內(nèi)蒙古光伏發(fā)電站防雷檢測(cè)技術(shù)探討

金師

（呼和浩特市氣象局，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

隨著全球性傳統(tǒng)能源短缺、氣候變暖和環(huán)境污染等問題日益突出，各國政府加大了對(duì)包括太陽能在內(nèi)的各種新能源的政策扶持力度。隨著國家太陽能補(bǔ)貼電價(jià)等配套扶持政策的出臺(tái)及太陽能電池組件價(jià)格的不斷下跌，太陽能發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性有了顯著的提高，內(nèi)蒙古自治區(qū)太陽能電站開發(fā)企業(yè)的開發(fā)建設(shè)意愿越來越強(qiáng)烈。根據(jù)內(nèi)蒙古電力行業(yè)協(xié)會(huì)公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2017年11月，內(nèi)蒙古太陽能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模累計(jì)達(dá)到太陽能7.307 8×106kW，同比增長16.15%.

1 光伏發(fā)電站防雷裝置檢測(cè)現(xiàn)狀

1.1 太陽能資源分布情況

根據(jù)美國宇航局NASA數(shù)據(jù)庫氣象資料統(tǒng)計(jì)，我區(qū)太陽能資源較豐富，太陽能總輻射為1 331～1 722 kW·h/（m2·年），僅次于西藏，居全國第二位。全區(qū)太陽能資源分布特點(diǎn)是自東向西南遞增，阿拉善盟、鄂爾多斯市和巴彥淖爾市等地區(qū)太陽能資源較好，尤其是阿拉善盟額濟(jì)納旗，太陽能資源最為豐富。

1.2 雷電易發(fā)區(qū)區(qū)劃

根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象局發(fā)布的《內(nèi)蒙古自治區(qū)雷電易發(fā)區(qū)域及其防范等級(jí)劃分》，將內(nèi)蒙古劃分為5個(gè)區(qū)域，大體上呈中部高兩邊低的情況，其中，極高易發(fā)區(qū)、高易發(fā)區(qū)、較高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、一般易發(fā)區(qū)分別占內(nèi)蒙古自治區(qū)總面積的3.89%，20.35%，44.63%，13.01%，18.12%，較高以上易發(fā)區(qū)接近70%.

1.3 防雷檢測(cè)現(xiàn)狀

盡管目前內(nèi)蒙古各類光伏發(fā)電站的光伏方陣、建（構(gòu)）筑物、機(jī)電設(shè)備及各種設(shè)施等不同程度地采取了相關(guān)的防雷措施，并按照國家法律法規(guī)要求定期開展了防雷檢測(cè)工作，但具體的防雷裝置檢測(cè)流程與實(shí)際操作卻并不相同，手法各異，在對(duì)防雷裝置安全性能進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量驗(yàn)收、定期檢測(cè)和隱患整改時(shí)，對(duì)國家相關(guān)的防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)理解角度也并不一致，給工作帶來極大的不便。而內(nèi)蒙古光伏發(fā)電站同時(shí)具備山地、平原、草地等環(huán)境特征，相關(guān)設(shè)施有其特殊的防雷要求，檢測(cè)難易程度差距很大。本文在此基礎(chǔ)上，結(jié)合平時(shí)對(duì)光伏電站的防雷檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，希望能找出較為合適的檢測(cè)流程，提高內(nèi)蒙古光伏發(fā)電站的防雷檢測(cè)效率，最大限度地預(yù)防和減少雷電災(zāi)害造成的危害和損失，有效保障光伏發(fā)電站的安全運(yùn)營。

2 光伏發(fā)電站的防雷裝置檢測(cè)

光伏電站所涉及的防雷裝置一般包括接閃器、引下線、接地裝置和過電壓保護(hù)裝置。檢測(cè)時(shí)按照檢測(cè)的實(shí)際情況，又一般把整個(gè)光伏發(fā)電站分為光伏組陣區(qū)和場(chǎng)站區(qū)，由于場(chǎng)站區(qū)主要建（構(gòu)）筑物為升壓站和綜合站房，與一般的發(fā)電廠區(qū)別不大，在此主要討論光伏組陣區(qū)的防雷檢測(cè)。

2.1 光伏組陣區(qū)的接閃器檢測(cè)

相比于一般建（構(gòu)）筑物，光伏組陣區(qū)的接閃器更為單一，大部分光伏發(fā)電單元的接閃器都由光伏方陣框架、支架上的接閃針或帶組成。內(nèi)蒙古光伏電發(fā)電單元一般設(shè)置在空曠的空地或者大型溫室頂部，總體高度較低，檢測(cè)人員不必登高就可以接觸其實(shí)體，檢測(cè)難度較小。值得注意的是，有的光伏組件由金屬支架固定后，下部利用可調(diào)節(jié)選裝設(shè)備連接在底座上，旋轉(zhuǎn)設(shè)備都為螺栓連接。長時(shí)間暴露在空氣中，連接部位極易銹蝕，其接地電阻與底座相差較大，最多可達(dá)幾十歐姆以上，所以檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意光伏組件連接方式，必要時(shí)可加大工作量，利用等電位測(cè)試設(shè)備檢測(cè)連接部位。

2.2 光伏組陣區(qū)的引下線檢測(cè)

裝設(shè)在屋面的光伏組件的引下線一般為專設(shè)引下線，其材料為熱鍍鋅圓鋼或扁鋼，檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意其間距是否符合所在建筑的引下線間距要求。

裝設(shè)在地面的光伏組件的引下線一般會(huì)利用其本身金屬支架或者另行明敷。檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意其材質(zhì)是否符合《光伏發(fā)電站防雷技術(shù)要求》GB/T 32512—2016中附錄A的要求。與建筑物不同的是，構(gòu)筑物的接閃器或者引下線的支架都是鋼結(jié)構(gòu)本身或者金屬支架，所以要對(duì)各支架的間距進(jìn)行測(cè)量，看其是否符合表1要求。

表1 明敷接閃導(dǎo)體和引下線的固定支架間距

2.3 光伏組陣區(qū)的接地裝置檢測(cè)

光伏組陣區(qū)的接地裝置與一般建筑的接地裝置沒有特別不同的地方，只不過規(guī)模較大，其接地干線往往有幾千米甚至幾十千米長，都由人工接地體組成。如果接地裝置連接良好，接地電阻值不會(huì)很高，單純的光伏發(fā)電站光伏方陣接地裝置的工頻接地電阻不宜大于10 Ω，高電阻地區(qū)（電阻率大于2 000 Ω·m）最大值不高于30 Ω。在測(cè)試儀器選用上，建議用大型地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀測(cè)量，因?yàn)榻拥匮b置體量較大時(shí)，受外界干擾較大且對(duì)測(cè)試電流有較高要求，普通的接地電阻測(cè)試儀不能達(dá)到其要求。測(cè)試時(shí)，應(yīng)區(qū)分接地電阻測(cè)試和接閃器、引下線、接地體之間的連接測(cè)試。

表2 電涌保護(hù)器連接導(dǎo)體最小截面

2.4 光伏組陣區(qū)過電壓保護(hù)裝置檢測(cè)

光伏組陣區(qū)的過電壓保護(hù)裝置一般會(huì)安裝在匯流箱和逆變器箱內(nèi)，多由生產(chǎn)廠家集成安裝。為了減少光伏組件與逆變器之間連接線，也為了方便維護(hù)，提高可靠性，目前較多企業(yè)使用的是光伏防雷匯流箱，它主要由SPD、太陽能正極輸入和短路器、太陽能負(fù)極和負(fù)極匯流段子、直流正極匯流端和接地裝置組成。對(duì)其進(jìn)行檢查時(shí)，首先應(yīng)看運(yùn)行狀態(tài)是否正常，主要方法是對(duì)照說明書看其指示燈情況；其次檢查熔斷器，防止熔斷器熔斷后電池板處于開路狀態(tài)，光伏電池電能不能輸出；最后看其輸入線和輸出線的截面積是否符合表2要求。

特別需要注意的是，檢測(cè)設(shè)備時(shí)，應(yīng)注意輸入、輸出均可能帶電，防止觸電或損壞其他設(shè)備。

2.5 其他注意事項(xiàng)

由于光伏發(fā)電站的特殊性，相對(duì)于其他檢測(cè)時(shí)，其自然環(huán)境比較復(fù)雜，所以檢測(cè)時(shí)應(yīng)對(duì)檢測(cè)人員的著裝和保護(hù)措施加以規(guī)定，安全帽和工作服是必不可少的，檢測(cè)鞋盡量選取高幫防滑的工作靴，以保護(hù)檢測(cè)人員。另外，檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意區(qū)分項(xiàng)目需要檢測(cè)還是檢查，工作時(shí)應(yīng)有電廠工作人員陪同，特別是首次檢測(cè)時(shí)必須詢問整體防雷裝置的隱蔽工程情況。在對(duì)匯流箱、逆變器進(jìn)行檢測(cè)、檢查時(shí)，首先應(yīng)看其是否帶電，以防引起不必要的事故。

3 總結(jié)與期望

根據(jù)國家氣象局風(fēng)能太陽能評(píng)估中心劃分標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)蒙古南部屬太陽能資源一類地區(qū)，資源豐富，全年輻射量在6 700～8 370 MJ/m2，相當(dāng)于230 kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)展和改革委員會(huì)編寫的《內(nèi)蒙古自治區(qū)2013—2020年太陽能發(fā)電發(fā)展規(guī)劃》，到2020年，內(nèi)蒙古太陽能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到6 000 MW。相對(duì)應(yīng)的，光伏發(fā)電站防雷檢測(cè)需求也會(huì)大量增長。為了更好地開展此項(xiàng)服務(wù)，不僅需要各地氣象防災(zāi)機(jī)構(gòu)的全力保障，還需要社會(huì)各類防雷檢測(cè)機(jī)構(gòu)的大力配合。不僅如此，還需要規(guī)范檢測(cè)市場(chǎng)，加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)工作事前事后的監(jiān)管，保證發(fā)電站的各項(xiàng)工作安全運(yùn)行。

［1］中國中元國際工程公司，五洲工程設(shè)計(jì)研究院，中國氣象學(xué)會(huì)雷電防護(hù)委員會(huì)，等.GB 50057—2010建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

［2］上海市防雷中心，安徽省防雷中心，天津市中力防雷技術(shù)有限公司，等.GB/T 21431—2015建筑物防雷檢測(cè)規(guī)范［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015.

［3］中電電氣（南京）太陽能研究院有限公司，協(xié)鑫光伏系統(tǒng)有限公司，四川中光防雷科技股份有限公司，等.GB/T 32512—2016光伏發(fā)電站防雷技術(shù)要求［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

［4］鐘穎穎，束建，朱愷，等.太陽能光伏發(fā)電站防雷技術(shù)探討［J］.電瓷避雷器，2012（2）：100-105.

［5］金師.呼和浩特市地區(qū)雷電防護(hù)研究［D］.呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué)，2012.