山区大型光伏发电系统防雷接地技术探究与应用

陈健 刘娟

摘要：光伏发电系统需要以配线区的太阳能电池板为基础。为了减少土地浪费，大型太阳能光伏发电厂往往建在远离城市的山坡上。发电厂周围没有高楼。位于高雷击危险区。山区土壤电阻率高，辐射范围大，厂房内电气设备较多。因此，根据地面光伏电站一期工程中遇到的实际问题，保证安装质量显得尤为重要。论述了山坡光伏发电系统防雷接地技术的完成方法。在满足图纸设计要求的基础上，实现“因地制宜、经济合理”，并在此基础上扩大应用。

关键词：太阳能;光电;雷电;技术。

近年来，随着半导体材料科学的飞速发展，新能源在发电中得到了广泛的应用。太阳能光伏系统以其高效率、高稳定性和良好的经济性而受到越来越多的关注，被认为是最佳的新能源。由于山区土壤条件恶劣，防雷接地电阻合格率仅为6%，不能满足图纸设计要求，给光伏系统的安全运行带来巨大风险。

1太阳光伏电池方阵地形、地貌

由于地形起伏较大，基岩埋深较浅，顶部主要直接露出来。除了一些酸性或碱性岩浆岩外，主要使用石灰岩，还有一些砂岩和页岩。岩体风化程度很高，地表有时被残积物覆盖，谷底堆积着厚厚的泥沙、坡积物或冲积物，这些都是丘陵边缘新的松散沉积物。尽管该地区的水热条件不足以使石灰岩在水热条件下形成大规模的右旋地貌，但粗糙的牙膏岩是常见的。

2太阳能电池系统防雷技术

2.1直接防雷

直接击雷安全防护包含防雷接地（网，线，带），引下线和接地保护构成外界防雷接地系统，主要是为了更好地维护房屋建筑免受遭雷击导致火灾事故及生命安全事故;0级保护区具体有防雷接地（网，线，带）和接地系统（电线接头，地极）。

2.2防浪涌

為了更好地降低浪涌保护和雷击过压对设施产生的损害，在通电电缆线上组装浪涌保护设备。太阳光伏并网发电系统中雷击浪涌保护器侵入通道，除太阳能充电电池方阵外，也有配电网，接地线等。

2.3等势连接

在金属物件间完成等电位连接，避免相互之间造成短路故障或穿透。等势连接是一种机器设备过压保护，同时是一种避免漏电的有效的方式。太阳能光伏发电并网系统的关键部分是全部的钢结构和机器设备外壳相接并接地装置，这也是光伏电站防雷接地系统的关键。

3光伏电站工程防雷接地系统验收遇到的问题

20MW路面光伏发电站新项目场所核心坐标为N33.97°，在E117.39°，太阳能发电阵列主要运用西南山坡（即1区），南山坡（即2区）或东南山坡（即3区）来布局，但公路边坡大多数为硬石，现阶段已进到生产制造运作环节，按河北能源工程设计公司设计院设计图开展工程施工，设计方案接地线电阻不得超过4Ω。这台太阳能光伏发电站的地已竣工，经避雷核心检测，20MW路面光伏发电站新项目房屋建筑和配电站的防雷接地线合乎设计规定，在35kV路线出入口设定高压避雷器，在35kV配电设备母线槽上组装一组氢氧化物高压避雷器，35kV配电设备母线槽上配有无空隙氧化物高压避雷器。箱变，直流电配电箱，污废箱逐步安置高压避雷器合乎设计规定。

4太阳能电站工程项目防雷接地系统电阻值大的根本原因

太阳能光伏系统最好是应用封装有固定部件的金属边框作为闪光灯，在没有挡住太阳的情形下，只特别注意凸起一部分，并将支撑架固定不动好，可做到避雷实际效果，大中型光伏发电站太阳能发电列阵避雷宜选用这些方式。本产品的太阳能组件接地网主要用于水准接地网，竖直接地装置协助，边沿封闭式的圆孔复合型接地网，网眼间距5～6m。用-50×5热镀锌扁钢，立柱式接地装置用φ20，L=2.5m无缝钢管和水准铺设的方管电焊焊接，全部接地网铺设在距地表以下1.0m处。根据电厉行业标准DL/T621-1997附则A中的要求，大中型复合型接地网接地线电阻值可按简单计算公式。

接地装置互联网的接地线电阻与土壤电阻率ρ正相关，与地开启度的值S反比。1区35KV1-5#箱变遮盖的太阳能组件阵列达58.20Ω/m，土层较弱，岩层多，铺设接地体不够深，导致1区35KV1-5#箱变遮盖的太阳能组件阵列达58.20Ω。

5光伏电站工程防雷接地系统的设计思想

所确立的防雷接地光伏发电站的整体地貌北高南低，往西南山坡（即1区），南山坡（即2区）或东南山坡（即2区）为借助，但因为公路边坡多见硬石，太阳光电阵列遍布覆盖面广，并且样子不规律，给防雷接地线的制定和作业产生了艰难。根据对好几个地址的参观考察，融合施工现场地貌的具体情况，挑选1区作为光伏发电系统防雷接地线试点区，讨论行得通的小规模接地网的方式和方式，设计施工具体方法如下所示：而且选用35kV高压开关柜1-5#箱变和地基基坑开挖，使其根据挖到约14m长，宽2～7m，深约1m的纯天然矿坑，选择中间网格图规格8m×4m，再用挖土机挖沉2m，按8m×4m栅格数据1m尺寸横纵地进入32个竖直接地体，进入深层0.5m。垂直地体可以选用50cm×50cm×5cm的热镀锌角钢或φ50mm/壁厚不小于3.5mm镀锌钢管。当32根竖直接地体打进矿坑后，用粘土遮盖约1m深，电焊焊接深层2m上下的水准接地体，水准接地体可以用50cm×5cm的热镀锌扁钢电焊焊接成网眼不得超过1m的总面积8m的镀锌扁钢。用50cm×5cm热镀锌扁钢电焊焊接在四角各接地体上都各有一个小接地网，四周包起150～200cm厚的高效降阻剂，上边再盖1.8米的黏土。

结语

文中根据对山区地带太阳能光伏发电系统防雷与接地技术性的讨论，对路面光伏发电站新项目开展优化，而且在中后期建设工程中获得普遍的运用，为大电阻山区地带光伏发电系统的防雷与接地技术性保证了不错的解决方法，实践活动表明，该工艺在避雷防灾减灾上获得了较好的社会经济效益和社会经济效益。

参考文献

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