光伏發(fā)電是重要的再生能源,是新能源家族中重要一員。為了更有效地實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光能與電能的轉(zhuǎn)化,光伏電站(場(chǎng))大都建設(shè)在野外空曠、地勢(shì)較高區(qū)域,光伏一體化建筑中的太陽(yáng)能板更是設(shè)置在屋頂部位,這些區(qū)域或位置容易遭受雷擊,導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。雷電防護(hù)裝置檢測(cè)是避免和減少雷擊危害的必要措施。
大部分光伏電站(場(chǎng))、光伏一體化建筑沒(méi)有看到避雷針、避雷線,避雷帶,還需要檢測(cè)防直擊雷措施嗎?
答案是肯定,要對(duì)防直擊雷裝置進(jìn)行定期檢測(cè)。那么沒(méi)有避雷針、線如何檢測(cè)呢?
《光伏發(fā)電站防雷技術(shù)要求》5.1.1 規(guī)定,光伏發(fā)電站的光伏方陣、光伏發(fā)電單元其他設(shè)備以及站區(qū)升壓站、綜合樓等建(構(gòu))筑物應(yīng)采取防雷措施,防雷設(shè)施不應(yīng)遮擋光伏組件。《光伏建筑一體化系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》4.1.1規(guī)定,可利用光伏組件、光伏方陣的金屬邊框作為接閃器,利用建筑物的結(jié)構(gòu)金屬物,如柱內(nèi)鋼筋或鋼構(gòu)架等作為自然引下線,并利用建筑物基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作為自然接地體。共用接地裝置的接地電阻值符合GB 50057-2010中4.3.6的規(guī)定,《 電氣裝置安裝工程?接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范?》(GB50169-16)4.5.2規(guī)定,地面光伏方陣的光伏組件可利用其金屬邊框作接閃器、金屬支架作接地線,其材料及規(guī)格應(yīng)能承受泄放預(yù)期雷電流時(shí)所產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)。屋面光伏方陣如利用其金屬支架或建筑物金屬部件作接地線時(shí),其材料及規(guī)格應(yīng)能承受泄放預(yù)期雷電流時(shí)所產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)。
根據(jù)以上國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān),為了使防雷設(shè)施遮擋光伏組件,降低光電轉(zhuǎn)化效率。絕大部分光伏電站(場(chǎng)),包括光伏建筑一體化系統(tǒng)防直擊雷不專設(shè)避雷針、線、帶,而是利用利用其金屬邊框作接閃器、金屬支架作接地線。
需要定期對(duì)光伏電站(場(chǎng))的防直擊雷措施進(jìn)行檢測(cè)。防直擊雷措施主要檢測(cè)三個(gè)方面:
1.接閃器主要檢測(cè)其保護(hù)范圍和用材規(guī)格。利用利用光伏組件金屬邊框作接閃器,可認(rèn)定其保護(hù)范圍符合要求。關(guān)于用材規(guī)格,《電氣裝置安裝工程?接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范?》規(guī)定,其材料及規(guī)格應(yīng)能承受泄放預(yù)期雷電流時(shí)所產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)。沒(méi)有說(shuō)具體的規(guī)格要求,在其條文說(shuō)明中明確,如金屬邊框滿足一定要求時(shí)(邊框材質(zhì)采用鋁板、鋁合金時(shí),厚度不小于0.65mm,采用不銹鋼、熱鍍鋅鋼時(shí),厚度不小于0/5mm;且截面不小于50mm2),則能滿足50kA~100kA的雷電流的沖擊和熱穩(wěn)定要求。《光伏發(fā)電站防雷技術(shù)要求》5.5.1.3 接閃器應(yīng)能承受預(yù)期雷電流所產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng),接閃器的材料、結(jié)構(gòu)和最小截面應(yīng)符 合附錄 A 的規(guī)定。接閃器材料的使用條件按照 GB50057執(zhí)行。
2.引下線主要檢測(cè)其布局與用材規(guī)格。《光伏發(fā)電站防雷技術(shù)要求》5.5.2規(guī)定,地面光伏發(fā)電站光伏方陣金屬支架、建筑物屋面光伏發(fā)電站所在建筑物的鋼梁、鋼柱、消防梯等金屬構(gòu)件以及幕墻的金屬立柱可作為引下線,但各部件之間均應(yīng)電氣連接。 利用光伏方陣金屬支架、建筑物金屬部件作引下線時(shí),其材料及尺寸應(yīng)能承受泄放預(yù)期雷電流時(shí)所產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)。 實(shí)際工作中引下線的材料、結(jié)構(gòu)和最小截面應(yīng)符合符合 GB50057相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
3.接地裝置的檢測(cè)。檢測(cè)其用材規(guī)格、布局、接地電阻值。5.5.3規(guī)定,埋于土壤中的人工垂直接地體可采用熱鍍鋅角鋼、鋼管、圓鋼、復(fù)合材料等接地材料;埋于土壤中的人工水平接地體宜采用熱鍍鋅扁鋼或圓鋼。光伏方陣的接地網(wǎng)外緣應(yīng)閉合。光伏方陣每排支架應(yīng)至少在兩端接地。 接地體的材料、結(jié)構(gòu)和最小截面應(yīng)符合 GB50057相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。共用地網(wǎng)電阻應(yīng)滿足設(shè)備對(duì)最小工頻接地電阻值的要求。
特別要注意的是,如果是獨(dú)立避雷針和避雷線作為接閃器則接地要求完全不一樣。《光伏發(fā)電站防雷技術(shù)要求》規(guī)定,獨(dú)立接閃器和泄流引下線應(yīng)與地面光伏方陣電氣裝置、線路保持足夠的安全距離,應(yīng)符合 GB/T50065 的要求。獨(dú)立避雷針和避雷線應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的集中接地裝置,其與接地網(wǎng)的地中距離不應(yīng)小于3m。當(dāng)小于3m時(shí),在滿足避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至35kV及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)間沿接地極的長(zhǎng)度不小于15m的情況下,該接地裝置可與接地網(wǎng)連接。 地面光伏發(fā)電站光伏方陣接地裝置的工頻接地電阻不宜大于10Ω,高電阻地區(qū)(電阻率大于 2000Ω·m)最大值應(yīng)不高于30Ω。
總結(jié):
沒(méi)有安裝避雷針(避雷線)的光伏電站(場(chǎng))需要檢測(cè)防直擊雷措施。地面光伏方陣的光伏組件可利用其金屬邊框作接閃器、金屬支架作接地線,除不需要另外計(jì)算接閃器的保護(hù)范圍,要依據(jù)相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接閃器用材、引下線(接地線)布局、用材規(guī)格、接地裝置用材規(guī)格、布局、接地電阻進(jìn)行檢測(cè),綜合評(píng)估防直擊雷措施是否符合要求。
參考標(biāo)準(zhǔn):
《光伏發(fā)電站防雷技術(shù)要求》(GB/T 32512-2016)
《光伏建筑一體化系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》(GB/T 36963-2018)
《電氣裝置安裝工程?接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50169-16)
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