【干货】雷电对不同接地方式光伏电站的影响及预防

夏季，自然界由于高温，水分的蒸腾作用加强，空气对流运动旺盛。温热的空气被强大的上升气流推到空中遇冷形成浓积云。雷雨云是所有类型云中最为活跃的一种，在厚厚的云层中存在着大量的正负电荷，正电荷和负电荷分离形成巨大的电偶极子，或多极子。

云层中大量的正电荷位于云层的顶部，大量的负电荷位于云层的中下部，少量的正电荷在云层的底部。天上的积云上升受到地面上升的热气流不断的冲击，会发生电离而产生强大的电荷。某些云团带正电荷，某些云团带负电荷，它们使大地地面或建筑物表面产生异性电荷，当电荷积累到一定程度时，不同云团之间、或云与大地之间的电场强度可以击穿空气（E=25~30KV/cm），开始游离放电，称之为“先导放电”。

云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面（或地面上的建筑物、架空输电线）时，便会产生由地面向云团的逆导主放电，在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的电流，电流做功的结果，可使电流通过地方的气体瞬间温度升高到30000℃左右，从而呈现强烈的火光，这就是闪电，同时迅速加热的闪电通道各部分气体急剧膨胀，强烈压缩附近的大气层产生冲击波，冲击波退化时的声发射，这些声冲击波相互叠加，形成轰轰雷声，这就是雷电。打雷下雨时会和地面之间发生放电现象，与地面上的比较高的建筑物、户外通讯设施等接触，就可能产生电击，形成雷击。

一般情况下（80%—85%的情况），单次雷击不能将雷云电荷完全释放掉。一个雷闪通常包含多个（几个）雷击，而不是一个单一的雷单次雷击形成一个先导放电，在持续平均约60ms（一般为几毫秒到几百毫秒）的暂停后，另一个先导，即直窜先导，在同一通道连续（而不是逐级）传播，速度为1000—10000km/s。这种直窜先导没有分支，沿着第一支回击形成的通道反向传播，产生第二次回击，同样的过程一般会重复3—5次，在单个负极性雷闪中记录到26次回击。

2005年扬州仪征化纤公司遭雷击雷击经济损失3000万元以上。2006年淄博恒台县博汇集团电厂变电站遭雷击，雷灾造成经济损失2070万元。对于光伏电站，雷击是必须重视的自然灾害影响。

雷击对光伏厂的影响以及预防

雷击有直击电、雷电感应和雷电波等三种入侵方式。直击电就是地面与带电云间产生的放电反应，其电压在瞬间可能达到上万伏。电流可达几十安培．破坏性相当强。因为其是被雷云瞬间释放，能量巨大。雷击很容易破坏室内安装的太阳电池。还会对周围的设备造成不同程度上的损坏，影响巨大。针对雷电对光伏电场区造成的巨大影响，一般采用等电位链接、隔离法和加装保护器等三种方法避免雷电可能会造成的危害。

在现阶段防雷措施中，最为有效也是最为广泛的方法就是把电气设备金属部件与大地相连。接地系统由四部分组成．即接地设备、接地体、引入线和大地。良好接地是防雷措施成功的重要基础。主要的接地方式有以下三种。

1.共体接地

接地体具体安装过程是在地上挖一个直径约30cm的洞．并且在洞底铺设一些食盐，再将接地体放人其中。使用PVC管罩住接地体，然后把接地体周围的空隙使用泥土进行填满并压实。最后在上面放上碎石子进行浇水加固。使用同样的方法将其他接地体接地。形成等腰三角形的布局，再使用35mmz的铜线连接。形成光伏电场内部的一个接地体。

这种接地可以使光伏发电场所有的金属部件有效接地。这种方法还不需要埋设很多个接地体就可以解决接地问题。而且还有效地把电阻值控制在4n以内。光伏电场中所有设备的金属壳、避雷装置以及电池板的金属架、逆变器等众多设备都能直接连在同一个接地体上。在没有雷击现象发生时可以单纯作为接地保护和零线。一旦发生雷击时就可以当作防雷接地装置使用。

2.单体接地

一些区域内由于地理环境的影响。光伏电场内部的电杆经常会遭受到雷击。并且雷击的位置相对固定，不会发生移动。针对这些特殊的电杆，要单独安装避雷装置。埋设相应的接地体，就可以有效防止雷击现象的发生，接地体通常会使用长度约2m的镀锌角钢或扁钢。