐姆。光伏裝置接地系統(tǒng)的設計是一個環(huán)形接地極，網(wǎng)絡大小為20米× 20米，固定的金屬支架以大約10米的間隔連接到接地系統(tǒng)。光伏裝置和建筑接地系統(tǒng)通過鍍鋅鋼板和焊接相互連接，同時進行腐蝕防護處理，從而降低總的接地電阻，但可以形成一個相互連接的接地系統(tǒng)，這樣可以顯著降低兩者之間發(fā)生的導線過電壓的潛在表面。水平接地可以鋪設在至少0.5米深的土壤中，并用十字夾連接成網(wǎng)格狀。
3.4設備防雷設計
升壓變壓器的低壓配電側，及交流配電箱的地零線間加裝交流過壓保護器，在匯流箱、逆變器的輸入端分別安裝浪涌抑制器，這些措施也可以避免因雷擊而產生的過電壓。另外，光伏系統(tǒng)還有升壓變壓器的接地裝置、高壓上網(wǎng)的真空開關和避雷器的接地裝置。在兩個以上不同方向、不同接入點，用鍍鋅扁鐵把光伏接地網(wǎng)和接地裝置聯(lián)接起來，把不同的接地裝置聯(lián)接起來。扁鐵聯(lián)接的距離應大于15米以上。上述光伏接地網(wǎng)、接地裝置的接地電阻同樣應小于4歐姆。光伏接地網(wǎng)和接地裝置全部聯(lián)接起來，可以降低接地電阻，也可防雷擊事故的發(fā)生。
四、結束語
太陽能光伏發(fā)電站的跨地區(qū)空間相當大，再加上地理環(huán)境非常復雜，智能化儀器儀表在很多時候都是基于集成電路中的未處理芯片設計，極易遭遇到閃電的侵襲，抗雷擊和靜電驅動設備的地域技術也相當脆弱，所以如果對防雷的檢測并不采取相應的保護措施，那么將非常容易出現(xiàn)嚴重事故。將光伏發(fā)電站的本身特征和太陽能光伏發(fā)電站所處環(huán)境的進行有效融合，制定科學且合理的防雷檢測措施，進而確保光伏發(fā)電站設備的正常運行。
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