农业光伏电站工程中的防雷接地施工技术

苗国荣，张绍龙，李 岩

唐山市气象局，河北唐山 063000

作为一种清洁能源发电方式，农业光伏电站是解决能源供应和环境污染问题的重要手段。随着电力系统和电站规模的扩大，电站的安全性和可靠性变得尤为重要。防雷接地施工技术旨在保障电站在雷电天气下排除雷电对设备和系统的危害，确保电站正常运行，关键步骤包括选择合适的接地装置、合理埋藏接地体、优化接地线路和防腐措施。农业光伏电站的特殊性使防雷接地工程更加复杂，因此在使用该项技术时需要综合考虑地理环境、气象条件和电站结构等多个因素。

1 农业光伏电站工程防雷接地施工技术

1.1 接地装置的选择和要求

在农业光伏电站的防雷接地施工中，接地装置的选择和要求至关重要，直接影响电站的防雷和安全性能。接地装置包括接地极、接地线或接地网。接地极引导雷电电流入地下，由金属制成并埋藏在地下；接地线连接设施，确保共享相同电位；接地网是大型接地系统，提供广泛的防雷保护。其中，接地装置需符合国家、地方标准和电站设计要求，包括材料、尺寸和规格的选择，以确保导电性能和机械强度；导体切面应符合热稳定性和机械强度标准，以有效分散电流并降低接地电阻；焊接质量和连接方式也需符合标准，确保其可靠性、稳定性。

1.2 外部接地线的使用

在农业光伏电站的防雷接地施工技术中，外部接地线的使用是一项关键措施，旨在确保各个设施之间的电位一致，有效地分散和引导雷电电流，降低雷电冲击对电站的影响。外部接地线通常采用热镀锌扁钢，其尺寸通常为40 mm×4 mm。这种扁钢具有足够的导电性能和机械强度，可以有效地传导雷电电流，并且耐腐蚀性能较好。在使用外部接地线时，需要注意以下3个方面的要求。

第一，外部接地线的铺设规定应严格按照电站的设计要求进行。接地线应连接到各个设施的金属部件，以确保每个设施共享相同的电位。连接点的位置和数量应根据设计要求进行合理布置，以形成一个有效的接地网络。

第二，外部接地线需严格按照相关标准进行焊接和连接。焊接时，应确保焊接点饱满，没有夹渣、咬肉、裂痕、虚焊、气泡等缺陷，以保证焊接的可靠性和稳定性。

第三，焊接完成后，应清理焊接位置的焊渣，并涂刷防腐漆进行防腐处理，以延长接地线的使用时间[1]。

1.3 人工接地体(极)的安装步骤

在农业光伏电站的防雷接地施工技术中，人工接地体(极)的安装是关键步骤之一，它直接影响着电站的防雷性能和安全性。

第一，根据设计要求和电站布局，确定人工接地体(极)的数量和位置。接地体(极)的数量应满足电站的防雷需求。同时，要合理选择位置，以确保全面覆盖电站区域。此外，还要考虑地形、土壤条件和雷电风险因素。

第二，准备接地体(极)的材料和设备。接地体(极)通常由镀铜或镀铝的钢材制成，长度通常不小于2.5 m。接地体(极)的头部可以根据实际情况进行加工，以适应不同的土壤类型。此外，还需要手持电锤、保护管帽、焊接设备等工具和材料。

第三，根据设计图纸和测量，确定接地体(极)的具体位置。在确定位置后，使用电锤将接地体(极)打入地面。通常情况下，一人手扶接地体(极)，另一人用大锤敲击桩体顶端。为防止接地管端受力不均匀导致歪斜，可以对接地体(极)进行加工，使其顶端平头或斜面状。如果遇到坚硬的土壤，可以将接地体(极)的尖端加工成圆锥体，以便打入地下。

第四，接地体(极)打入地下后，应确保其与地面保持垂直状态，并且距离地面的高度应保持在60 cm左右。这一步骤的关键是确保接地体(极)与地下土壤充分接触，以提高接地效果。

1.4 挖沟和施工深度

在农业光伏电站的防雷接地施工技术中，挖沟和施工深度的确定是确保接地体(极)有效埋藏于地下，以提供良好接地效果的重要步骤。

第一，应根据设计要求和实际情况合理规划挖沟的位置、深度。通常情况下，挖沟的深度应在0.6～0.8 m之间，可以确保接地体(极)能够埋藏在足够深的土层中，以获得良好的接地效果。挖沟的宽度和形状也应符合设计规范，以容纳接地体(极)的安装和连接。

第二，在挖沟的过程中，应特别注意土壤的性质和可能存在的障碍物，如石块或根系。如果在挖掘过程中发现有石块等障碍物，应及时将其清除，以确保接地体(极)可以埋藏在土壤中，而不受到任何干扰。挖沟的底部也应夯实，以确保接地体(极)能够稳固地安装在土壤中。

第三，挖沟完成后，需要立即装配接地桩和铺设接地镀铜钢筋，避免土方塌落[2]。

1.5 扁钢的敷设和焊接

第一，确定扁钢的位置。根据工程设计图纸和实际需求，确定扁钢的准确位置。通常，扁钢会与电站的支架或其他金属结构相连接，以确保有效的接地性能。因此，在确定扁钢的位置时要注意避免冲刷和损坏，并确保扁钢与其他接地元件进行适当的连接。

第二，准备扁钢。在安装之前，需要对扁钢进行检查，确保其表面光滑，无锈蚀和腐蚀。如果有锈蚀或腐蚀，应进行清洗和处理，以恢复其表面的金属质量。扁钢的长度和尺寸也应符合设计要求。

第三，敷设扁钢。按照设计要求和位置将扁钢准确敷设在支架或金属结构上。通常，扁钢会与支架或结构焊接，以确保稳固地连接。由经验丰富的焊工进行焊接，确保焊缝的质量和强度。同时，确保焊接点充分接触，没有松动或空隙。

第四，检查焊缝质量。在焊接完成后，应对焊缝进行质量检查，确保没有裂缝、气孔或其他焊接缺陷。如果发现问题，应及时修复并重新检查，直到焊缝符合要求。

第五，接地测试和验收。完成扁钢的敷设和焊接后，需要进行接地测试，以确保接地系统的性能符合规范和设计要求。只有在测试合格后，才能进行接地系统的连接和投入使用。

1.6 核验接地体(线)的质量

核验接地体(线)的质量是农业光伏电站防雷接地施工过程中的关键步骤，可以确保接地系统的可靠性和性能。

第一，核验包括物理检查和电性测试2个方面。在物理检查中，施工人员应仔细检查接地体(线)的外观，包括检查是否有明显的损伤、腐蚀、松动或断裂。任何损坏或不合格的接地体(线)都应立即更换，以确保系统的可靠性。此外，还应检查接地体(线)的连接是否牢固，无松动现象。

第二，电性测试是核验接地体(线)性能的重要手段。施工人员应使用合适的测试仪器，如接地电阻测试仪，来测量接地体(线)的电阻值。根据项目的要求和规范，电阻值应在合理的范围内，以确保接地系统具有良好的导电性能。如果测得的电阻值超出规定的范围，就需要采取相应的措施，如加强接地体(线)的连接、更换不合格的部件等。

第三，应注意确保接地体(线)与周围土壤之间的良好接触。如果有任何杂质、油污或绝缘物质阻碍了接地体(线)与土壤的接触，应予以清除和处理，以提高接地效率[3]。

2 防雷接地现场试验

2.1 试验要求和标准

防雷接地试验应符合相关国家和地方标准以及项目设计规范。试验要求应在项目规划和设计阶段明确定义，包括接地电阻测试、连通性测试、电流-电压表测试等。明确试验要求，以确保测试的准确性和可靠性。试验应按照国家标准DL/T 475—2017《接地装置特性参数测量导则》进行，该标准规定了防雷接地系统的测试方法和要求。试验应针对不同部位和设备进行，根据具体情况进行针对性测试。应记录试验结果并与规划设计要求进行比对，以确保接地系统达到预期的性能、标准。

2.2 接地连通性试验

第一，选择测试方法。接地连通性试验通常采用直流电压表法。测试时需要在接地系统中的相邻部位的电气设施的接地线之间连接1～2 A的电流，然后测量它们之间的电压降。这一测试方法能够有效地检查接地系统的连通性，确认各个部位之间是否建立了良好的电气连接。

第二，测试。在测试开始前，需要准备好测试仪器，包括直流电压表、适当的电流源。然后，根据接地系统的设计和布置，选择测试的部位和接地线进行测试。测试时，需要确保电流源的电流不超过设计要求，并测量各个部位之间的电压降。

第三，分析测试结果。根据测试结果，可以判断各个部位之间的电气连接是否良好。如果测试结果显示电压降明显偏高，可能意味着存在电气连接问题，需要进一步检查和修复。

第四，记录和报告测试结果。将测试结果记录下来，并生成测试报告[4]。

2.3 接地电阻测试方法

第一，选择准确稳定的电流-电压表作为测试仪器。确保测试仪器的精度和测量范围符合要求。第二，准备好测试线路，包括电流极和电压极。电流极连接到接地系统的一端，电压极连接到另一端。确保测试线路连接牢固、无松动或腐蚀。第三，施加适当大小的测试电流，通常在1～2 A之间，以产生可测量的电压降。测试电流的大小应符合相关标准和规范要求。第四，使用电压极测量接地系统中的电压降。电压降是计算接地电阻的关键参数，确保测量准确稳定。第五，根据测试电流和电压降的测量结果，使用欧姆定律计算接地电阻的数值。计算接地电阻时应遵循相关的计算公式和标准，确保准确可靠。

2.4 测试程序和数据分析

测试程序和数据分析是农业光伏电站防雷接地工程中的关键步骤。

第一，制定详细的测试程序，包括测试部位、测试仪器选择和设置、测试电流和电压设定、数据记录和报告格式等要求。执行测试程序时，确保测试仪器准确稳定，测试线路连接牢固。

第二，记录测试数据，包括测试日期、部位、仪器参数、电流和电压数值、电压降等信息。进行数据分析，计算接地电阻和评估接地连通性，判断接地系统是否符合设计要求和标准。

第三，编制测试报告，包括测试程序执行情况、数据记录、数据分析结果、结论和建议。测试报告用于评估接地系统性能和指导后续维护工作。

3 防雷接地系统施工质量控制要点

3.1 质量预控

在进行施工前，施工团队应认真审核设计图，确保设计图中的接地系统相关内容准确、完整，并与实际工程要求相符。审核过程中需要关注以下3个方面。

第一，检查接地系统的设计是否符合相关标准和规范。设计图应符合国家和地方相关的电气工程标准和防雷接地系统的规范要求，确保设计中的接地极的数量、类型、位置、深度等参数满足标准规定，接地线、接地体等材料和构造符合规范要求。

第二，核实接地系统与其他电气设备和建筑结构的协调性。设计图中的接地系统应与电气设备、建筑结构和其他管线等各项工程相协调，避免冲突和干扰。施工人员要确保接地系统与电气设备的连接和引导线路的设计合理，以确保系统的连通性和可靠性，并要确保设计图中的标记和符号应具有清晰的可读性，能够准确传达接地系统的布局和构造，以便施工人员能够准确理解和执行设计要求。

第三，施工人员的分析和理解。施工人员在农业光伏电站防雷接地系统施工中，需要具备对设计图的充分分析和理解能力，深入分析设计图中的接地系统布局和构造，理解接地极的位置、数量以及与电气设备和建筑结构的关系。同时，施工人员应熟悉相关的电气工程标准和防雷接地系统的规范要求，以确保施工过程中的操作和材料选择符合规定。此外，施工人员需要了解接地系统的作用和重要性，及其对电气设备和建筑结构的影响，从而增强施工人员对任务的责任感和重要性的认知，使其更加注重细节和质量。

3.2 施工质量控制

3.2.1 材料的合格性检查第一，施工人员应核对所有材料的合格证和试验报告，包括接地极、接地线、接地体等，这些文件可以明确材料的性能指标、规格和质量信息，以确保符合相关标准和规范。

第二，施工人员应检查材料的尺寸和外观，测量每块接地极、接地线，并检查其外观是否完好，及时处理任何尺寸偏差或外观损坏。对特殊要求的材料，如镀锌材料、铜包钢材料等，需要特别注意检查其镀层均匀性、铜层与钢材的黏附情况等。

第三，施工人员应仔细记录所有材料的信息，包括合格证号码、生产日期、供应商信息等，以此作为施工质量的依据，且有助于后期的质量追溯和管理。

3.2.2 关键部位和工序的质量控制第一，接地装置是防雷接地系统中的关键部位。在安装接地极和接地线的过程中，必须严格按照电气图纸和设计要求进行施工。每个接地极和接地线的连接必须牢固可靠，不得出现松动或脱落的情况。

第二，施工人员应特别注意使用柱钢筋作为防雷引下线的地网，应按照电气图纸和设计要求进行标记、焊接和定位柱钢筋，避免出现漏焊、错位焊接以及焊接长度和质量不符合规范要求等情况。特别是在结构变换层，由于柱钢筋的调整，防雷引下线容易因焊接到错误的主筋而导致接地中断，因此需要额外的验证和审核。

第三，避雷带支架的装配也是一个关键工序。施工人员必须确保避雷带的尺寸符合设计要求，避雷带的安装也要结实稳固。此外，避雷带支架之间的距离应符合规范要求，以确保防雷接地系统的均匀性、稳定性[5]。

4 结束语

农业光伏电站工程中的防雷接地施工技术对电站的安全性和可靠性至关重要。通过合理选择接地装置、优化接地线路、严格执行施工步骤以及定期核验质量，可以有效降低雷电危害，保障电站设备的安全运行，推动清洁能源的可持续发展。未来的研究和实践应继续关注防雷接地施工技术的创新和改进，为农业光伏电站工程提供更为可靠、高效的防雷接地解决方案。