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光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的最低耐沖擊電壓為1.0kV，當(dāng)雷電感應(yīng)電壓、電流大于設(shè)備耐受額定值時(shí)，將導(dǎo)致設(shè)備損壞。通過分析，首次正極性雷擊、首次負(fù)極性雷擊、首次負(fù)極以后雷擊、歷史雷電波對應(yīng)的安全距離分別為5.1、25.2、50.4、9.8m。由上述分析可知，該太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)按第2類防雷建筑物設(shè)置防直擊雷裝置，還應(yīng)采取防閃電電涌侵入和防雷擊電磁脈沖措施使雷擊產(chǎn)生的感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流控制在其耐受范圍內(nèi)。

防直擊雷和接地

太陽能光伏電池板突出車間原有接閃帶形成的平面0.45m，需要增設(shè)接閃器保護(hù)發(fā)電系統(tǒng)。接閃器可選用接閃桿、線、網(wǎng)來保護(hù)，由于電池板面積較大，采用接閃線、接閃網(wǎng)雖有保護(hù)作用，但線和網(wǎng)布設(shè)在電池板上方產(chǎn)生的陰影長時(shí)間遮擋電池板，嚴(yán)重影響發(fā)電效率。采用高度合適的多支獨(dú)立接閃桿布置在建筑物的屋檐、檐角等易受雷擊部位，接閃桿的桿高0.5m，屋檐部分每隔5m布設(shè)一支，屋角轉(zhuǎn)角處加密布置。形成的雙桿和多桿保護(hù)，將大大降低接閃桿的高度和數(shù)量。

接閃桿與車間原有防雷裝置可靠連接，太陽能電池板的鋁合金邊框與金屬支架之間、相鄰電池板之間采用不小于10mm2多股銅線相互連接，形成M型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，構(gòu)成電氣通路并就近多點(diǎn)可靠接地，能很好地將雷電流分流并傳導(dǎo)泄放到大地。太陽能發(fā)電接地系統(tǒng)包括防雷接地、安全保護(hù)地、交直流的功能性接地。各接地系統(tǒng)很難做到相互獨(dú)立，為了避免各接地系統(tǒng)之間的地電位反擊，固將各設(shè)備、金屬構(gòu)件、混凝土內(nèi)基礎(chǔ)地網(wǎng)等相互連接，構(gòu)成一個(gè)共用接地網(wǎng)，接地網(wǎng)的布置和尺寸比特定的接地電阻值更加重要，接地網(wǎng)宜采用基礎(chǔ)地網(wǎng)或環(huán)形人工接地網(wǎng)。接地電阻值宜小于1Ω，現(xiàn)場測得的基礎(chǔ)地網(wǎng)工頻接地電阻為0.8Ω，滿足要求。

防閃電電涌

根據(jù)太陽能光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和雷電波侵入途徑，在線路中安裝多級能量配合協(xié)調(diào)的浪涌保護(hù)器(SPD)，可以泄放雷電流、限制過電壓，使其在受保護(hù)設(shè)備的耐受強(qiáng)度范圍內(nèi)。在雷電波引入的匯流箱處，即LPZ0區(qū)與LPZ1區(qū)交界處設(shè)置Ⅰ類分類實(shí)驗(yàn)的SPD，作為第1級保護(hù)。在控制器處安裝Ⅱ類分類實(shí)驗(yàn)的SPD作為第2級保護(hù)，在逆變器處安裝第3級SPD。在直流負(fù)載和交流負(fù)載的設(shè)備前端安裝第4級SPD，作為末級精細(xì)保護(hù)。在變壓器的高壓側(cè)安裝Ⅰ類實(shí)驗(yàn)的SPD，防御電網(wǎng)側(cè)雷電波引入雷電高電壓波。通信設(shè)備和匯流箱、控制器、逆變器之間的信號線路安裝適配的信號浪涌保護(hù)裝置。

防雷擊電磁脈沖

為減少雷擊電磁脈沖對光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的浪涌影響，首先利用車間鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋、金屬框架、金屬板等自然構(gòu)建與防雷裝置可靠連接組成大空間屏蔽體;再將光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)柜、配電柜的金屬外殼之間可靠連接并就近接地構(gòu)成設(shè)備屏蔽;其次將光伏系統(tǒng)的電源線纜、信號通信線纜穿金屬管敷設(shè)或更換為屏蔽線纜，金屬管或屏蔽層應(yīng)在兩端接地，并在穿越防雷區(qū)處做等電位連接。將位于LPZ0區(qū)的光伏方陣、匯流箱、通信設(shè)備之間的電源、信號線路所穿的金屬管兩端端應(yīng)與設(shè)備金屬外殼、配電箱連接并與就近防雷裝置相連。各線纜布線時(shí)應(yīng)避免形成較大面積的電磁感應(yīng)回路，將不同回路和工作電壓的電源線路、信號線路敷設(shè)在不同的線槽中，信息系統(tǒng)線纜與防雷引下線保持最小1000mm水平間距和300mm交叉凈距。 

原標(biāo)題：光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)如何應(yīng)對雷電？