光伏防雷器

光伏防雷器是用於太陽能發電防雷保護的一種裝置，對感應雷和直擊雷影響或其他瞬時過壓的電湧進行保護，適用於光伏發電、風能發電及其他工業領域直流電涌保護的要求。

基本介紹

• 中文名：光伏防雷器
• 外文名：Photovoltaic lightning arrester
• 回響時間： <25ns
• 環境溫度：-40°C～+80°C
• 領域：安全防護

術語解釋

太陽能防雷器,太陽能發電防雷器,太陽能電源防雷器,太陽能光伏防雷器,太陽能光伏防雷箱,光伏防雷器,光伏避雷器,光伏陣列防雷匯流箱,光伏防雷匯流箱,光伏電源避雷器,光伏電源防雷器,太陽能發電站避雷器,太陽能發電站防雷器,太陽能光伏避雷器,光伏防雷配電櫃均指同一防雷器。

發展歷史

最原始的防雷器是羊角形間隙，出現於19世紀末期，用於架空輸電線路，防止雷擊損壞設備絕緣而造成停電，故稱"防雷器"。20世紀20年代,出現了鋁防雷器,氧化膜防雷器和丸式防雷器。30年代出現了管式防雷器。50年代出現了碳化矽防雷器。70年代又出現了金屬氧化物防雷器。現代高壓防雷器，不僅用於限制電力系統中因雷電引起的過電壓，也用於限制因系統操作產生的過電壓。1992年以來，以德、法為代表的工控標準35mm導軌卡接式可拔插SPD防雷模組，開始大規模引進到中國，稍後以美、英為代表的一體化箱式電源防雷組合也進入了中國。隨著新能源的普及，以光伏、風能為代表的直流電源防雷器出現並快速發展。

用途

在光伏系統設備中，由於受到雷電衝擊和上游電源系統開關操作而引起感性或容性的耦合電壓，因此而產生的電涌可能會損壞光伏模組和逆變器等裝置，這將給光伏系統的運轉造成嚴重後果，光伏防雷器是專門為此而研製的直流電源防雷模組，最高工作電壓可達1200V。

主要特點

1、可同時接入多路太陽能光伏陣列，每路電流最大可達11A，能滿足不同用戶需求；

2、配有太陽能光伏直流高壓防雷器，正極負極都具備雙重防雷功能；

3、採用專業直流高壓斷路器，直流耐壓值不低於DC1200V，安全可靠；

4、雷電計數功能，方便了解雷電災害的侵入情況及頻率；

5、具有工作狀態指示，便於觀察工作狀況；

6、裝有耐高壓的直流熔斷器和斷路器共兩級安全保護裝置；

7、可以根據需要配置感測器及監控顯示模組對每路的電流進行測量和監控，可以遠程記錄和顯示運行狀況，無須到現場（選配）；

8、防護等級達IP65，滿足室外安裝的使用要求；

9、安裝維護簡單、方便，使用壽命長。

分類

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

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。

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SCI技術為代表性，機械式滅弧比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。

C、 免後備熔絲型：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後備保護裝置一直存在疑義，矛盾很多，配置的後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後備熔絲做到SPD模組內部，將後備熔絲與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衝擊。

主要參數

標稱放電電流In：流過SPD具有8/20波形電流的峰值。
I類試驗的衝擊放電電流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：由製造商聲稱的流過SPD的8/20波形的最大電流峰值。
套用與光伏系統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。
套用與光伏系統SPD的持續工作電流Icpv：依據製造商對SPD的說明連線，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與指定脫離器連線後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。

安裝方法

1、SPD常規安裝要求

35mm導軌

浪涌保護器採用35MM標準導軌安裝

對於固定式SPD，常規安裝應遵循下述步驟：

1）確定放電電流路徑

2）標記在設備終端引起的額外電壓降的導線，。

3）為避免不必要的感應迴路，應標記每一設備的 PE導體，

4）設備與SPD之間建立等電位連線。

5）要進行多級SPD的能量協調

為了限制安裝後的保護部分和不受保護的設備部分之間感應耦合，需進行一定測量。通過感應源與犧牲電路的分離、迴路角度的選擇和閉合迴路區域的限制能降低互感，

當載流分量導線是閉合迴路的一部分時，由於此導線接近電路而使迴路和感應電壓而減少。

一般來說，將被保護導線和沒被保護的導線分開比較好，而且，應該與接地線分開。同時，為了避免動力電纜和通信電纜之間的瞬態正交耦合，應該進行必要的測量。

2、SPD接地線徑選擇

數據線：要求大於2.5mm2 ；當長度超過0.5米時要求大於4mm2。YD/T5098-1998。

電源線：相線截面積S≤16mm2 時，地線用S ；相線截面積16mm2≤S≤35mm2 時，地線用16mm2 ；相線截面積S≥35mm2時，地線要求S/2 ；GB 50057第2.2.9條

連線結構

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，多採用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。

連線結構