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小課堂·06 ｜如何讓戶用光伏系統(tǒng)的防雷接地更有效

作者：錦浪科技 時間：2020-12-10 00:00:00.0 閱讀量：6749次

前言


戶用光伏系統(tǒng)一般安裝在住宅屋頂，其金屬表面積大，距離地面較高，位置突出，因此在雷雨天氣極易成為雷電侵襲目標。如果電站建設完成后沒有進行可靠的防雷接地，那被雷擊的概率就變得極高，甚至會引起用電的危險和火災的發(fā)生，造成不必要的人身財產(chǎn)損失。

目前我國光伏行業(yè)逐漸成熟，系統(tǒng)設計和施工也更加規(guī)范，但對于防雷仍有這樣的疑惑：為何我的系統(tǒng)從組件、支架、逆變器、配電箱、引下線和接地點都符合要求，但依舊出現(xiàn)系統(tǒng)雷擊損傷？針對此問題，本期錦浪小課堂會為大家分享戶用防雷安裝過程中容易被忽略的問題點以及如何讓系統(tǒng)防雷接地更有效。


PART 1 一般防雷方案

一般防雷方案（斜屋頂/平屋頂）


對于雷電發(fā)生較少的地區(qū)，通常為以上兩種防雷接地方式，且不加裝避雷針，項目若是平屋頂類型，通常施工偏向于逆變器保護地或光伏系統(tǒng)接地并入建筑防雷引下線（需該引下線接地電阻＜4Ω）。這種防雷方案，有較大隱患，且在雷電高發(fā)區(qū)無法有效防雷。


PART 2 強化防雷方案


在考慮系統(tǒng)有效防雷接地前，我們需要認識常見的雷擊種類，便于戶用電站系統(tǒng)后期防雷方案設計


雷擊分類

第一類：直接擊中光伏方陣，通過直流回路侵入逆變器，稱為直擊雷

第二類：在方陣附近發(fā)生的靜電反應（或電磁感應），稱為感應雷

第三類：擊中附件導雷裝置，由埋地防雷網(wǎng)絡反擊方陣侵入逆變器，稱為反擊雷


對于戶用光伏系統(tǒng)，前兩種雷擊最為常見，即直擊雷和感應雷，如果住宅位于雷電多發(fā)地區(qū)或者屋頂存在其它較高的金屬設施如太陽能熱水器、水箱或衛(wèi)星通訊天線，這兩種雷擊概率也會較高，有必要強化系統(tǒng)防雷設計。

屋頂存在金屬設備


因此，要提高戶用系統(tǒng)防雷有效性，除常規(guī)防雷措施滿足要求之外，還需要考慮以下幾點：

1） 如果系統(tǒng)容量大或位于雷擊高發(fā)區(qū)，需要在方陣旁追加避雷針，提高系統(tǒng)避雷等級；

2）屋頂存在其它金屬設施，直流回路應盡量遠離，光伏支架不可與之接觸，并建議屋頂追加避雷針；

3） 系統(tǒng)的串線回路面積盡量小，減小感應雷發(fā)生的強度；

4） 建議為光伏系統(tǒng)單獨做防雷網(wǎng)絡，以避免雷電通過建筑防雷網(wǎng)絡侵入光伏系統(tǒng)。

強化防雷方案（斜屋頂/平屋頂）


PART 3 項目案例分享


該項目位于寧波奉化一戶主家，根據(jù)寧波市氣象局的《2018雷電公報》統(tǒng)計，該地區(qū)年平均雷電日達到75次以上屬于雷電高發(fā)區(qū)，且現(xiàn)場住宅為平屋頂面積較大，總裝機容量為28kW，采用了一臺錦浪GCI-25K-5G逆變器，因此我們針對其電站情況設計了下圖所示的防雷系統(tǒng)方案。

現(xiàn)場光伏系統(tǒng)防雷設計方案


除了常規(guī)組件、支架、逆變器、配電箱防雷施工外，考慮到項目處于多雷暴地區(qū)，項目防雷系統(tǒng)依據(jù)上圖方案增加了以下幾點強化：


1) 逆變器接地：對于系統(tǒng)最脆弱的電力電子產(chǎn)品——光伏逆變器，電氣地和保護地均進行有效接地，提高逆變器接地可靠性。

逆變器接地

逆變器接地


2) 追加避雷針：方陣四周追加針長1.5m，直徑10mm的圓鋼的避雷針，并通過8mm的圓鋼與建筑原有避雷帶焊接，以減小直擊雷對系統(tǒng)造成影響。

追加避雷針

追加避雷針


2) 戶用光伏系統(tǒng)獨立接地：系統(tǒng)使用Φ8 的圓鋼(也可用40*4mm 的扁鋼)在房屋附近土層較厚、潮濕的地點，挖1.5m左右深坑進行獨立接地，其接地電阻2.68Ω滿足小于4Ω的要求。

系統(tǒng)獨立接地

系統(tǒng)獨立接地


本堂總結(jié)

戶用光伏系統(tǒng)防雷接地不容忽視，因此在系統(tǒng)安裝過程中，我們不但要掌握科學的防雷接地技術(shù)，同時根據(jù)現(xiàn)場情況相應強化系統(tǒng)防雷方案?？傊夥到y(tǒng)防雷不要怕麻煩，因為前期的細致處理可以避免后期許多問題，一個安全穩(wěn)定的防雷接地施工可以避免系統(tǒng)損傷、甚至人身財產(chǎn)損失。


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