摘要：光伏电站由于地理环境一般为空旷野外，极易遭受雷击，造成设备损坏、人员伤亡，防雷装置是否完善至关重要，而光伏发电站与一般建（构）筑物防雷检测差别较大，作者通过杭州市某公司20MWP分布式光伏发电项目的防雷检测 ，探究项目所在地年预计雷击次数、阵列区接地电阻检测、等电位检测、SPD检查等方法。
关键词：检测； 年预计雷击次数； 接地电阻； 等电位； SPD
引言
随着煤炭、石油、天然气等常规能源的不断消耗，风能、核能、太阳能等新能源得以迅速发展，太阳能发电是将太阳能直接转换为电能的一种方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种方式，光伏电站一般建设在空旷的野外，由于地理环境特殊，极易遭受雷击，造成设备损坏、人员伤亡，防雷装置是否完善至关重要，本文通过对杭州市某公司20MWP分布式光伏发电项目的防雷检测 ，旨在探究项目所在地年预计雷击次数、阵列区接地电阻检测、等电位检测、SPD检查等方法。
1 项目情况
本项目位于杭州市境内，占地约 570亩，多为荒山、荒坡及未利用地，海拔高度为228m～287m之间。建设容量为20MWp，共安装 79200块功率为 255wp 的多晶硅光伏组件，以35kV电压等级接入变电站，光伏电站每1MWp为一单元模块进行设计，每1MWp光伏发电单元经逆变器转变为交流电后，通过一台1000kVA箱式升压变压器，将电压升至35kV。每10个1MWp光伏发电单元并联后经一回35kV电缆线路接入35kV开关站，本期共设有2回35kV电缆线路接入35kV开关站，再通过1回35kV架空线路与系统并网。
2 前期准备工作
2.1 勘测光伏阵列分布
经过实地勘查，根据光伏阵列区分布，确定检测流程，方便检测。
2.2工程地质情况
钻孔揭穿深度范围内未见地下水，可不考虑其对基础的影响，场地环境类别为Ⅲ类环境，场地土对混凝土结构、混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。因此，地质对阵列区垂直接地体和水平接地体及接地基础的腐蚀影响较小。经统计，该地区年雷暴日数达40.6天，年平均雷击密度为3.8次/km2。
2.3 安全工作
根据现场特点准备安全帽、绝缘手套等劳保用品，尤其注意阵列区高压塔附近，检测人员应提前学习现场安全管理规定，熟悉防雷接地装置布设、验收规范和质量标准，并根据防雷检测项目确定检测安全注意事项。
3现场检测
3.1 光伏阵列区接地电阻测试
3.1.1阵列区防雷防护
1）直击雷防护
（1）太阳电池方阵区域直击雷防护：在光伏阵列区域不设置避雷针，利用在电池支架金属框，设置环形扁钢（避雷带），作为直击雷防护设施。
（2）其他区域直击雷防护：在逆变升压配电室屋顶设置避雷带用于直击雷防护。
交流侧的直击雷防护按照电力系统行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》进行。
2）雷击电磁脉冲防护
在太阳能组件的不同控制部分，分别设置二次防雷模块，避免其受感应雷和操作过电压冲击。
3）接地
光伏发电区域的接地网采用水平地网与垂直接地极相结合的复合接地网方式。整个水平地网做成“田字格模式”。对太阳电池方阵，将每排的电池支架连为一体，并就近与水平地网相连（连接点不小于2点）。保护接地、工作接地采用共网接地方式
3.1.2 接地电阻测试
光伏阵列区面积很大，对角线达4km以上，如果按照规范，阵列区地网接地电阻测试应使用大型地网接地电阻测试仪测量，电流极应设置在16km以外。由于地网边界效应存在，再增加地网面积，对接地阻值影响很小，所以在实际检测中，可对某1MWp的光伏阵列区地网检测，将其与其他方阵地网断开，若其阻值符合规范要求，其他阵列区只要与其等电位连接良好，则符合规范要求。
本次检测采用直线法，仪器为MS-1026,如图1，DEC 应为被试接地装置最大对角线长度D的4～5倍；在远距离放线有困难时，在土壤电阻率均匀地区可取2D，否则取3D。DEP取（0.5～0.6）DEC。电压极P在CE连线上移动P三次，每次5%DEC，测试误差在5%以内即可。
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实地检测中，多次测量阻值平均数约为1.7Ω，小于4Ω，符合规范要求。地网与地网之间过渡电阻平均值为0.12Ω，小于0.2Ω，符合规范要求。
3.2光伏阵列区等电位连接
为防止人身伤害，阵列区内变压器、汇流箱等所有正常不带电设备金属外壳和金属部件均应与地网进行可靠连接，连接情况通过目测连接质量、连接导体的材料尺寸与过渡电阻检测相结合的方式确定。
设备与地网连接情况评价方法（依据DL/T475）：
（1）50mΩ以下：状况良好；
（2）50-200mΩ：尚可，宜在例行测试中重点关注其变化，重要设备宜在适当时候检查出来；
（3）200mΩ-1Ω：不佳，对重要设备应尽快检查处理
（4）1Ω以上：设备与主地网未连接，应尽快检查处理
（5）独立避雷针的测试值应大于500mΩ。
经测量过渡电阻阻值0.04～0.06Ω之间，基本符合规范要求。
3.3 光伏阵列区电涌保护器
汇流箱和逆变器直流输入端安装直流SPD；逆变器交流输出端和箱变内装有交流SPD。标称电流 和冲击电流 选择参考QX/T 263-2015，其中直流SPD电压保护水平 可依据GB50057-2010第6.4章进行判断。
3.4 升压站防雷检测
升压站建筑物及设备共用接地装置，内设独立接闪杆，测量方法与4.1光伏阵列区相同。
主控室、配电室设备应与最近地网可靠连接，SPD安装要求应符合GB50057-2010要求。
4小结
1. 光伏阵列区年预计雷击次数 ，较易遭受雷击，应注意做好直击雷防护。
2. 光伏阵列区地网接地电阻测试使用大型地网接地电阻测试仪测量，电流极需设置很远，通常10多公里，考虑到地理位置和测量成本，测量可行性差。因此，实际检测中，可对某一光伏阵列区地网检测，将其与其他方阵地网断开，若其阻值符合规范要求，其他阵列区只要与其等电位连接良好，则符合规范要求。
3. 为防止人身伤害，项目内变压器、汇流箱、主控室内机柜等所有正常不带电设备金属外壳和金属部件均应与直接或通过等电位端子与地网进行可靠连接，连接情况通过目测连接质量、连接导体的材料尺寸与过渡电阻检测相结合的方式确定。
参考文献
[1] 太阳能光伏系统防雷技术规范QX/T 263-2015
[2]光伏发电站防雷装置检测技术规范DB62/T2756-2017
[3] 建筑物防雷设计规范GB50057-1010
[4] 杨仲江.雷电灾害风险评估与管理基础[M] 气象出版社 2010