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雷雨天气,光伏系统会引发触电风险吗?如何防雷?​

来源:浙江格亚电气有限公司    发布时间:2025-09-22 22:08:20
**雷雨天气下,光伏系统可能引发触电风险,但通过科学防雷措施可有效规避。**以下从风险成因与防护策略两方面展开分析:

### **一、雷雨天气下光伏系统的触电风险成因**

1. **直击雷危害**
雷电流直接击中光伏板或支架时,瞬时电压可达数百万伏,电流达几十至几百千安。高温熔化线路、击碎组件,同时可能引发地电位反击——若接地电阻过高(如>10Ω),雷电流泄放不畅会导致设备外壳电位骤升,形成跨步电压或接触电压,威胁人身安全。

2. **感应雷过电压**
雷击附近地面时,电磁感应在直流线路中产生陡波过电压(上升时间<1μs),可能击穿逆变器绝缘层,导致设备内部短路或电弧放电。

3. **设备带电风险**
雷雨天气中,金属支架和设备可能因电磁感应产生高电压;若设备绝缘破损或受潮,原本不带电部位可能带电,增加触电概率。

### **二、光伏系统防雷关键措施**

#### **1. 主动引雷:避雷针与接闪器**
- **避雷针部署**:在光伏阵列最高点安装避雷针或避雷带,保护范围需覆盖整个阵列。例如,100MW电站采用“ESE避雷针+多塔布局”,雷击跳闸率从年均2.3次降至0.4次。
- **材料选择**:沿海或高腐蚀环境推荐玻璃钢避雷针(重量仅为金属的1/3,耐盐雾腐蚀,寿命超30年);高海拔山区选用13米玻璃钢避雷针,可抵御-40℃至80℃极端温度。

#### **2. 高效泄流:接地系统优化**
- **接地电阻控制**:综合接地电阻≤4Ω,采用镀锡铜覆钢绞线(截面积≥120mm²),埋深≥0.8m。高土壤电阻率区域可通过深井接地(深度>20米)或柔性接地技术(如HD-R10)降低电阻。
- **等电位连接**:将光伏组件边框、支架、电缆金属护套等所有金属部件通过专用铜质带或线连接,形成连续等电位体,减少电位差。例如,某电站通过等电位连接,将接触电压从50V降至10V以下。

#### **3. 精细抑制:浪涌保护与屏蔽**
- **多级浪涌保护**:
- 光伏板输出端安装Ⅰ级电源浪涌保护器(通流量25kA-80kA);
- 逆变器、蓄电池等设备内安装Ⅱ级电涌保护器;
- 逆变器输出端若连接重要负载,需加装Ⅲ级浪涌保护器。
某电站采用同为(TOWE)多级光伏浪涌保护器后,设备雷击损坏率下降80%。
- **电缆屏蔽**:使用屏蔽电缆并可靠接地,减少雷电感应电流干扰。例如,某山地电站通过屏蔽电缆改造,将感应雷故障率从15%降至3%。

#### **4. 智能监测与维护**
- **接地电阻检测**:每半年检测一次接地电阻,确保符合设计要求(如综合接地≤4Ω)。
- **防雷设施巡检**:定期检查避雷针、引下线、接地体完整性,以及浪涌保护器工作状态。雷雨季节前后加强巡视,及时修复断裂导线或锈蚀接地极。
- **应急预案**:制定雷电灾害应急预案,包括紧急停机程序、雷后检查流程等。例如,某电站通过应急演练,将雷击后恢复时间从4小时缩短至1小时。

### **三、特殊场景防护建议**

- **水上光伏**:采用可升降避雷针(如扬博YBK系列),非雷电时期降低高度减少水面反光干扰,雷电来临时自动升高至保护位置。
- **小型电站(≤1MWp)**:可利用建筑结构防雷,无需单独设置避雷针,但需确保建筑防雷系统与光伏设备等电位连接。
- **高海拔山区**:避雷针需具备抗极端温度能力(如-40℃至80℃),并采用模块化设计(每段≤6米),便于检修。

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