光伏接线图设计时，如何通过接地线路和保护装置确保系统防雷与过载安全？

问题描述

精选答案

如何通过接地线路和保护装置确保系统防雷与过载安全？

接地线路设计要点

功能分类	设计要求	技术标准
工作接地	降低设备对地电压，稳定系统电位	接地电阻≤4Ω（GB50057-2010）
保护接地	防止设备外壳带电引发触电	接地线截面积≥相线的1/2
防雷接地	引导雷电流入地，保护组件	接地网需与避雷带连接，接地电阻≤10Ω

保护装置配置方案

1. 过载保护

   • 断路器选型：根据光伏阵列最大输出电流（Isc×1.25）选择额定电流值。
   • 熔断器应用：串联在直流侧，快速切断短路电流（如T1系列熔断器）。

2. 防雷保护

   • 浪涌保护器（SPD）：安装在直流汇流箱和逆变器输入端，标称放电电流≥5kA（8/20μs）。
   • 避雷器：屋顶光伏组件需配合避雷针，保护半径按滚球法计算（GB50057-2010）。

防雷与过载协同防护

• 等电位连接：将金属支架、接地线、SPD端子排通过铜排连接，消除电位差。
• 分段保护：直流侧采用“熔断器+SPD”，交流侧配置“断路器+SPD”，形成多级防护。

设计流程示例

1. 需求分析：明确系统容量、安装环境（如雷暴频发区域需加强防雷）。
2. 接地规划：绘制接地网拓扑图，标注各设备接地位置。
3. 保护装置选型：根据IEC61730标准选择适配型号。
4. 模拟测试：使用PSCAD软件验证雷击场景下的电流分布。

典型应用场景

某20kW屋顶光伏系统：

• 接地：屋顶避雷带与逆变器接地网共用，接地电阻实测3.8Ω。
• 保护：直流侧配置50A断路器+10kASPD，交流侧配置25A断路器。

注：设计需符合《光伏发电站设计规范》（GB50797-2012），接地材料优先选用热镀锌扁钢或铜绞线。