光伏電站大多建設(shè)在戶外開闊地帶、屋頂、山地、水面等區(qū)域,設(shè)備位置高、金屬構(gòu)件多,屬于雷電高發(fā)區(qū)域。雷擊不僅會(huì)直接擊碎光伏組件、燒毀逆變器、配電柜等核心設(shè)備,造成巨額經(jīng)濟(jì)損失,還可能引發(fā)觸電、火災(zāi)等安全事故。完善的防雷與接地設(shè)計(jì),是光伏系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的必備環(huán)節(jié),也是光伏工程建設(shè)中不可忽視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
光伏系統(tǒng)防雷主要分為直擊雷防護(hù)和感應(yīng)雷防護(hù)兩大板塊,二者防護(hù)目標(biāo)與實(shí)施方案完全不同。直擊雷指雷電直接擊中組件支架、金屬邊框、機(jī)房建筑等設(shè)施,強(qiáng)大的雷電流會(huì)瞬間破壞設(shè)備結(jié)構(gòu)。針對(duì)直擊雷,戶外地面電站、山地電站會(huì)配套架設(shè)避雷針、避雷帶,利用接閃裝置引導(dǎo)雷電導(dǎo)入大地;屋頂光伏則充分利用建筑物原有防雷體系,將光伏支架、金屬框架與建筑原有避雷設(shè)施可靠連接,不額外增設(shè)高聳引雷裝置,規(guī)避二次風(fēng)險(xiǎn)。

感應(yīng)雷是光伏系統(tǒng)最常遭遇的隱患,也是設(shè)備損壞的主要誘因。雷電發(fā)生時(shí),周邊空間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大電磁場(chǎng),在光伏線纜、電氣設(shè)備中感應(yīng)出高壓浪涌,順著線路侵入逆變器、配電箱、監(jiān)控裝置等精密電氣設(shè)備,造成內(nèi)部元器件擊穿損壞。針對(duì)感應(yīng)雷,行業(yè)普遍采用浪涌保護(hù)器(SPD)進(jìn)行防護(hù),在組件組串匯流箱、直流配電柜、交流配電柜、逆變器交直流端口等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),分級(jí)安裝對(duì)應(yīng)的直流、交流浪涌保護(hù)器,將瞬時(shí)高壓泄放至大地,阻斷浪涌侵入。
接地系統(tǒng)是整個(gè)防雷工程的根基,所有防雷措施最終都需要依靠接地網(wǎng)釋放雷電流。光伏組件金屬支架、橋架、設(shè)備外殼、浪涌保護(hù)器、機(jī)房柜體等所有金屬部件,都必須做等電位連接,并統(tǒng)一接入接地網(wǎng)。接地電阻有著明確標(biāo)準(zhǔn),一般光伏電站接地電阻要求小于 4 歐姆,土壤電阻率偏高的山地、巖石區(qū)域,還需要增設(shè)降阻劑、加長接地極,確保接地效果達(dá)標(biāo)。
除雷電防護(hù)外,日常電氣安全防護(hù)也需要同步落實(shí)。戶外線纜做好防水、防老化包裹,線纜鋪設(shè)避開尖銳金屬構(gòu)件,防止絕緣層破損漏電;電站運(yùn)維時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行斷電操作流程,杜絕帶電檢修。對(duì)于戶用光伏、工商業(yè)屋頂光伏,還要定期檢查接地線路是否松動(dòng)、浪涌保護(hù)器是否失效,做到定期巡檢、及時(shí)更換老化防護(hù)配件。
一套完整的安全防護(hù)體系,能夠大幅降低光伏電站雷擊故障與安全事故概率,延長設(shè)備使用壽命。無論是新建電站還是存量電站運(yùn)維,都要嚴(yán)守防雷安全規(guī)范,從設(shè)計(jì)、施工到后期巡檢全流程把控,為光伏系統(tǒng)長久運(yùn)行保駕護(hù)航。