屋顶式光伏发电站的防雷措施赖柳昆

屋顶式光伏发电站的防雷措施赖柳昆

赖柳昆陈方淮

浙江防雷安全检测有限公司浙江省义乌市322000

摘要：随着能源的日益缺乏，人们对于清洁再生能源需求量日益增加。太阳能是一种环保清洁能源，在对太能源利用中，主要是通过太阳能光伏发电来实现。其中屋顶式光伏发电站是常见的一种形式，但是在实际运行中比较容易发生雷击事件，所以需要加强屋顶式光伏发电站的防雷技术研究，为屋顶式光伏发电站持续运行提供保障。本文主要对屋顶式光伏发电的特性和屋顶式光伏发电站的具体防雷措施进行了阐述，以供参考。

关键词：屋顶式；光伏发电站；防雷措施

Absrtact：Withtheincreasinglackofenergy，people'sdemandforcleanrenewableenergyisincreasing.Solarenergyisakindofenvironmentalcleanenergy.IntheutilizationofPacificenergy，solarphotovoltaicpowergenerationisthemainwaytoachieve.Roofphotovoltaicpowerplantisacommonform，butlightningstrikesareeasytooccurintheactualoperation.Therefore，itisnecessarytostrengthenthelightningprotectiontechnologyofroofphotovoltaicpowerplanttoensurethecontinuousoperationofroofphotovoltaicpowerplant.Thispapermainlyexpoundsthecharacteristicsofroofphotovoltaicpowergenerationandthespecificlightningprotectionmeasuresofroofphotovoltaicpowerstationforreference.

Keywords：rooftype；photovoltaicpowerstation；lightningprotectionmeasures

当代形势下民用建筑中最常见的建筑体系就是平屋顶式建筑，然而这些建筑体系在当初进行设计时根本没有考虑避雷措施，并且随着我国能源危机的加重，很多平屋顶式建在房顶上都建立了光伏发电系统。虽然光伏发电能够有效的缓解我国现阶段的能源危机，但是由于很多平屋顶上还装了水箱、通气管等设备，就导致了现阶段我国屋顶光伏发电系统设备还存在着很大的安全隐患，因此就需要从各个方面来分析解决这些安全隐患。

1.屋顶式光伏发电的特性

屋顶式光伏发电具有许多独有的优点：１）太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源，而且太阳能光伏发电是安全可靠的，不会受到能源危机和燃料市场不稳定因素的影响；２）太阳光普照大地，太阳能是随处可得的，太阳能光伏发电对于偏远无电地区尤其适用，而且会降低长距离电网的建设和输电线路上的电能损失；３）太阳能的产生不需要燃料，使得运行成本大大降低；４）除了跟踪式外，屋顶式光伏发电没有运动部件，因此不易损毁，安装相对容易，维护简单；５）屋顶式光伏发电不会产生任何废弃物，并且不会产生噪音、温室及有毒气体，是很理想的洁净能源。６）可以有效利用建筑物的屋顶，不需要占用大量土地，而且太阳能发电板可以直接吸收太阳能，进而降低墙壁和屋顶的温度，减少室内空调的负荷；７）屋顶式光伏发电系统的建设周期短，而且发电组件的使用寿命长、发电方式比较灵活，发电系统的能量回收周期短。

2.雷电本身固有的特征

雷电对建筑物及人身的生命财产威胁极大。雷电本身可产生强大的破坏力，对建筑物的破坏主要分为3种：第一种方式为雷电可直接击中物体，使物体产生高温，部分金属化合物在高温下产生化学反应发生爆炸。第二种方式表现为雷电产生的电流具有梯度的特点，雷电产生后产生强大的磁场，使得周围一些金属建筑物在感受到电流后升温，具有潜在的引发火灾的危险。第三种方式体现为雷电击打在金属管上，雷电所产生的高压电随金属管道传到家中的电线上，造成家中电器设备的损害。雷电所产生的危害很难衡量，做好雷电防范工作属于安全保障的重中之重。据不完全统计，我国每年都会因雷电造成严重的经济损失，每年都有雷电灾害事件，给人们的生命财产安全造成威胁。

3.屋顶式光伏发电站的具体防雷措施

3.1直击雷防护

3.1.1安装接闪器

屋顶上的光伏太阳能电池板及其金属构件需要做直击雷防护，一般情况下利用屋顶墙上的接闪带做接闪器，在支架系统的立柱上增设多处接闪杆，太阳能电池板应处于接闪杆的保护范围内。

3.1.2引下线

建（构）筑物接闪器的引下线应利用建（构）筑物内的钢筋或建（构）筑物金属构件，无钢筋建构筑物应增设明敷引下线，数量不应少于2根，且应均匀布设在受保护建筑物上。引下线、专设接闪器的材料及尺寸应符合GB50057-2010之要求。

3.1.3接地装置

设置低电阻的接地系统是防雷措施的关键。如果建筑物无接地系统或其接地电阻达不到要求时，可增加人工接地极或使用降阻剂方式进行降阻。

3.2等电位连接

等电位连接是为了实现金属设备之间的等电位，防止设备之间相互发生闪络或击穿。将太阳电池组件及支架设备之际对接到等电位系统上，逐个用BVR-1x6铜绞线对光伏组件边框上的阶地孔和支架的连接螺栓进行固定，站内所有设备的安装均按《交流电气装置接地》的要求来进行。

3.3屏蔽

屏蔽是为了实现建筑物与线路以及设备之间的安全，将外界的电磁屏蔽隔离从而防止电磁脉冲感应高压电。主要是当雷电经过光伏发电系统周围时进行屏蔽。具体可以采用密封的同轴外套的电缆管或者是电缆沟中敷高裸露保护线等方式来进行，并且要将屏蔽装置的外围连接到地线上。

3.4防止雷电波侵入线路

为了有效防止雷电波侵入线路，在室外敷设电源线路时应该进行全线埋地敷设或者是距离建筑物15-20m处采用铠装电缆短或者是无铠装电缆段进行埋地引入，进入建筑物内的配电箱然后分线引入用户。并且所有的SPD必须做好接地工作，如太阳能电池板和逆变器之间可以用1级A类SPD，逆变器与配电柜之间可以用2级B类SPD，控制器与蓄电池之间可以用3级C类SPD。

参考文献：

[1]钟球.浅谈屋顶式光伏发电站的防雷措施[J].农业与技术，2015（18）：202-202.

[2]刘成.浅析建筑屋顶光伏发电系统[J].广播电视信息，2017（5）：98-100.

[3]刘景洪，粟锴，程小芳.太阳能光伏发电站防雷检测流程与方法探析[J].低碳世界，2017（21）：104-105.

[4]邓海利，郭业才，宋兆俊.分布式光伏发电防雷措施的精细化选择[J].工业安全与环保，2015（12）：42-44.

[5]韩文玲，赵珠，蔡忠周.光伏发电站雷电灾害风险评估研究[J].现代农业科技，2016（13）：250-255.

[6]郭建环.平屋顶式建筑避雷施工中的问题分析[J].黑龙江科技信息，2016（21）：254-254.