光伏方阵场防雷和接地设计

一般而言，光伏电站的雷电危害主要有直击雷、雷击感应过电压、地电位反击和静电感应这几种。由于光伏方阵一般比较低，静电感应产生的过电压危害比较小，一般情况下可以忽略。

这里主要针对直接雷、雷击感应过电压和地电位反击介绍光伏方阵场的防雷和接地设计。

光伏电站一般占地面积较大，且光伏组件边框和支架均为导电性能良好的金属 材料，容易遭受直接雷击破坏。

直接雷防护主要采取避雷针、带、线。但是在光伏电站布置上述装置会对附近光伏方阵造成遮挡从而影响发电量，所以一般不采用。

在实际工程中，一般用光伏组件金属框架或支架作为接闪器。光伏组件金属框或支架应接地良好，能承受预期雷电流所产生的机械效应和热效应。

（1）对光伏组件的影响。由于光伏组件离汇流箱较远，因此安装在汇流箱内的防雷器不一定能保护到光伏组件。因此，需要分析在没有防雷器保护的情况下光伏组件是否能承受感应雷的过电压影响。

曾有文献对雷击光伏组件附近时在光伏组件两端产生的过电压进行过分析。结果表明：由于光伏组件的实际耐受电压水平受串联的晶硅电池和旁路二极管耐压 水平限制，一般超过2000V；雷击点距离边框0.5m以上产生的雷击感应电压一般不会对光伏组件产生直接的感应电压损害；而更远处产生的感应电压则随着距离增大而进一步降低，其感应电压影响可以忽略不计。

（2）光伏组串产生的感应过电压。由于雷击产生的过电压与导体闭合形成的面 积成正比，因此在电缆敷设时，要尽量使得组串至逆变器的冋路面积减小，如图 b所示，并且尽量利用支架导轨以及穿钢管敷设等形成保护和屏蔽，禁止出现图a所示的情形。

光伏组件、汇流箱、逆变器、升压变压器等采用共网的接地方式。光伏电站场区设一个总的接地装置，以水平接地体为主，垂直接地体为辅，形成复合接地网。 将光伏支架及太阳电池板外边金属框与站内地下接地网可靠相连，接地电阻以满足组件厂家、逆变器厂家要求为准，且不应大于4Ω。

当土壤对钢材无腐蚀或弱腐蚀时，可采用钢制接地材料。当土壤对钢材有中等或强腐蚀时，可以采用铜制接地材料或采取其他防腐措施。

                                 选自《光伏电站设计技术》

原文始发于微信公众号（坎德拉学院）：光伏方阵场防雷和接地设计