光伏并网发电系统关于防雷接地问题。
无论是保护接零,还是保护接地,
接地装置都是头等重要的,它是电气系统保护装置的根本保证,安装和运行中都必须符合接地装置的安全要求。
1)接地装置的连接应采用焊接,焊接必须牢固可靠,无虚焊假焊。接至设备上的接地线,应用镀锌螺栓连接有色金属接地线不能采用焊接时,可用螺栓连接。螺栓连接处的接触面应平整并镀锡处理凡用螺栓连接的部位,应有防松装置,以保持良好接触的长久性。
2)接地装置的焊接应采用搭接焊,其搭接长度必须符合规定:
1)扁钢为其宽度的二倍,且至少有3个棱边焊接。
2)圆钢为其直径的六倍,且应在圆钢的接触部位双面焊接。
3)圆钢与扁钢连接时,其长度为圆钢直径的六倍,且应在圆钢接触部位的两面焊接。
4)扁钢或圆钢与钢管、扁钢或圆钢与角钢焊接时,为了连接可靠,除应在其接触部位两侧进行焊接外,并将扁钢或圆钢弯成弧形或直角与钢管或角钢焊接。
(3)利用建筑物的金属结构、混凝土结构的钢筋、生产用的钢结构架梁及配线用的钢管、金属管道等作为接地线时,应保证其全长为良好的电气通路,在其伸缩缝、接头及串接部位焊接金属跨接线,金属跨接线的截面积应符合要求。
(4)必须保证接地装置全线畅通并具有良好的导电性,不得有断裂、接触不良或接触电阻超标的现象。接地装置使用的材料必须有足够的机械强度,以免折断或裂开,其导体截面应符合热稳定和机械强度的要求,见表,大中型发电厂、110kV
及以上的变电所接地装置应适当加大截面。保护接零的保护线其导电能力,不得低于相线的1/2。接地干线应在不同的两点及以上与接地网连接,
自然接地体应在不同的两点及以上与接地于线或接地网连接,以保证导电的连续性及可靠性。大接地短路电流电网的接地装置,应校验其发生单相接地短路时的热稳定性,能否承受短路接地电流转换出来的热量而保证稳定而畅通。
(5)必须保证接地装置不受机械损伤,特别是明设的接地装置要有保护措施。与公路,铁路或管道等交叉及其他可能使装置遭受损伤处,均应用钢管或角钢等加以保护。接地线在穿过墙壁、楼板或引出地坪沿墙、沿杆、沿架敷处,均应加装钢管或角钢保护,并涂以15-10Omm宽度相等的绿色和黄色相间的条纹,以
示醒目注意保护。在跨越建筑物伸缩缝、沉降缝处时,应设置补偿装置。补偿装置可用接地线本身弯成弧状代替。
(6)必须保证装置不受有害物的侵蚀,一般均采用镀锌铁件,
凡焊接处均涂以沥青漆防腐,回填土不得有较强的腐蚀性。对腐蚀性较强的土壤,除应将接地线镀锌或镀铜外,还应当增大地线的截面积。因高电阻率土壤的影响而采取化学处理后的土壤,在埋设接地装置时,必须考虑化学物品是否对接地装置有腐蚀作用。
(7)必须保证地下埋设的接地装置与其他物体的允许最小距离。接地体与建筑物的距离不应小于1.5m避雷针的接地装置与道路或建筑物的出人口及与墙的距离应大于3m接地线沿建筑物墙壁水平敷设时,离地面一般为250--340mm,接地线与墙壁的间隙为10--15mm。垂直接地体的间距一般为其长度的2倍,水平敷设时的间距一般为5m。接地装置的敷设,应远离易燃易爆介质的管道低压接地装置与高压侧的接地装置应有足够大的距离,否则,中间应加沥青隔层。
8)接地线不得串联使用,必须并联使用
(9)接地装置的埋深一般应大于0.
6rn,且位于冻土层以下。
(10)接地电阻必须符合要求。推荐一家永安防雷
电站的全部设备、线缆桥架、电缆的金属外壳都要可靠接地。接地装置:人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或者圆钢。水平接地体宜采用扁钢或者圆钢。圆钢的直径不应该小于10mm,扁钢40*4mm,角钢L50*5*2500mm,钢管厚度不小于3.5mm。人工垂直接地体的
电缆敷设方式根据工程情况、环境条件和电缆规格型号、数量等因素综合考虑,且按满足运行可靠、便于维护的要求和技术经济合理的原则来选择。光伏发电项目直流电缆的敷设主要有直埋铺沙垫砖敷设、穿管敷设、槽架内敷设、电缆沟敷设、隧道敷设等,交流电缆的敷设与一般电力系统敷设方式差异不大。
直流电缆多用于光伏组件之间、组串至直流汇流箱之间、汇流箱至逆变器之间,其截面积小、数量大,通常情况下电缆沿组件支架绑扎或穿管直埋进行敷设,在敷设时一般要考虑:
(1)组件之间连接电缆及组串与汇流箱之间连接电缆,尽可能利用组件支架作为电缆敷设的通道支撑与固定,可在一定程度上降低环境因素的影响的作用。
(2)电缆敷设的受力要均匀适当,不宜过紧,光伏场所一般昼夜温差较大,应避免热胀冷缩造成线缆断裂。
(3)在建筑物表面的光伏材料电缆引线,要考虑建筑整体美观,敷设位置应避开在墙和支架的锐角边缘布设电缆,以免切、磨损伤绝缘层引起短路,或受剪切力切断导线引起断路。同时要考虑电缆线路遭直击雷等问题。
(4)合理规划电缆敷设路径,减少交叉,尽可能的合并敷设以减少项目施工过程中的土方开挖量以及电缆用量。
二、电缆的连接
光伏发电系统中的直流线缆多为室外敷设,连接方式以接头插接为主,可穿管中加以保护,利用组件支架作为电缆敷设的通道和固定,降低环境因素的影响。其他的电缆连接与一般电力系统中电缆连接方式大致相同。
安装光伏电站的时候,都会做好相应的接地措施,做好了防雷保护。
不过雷雨天气对于光伏电站来讲,还是有一定的影响的。
首先,光伏电站在雷雨天中,如果是白天,则发电量几乎没有,因为雨天无光照,光伏电站无法发电。
其次,雷雨天气的打雷现象,如果雷一旦击中光伏板,很有可能会引起组件被雷击起火现象,引发安全事故,所以做好防雷措施很重要;
最后,在做好防雷措施之后,巨大的雷击电波很有可能会破坏光伏电站的逆变器,从现实的实际案例来看,在雷雨天气中,光伏电站的逆变器是最容易且概率较高被雷击坏的。
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正在安装的光伏电站
在电站建设过程中,经常遇到施工或相关专业人员对防雷接地重视不够,认为其技术性不强,工艺较简单,往往在施工中出现不规范作业或纰漏,所以造成光伏系统雷击事故。因此,防雷与接地工程在监理及验收工作中至关重要,其质量直接影响整个系统的使用功能、安全及寿命。
图1
根据光伏电站工程的特殊性,所有屋顶电站都可以依附在所属建筑的主体结构的防雷系统上,不用独立去设计独立的防雷系统,这样不仅可以节约工期、资金,更可充分利用现有资源。对于混凝土结构,大部分建筑在建时期都做了专业的防雷系统,混凝土结构在做防雷系统时候一般会做避雷带或者是避雷网。
钢结构厂房光伏电站防雷思路与混凝土大体想差不多,接闪器、引下线、接地体的选择,材料的连接都与混凝土屋面相似。
工商业光伏发电系统防雷接地材料选用
1、接闪器
一般选用直径 12-16mm的圆钢,如果采用避雷带,则使用直径不低于8mm的圆钢或厚度不小于4mm的扁钢。
图2
2、引下线
引下线宜采用热镀锌圆钢或扁钢,宜优先采用圆钢,直径不小于 8mm;如用扁钢,厚度应不小于 4mm。要求较高的要使用截面积为 35mm 2 的双层绝缘多股铜线。
图3
3、接地体
宜采用热镀锌钢材,其规格一般为:直径 50mm 的钢管,壁厚不小于 3.5mm;50mm*50mm*5mm 角钢,长度不低于2.5米;或者 40mm*4mm 的扁钢,长度一般为 2.5-4m。扁钢接地体的水平埋设深度不小于 0.5m,角钢垂直埋深不低于2.5m,连接焊接过的部位要重新做防腐防锈处理。
图4
4、组件与支架等电位连接
组件铝边框与镀锌支架或铝合金支架都做了镀层处理,仅仅通过压块的压接满足不了接地要求,只有组件的接地孔连接到支架上才算组件有效接地。因此在这些位置必须建立外部防雷系统和金属光伏组件之间的直接等电位连接,一般可以采用4mm2的黄绿双色线。
图5
5、支架阵列间等电位连接
支架间的连接应是持久的电气贯通,一般采用使用直径不低于8mm的圆钢或厚度不小于4mm的扁钢。可采用铜锌合金焊、熔焊、卷边压接、
①防雷接地包括避雷针、避雷带以及低压避雷器、外线出线杆上的瓷瓶铁脚以及连线架空线路的电缆金属外皮都要接地,以便将流过的雷电引入大地。
②工作接地逆变器、蓄电池的中性点、电压互感器和电流互感器的二次线圈接地。
③保护接地光伏电池组件机架、控制器、逆变器、配电柜外壳蓄电池支架、电缆外皮、穿线金属管道的外皮接地。
④屏蔽接地电子设备的金属屏蔽接地
⑤重复接地低压架空线路上,每隔1km处接地。
太阳能光伏系统定义:
太阳能光伏系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。