分布式屋顶光伏雷击事故原因

分布式屋顶光伏雷击事故原因摘要：分布式屋顶光伏项目作为新兴的小型光伏发电项目，日益受到国家的大力支持。随着屋顶光伏项某市目的大面积建设，设计实施过程中存在的各种问题逐渐显现。本文旨在针对一个具体屋顶光伏事故案例某市进行原因分析，探究该案例屋顶光伏项目发生雷击事故的原因，同时提出相应的改进措施，为今后的分布某市式屋顶光伏项目方案设计、设备采购、施工安装、运行维护等过程提供借鉴。某市关键词：屋顶光伏；雷击事故；原因分析；改进措施分布式屋顶光伏项目是一种将太阳能光伏发某市电系统建设于建筑屋顶上并且将发电系统接入公某市共电网，与公共电网一起为附近用户供电的新型的某市发电和能源综合利用项目。1某市分布式屋顶光伏电站系统介绍某市1.1分布式屋顶光伏电站系统基本原理某市简单地说，分布式屋顶光伏电站系统主要由光某市伏组件、交流配电系统、逆变器、监控中心、汇流某市箱等部分组成。分布式屋顶光伏电站系统就是利用某市安装在建筑物屋顶的光伏组件某市（某市电池）某市将光能转某市换为直流电并进行汇流，再通过并网逆变器将直流某市电转化为与电网同频同相的交流电后接入用户侧配某市电系统，供用户使用。我国东部地区土地面积有某市限，光伏电站一般建立在大型建筑、工业厂房的屋某市顶之上。光伏电站所发电力主要供应屋顶企业使某市用，余电输入电网。若用户企业用电量较小的话，某市也可采用屋顶租赁方式，企业受益较大，实现企业某市间接节电，获得直接额外收益。1.2分布式屋顶光伏电站系统设计要素某市1.2.1电网方面某市（某市2）某市电能质量某市（某市谐波、闪变）某市。某市（某市3）某市计量与调度某市（某市符合国家电网标准）某市。某市1.2.2用户方面某市（某市1）某市屋顶安全性某市（某市防雷、防火）某市。某市（某市2）某市用电安全某市（某市孤岛、谐波）某市。某市1.3某市分布式屋顶光伏电站系统特点某市1.3.1电站特点某市（某市1）某市光伏发电系统无某市噪声、无污染物排放、不某市消某市耗某市任某市何某市燃某市料，某市绿某市色某市环保。（某市2）某市系统结构安全、某市简单，不破坏屋顶结构，某市不影响原屋顶的通风、排某市水、散热、采光等功能。某市（某市3）某市光伏组件一般安某市装在建筑物的屋顶直接吸某市收太阳能，可有效降低墙某市面及屋顶的温升，延长屋某市顶使用寿命。某市（某市4）某市改善企业用电结构，降低企业能耗指标，某市增加企某市业某市电某市力某市供某市应，不影响企业用电质量，电某市价低。（某市5）某市光伏发电系统在白天阳光照射时发电，该某市时段也是电网用电高峰期，从而舒缓高峰电力某市需求。某市1.3.2某市用户使用某市（某市1）某市用户无需投资，只需提供屋顶供给使用。某市（某市2）某市集成拉弧检测和保护功能，有效防范直流某市端火灾。（某市3）某市具备组件扫描功能，组件应用更加安全某市高效。某市（某市5）某市专用防雷设计，确保系统免受雷击伤害。某市（某市6）某市安装工期短，能够快速安装调试，尽快某市发电。某市1.3.3电网调度某市（某市1）某市光伏应用与电网接入技术成熟，全面满足某市电网接入要求。某市（某市2）某市配电、计量、调度等功能全面集成，快速某市调试，无缝对接电网调度。某市（某市3）某市全方位系统保护功能，确保各种电路异常某市情况下系统运行稳定。2现有屋顶光伏的防雷措施某市屋顶式光伏发电站主要由太阳电池板、控制某市器、逆变器和蓄电池等构成。对于一般的屋顶式光伏发电系统，自然雷电等某市对其危害途径主要有雷电直击、高电位反击、电磁某市感应耦合三种。某市雷电直击：雷电直接击于建（构）筑物、光伏组某市件装置上，产生电效应、热效应和机械力者。某市高电位反击：当屋顶光伏安装外部防雷装置某市时，一旦外部防雷系统遭受雷击，外部防雷装置因某市电位抬高与光伏组件间发生电弧闪络。某市电磁感应：当雷击外部接闪装置或光伏阵列边某市框上，强大的瞬变电磁场会在电缆导体回路中感应某市产生很高的电势。某市目前，屋顶光伏电站的雷电防护防雷措施包括某市由接闪带、引下线、接地装置组成的直击雷防护措某市施和屏蔽、等电位连接、安装SPD等闪电电磁脉冲某市防护措施。某市所有电气装置中，可能由于绝缘损坏而带电的某市电气装置的金属部分均应有保护接地，因此，在光某市伏场区及配电间内应接地的部分包括：所有电气设某市备及其它电器的金属底座和外壳；逆变器、并网综某市合柜的框架；交直流电力电缆接头的金属外壳、电某市缆的金属外皮和配线的钢管。3事故原因分析某市事故发生在2017年8月的某市，事故发生前该某市某市地区经过多日雷阵雨天气，根据当地当时的气象条某市某市件、事故后各个设备元器件的损坏情况及现场技术某市某市人员的测量数据分析，发现此次事故的主要直接原某市某市因是由屋面无线通讯管理终端遭受直击雷或感应某市某市雷造成某市。屋面无线通讯管理终端在经过直击雷或者经某市某市过多次雷电、电能量积聚后，某市2个厂房光伏场屋面上某市的4台无线通讯管理终端由于竣工时未可靠接地，某市某市导致其中的3台设备发生雷击故障损坏，并进一步某市某市造成光伏场区其他设备如光伏组件、逆变器等事故某市某市损坏。其雷电波侵入时过电压传递途径如下：某市1） 部分感应雷能量通过电源线缆侵入到光伏某市组件，导致光伏组件接线盒直接烧损。某市2） 剩余的一些感应雷能量则通过通讯线缆侵某市某市入到了7台逆变器通讯芯片，雷电过电压经过组串某市某市式逆变器的控制芯片和驱动芯片后，又侵入逆变器某市某市交流侧，再反窜入其余交流侧并联的逆变器，最终某市某市导致其中6台逆变器内通讯芯某市某市片、IGBT模块、液晶电源变压器、交流滤波电抗器等某市某市各个元器件发生不同程度的击穿损坏。某市4事故后应急措施某市当组串式逆变器发生雷击跳闸脱网事故后，某市某市所在项目单位立即组织运行人员对设备进行外观某市某市检查，并在第一时间积极组织相关专业人员检查某市某市并分析事故原因。在对现场设备进行紧急处理某市某市后，立即更换了某市3某市台发生直击雷故障的无线通讯某市某市管理终端，并根据设备损坏的程度进行鉴定，对某市5某市某市台事故故障的组串式逆变器返厂检修，将某市1某市台故某市某市障的逆变器送至第三方机构检验。待设备检修合某市某市格并安装完成后，对现场无线通讯管理终端设备某市某市及其他所有带金属设备按照设备标准进行可靠接某市某市地，并实测其接地电阻，使接地电阻满足不大于某市某市4Q，并对其他接地点进行逐一排查，确保各点最某市某市终按照规范可靠接地。待现场施工并接地检验完某市某市成后，重新进行现场试验（耐压试验、接地试验某市某市等），最终顺利并网发电。某市5某市结论及建议某市综上所述，可以认为本次事故发生的主要直接某市某市原因是由于连日来多次雷电天气，其次间接原因是某市某市由于屋面无线通讯设备未按照相关标准进行可靠某市某市接地，使得设备在短时间内多次遭受雷击，最终致某市某市使系统跳闸、设备损坏。考虑到该地区恶劣天气的某市某市影响，同时结合电站已运行若十年的情况，现场排某市某市查了2栋屋面的接地系统，确保屋面所有电气设备某市某市的接地端子、底座与外壳、金属框架、金属箱体、金某市某市属爬梯、电缆桥架等金属设备、设施均已可靠接某市某市地。类似工程如有条件建议将无线通讯设备移至某市某市室内，并在室外屋顶设置避雷带或者避雷针设备。某市某市因此，设计人员在屋顶光伏设计过程中要综合某市考虑计算屋顶接地电阻，校验接地电阻满足W4Q某市某市的条件，从而选择合适的接地线、接地极及接地方某市某市式。设计要明确所有可能被雷击产生事故的设备，某市某市保证屋顶上所有设备及金属件在满足规范标准的某市某市情况下有效接地，有必要的地区增设避雷针等设某市某市施。设备采购时需明确所在地区的污秽等级，防雷某市某市保护，抗震系数要求等。施工安装应严格按照施工某市某市工艺标准执行，确保屋顶上所有设备及金属件可靠某市某市接地，接地连接处可靠连接，并对接地电阻进行测某市某市量复核。运行维护时，需要定期检查接地排等是否某市某市破损、生锈需要更换等情况。某市参考文献某市某市刘晓倩.分布式屋顶光伏项目综合效益影响因素分析[J].某市财讯