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2 光伏系統(tǒng)的防雷設(shè)計

目前人們尚不能對雷電加以有效利用，而只能對它采取相應(yīng)的預(yù)防性措施，變被動引雷為主動引雷，以減少雷電帶來的各種災(zāi)害。我國大部分的樓層建筑，防雷措施一般采用避雷帶、避雷針和安裝閥型避雷器等裝置。但是，將現(xiàn)行的防雷技術(shù)用于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)并不適用，一方面，由于大面積的太陽電池板占據(jù)了屋面，它們的水、電循環(huán)系統(tǒng)都可以成為雷電的載體，所以，從安全角度考慮，要求有更高性能的避雷技術(shù)才不致于使太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及人類受到侵害；另一方面，按傳統(tǒng)的避雷技術(shù)須嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)安裝避雷帶、避雷針群等裝置，且對間距和高度都有很高的要求，否則，難以保證安全。此問題解決的最好辦法即在光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計過程中設(shè)計一些可靠的防雷裝置，讓太陽能光伏發(fā)電技術(shù)和新型避雷技術(shù)有機地結(jié)合在一起，組成實用、美觀、安全可靠的一體化避雷系統(tǒng)，最大限度地降低雷電對光伏發(fā)電系統(tǒng)的破壞。

2.1 優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計

對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的避雷監(jiān)控系統(tǒng)來說，主要應(yīng)防止直擊雷、雷電感應(yīng)和雷電波侵入，因此，可以針對不同的雷電危害方式，采取合適的防雷措施與防護方案。

對直擊雷的防護包括對太陽電池陣列和光伏電站廠區(qū)的防護，要對戶外的光伏電池陣列進行有效防護。防雷設(shè)備主要采用避雷針，通過滾球法計算，可以合理地選擇防雷設(shè)備，選定避雷針的型號及其性能指標(biāo)，達(dá)到對戶外的光伏電站太陽電池陣列進行有效防護的目的。另外，避免將光伏電站建在易發(fā)生和易遭受雷擊的位置，盡量避免避雷針的投影落在太陽能光伏組件上,使其能夠更合理的避免直擊雷對光伏組件的影響。

雷電波侵入的主要途徑是架空導(dǎo)線和光伏陣列到機房的引入線，可以采取多級防護措施對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)進行保護。在太陽電池方陣接線箱內(nèi)安裝防雷模塊；保持太陽電池方陣接線箱與控制柜間距大于10m；在控制器、逆變器內(nèi)安裝防雷元器件，使其具有防雷保護功能；在交流輸出端，改變以往設(shè)計中在架空出線桿上安裝低壓閥式避雷器的做法，改用更加靈敏、安全、方便的浪涌保護器即防雷模塊；防雷器件全部安裝于防雨防塵的電源箱內(nèi)，固定在架空出線桿上，防止雷電波由輸電線路進入機房，這樣就可很好地對雷電波侵入進行有效防護。

2.2 防雷器的設(shè)計

防雷器又稱等電位連接器、浪涌抑制器、防雷保安器等，用于電源線防護的防雷器稱為電源防雷器。鑒于目前的雷電致?lián)p特點，雷電防護尤其在防雷改進中，基于防雷器防護方案是最簡單、經(jīng)濟的雷電防護解決方案。防雷器的主要作用是瞬態(tài)現(xiàn)象時將其兩端的電位保持一致或限制在一個范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)移有源導(dǎo)體上多余能量。

在光伏發(fā)電系統(tǒng)防雷模塊或防雷器設(shè)計中，建立電源設(shè)備的保護系統(tǒng)，以便既能夠吸收放電產(chǎn)生的長時間高幅脈沖，又能夠達(dá)到低剩余電壓水平。在總配電箱或子配電箱內(nèi)安裝的過電壓保護器采用大功率壓敏電阻模塊作為保護元件。設(shè)備保護防雷器內(nèi)采用的是壓敏電阻和充氣式過電壓防雷器的組合線路。大功率電路中的壓敏電阻必須按照各種國家和國際標(biāo)準(zhǔn)不斷地對其溫度情況，即漏電流的流動情況進行檢驗。因此，光伏供電系統(tǒng)保護用壓敏電阻一般都配有溫度保險管或熱熔斷器。

結(jié)束語

在太陽能光伏并網(wǎng)離網(wǎng)的各種發(fā)電系統(tǒng)中，不僅需要考慮對直擊雷的防護，還需要考慮對非直接雷擊的防護。因此，完善的雷電防護系統(tǒng)，對于保護太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)備和人身安全至關(guān)重要。