光伏电站工程防雷接地专项施工方案secret.doc

目 录第一章 项目概况 1第二章 技术标准和规范 1第三章 防雷概述 2第四章 雷电对电气设备的影响 24.1 直击雷 24.2 雷电波侵入 34.3 电磁感应 34.4 地电位反击 34.5 开关过电压 3第五章 项目内容及规定 45.1 光伏方阵及箱变接防雷接地工程 45.2 光伏方阵接地系统 45.3 接地材料规定 4第六章 设计方案 46.1 防雷类别及电子信息系统雷电防护等级 46.2 光伏方阵及箱变防雷接地设计方案 46.2.1 防直击雷设计 46.2.2 防闪电涌设计 46.2.3 接地等电位连接 56.2.4 光伏发电系统的相关设备浪涌过电压保护示意图 56.3 光伏场区防直击雷方案 56.4 光伏场区防直击雷措施 66.5 光伏场区防雷接地方案 66.6 光伏场区防雷接地具体措施 86.7 光伏场区环形闭合地网的接地电阻计算 9第七章 施工方法 11第八章 工期及资源配置 13第一章 项目概况 本项目位于光伏电站位于，地形较开阔，坡度在 5°～25°不等之间，海拔高程伏电站场址所在区域是云南省太阳能资源可开发区域之一，年太阳总辐射为5328.0MJ/m2·a，年日照时数为 2111.3hr，根据《太阳能资源评估方法》（QX/T 89—2023）鉴定其太阳能资源属于很丰富地区，资源具有较好的开发条件。

太阳总辐射值最高月与最低月之比为 1.68，年内月太阳总辐射值变化基本平稳，工程开发运用价值较高，有助于太阳能能源的稳定输出场址所在区域降雪天气很少，无沙尘天气，气温年内变化不大，目的区域内风速不大，气候条件有助于太阳能资源开发全站光伏方阵电能经逆变升压至35kV后送入110kV升压站，汇集并网光伏电站电力后，以1回110kV线路接入220kV沙林变电站第二章 技术标准和规范 下列标准所包含的条文，通过在本技术规范中引用而构成本规范的条文1、GB/T19001-2023 《质量管理体系》2、GB/T17949.1-2023 《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第1部分：常规测量》3、GB/T21431-2023 《建筑物防雷装置检测技术规范》4、GB/T24001-2023 《环境管理体系》5、GB/T28001-2023 《职业健康安全管理体系 规范》6、GB50057-2023 《建筑物防雷设计规范》7、GB50150-2023 《电气装置安装工程电气设备 交接实验标准》8、GB50169-2023 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》9、GB50300-2023 《建筑工程施工验收统一标准》10、DL/T620-1997 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》11、DL/T621-1997 《交流电气装置的接地》12、DL/T475-2023 《接地装置特性参数测量导则》13、JB617-2023 《接地装置安装工程施工工艺标准》14、GB/21698-2023复合接地体技术条件15、国家电网公司《十八项电网重大反事故措施》16、国家电力公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点规定》第三章 防雷概述 雷电是一种常见且非常壮观的自然现象,它具有极大的破坏力，对人类的生命、财产安全导致巨大的危害，1987年联合国拟定的“国际减灾十年中雷电为对人类危害最大的十种灾害之一。

自从人类进入到电气化时代以后，雷电的破坏由重要以直击雷击毁人和物为主发展到以通过金属线与雷电波破坏电气设备为主随着近年来电子技术的飞速发展，人类对电气设备特别是高精密电子设备的依赖越来越严重而电子元器件的微型化、集成化限度越来越高，各类电子设备的耐过电压能力下降，遭雷电和过电压破坏的比例呈不断上升的趋势，对设备与网络的安全运营导致严重威胁据记录，全世界每年因雷害导致的损失高达几十亿美元以上因此如何对高精密电子实行切实有效的防雷保护，保证系统安全可靠运营，成为当前一项紧迫的重要课题 云南是我国雷电多发区，滇南部和滇西大部分地区属我国高强雷暴地区、中部和东部属于强雷暴地区；最南端的西双版纳州勐腊县年平均雷暴日数高达123天云南雷电灾害严重，据记录，全省每年发生雷电灾害事件300起以上， 仅2023年导致人员伤亡142人，经济损失约2.85亿元全国雷电分布第四章 雷电对电气设备的影响4.1 直击雷 雷电直接击在建筑物、其它物体、大地或防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者就是说雷电直接击中建筑物或暴露在空间的各种设备或大地或人身它也许在数微秒之内产生数万伏乃至数拾万伏的高压，产生火花放电，转化为巨大的热能和机械能，直接摧毁建筑物、设备，或导致火灾，危及人身安全。

巨大的雷电流沿引下线入地，会导致以下三种影响： 1、巨大的雷电流在数微秒时间内泄放入地，使地电位迅速抬高，导致反击事故，危害人身和设备安全 2、雷电流产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压 3、雷电流流经电气设备产生极高的热量，导致火灾或爆炸事故 4.2 雷电波侵入 由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电波也许沿着这些管线侵入屋内危害人身安全或损害设备雷电虽然未直接击中建筑物或设备，但击中与本建筑物内、外各种设备相连的管线，通过传导的方式经电阻性耦合将雷电波引入，危害人身、损害设备 4.3 电磁感应 由于雷电流迅速变化在其周边空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势雷击放电时的瞬时雷击大电流将产生强大的雷击电磁脉冲，经感性耦合、容性耦合或电磁辐射导致线路上产生脉冲过电压和过电流，损坏相关设备4.4 地电位反击 由于没有采用等电位接地措施，由于与各种设备相关的各接地系统的冲击接地电阻及所通过的雷击电流存在差异，导致地电位升高和不平衡，当电位差超过设备的抗电强度时，即引起反击，损坏设备 4.5 开关过电压 供电系统中的电感性和电容性负载启动或断开、地极短路、电源线路短路等，都有能在电源线路上产生高压脉冲，其脉冲电压可达成线电压的3.5倍，从而损坏设备。

破坏效果与雷击类似 由此产生的雷电过电压对电子设备的破坏重要有以下几个方面： 1、损坏元 器件 （1）过高的过电压击穿半导体结，导致永久性损坏； （2）较低而更为频繁的过电压虽在元器件的耐压范围之内，亦使器件的工作寿命大大缩短； （3）电能转化为热能，毁坏触点、导线及印刷电路板，甚至导致火灾； 2、设备误动作及破坏数据文献 应当根据实际情况具体分析，采用相应的防雷保护措施，保证系统的安全工作 第五章 项目内容及规定5.1 光伏方阵及箱变接防雷接地工程 1、光伏方阵及箱变接地装置接地电阻计算稿，涉及：计算依据、各种相关参数选择、冲击接地有效半径计算、工频接地电阻计算、冲击接地电阻计算等； 2、 光伏方阵及箱变接地装置接地技术方案、施工图纸； 3、光伏方阵及箱变接地装置接地施工5.2 光伏方阵接地系统 1、对太阳电池方阵，设立水平接地体和垂直接地体相结合的接地装置将安全接地、工作接地统一为一个共用接地装置 2、沿太阳电池方阵四周采用－50×5热镀锌扁钢设立一圈水平接地带，接地体埋设深度不小于0.6～0.8米光伏支架之间采用扁钢连接后与方阵四周的水平接地体不少于2点以上连接，接地电阻值按不大于4Ω考虑。

箱式变电站接地装置至少引出2处接地线与光伏方阵接地装置可靠连接 3、施工完毕后，需测量每个方阵及箱变、逆变器的接地电阻、冲击电阻 4、接地装置寿命规定达成25年以上 5、采用的降阻材料应为低腐蚀性，对环境无污染5.3 接地材料规定 光伏方阵及箱变接地装置接地装置的水平接地线采用-50x5热镀锌扁钢，引出地面及引入建筑物内的接地线采用-50×5热镀锌扁钢，垂直接地极规格采用50×5热镀锌角钢，长度L=2.5米第六章 设计方案6.1 防雷类别及电子信息系统雷电防护等级 根据本项目重要性、使用性质、价值及发生雷电事故的也许性和后果，工程所涉及建筑物均按第二类防雷建筑物进行设计；建筑物电子信息系统按B级雷电防护等级进行设计6.2 光伏方阵及箱变防雷接地设计方案6.2.1 防直击雷设计 按照相关防雷规范的规定，光伏方阵及箱应做直击雷防护的设计，并与接地装置相连保护建筑物避免雷击损坏6.2.2 防闪电涌设计 按照相关防雷规范规定，光伏阵列的电源线路和信号线路都应采用防闪电电涌措施进行防雷保护，并同时在电源进入时采用屏蔽措施6.2.3 接地等电位连接 按照相关规范规定，光伏阵列内所有设备的金属外壳、各类金属管道、金属线槽、建筑物金属结构、防雷接地等均需等电位接地解决，并通过导线连接地装置，消除各点之间的电位差。

6.2.4 光伏发电系统的相关设备浪涌过电压保护示意图6.3 光伏场区防直击雷方案光伏方阵设备重要有12个子方阵、12台箱式变电站设备较多，占地面积较大12个子方阵形状各异，极不规则,太阳电池阵列安装在室外，当雷电发生时太阳电池方阵会受到直击雷的侵入，其防护措施；根据地面光伏电场的特点，地面光伏发电场建筑和设备的防雷，参照《建筑物防雷设计规范》规定，结合《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》对雷电过电压的保护措施，通常可采用独立避雷针、避雷带和避雷线作为防雷接闪器由于独立避雷针和避雷线这类防雷接闪器会导致对光伏组件遮挡阴影阴影影响光伏组件发电功率甚至损坏光伏组件，故不能在光伏发电场的东、南、西边附近和场中间部分装置独立避雷针和避雷线接闪器，只能在不会对光伏组件导致阴影的场地北面，装设独立避雷针接闪器根据滚雷法拟定单根避雷针的保护范围，可参照第二类防雷采用滚球半径hr为45 m高，按计算公式：rx= 式中rx——光伏组件最高处平面上的保护半径 h——避雷针的高度，取45m hr——滚球半径，取45m hx——光伏发电场中的光伏组件最高件的高度，取5m经计算45m高的单根避雷针在5m高的平面上保护范围半径仅为24.38m。

即在场区北面沿场边装设多根避雷针，也保护不了整个光伏发电场内建筑物和设备，即使再增长避雷针的高度但避雷针高度超过45m后（按第二类防雷建筑计算），避雷针的保护范围并不与避雷针的高度成正比的增长当避雷针高度大于或等于150m以后，其防雷保护范围将与避雷针的高度无关仅靠在场区北面沿场边装设多根避雷针也不能保护光伏发电场的所有，而装设多根45~150m的独立避雷针也是不现实的故不宜在光伏发电场光伏组件区内和东、南、西三面边沿采用装独立避雷针和避雷线作接闪器来防直击雷6.4 光伏场区防直击雷措施运用光伏组件的金属边框作接闪器进行防直击雷；一是太阳能电池板四周铝合金框架与支架导通连接； 二是所有支架均采用等电位连接接地后，太阳能电池板是由钢化玻璃两层间夹太阳电池并抽取真空， 其自身就是绝缘体，四周是铝合金框架"在直击雷发生时，其感应电荷重要集中于铝框架并泄入大地，从而使太阳能电池板得到保护，避免直击雷冲击而损坏 以光伏组件的金属边框作接闪器、金属支架作引下线和接地装置相接，以实现防直击雷因地面光伏发电场的光伏组件总的高度除大型聚光型光伏组件外，其他均在距地面2.5m至5m之间光伏发电场内的光伏组件遭受雷击与设备和建筑物的高度有关，根据有关国内、外资料登记表白一个规律：建筑物和物体遭雷击的频率或次数，是与建筑物和物体的高度H的平方成正比。