光伏电站防雷与接地设计(完整电子文档,配习题)
光伏发电系统的防雷接地设计
光伏发电系统的防雷接地设计摘要】选择清洁可持续的能源进行发电是科学家们目前重点研究的课题。
太阳能能源因为其符合这个特点一直是在现实应用的热点。
光伏发电系统在实际发电应用中常遇到雷击问题这是限制其发展的一个重要原因。
光伏发电系统无论是并网发电系统还是离网发电系统都需要安装在户外，在遭到雷击时轻则产生轻微的火花，重则会直接导致线路被击穿，甚至引发因线路短路而发生的火灾现象。
所以要对光伏发电系统进行防雷设计。
【关键词】光伏发电系统；防雷；接地设计一、雷击对于光伏发电系统的危害能够对光伏发电站产生雷击影响的主要有三种直击雷和雷电感应以及雷电波侵入，要了解这三种雷击的特性才能够提出具体的解决方案。
1.1直击雷的特性直击雷顾名思义就是直接落雷击打在受害物体之上进而造成目标物体破坏的现象。
他的成因是因为带电的积云同地面的目标物体之间产生放电现象，放电生热产生机械力在破坏目标物体的同时还可能会对人畜造成伤亡。
直击电压可以瞬间达到几万伏特甚至是几百万，这样强力的电压主要是因为雷云中隐藏的能量能够在很短的时间瞬间释放出来。
这种瞬发的雷电灾害会对光伏发电站造成巨大的伤害。
1.2 感应雷的特性感应雷电能对光伏发电站作用产生的能量很少，但是他的发生频次远远高于直击雷。
感应雷从形成方式上来看主要可以分成静电和电磁感应两种来源。
1.2.1 静电感应雷静电感应雷是指在雷云来临之时地面上的导体会因为静电感应产生大量的同雷电极性相反的束缚电荷。
当雷云发生放电反应之后隐藏在导体之中的束缚电荷就会演变成自由电荷了进而产生高压的静电电压，他的电压增幅可能瞬间达到几万甚至十几万，造成光伏发电系统内部导线以及不良接地金属导体以及金属设备的放电现象。
1.2.2 电磁感应雷电磁感应雷主要发生在雷电的放电期间。
因为雷电的极其能量巨大的变化率在其周围形成了剧变的强力磁场。
这种剧变磁场会引发附近导体的电动势。
电磁感应累主要是沿着导体传播会损坏电路设备以及电路元件。
07光伏发电系统防雷与接地设计
07光伏发电系统防雷与接地设计光伏发电系统是一种以太阳能为能源的发电系统，通过将太阳能转化为电能供电使用。
在现代电力系统中，光伏发电系统已经成为一种重要的可再生能源发电形式，被广泛应用于屋顶发电、户用发电、工商业发电等领域。
然而，光伏发电系统在运行过程中容易受到雷击等大气电磁干扰，因此必须做好防雷与接地设计，确保系统的安全稳定运行。
1.防雷设计1.1防雷装置的选择在光伏发电系统中，常见的防雷装置包括避雷针、防雷线、避雷带等。
避雷针是一种直接引雷接地的防雷装置，适用于较大的建筑物或设备；防雷线是通过金属导线或钢丝绳沿建筑物外部走势安装而成，用以引导雷电；避雷带是一种横向连接建筑物的导体，用以接地，可以有效保护建筑物内部的设备和人员安全。
在设计光伏发电系统的防雷装置时，需要充分考虑系统的规模和周围环境等因素，选择适合的防雷装置。
1.2接地系统设计光伏发电系统的接地系统是防雷设计中的重要组成部分，主要用于将系统中的雷击电流或漏电流引入大地，确保设备和人员的安全。
接地系统的设计主要包括接地体的设置、接地电阻的计算和接地网的设计等内容。
在设置接地体时，需要考虑接地体的数量、深度和形状等因素，确保其能够有效引导雷电或漏电。
接地电阻是指接地系统对大气电流的抵抗能力，需要通过专业计算来确定接地电阻的合理范围。
接地网是将各个接地体通过导线连接起来的系统，能够提高接地系统的抗干扰能力。
2.接地设计2.1接地体的设置在光伏发电系统的接地设计中，接地体的设置是至关重要的一环。
接地体是一种导电物体，通常埋设在地下，用于将系统中的雷击电流或漏电流引入大地。
接地体的设置应考虑系统的规模、环境条件和接地电阻的要求等因素，通常需要设置多个接地体以提高接地效果。
接地体的材质通常选用导电性能良好的金属，如铜、铝等。
2.2接地电阻的计算接地电阻是接地系统对大气电流的抵抗能力，直接影响系统的防雷性能。
为了确保接地系统的有效性，需要对接地电阻进行合理计算。
太阳能光伏发电系统如何防雷防雷接地方案
太阳能光伏发电系统如何防雷防雷接地方案太阳能光伏发电系统的防雷接地方案与措施，雷电入侵太阳能光伏发电系统的四个途径，光伏建筑一体化发电系统防雷装置的设置，包括防雷类别的确定、直击雷的保护、雷击电磁脉冲的防护等。
太阳能光伏发电系统的防雷接地方案一、雷电入侵太阳能光伏发电系统的途径1、直击雷：雷电直接击中太阳能光伏发电系统的电池方阵，破坏电池板。
2、地电位反击：雷电击中外部防雷装置时，在接地装置相近产生的过电压，通过接地线对靠近它的电子设备的高电位反击，入侵电压可高达数万伏。
3、太阳能电池板的静电感应：带电荷的云对地面放电时，整个光伏方阵像一个大型环型天线一样感应出上万伏的过电压，通过直流输入线路引入，击坏与线路相连的光伏系统设备。
4、闪电电涌侵入输出供电线路：供电设备及供电线路受到雷击时，在电源线上显现的雷电过电压平均可达上万伏，雷电电磁脉冲沿电源线浸入光伏微电子设备及系统，可对系统设备造成毁灭性的打击。
二、光伏建筑一体化发电系统防雷装置的设置1、防雷类别的确定首先，太阳能光伏发电系统的选址应尽量避开将光伏电站建筑在雷电易发生的和易受到雷击的位置。
2、直击雷的防护2.1接闪器光伏建筑一体化发电系统的光伏方阵，一般置于屋顶，可利用自身的太阳能电池方阵的金属框架作为接闪器，其金属支撑结构与建筑物屋面上的防雷装置电气连接。
由于太阳能电池方阵的金属框架构成的金属网格比较密集，可以利用自身的金属框架作为接闪器，结合采纳接闪杆、接闪线进行防护。
2.2引下线光伏建筑一体化发电系统一般利用建筑物内结构钢筋作为引下线。
（电工技术之家.）假如建筑物无防雷引下线，需设置光伏发电系统的专设引下线，建议不少于2根以用于分流、使截闪器截受到的雷电流快速流入接地装置泄放到大地，且规格尺寸符合《建筑物防雷设计规范》GB500572023，建议采纳凯威品牌95平方镀铜线KWS95。
2.3共用接地装置光伏建筑一体化发电系统需将系统的防雷接地、电气设备接地、安全接地、太阳能电池板防静电接地等实行共用接地装置。
光伏系统防雷与接地系统的设计
光伏系统防雷与接地系统的设计摘要：由于光伏发电系统的主要部分都安装在露天状态下，且分布的面积较大，因此存在着受直接和间接雷击的危害。
同时，光伏发电系统与相关电气设备及建筑物有着直接的连接，因此对光伏系统的雷击还会涉及相关的设备和建筑物及用电负载等。
为了避免雷击对光伏发电系统的损害，就需要设置防雷与接地系统进行防护。
关键词：光伏发电系统；并网发电；防雷一、关于雷电及开关浪涌的有关知识雷电是一种大气中的放电现象。
在云雨形成的过程中，它的某些部分积聚起正电荷，另一部分积聚起负电荷，当这些电荷积聚到一定程度时，就会产生放电现象，形成雷电。
雷电分为直击雷和感应雷。
直击雷是指直接落到光伏方阵、直流配电系统、电气设备及其配线等处，以及近旁周围的雷击。
感应雷是指在相关建筑物、设备和线路的附近及更远些的地方产生的雷击，引起相关建筑物、设备和线路的过电压，这个浪涌过电压通过静电感应或电磁感应的形式串入到相关电子设备和线路上，对设备、线路造成危害。
对于较大型的或安装在空旷田野、高山上的光伏发电系统，特别是雷电多发地区，必须配备防雷接地装置。
二、雷击对光伏发电系统的危害1、对太阳能电池组件的危害。
太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。
其作用是将太阳的辐射能量转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
但其所在位置极易遭受具有强大的脉冲电流、炽热的高温、猛烈的电动力的直击雷的冲击而导致整个系统瘫痪。
2、对蓄电池的危害。
太阳能光伏发电系统一般采用铅酸蓄电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。
其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。
当系统遭受到雷击时过电压入侵到蓄电池时轻则损害蓄电池、缩短电池的使用寿命，重则导致电池爆炸，引起严重的系统故障和人员伤亡。
3、对逆变器的危害。
太阳能的直接输出电压要转变为AC220V/AC380V为电器提供电能，需要将太阳能光伏发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。
光伏发电防雷避雷设计方案
太阳能光伏电厂综合防雷设计方案山西捷力通防雷科技有限公司2016-6-25一、光伏电厂防雷重要性在当今人类科学技术的发展已进入了高信息化的发展阶段。
基于近些年来太阳能光伏发电系统的数量、规模和应用规模都在不断扩大，为确保太阳能光伏并网发电系统安全可靠运行，太阳能光伏并网发电系统的防雷设计也越来越受重视，对于系统中微电子仪器设备普遍存在着绝缘强度低，过电压耐受能力差等致命弱点，一旦遭受雷击过压的冲击，轻则造成这些电子系统的运行中断，设备永久性损坏；重要的是这些系统所承负的那些须实时运行的后续工作的中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。
因此要根据太阳能光伏并网发电系统的特点来合理设计可靠的防雷方案。
二、太阳能光伏发电系统的雷电防护太阳能光伏并网发电系统的基本组成为：太阳电池方阵、直流配电柜、交流配电柜和逆变器等。
太阳电池方阵的支架采用金属材料并占用较大空间且一般放置在建筑物顶部或开阔地，在雷暴发生时，尤其容易受到雷击而毁坏，并且太阳电池组件和逆变器比较昂贵，为避免因雷击和浪涌而造成经济损失，有效的防雷和电涌保护是必不可少的。
太阳能光伏并网电站防雷的主要措施有：三、方案设计依据：（1）《建筑物防雷设计规范》（2010版）GB50057-2010（2）《交流设备接地装置》DL/T621（3）《雷电电磁脉冲的防护》IEC 6I312（4）《过电压保护器》IEC 61643（5）根据本工程相关《岩土工程勘察报告》（6）《低压配电设计规范》GB 50054-95（7）《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》GBJ 64-83（8）《电子设备雷击保护导则》GB 7450-87（9）《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB 50169-92（10）《建筑物防雷》IEC 61024（11）《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012四、方案设计1、外部直击雷防雷设计内容：所谓雷击防护：就是由避雷针（或避雷带、避雷网、避雷针塔）、引下线和接地系统构成外部防雷系统，主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故；在0级保护区即外部作无源保护，主要有避雷针（网、线、带）和接地装置（接地线、地极）。
光伏发电系统避雷规范
4.5.3 接地和防雷设计太阳能光伏电站为三级防雷建筑物，防雷和接地涉及到以下的方面：（可参考GB50057 -94 《建筑防雷设计规范》）➢电站站址的选择;➢尽量避免将光伏电站建筑在雷电易发生的和易遭受雷击的位置;➢尽量避免避雷针的投影落在太阳电池组件上;➢防止雷电感应：控制机房内的全部金属物包括设备、机架、金属管道、电缆的金属外皮都要可靠接地，每件金属物品都要单独接到接地干线，不允许串联后再接到接地干线上。
➢防止雷电波侵入:在出线杆上安装阀型避雷器，对于低压的220/380V可以采用低压阀型避雷器。
要在每条回路的出线和零线上装设。
架空引入室内的金属管道和电缆的金属外皮在入口处可靠接地，冲击电阻不宜大于30欧姆。
接地的方式可以采用电焊，如果没有办法采用电焊，也可以采用螺栓连接。
➢接地系统的要求所有接地都要连接在一个接地体上，接地电阻满足其中的最小值，不允许设备串联后再接到接地干线上。
光伏电站对接地电阻值的要求较严格，因此要实测数据,建议采用复合接地体，接地机的根数以满足实测接地电阻为准。
➢光伏电站接地接零的要求电气设备的接地电阻R≤4欧姆，满足屏蔽接地和工作接地的要求。
在中性点直接接地的系统中，要重复接地，R≤10欧姆防雷接地应该独立设置，要求R≤30欧姆，且和主接地装置在地下的距离保持在3M以上。
总的来讲，光伏系统的接地包括以下方面。
➢防雷接地:包括避雷针、避雷带以及低压避雷器、外线出线杆上的瓷瓶铁脚还有连接架空线路的电缆金属外皮。
➢工作接地:逆变器、蓄电池的中性点、电压互感器和电流互感器的二次线圈。
➢保护接地:光伏电池组件机架、控制器、逆变器、以配电屏外壳、蓄电池支架、电缆外皮、穿线金属管道的外皮。
➢屏蔽接地:电子设备的金属屏蔽。
➢重复接地:低压架空线路上，每隔1公里处接地。
➢接闪器可以采用12mm圆钢，如果采用避雷带，则使用圆钢或者扁钢，圆钢直径≥48mm，厚度不应该小于等于4 mm2。
太阳能光伏组件的防雷与接地技术
太阳能光伏组件的防雷与接地技术太阳能光伏发电是一种环保、可持续的新能源发电方式，得到了广泛应用和推广。
然而，在实际运营中，光伏组件面临着一些防雷和接地技术的挑战。
本文将介绍太阳能光伏组件的防雷与接地技术，并探讨其在保障系统安全和可靠性方面的重要性。
一、防雷技术1. 系统综合防雷设计太阳能光伏系统的综合防雷设计是保障系统安全运行的首要环节。
在设计初期，应根据当地的雷电情况和环境特点，合理选择防雷设备和措施。
例如，选择符合国家标准的避雷器和避雷针，在适当的位置设置避雷装置，以提高系统的防雷能力。
2. 外部防雷保护措施太阳能光伏组件常被安装在高处，容易受到雷击的影响。
为了保护光伏组件免受雷击损坏，需要在组件的周围设置合适的外部防雷保护装置。
这些装置包括雷电接地、避雷针、耐雷电导线等，能够有效地引导和分散雷电流，减少对光伏组件的损害。
3. 内部防雷保护措施除了外部防雷保护，太阳能光伏组件还需要内部防雷保护，以防止雷电进入光伏系统内部，对电子元器件造成损坏。
合适的内部防雷保护措施包括使用抗击电压能力强的元器件，以及合理设计系统的接线、布线和接地等。
二、接地技术1. 设备接地太阳能光伏组件的设备接地是保障组件正常运行的基础。
良好的设备接地能够确保光伏组件与大地之间的电位平衡，降低因接地不良而引起的电压偏差和潜在危险。
在安装过程中，应按照相关规范要求进行接地，确保接地电阻符合标准。
2. 系统接地太阳能光伏系统的系统接地是整个系统安全可靠运行的重要环节。
系统接地的主要目的是确保系统内部各个组件之间和组件与大地之间的电位均衡。
合理的系统接地能够减小由于地电压差引起的故障和损坏，并提供必要的过电压保护。
在系统设计和安装中，应根据系统的规模和环境条件，采用合适的系统接地方法。
三、其他注意事项1. 定期检测与维护为确保太阳能光伏组件的防雷与接地技术始终处于良好状态，需要定期进行检测与维护。
这包括检查外部防雷装置的完好性和接地电阻的合格性，发现问题及时修复或更换受损设备。
光伏发电防雷与接地保护方法
光伏发电防雷与接地保护方法
1.1防雷与接地保护
电池方阵防雷
根据标准GB50057-94电池方阵按照第三类防雷建筑物（或根据建筑物等级分类）进行防雷，采用装设避雷网（带）。
这部分的设计主要结合建筑物本身的外部防雷设计。
感应雷的防护
直流侧的防雷
在方阵光伏汇流箱和直流配电柜内部均有光伏专用避雷模块，避免因感应雷引入建筑内的造成电池组件和并网逆变器的损坏。
交流侧的防雷
在交流配电柜内部也安装有交流避雷模块，避免因交流侧的过电压损坏太阳能系统内的设备。
低压防雷主要防止低压设备受到过压干扰(过压类别III依据DIN VDE 0110-1:1997-04)；C级过压保护器，依据EDIN VDE 0675-6:1989-11，-6/A1:1996-03和-6/A2:1996-10标准）。
防雷模块的特点：
3标准组件，包括底座和保护模块
4高速电流泄放
5电热敏元件控制的隔离装置
7由窗口红色标志反映的故障显示
多功能连接端子
1.2系统接地
具体实施方法：
（1）配电盘与控制台的金属框架必须接于地网。
（2）控制室内逆变器、配电柜、出线柜的金属框架及靠近这些设备的带电体的金属遮栏和金属门必须接于地网。
（3）装于外部的高压断路器等其他设备必须接于地网。
（4）建筑物的钢筋混凝土的构架及屋顶的防雷线必须接于地网。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
防雷与接地设计（完整电子文档，配习题）在光伏发电系统中，光伏方阵还有控制器、逆变器等其他一些设备，线缆较长，容易遭受雷电感应和雷电波的侵袭。
为了使光伏电站能够安全、稳定地运行，必须为系统提供防雷接地装置。
7.1雷电对光伏系统危害雷电对太阳能光伏发电系统设备的影响，主要由直击雷、雷电感应和雷电波侵入3种方式对物体形成灾害，一般在设计中应当分别对其加以防范。
1.直击雷直击雷是带电积云与地面目标之间的强烈放电。
雷电直接击在受害物上，产生电效应、热效应和机械力，从而对设施或设备造成破坏，对人畜造成伤害。
直击雷的电压峰值通常可达几万V 甚至几百万V，电流峰值可达几十kA 乃至几百kA，其破坏性之所以很强，主要是由于雷云所蕴藏的能量在极短的时间（其持续时间通常只有几μs到几百μs）就能释放出来，从瞬间功率来讲，是巨大的。
2 雷电感应(感应雷)感应雷的能量远小于直击雷，但感应雷发生的可能性远大于直击雷。
感应雷分为由静电感应形成的雷和由电磁感应形成的雷两种。
(1)静电感应雷：当雷云来临时地面上的一切物体，尤其是导体，由于静电感应，都聚集起大量的雷电极性相反的束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪击放电后，束缚电荷就变成了自由电荷，从而产生很高的静电电压(感应电压)，其过电压幅值可达到几万到几十万V，这种过电压往往会造成建筑物内的导线、接地不良的金属物导体和大型的金属设备放电。
(2)电磁感应雷：雷电放电时，由于雷电流的变化率大而在雷电流的通道附近产生迅速变化的强磁场。
这种迅速变化的磁场能在邻近的导体上感应出很高的电动势。
感应雷沿导体传播，损坏电路中的设备或设备中的器件。
光伏发电系统中电缆多，线路长，给感应雷的产生，耦合和传播提供了良好环境，而光伏发电系统设备随着科技的发展，智能化程度越来越高，低压电路和集成电路也用得很普遍，抗过电压能力越来越差，极易受LEMP的袭击，并且损害的往往是集成度较高的系统核心器件，所以更不能掉以轻心。
由于感应雷可以来自云中放电，也可以来自对地雷击。
而光伏发电系统与外界连接有各种长距离电缆可在更大范围内产生感应雷，并沿电缆传入机房和设备。
所以防感应雷是光伏发电系统防雷的重点。
3 雷电波侵入当架空线路或埋地较浅的金属管道、线缆直接受到雷击或因附近落雷而感应出高电压时，感应过电压会产生脉冲浪涌，如大量的电荷不能中途迅速入地，就会形成雷电冲击波沿导线或管道传播。
这个传导过电压会影响或破坏很大范围内与之连接的设备。
7.2光伏系统直击雷防范7.2.1 光伏系统直击雷防范措施一般宜采用抑制型或屏蔽型的直击雷保护措施，如安装接闪器，以减小直击雷击中的概率。
并尽量采用多根均匀布置的引下线。
因为多根引下线的分流作用可降低引下线沿线压降，减少侧击的危险，并使引下线泻流产生的磁场强度减小。
引下线的均匀布置可使引下线泻流产生的电磁场在建筑物内空间内部部分抵消，以抑制感应雷的产生强度。
接地体宜采用环型地网，引下线宜连接在环型地网的四周，这样有利于雷电流的散流和内部电位的均衡。
避雷针、避雷带(线)、避雷网是直接接受雷击的，统称为接闪器。
接闪器的金属杆，称为避雷针；接闪器的金属线，称为避雷线或架空地线；接闪器的金属带、金属网，称为避雷带。
接闪器如图7-1所示。
接闪器的避雷针、避雷线和避雷带，应根据实际选用。
(a)避雷针 (b)避雷带图7-1 接闪器7.2.2 避雷针直击雷防范设计1.避雷针工作原理由于雷云中向下先导趋向地面，同时使地面物体中电晕放电所引起的电离加剧，从而在某些地面物体上产生一个向上的先导，安装在比其它物体高得多的避雷针正是利用自身产生的向上先导来改变雷云向下先导的走向，将落雷点引到自己身上，达到保护比它矮的物体不易遭受雷击。
避雷针结构：由接闪器、引下线与接地装置组成。
(1)接闪器：一般采用镀锌圆钢或镀锌焊接钢管制成。
长度在1.5米以上时，圆钢直径不得小于10mm；钢管直径不得小于20mm，管壁厚度不得小于2.75mm。
在有污染或腐蚀性较强的场所，这些尺寸应适当加大或采取其他的防腐措施，如用铜或不锈钢制作。
长度超过3m时，需要用几节不同直径的钢管组合起来。
(2)引下线（接地线）：将接闪器或金属设备与接地装置连接起来。
在正常情况下不载流。
雷击时，将雷电流传送到接地装置去。
一般采用圆钢或扁钢，宜优先采用圆钢。
采用圆钢，直径不得小于8mm。
若采用扁钢，厚度不得小于4mm，截面积不得小于48mm² （即 4 ×12mm² ）。
走线要求：一般沿外墙，最短路径接地；多引下线应作等电位连接；在离地面1.8米以内设置断接卡；避开人容易碰撞的地方；在有污染或腐蚀性较强的场所，应采取防腐措施。
特殊情况暗敷应加大引下线尺寸，截面积不得小于80mm² 。
(3)接地装置：埋设在地中直接与大地接触作散流的金属导体。
若接地体采用垂直埋设，一般宜用角钢、钢管或圆钢等。
若采用水平埋设时，一般采用扁钢或圆钢。
接地电阻一般要求小于10 Ω，对土壤电阻率较高的地区，可以酌情放宽一些，但要求小于30 Ω。
2.保护范围：滚球法滚球法：一种几何模拟法，其滚球半径按我国防雷规范标准有30m、45m、60m三个规定值（见表7-1），当球体同时触及到接闪器（或作接闪器的金属物）和地面（或能承受雷击的金属物）的情况下，未触及的部分，即规定为绕击率为0.1%时，接闪器的保护范围。
表7-1 防雷规范标准滚球法的物理图象是，是以h r 为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物），或只触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。
图7-2 滚球法2.单支避雷针保护范围（1）单支避雷针的保护范围的确定 当避雷针的高度h ≤hr （滚球半径）时，保护范围：①距地面处作一平行于地面的平行线；②以针尖为圆心，h r 为半径，作弧线交于平行线 A 、B 两点：③分别以A 、B 为圆心，hr 为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切。
以此弧线绕中心轴旋转在地面上形成的锥体就是保护范围。
避雷针在地平面上保护半径)2(0h h h r r -=，那么，避雷针在h x 高度的平面上保护半径:0x r r ==。
图7-2 单支避雷针的保护范围当h ≥hr 时，在避雷针上取高度为hr 的一点代替单根避雷针的针尖，即等效高度为hr 的单根避雷针来分析。
例如，第二类防雷建筑物，计算单支避雷针的保护范围时，滚球半径为45m ，若避雷针离地高度分别为45和8m 。
解：若避雷针的高度为45m ，代入公式得避雷针在地面上的保护半径为45m ； 若避雷针的高度为8m ，代入公式得： r o =25.6(m)(2)双支等高避雷针的保护范围双支避雷针之间的保护范围是按照两个滚球在地面从两侧滚向避雷针，并与其接触后两球体的相交线而得出的。
原理如下图7-4所示。
图7-4 双支等高避雷针在避雷针高度h 小于或等于滚球半径h r 时，当两支避雷针的距离D ≥()h h h r -22时，应按单支避雷针的方法确定；当D ＜()h h h r -22时，应按下列方法确定： ABCD 外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定；C 、E 点位于两针间的垂直平分线上。
在地面每侧的最小保护宽度b o 按下式计算：()222⎪⎭⎫ ⎝⎛--===D h h h EO CO b r o在AOB 轴线上，距中心线任一距离x 处，其在保护范围上边线上的保护高度h x 按下式确定： ()2222x D h h h h r r x -⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=两针间AEBC 内的保护范围，ACO 部分的保护范围按以下方法确定：在任一保护高度h x 和C 点所处的垂直平面上，在F 点上以h x 作为假想避雷针，按单支避雷针的方法逐点确定，如图7-4所示。
(3)多根避雷针当光伏方阵更大，双支等高避雷针不能有效防护时，可采用多根避雷针作为接闪器。
(4)雷线与避雷针的组合当光伏方阵比较长，利用避雷针不能有效防护时，可采用避雷线作为接闪器。
避雷线相互连通组成架空网并很好接地，引下线也可以作为接闪器的一部分。
在架空网下是保护区，光伏方阵与架空网间应有一安全距离，以保证防雷效果。
当光伏方阵很大时，在屋顶安装较高的避雷针成本较高、施工较难。
考虑到实际情况，接闪器可以采用以下形式：先在屋顶四周布设避雷带，然后在屋顶中间根据屋顶形状组合安装避雷线和适当高度的避雷针。
用相应的滚球半径来确定接闪器的保护范围。
防雷等级越高，滚球半径越小，保护范围越小，但保护效果越好，可能进入保护区击中被保护建筑物的雷电流要越小。
防雷等级越低，滚球半径越大，保护范围大，但保护效果较差，实际保护范围线是一复杂的近似圆弧线。
7.2.3接地系统1、接地的基本概念当一根带电的导体与大地接触时，电流便从导体流人大地，并向四面八方流散。
离带电导体越近，电流强度越大；离带电导体越远，电流强度越小。
一般情况下，在带电体20m 以外，电流强度即很微弱，几乎没有电压降，这里就是电位上的0点，也就是电气上的“地”。
由此可知，带电导体虽然与大地接触，但接触点附近的电流强度还比较高，与电气上的“地”之间还有一定的电压降。
如果这个电压降数值较大，当工作人员同时接触的两点（例如脚站地上，而手摸到有故障的电机外壳）之间的电压在60V 以上时，就会发生苊险，因此，要求这一电压降不能过大。
电压降UZ 与流人大地的电流IZ 的比值，叫做接地电阻R Z ，即ZZ Z U R I当I Z 一定时，R Z 越小，U Z 也越小。
为了降低电压降，应将光伏电站的接地电阻控制在一定数值以下，以保证人身安全。
概括地说，接地是为了保证电力设备正常工作和人身安全所采取的一种安全用电措施，通过金属导线与接地装置连接来实现接地。
接地装置能够将电力设备和其他生产设备上可能发生的漏电流、静电荷以及雷电流等引入地下，从而避免人身触电和可能发生的火灾、爆炸等事故。
2.光伏接地系统所有接地都要连接在一个接地体上，光伏系统的接地包括以下几个方面。
防雷接地：为了防止各种雷引起的雷电流的损害，避雷针、避雷带(线)以及低压避雷器，连接架空线路的电缆金属外皮必须可靠接地。
工作接地：为保证安全，逆变器的中性点、电压和电流互感器的二次绕组必须接地。
保护接地：为防止出现正常情况下不带电、而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的情况，光伏电池组件机架、控制器外壳、逆变器外壳、配电箱外壳、电缆外皮、穿线金属管道的外皮必须接地。
屏蔽接地：为了防止电磁干扰而对电子设备所做的金属屏蔽必须接地。
直接雷击会产生数百kA 的电流。
雷电流被接闪器引入大地时，要经由引下线、接地体而分散入地。