光伏电站防雷接地关键技术解析

 新闻资讯    |      2025-05-29 10:37:33

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光伏电站防雷接地系统是保障电站安全运行的关键环节,一个合格的防雷系统必须同时考虑直击雷防护和感应雷防护。光伏阵列区防雷首先要确保组件边框可靠接地,每块组件的金属边框必须通过4mm²以上的铜芯电缆与支架连接,支架之间采用40×4mm镀锌扁钢作为水平接地体,每隔20米设置一个垂直接地极,垂直接地极采用50×50×5mm角钢,长度不小于2.5米。

逆变器房的防雷接地需要特别注意,建议在逆变器直流输入端和交流输出端分别安装II级防雷器。直流侧防雷器选用Uc≥1.5倍更大系统电压的产品,交流侧选用In≥20kA的限压型防雷器。所有防雷器的接地线必须采用16mm²以上的多股铜线,长度不超过0.5米,就近接入等电位接地端子排。

接地网施工要把握三个要点:接地电阻值、均压环设置和防腐处理。对于10MW以下的光伏电站,工频接地电阻应≤4Ω;10MW以上电站应≤1Ω。在升压站周围设置闭合环形接地网,采用50×5mm镀锌扁钢作为水平接地体,网格间距不大于10m×10m。所有焊接部位必须做防腐处理,先涂两道环氧富锌底漆,再涂两道沥青漆。

电缆敷设时的防雷措施常被忽视,实际工程中要注意:直流电缆金属铠装层两端接地,交流电缆金属护套在升压变低压侧接地。电缆沟内每隔15米设置一处接地连接点,采用-40×4mm镀锌扁钢将电缆支架连成整体。光伏区到逆变器房的直流电缆建议采用直埋敷设,埋深不小于0.8米,在进入建筑物处穿金属管保护,金属管两端接地。

监控系统的防雷保护需要单独设计,建议在数据采集器的RS485通讯端口安装信号防雷器,额定放电电流5kA即可。监控机房的配电箱内应安装三级防雷器,级选用开关型防雷器,第二级选用限压型防雷器,第三级选用精细保护防雷器。所有监控设备的金属外壳必须用6mm²铜线连接到等电位接地端子。

防雷系统的日常维护必须形成制度,重点检查以下内容:每月测量一次接地电阻,雨季前要全面检查;每季度检查防雷器窗口颜色,红色表示失效需要更换;每年雷雨季节前对所有接地连接点进行紧固,并测量连接电阻,要求不大于0.03Ω。特别要注意光伏组件边框与支架的连接点,这是最容易出现松动的位置。

施工中常见的错误需要避免:不可用铝芯电缆做接地线,铝材在地下容易腐蚀;防雷器的接地线不能串接,必须采用星型接地方式;镀锌钢材焊接时会破坏镀层,必须在焊接处做好防腐处理;组件接地不能简单地依靠压块连接,必须使用专用接地线缆。

特殊地质条件下的处理方案:在岩石地区,可采用降阻剂配合垂直接地极,将降阻剂调成糊状灌入接地极周围;高土壤电阻率地区可采用深井接地,钻孔深度20-30米,放入镀铜接地棒;冻土地区接地体应埋设在冻土层以下,或在冬季测量接地电阻时乘以季节系数。

防雷检测要使用正确的仪器和方法,推荐使用数字式接地电阻测试仪,测量时辅助接地极要打在湿润土壤中。测试前要断开所有设备与接地网的连接,采用三极法测量。对于大型光伏电站,建议采用选频法测量,可以排除干扰获得准确数据。

设备选型要符合最新标准,光伏直流侧防雷器必须通过TUV认证,交流侧防雷器要符合GB18802.1标准。接地材料优先选用镀铜钢绞线,直径不小于10mm,镀层厚度不小于0.25mm。连接夹具要选用不锈钢材质,避免不同金属接触产生电化学腐蚀。

等电位连接是容易被忽视的关键点,所有金属管道、电缆桥架、设备外壳都必须用16mm²以上的铜线连接到主接地网。逆变器房内要设置等电位连接带,采用30×3mm铜排沿墙明敷。等电位连接线与接地网的连接点要明显标识,方便日后检测。

对于已经建成的光伏电站,如果接地电阻不达标,可以考虑以下改造措施:增加垂直接地极数量;使用降阻剂改善土壤导电性;外引接地体连接到附近的水塘或河流;在接地体周围回填木炭和食盐的混合物。改造后必须重新测量接地电阻,确保达到设计要求。