概要：光伏組件大面積安裝在室外廣闊區(qū)域并呈密集排列，光伏電站存在遭受直接雷擊及過電壓電涌沖擊的高風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)，除了電池板組件外，下游部件如連接器，逆變器和控制儀表等往往都會(huì)被摧毀。為避免引發(fā)高代價(jià)的設(shè)備損壞和故障停機(jī)問題，必須在光伏系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)安裝光伏專用電源防雷器, 科佳電氣通過全面的電涌保護(hù)器技術(shù)，確保您的光伏系統(tǒng)設(shè)備安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：光伏防雷方案，光伏浪涌保護(hù)，太陽能光伏電涌保護(hù)，光伏系統(tǒng)浪涌保護(hù)方案

一、 光伏系統(tǒng)簡介

光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機(jī)械部件，所以，光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉，可靠穩(wěn)定壽命長、安裝維護(hù)簡便。太陽能光伏發(fā)電的過程沒有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件也不消耗燃料，并且不排放包括溫室氣體在內(nèi)的任何物質(zhì)，具有無噪聲、無污染的特點(diǎn)；太陽能資源沒有地域限制，分布廣泛且取之不盡，用之不竭。因此，與其它新型發(fā)電技術(shù)(風(fēng)力發(fā)電與生物質(zhì)能發(fā)電等)相比，太陽能光伏發(fā)電是一種具可持續(xù)發(fā)展理想特征（最豐富的資源和最潔凈的發(fā)電過程）的可再生能源發(fā)電技術(shù)。

二、 光伏系統(tǒng)防雷方案

光伏組件大面積安裝在室外廣闊區(qū)域并呈密集排列，光伏電站存在遭受直接雷擊及過電壓電涌沖擊的高風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)，除了電池板組件外，下游部件如連接器，逆變器和控制儀表等往往都會(huì)被摧毀。為避免引發(fā)高代價(jià)的設(shè)備損壞和故障停機(jī)問題，必須在光伏系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)安裝光伏專用電源防雷器。

1、 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)雷電電磁脈沖的入侵途徑：

A、 直擊雷：直擊雷是帶電云層（雷云）與建筑物、其它物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象，并由此伴隨而產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或機(jī)械力等一系列的破壞作用。太陽能電池板一般都是安裝在屋頂或空曠的室外，遭受雷電的沖擊概率很大，很可能被擊壞而造成無法發(fā)電。

B、 感應(yīng)雷：由于雷電放電時(shí)在周圍空中存在巨大的雷電流，會(huì)造成周圍磁場的變化，雷電感應(yīng)引起的能量若不及時(shí)泄放會(huì)對人身安全和太陽能電池板、控制器、逆變器、交流配電箱、直流負(fù)載等供電系統(tǒng)造成危害。

2、 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)雷電電磁脈沖的防護(hù)措施：

A、 直擊雷防護(hù)措施：使用接閃器、引下線、接地裝置做直擊雷外部防護(hù)，提供直擊雷電流的泄放通道，使直擊雷不會(huì)直接擊在太陽能電池板上。

B、 感應(yīng)雷防護(hù)措施：安裝浪涌保護(hù)器（SPD）來做感應(yīng)雷防護(hù)，在太陽能電池板和逆變器間安裝相對應(yīng)的電源防雷器來有效的防護(hù)感應(yīng)雷對設(shè)備的干擾和損害。

3、 光伏系統(tǒng)浪涌保護(hù)方案示意圖


光伏系統(tǒng)浪涌保護(hù)方案

4、 方案實(shí)施（科佳電氣產(chǎn)品選型）



三、科佳電氣光伏電源防雷器（SPD）簡介

1、重要參數(shù)術(shù)語與定義

標(biāo)稱放電電流In：流過SPD具有8/20波形電流的峰值。

I類試驗(yàn)的沖擊放電電流Iimp：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，由規(guī)定的電荷量Q和比能量W/R流過SPD的放電電流峰值Iperk。

最大放電電流Imax：由制造商聲稱的流過SPD的8/20波形的最大電流峰值。

應(yīng)用與光伏系統(tǒng)SPD的最大持續(xù)工作電壓Ucpv：可連續(xù)地施加在SPD保護(hù)模式上的最大直流電壓。

應(yīng)用與光伏系統(tǒng)SPD的持續(xù)工作電流Icpv：依據(jù)制造商對SPD的說明連接，施加最大持續(xù)工作電壓Ucpv時(shí)，流過帶電導(dǎo)線的電流。

額定短路電流Iscpv：SPD與指定脫離器連接后可以承受的電源系統(tǒng)的最大預(yù)期短路電流額定值。

SPD的脫離器：當(dāng)SPD失效時(shí)，把SPD或SPD的一部分從電源系統(tǒng)斷開的裝置。

開路模式OCM：在過載條件下，裝置發(fā)生脫離的特性。

短路模式SCM：在過載條件下，裝置轉(zhuǎn)變成類似短路狀態(tài)的特性。

2、 光伏電源防雷器（SPD）連接結(jié)構(gòu)
科佳電氣：太陽能光伏防雷方案



U型結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品有：KDY-20/D600、KDY-20/D900、KDY-40/D600、KDY-40/D900；

Y型結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品有：KDY40PV系列、NKP40PV系列、NKP40PV-F系列等

為了防止光伏系統(tǒng)在設(shè)計(jì)使用壽命時(shí)間內(nèi)發(fā)生絕緣破壞造成的接地故障加在SPD兩端的最大持續(xù)工作電壓超過SPD自身的標(biāo)稱能力而可能引發(fā)的火災(zāi)事故，多采用Y型接線結(jié)構(gòu)的 SPD。該種SPD通過兩片SPD串聯(lián)來機(jī)械地提高整體的最大持續(xù)工作電壓水平，與U型結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品從殘壓大小、壓敏電阻漏電電流大小、壓敏電阻間能量分配和動(dòng)作特性一致性方面都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。

3、 光伏防雷器技術(shù)發(fā)展與分類

隨著防雷技術(shù)的發(fā)展、光伏系統(tǒng)直流電源的特有性質(zhì)，現(xiàn)在光伏SPD主要分三類：普通型、帶直流滅弧技術(shù)型、免后備熔絲型。

A、 普通型：額定短路電流Iscpv一般為300A，內(nèi)部脫離器脫離時(shí)產(chǎn)生的電弧不會(huì)造成設(shè)備的安全危險(xiǎn)，產(chǎn)品有：U型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品、NKP40PV系列產(chǎn)品；
科佳電氣：太陽能光伏防雷方案

B、 帶直流滅弧技術(shù)型：額定短路電流Iscpv可以做到1000A，內(nèi)部脫離其脫離時(shí)產(chǎn)生的電弧會(huì)造成設(shè)備的安全危險(xiǎn)，要求能有直流滅弧裝置，行業(yè)內(nèi)有電子式滅弧、機(jī)械式滅弧等方式，電子式滅弧以DEHN的SCI專利技術(shù)為代表性，我司采用的是機(jī)械式滅弧方式，比SCI技術(shù)少了開關(guān)切換過程，降低了故障率，確保滅弧的成功率；產(chǎn)品有KDY40PV系列；



C、 免后備熔絲型：SPD在使用時(shí)需要安裝過電流裝置（熔斷器、斷路器等），其作用是當(dāng)SPD不能切斷工頻短路電流時(shí)，可以避免SPD過熱和損壞。但在實(shí)際工程使用中配置多大的后備保護(hù)裝置一直存在疑義，矛盾很多，配置的后備熔絲往往做不到耐受在SPD正常工作時(shí)流過的電涌電流，針對這種情況在原有的防雷性能基礎(chǔ)上將后備熔絲做到SPD模塊內(nèi)部，將后備熔絲與SPD的功能進(jìn)行整合，整體做防雷測試，確保能夠通過雷電流的沖擊。產(chǎn)品有NKP40PV-F系列。

科佳電氣通過全面的電涌保護(hù)技術(shù)，確保您的光伏系統(tǒng)設(shè)備安全運(yùn)行。