概要：光伏組件大面積安裝在室外廣闊區域并呈密集排列，光伏電站存在遭受直接雷擊及過電壓電涌沖擊的高風險。當雷擊發生時，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被摧毀。為避免引發高代價的設備損壞和故障停機問題，必須在光伏系統的關鍵點安裝光伏專用電源防雷器, 科佳電氣通過全面的電涌保護器技術，確保您的光伏系統設備安全運行。

關鍵詞：光伏防雷方案，光伏浪涌保護，太陽能光伏電涌保護，光伏系統浪涌保護方案

一、 光伏系統簡介

光伏發電是根據光生伏特效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并網發電，光伏發電系統主要由太陽電池板（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成，不涉及機械部件，所以，光伏發電設備極為精煉，可靠穩定壽命長、安裝維護簡便。太陽能光伏發電的過程沒有機械轉動部件也不消耗燃料，并且不排放包括溫室氣體在內的任何物質，具有無噪聲、無污染的特點；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，與其它新型發電技術(風力發電與生物質能發電等)相比，太陽能光伏發電是一種具可持續發展理想特征（最豐富的資源和最潔凈的發電過程）的可再生能源發電技術。

二、 光伏系統防雷方案

光伏組件大面積安裝在室外廣闊區域并呈密集排列，光伏電站存在遭受直接雷擊及過電壓電涌沖擊的高風險。當雷擊發生時，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被摧毀。為避免引發高代價的設備損壞和故障停機問題，必須在光伏系統的關鍵點安裝光伏專用電源防雷器。

1、 太陽能光伏發電系統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生的迅猛放電現象，并由此伴隨而產生的電效應、熱效應或機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電。

b、 感應雷：由于雷電放電時在周圍空中存在巨大的雷電流，會造成周圍磁場的變化，雷電感應引起的能量若不及時泄放會對人身安全和太陽能電池板、控制器、逆變器、交流配電箱、直流負載等供電系統造成危害。

2、 太陽能光伏發電系統雷電電磁脈沖的防護措施：

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

b、 感應雷防護措施：安裝浪涌保護器（spd）來做感應雷防護，在太陽能電池板和逆變器間安裝相對應的電源防雷器來有效的防護感應雷對設備的干擾和損害。

3、 光伏系統浪涌保護方案示意圖

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光伏系統浪涌保護方案

4、 方案實施（科佳電氣產品選型）

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三、科佳電氣光伏電源防雷器（spd）簡介

1、重要參數術語與定義

標稱放電電流in：流過spd具有8/20波形電流的峰值。

i類試驗的沖擊放電電流iimp：在規定的時間內，由規定的電荷量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。

應用與光伏系統spd的最大持續工作電壓ucpv：可連續地施加在spd保護模式上的最大直流電壓。

應用與光伏系統spd的持續工作電流icpv：依據制造商對spd的說明連接，施加最大持續工作電壓ucpv時，流過帶電導線的電流。

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的最大預期短路電流額定值。

spd的脫離器：當spd失效時，把spd或spd的一部分從電源系統斷開的裝置。

開路模式ocm：在過載條件下，裝置發生脫離的特性。

短路模式scm：在過載條件下，裝置轉變成類似短路狀態的特性。

2、 光伏電源防雷器（spd）連接結構

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u型結構的產品有：kdy-20/d、kdy-20/d900、kdy-40/d、kdy-40/d900；

y型結構的產品有：kdy40pv系列、nkp40pv系列、nkp40pv-f系列等

為了防止光伏系統在設計使用壽命時間內發生絕緣破壞造成的接地故障加在spd兩端的最大持續工作電壓超過spd自身的標稱能力而可能引發的火災事故，多采用y型接線結構的 spd。該種spd通過兩片spd串聯來機械地提高整體的最大持續工作電壓水平，與u型結構的產品從殘壓大小、壓敏電阻漏電電流大小、壓敏電阻間能量分配和動作特性一致性方面都各有其優缺點。

3、 光伏防雷器技術發展與分類

隨著防雷技術的發展、光伏系統直流電源的特有性質，現在光伏spd主要分三類：普通型、帶直流滅弧技術型、免后備熔絲型。

a、 普通型：額定短路電流iscpv一般為300a，內部脫離器脫離時產生的電弧不會造成設備的安全危險，產品有：u型結構產品、nkp40pv系列產品；

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b、 帶直流滅弧技術型：額定短路電流iscpv可以做到1000a，內部脫離其脫離時產生的電弧會造成設備的安全危險，要求能有直流滅弧裝置，行業內有電子式滅弧、機械式滅弧等方式，電子式滅弧以dehn的sci專利技術為代表性，我司采用的是機械式滅弧方式，比sci技術少了開關切換過程，降低了故障率，確保滅弧的成功率；產品有kdy40pv系列；

c、 免后備熔絲型：spd在使用時需要安裝過電流裝置（熔斷器、斷路器等），其作用是當spd不能切斷工頻短路電流時，可以避免spd過熱和損壞。但在實際工程使用中配置多大的后備保護裝置一直存在疑義，矛盾很多，配置的后備熔絲往往做不到耐受在spd正常工作時流過的電涌電流，針對這種情況在原有的防雷性能基礎上將后備熔絲做到spd模塊內部，將后備熔絲與spd的功能進行整合，整體做防雷測試，確保能夠通過雷電流的沖擊。產品有nkp40pv-f系列。

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