太陽能雷電防護技術1、20042、2005252003、20068大水勘院及關聯用戶46家做風力發電防雷設計和施工培訓。

4、2007LDK、無錫尚德、合肥陽光等企業做太陽能防雷設計和施工培訓為什么防雷防浪涌？1、防雷措施是一種投資、要考慮投資回報。2、可靠的投資回報來源于：在進行防雷設計時，應將外部防雷措施和內部防雷措施協調統一，按工程整體要求，進行全面規劃，做到安全可靠、技術先進、經濟合理（三類防雷建筑物）。3、防雷設計應該在認真調查地理、地質、土壤、氣象、環境等條件和雷電活動規律以及被保護物的特點等基礎上，詳細研究防雷裝置的形式極其布置。4、防雷施工應該按照國家標準進行5、防雷維護應該納入電場日常管理系統可靠投資與穩定回報、生命財產安全防雷防浪涌究竟防什么，怎么防1、閃電的定位（定點）接受和布局雷電流泄放通道2、雷電（浪涌）能量的泄放和均壓等電位3、防雷接地措施：不帶電金屬材料直接接地帶電金屬材料通過避雷器、浪涌保護器接地防雷保護外部防雷保護內部防雷保護

過電壓保護接閃器引下線接地空間屏蔽均壓等電位系統減少接近耦合DINVDE0100DINVDE0675DINVDE0800DINVDE0845IEC61312IEC61643IEC61004DINVDE0185-T.100ENV61024-1IEC61024-1GB50057-1994防雷系統講座交流內容雷電風險評估（5-10分鐘）

雷電概念、雷電活動規律、雷擊選擇性、風險評估、管理因素防雷設計必須掌握的三個概念和輔助概念（20-25分鐘）

1、防雷分區

2、波形

3、雷電流大小和設備的耐壓水平

4、其他幾個概念防雷設計和施工（15-20分鐘）1、泄放雷電流大小的選擇

2、根據耐壓水平選擇保護電壓大小的選擇

3、防雷設計原則：分級保護，能量配合

4、直接雷和接地系統防雷系統的維護與管理（3-5分鐘）相關產品（自己看書）1、雷電的概念

a、定義：雷電是雷雨云之間或云地之間產生的放電現象。

b、閃電空間位置分類：云內放電、云際放電和云地放電云地閃電大約占閃電總數的20%c、閃電形狀分類：線狀、帶狀、片狀、球狀。1雷電風險評估－光伏設備的雷電環境2、雷電活動和規律（1）、雷暴日：在一天內只要測站聽到雷聲則為一個雷暴日，而不論雷暴次數和持續時間。雷暴日反映局部地區的雷電活動情況。（2）、地區雷暴日等級劃分（年平均雷暴日Td)

少雷區：Td≤20天；多雷區：20＜Td≤40天；高雷區：40＜Td≤60天；強雷區：＞60天；我國西北地區一般在15天以下；長江以北大部分地區在15～40天；長江以南地區在40天以上；北緯23°以南地區超過80天。1雷電風險評估－光伏設備的雷電環境3、雷擊選擇性（新能源防雷的直接必要性）

A、與土壤的電阻率有關

a、土壤電阻率小的地方。河床、鹽場等

b、土壤電阻率有突變的地點。

c、地下埋有金屬礦和金屬管線密集處。

B、與地面上的設施有關有利于雷云與大地建立良好的放電通道者易受雷擊。1雷電風險評估－光伏設備的雷電環境

C、地形和地物條件

a、山中的平地較峽谷易受雷擊。

b、高聳建筑物、空曠地區孤立建筑物、樹木。

c、低洼潮濕地點、山口。

d、鐵路樞紐、高壓架空線。

D、建筑物結構及其所附屬構件條件

a、結構材料所能積蓄電荷的多少影響接閃的頻率。

b、建筑物內金屬設備多少。1雷電風險評估－光伏設備的雷電環境4、雷電風險評估（雷電對人類的影響）：最嚴重的自然災害之一:雷電災害是“聯合國國際減災十年”公布的最嚴重的自然災害之一。（1）直接雷擊（直擊雷）：雷電流的高溫熱效應；雷電流的沖擊波效應；“激波”產生沖擊作用；次聲波（幾Hz)雷電流的電動力效應。（2）雷電感應：靜電感應；電磁感應。（3）雷電波侵入1雷電風險評估－光伏設備的雷電環境（4）其他形式：電磁脈沖輻射、反擊、跨步電壓、接觸電壓、旁側閃絡（5）雷電破壞作用表現在：強大的電流、極高的電壓、熾熱的高溫、猛烈的沖擊波、劇變的電磁場和強烈的電磁輻射等物理效應。（6）雷電造成危害的類型有：雷擊火災、雷擊傷亡、雷擊建（構）筑物、雷擊供電系統、雷擊弱電電子設備等。（7）雷電發生的特點：隨機性、局域性、分散性、突發性、瞬時性、三維性Photovoltaik2007判定人:R.Schüngel,Munich07.08.07/S4562e_d被損壞的逆變器1雷電風險評估－光伏設備的雷電環境Photovoltaik200707.08.07/S4562e_f1雷電風險評估－光伏設備的雷電環境設備燒毀

：部分或全部設備性能不穩定設備加速老化（投資回報）1雷電風險評估－光伏設備的雷電環境

1雷電風險評估－參與者存在的風險因素1、知識缺乏：缺乏專業的雷電和雷電防護知識，不了解雷電的活動規律和雷電的危害性，在防雷方法上比較單一2、認識缺乏：雖然了解防雷，但思想上沒有引起重視，沒有系統的防雷概念3、管理缺乏：相關的領導或者責任人沒有落實國家的相關法律法規

1雷電風險評估－法律法規和設計規范的要求1、《建筑物防雷設計規范》GB50057-94（2000年版）2、《建筑物電子信息系統防雷技術規范》GB50343-94（2004年）3、《低壓配電設計規范》GB50054-954、《低壓配電系統的電涌保護器（SPD）第一部分：性能要求和試驗方法》GB18802.1-2002、IEC616435、《雷電電磁脈沖的防護》第二部分建筑物的屏蔽、內部等電位連接及接地》IEC61312-26、《安全防范工程技術規范》GB50348-20047、《建筑物防雷》IEC610248、《中華人民共和國氣象法》9、中國氣象局第8號令《防雷減災管理辦法》雷電保護區域(LPZ)?LPZ0A：本區內的各物體都可能遭到直接雷擊和導走全部雷電流；電磁場強度沒有衰減。?LPZ0B：本區內的各物體不可能遭到大于所選滾球半徑對應的雷電流直接雷擊，電磁場強度沒有衰減。?LPZ1：本區內的各物體不可能遭到直接雷擊，流經各導體的電流比LPZ0A和LPZ0B要小；電磁場強度可能衰減。TypeI(ClassB)SPDs

應該安裝在LPZOA和LPZ1之間的界面處，阻止或泄放雷電沖擊電流通過線路進入。?LPZ2：本區內流經各導體的電流比LPZ1更小，電磁場強度會進一步衰減。Type2(ClassC)SPDs安裝在LPZ1和LPZ2之間的界面處，用于泄放剩余電涌電流和限制過電壓。?LPZ3：與LPZ2相比，裝有靈敏設備的區域由振蕩效應產生的過電壓、電磁場強度和操作過電壓被減少。2防雷設計必須掌握的概念－雷電分區2防雷設計必須掌握的概念－雷電分區2防雷設計必須掌握的概念－雷電分區1009050100

i%t1t2tμs2防雷設計必須掌握的概念－波形和波形對應的能量SEMP1.2/50

μsand8/20μsIEC61000-4-4 IEC61000-4-5ESD 1.2/50μs IEC61000-4-2LEMP10/350μs IEC61312 IEC610241234565610/350波形對應的相關元器件－角形放電器火花隙的特點1、通流能力強——單片一般可以通流Iimp50KA，最大可以100KA2、使用壽命長,與二級配合可以循環使用火花隙一般可以使用10萬次以上。3、反應時間相對較長一般在100nS內4、Up(保護電平)比較高1、單片一般可以通流20KA，最大可以達到40KA

2、一般可以在25nS內反應。

3、Up(保護電平)比較低

4、在大部分情況下會因過載而引起短路，氧化鋅閥片會產生熱崩潰衰變，表現為熱脫扣顯示。如不能及時脫開容易發生以下情況：

①、SPD短路：引起電源起火或跳閘

②、SPD爆炸：引起停電或起火

③、SPD自燃：造成火災事故

5、高通流能力和低保護電平的矛盾(片面強調低保護電平)

6、并聯使用時匹配很困難。8/20波形對應的相關元器件－壓敏電阻

Tinnedcopperwiresinteredzincoxidetogetherwithothermetaloxideadditives氧化鋅燒結物和其他雜質ZincoxidsElectrodes(電極）EpoxyresIN環氧樹脂Type1(ClassB)SPD用于處理雷電沖擊電流的波形10/350μs。用于I級分類試驗產品的測試波形。主要功能為泄放大的能量，國標GB50057規定安裝在建筑物的進線端。其非線性元件為放電間隙。Type2(ClassC)SPD測試波形8/20μs時間比10/350μs短，用于II級分類試驗產品的測試波形，釋放開關操作產生的低電能和限制過電壓。一般建議安裝在就近的設備前端。2防雷設計必須掌握的概念－波形和波形對應的能量10020030040082010IsnkA350tms402010/350ms

8/20ms

2防雷設計必須掌握的概念－波形和波形對應的能量Q(10/350)=20×Q(8/20)E(10/350)=200×E(8/20)雷電發生概率及其電流數據50%10%5%?1%3080100200kA2090100100kA/ms1080100400As1051065.106107A2s概率雷電電流峰值最大雷電流變化率閃電電荷量閃電電流平方脈沖2防雷設計必須掌握的概念－雷電流大小的確定IEC61312-1和GB50057-94(2000)的附表6.1首次雷擊防雷建筑物的類別

I II III幅值I(kA) 200 150 100波頭T1(ms) 10 10 10半值時間T2(ms) 350 350 350電荷QS

(As) 100 75 50單位能量W/R

(MJ/W) 10 5,6 2,5

90%50%10%IiT1T2t

I:幅值T1: 波頭T2: 半值時間2防雷設計必須掌握的概念－雷電流大小的確定2防雷設計必須掌握的其他幾個概念-雷電入侵途徑直擊雷雷直擊于外部雷電保護系統或建筑物接地的外部傳導部件雷直擊架空線閉環閉環直接對地耦合（地之間的電阻耦合）：當雷電電流在設備附近放電時，流過地面的雷電電流將導致接地電壓增加和PE的電壓能高達幾千伏。雷擊在外部保護設備上會在由電線形成的閉環上產生過電壓電感耦合雷擊產生的磁場將在任何環形配線中導致過電壓，在高空電線周圍的雷擊將在這些線上產生過電壓附近雷擊2防雷設計必須掌握的其他幾個概念-雷電入侵途徑

2防雷設計必須掌握的概念—雷擊途徑耦合類型TT1180GBRCKu2(t)uR(t)uL(t)i(t)i(t)i(t)Leru(t)Galvanic電流Inductive電感Capacitive電容操作過電壓斷路器的開/關變壓器、電機或電感、電阻突變皆可產生很快的電流變化(di/dt)和產生瞬時過電壓。過電壓2防雷設計必須掌握的其他幾個概念-浪涌入侵途徑1、瞬態概念常態過電壓/過電流：工頻（50HZ)或直流暫態過電壓（TOV)：高壓系統接地故障出現的過電壓。持續時間ms-s數量級。瞬態過電壓：斜三角波持續時間μs、ns數量級。2防雷設計必須掌握的其他幾個概念-基礎概念2、高頻概念過壓與電感的關系:過壓或浪涌涉及瞬變過程，因而放電電流頻率很高（90%以上雷電能量分布在頻率為10kHz以下），這就意味著起決定作用的不是電阻而是電感的感抗，在把沖擊電流排放至地電位點的過程中：U=L·di/dtU=沿著導線的電壓（伏特）L=電感（亨利）

di/dt

=電流變化速率SPD的2個功能:

釋放電涌電流

限制過電壓SPD（SurgeProtectiveDevice）至少包含一個非線性元件?正常情況下，SPD對應用系統沒有任何影響。它在線路中起開路作用和保持相與地之間的絕緣。?當電涌發生時，SPD將瞬間（納秒級）降低其阻抗，同時傳導電涌電流。?當電涌發生后，SPD恢復高阻抗和起開路作用。2防雷設計必須掌握的其他幾個概念-浪涌保護器沖擊電流Iimp：10/350μs電流波形的最大值，用來描述Type1產品。Type1(classB)產品應該耐受10/350μs電流波形5次增加的沖擊(0.1Iimp,0.25Iimp,0.5Iimp,0.75Iimp,Iimp)。最大放電電流Imax：8/20μs電流波形的最大值，用來描述Type2產品。Type2(classC)產品應該耐受8/20μs電流波形5次增加的沖擊

(0.1Imax,0.25Imax,0.5Imax,0.75Imax,Imax)。標稱放電電流In流通SPD（有一個8/20μs電流波形）的電流峰值。根據IEC61643-1§7.6.4和標準，Type1(classB)和Type2(classC)SPD應耐受15次8/20μs波形沖擊電流的幅值In。2防雷設計必須掌握的其他幾個概念雷電電涌開關電涌230V50Hz瞬時過電壓暫時過電壓Un=230VSPD目標SPD對手最大持續工作電壓Uc最大(均方根值)或直流電壓可持續供電SPD，它相當于SPD的額定電壓。暫態過電壓UT在一個指定時間tT內，SPD可耐受的最大.（均方根值）或暫時直流過電壓（TOV）。當暫時過電壓后，SPDs發生故障時，應該對人身、設備或設施沒有危害。例如：對于230V的相-中性線TN電網，根據IEC60364-4-442標準，在5s內，它應該比相與地之間的電壓334V高。2防雷設計必須掌握的其他幾個概念1msmax電壓保護水平Up

是當釋放沖擊電流到地面時，由接線端子之間的電涌保護器給定的電壓。它直接由變阻器和火花間隙產生，不可超過連接在下級設備的耐受電壓值。續流If.If是指SPD電涌電流流過（過電壓消失）之后，在電力系統供電電壓作用下流過SPD的電流。火花間隙或氣體放電管會產生續流（電弧），非線性電阻不會產生續流。如果電弧不被切斷，此電流將達到電力系統預期的短路電流Icc。續流切斷能力Ifi(或額定斷開續流值)在Uc下SPD切斷的續流If值。SPD的Ifi

應該等于或大于安裝點的預期短路電流(Icc)2防雷設計必須掌握的其他幾個概念UocU(V)I(A)R隔離間距

接閃器

滾球半徑

保護角陰影線αs3防雷設計－太陽能應用案例全景圖3防雷設計-自動避雷系統處于待命狀態警示狀態：當偵測到10-25公里內有較強的雷云，且電場強度達到3KV/M時，系統統發出警示；

電腦主頁面顯示警示；

并在事件日志內進行記錄保存；這時，自動升降避雷針處于待命狀態。3防雷設計-自動避雷系統處于保護狀態告警狀態：當系統偵測到8-10公里內有較強的雷云，且電場強度達到7KV/M時：

給自動升降式提前預放電避雷針一個升起信號，避雷針升起。

電腦主頁面顯示告警；

并在事件日志內進行記錄保存；

戶外報警器開始報警。3防雷設計-自動避雷系統恢復待命狀態警報解除：當雷電預警系統偵測到，在監測范圍內，無高電場（3KV/M以上），或近電場，雷電預警系統，在設定的時間內（如10分鐘）：

解除警報；

給ILSE自動升降式提前預放電避雷針發出一個下降的信號，ILSE自動升降式提前預放電避雷針下降；

電腦顯示，警報解除；

戶外，報警器發出警報解除的信號。3防雷設計自動避雷系統的優勢自動識別雷電，自動升降；保護角度大，防繞擊性能強；保護范圍大，最大半徑可達100米以上；

放電時間比富蘭克林避雷針平均提前15-60us。

在模擬電場比較低時,自動升降式提前預放電避雷針的電暈電流比富蘭克林避雷針低的多,幾乎處于完全抑制狀態。

在模擬電場增加到能夠啟動ILSE自動升降式提前預放電避雷針時,ILSE自動升降式提前預放電避雷針產生的脈沖式電暈放電電流，其電暈電流幅值比富蘭克林避雷針大好幾十倍，但電暈電流的平均值比后者小，這有利于從電暈向先導電弧的轉化。第一步鈍形針頭與接地極相連極板與針尖之間的空氣間隙4塊相對獨立的極板下導體防雷接地自動避雷系統的接閃器接閃原理第二步電容耦合被擊穿的空氣間隙所形成的電弧引發上行先導電場增強,某塊極板電壓升高下導體防雷接地自動避雷系統的接閃器接閃原理第三步主放電電流的電離通道形成4塊相對獨立的極板下導體防雷接地自動避雷系統的接閃器接閃原理StormasterESE的保護半徑（Rp）可以由下面的公式計算得到，這個公式是由法國國家標準NFC17-102（1995年7月）公布的。

(h≥5m)。以下關鍵的參數決定了Rp的計算：ΔT的值在測試中建立。Stormaster-ESE-15=ΔT（μs）15Stormaster-ESE-30=ΔT（μs）30Stormaster-ESE-50=ΔT（μs）50Stormaster-ESE-60=ΔT（μs）60h：Stormaster避雷針離開受保護區域的實際距離（m）。D（m）取決于所選擇的保護水平，保護水平的定義在NFC17-102標準的附錄B中。D=20m適用于1級保護水平（高等保護）D=45m適用于2級保護水平（中等保護）D=60m適用于3級保護水平（標準保護）自動避雷系統的接閃器接閃半徑保護半徑（m）-RpH:避雷針到受保護地面的距離245610152045601級保護（高等保護）Stormaster15Stormaster30Stormaster50Stormaster601319283225285564324868793248697933496979345070803550708035507080355070802級保護（中等保護）Stormaster15Stormaster30Stormaster50Stormaster6018253540365069784563869746648797496688995268901015571921026075951056075951053級保護（標準保護）Stormaster15Stormaster30Stormaster50Stormaster6020283844415776875171951075272961075675981096077100111638110211373891101207590110120自動避雷系統的接閃器接閃半徑Part-1_Bangkok_2001/ESC應用案例－屋頂防雷防浪涌保護器安裝圖Part-1_Bangkok_2001/ESC應用案例－屋頂防雷防浪涌保護器安裝圖Part-1_Bangkok_2001/ESC應用案例－電源防雷防浪涌保護器安裝圖Part-1_Bangkok_2001/ESC應用案例－信號防雷防浪涌保護器安裝圖應用案例－設計圖應用案例－設計圖應用案例－設計圖I=100kA(10/350μs)

50%

Is=50%

Is/3=16.3%

Is/3=16.3%

Is/3=16.3%

金屬煤氣管金屬水管全部雷電流I的50%流入雷電保護系統的接地裝置。剩余的50%雷電流Is分配于引入建筑物的各種外來導電物、電力線、通信線。I=100%(10/350μs)I=50%

I=50%

I=5x10%

3防雷設計－雷電流大小的確定電氣裝置標稱電壓/V各種設備額定耐沖擊電壓值/KV三相系統帶中性點的單相系統電氣裝置電源進線端的設備

配電裝置和末級電路設備用電器具特殊需要保護設備耐沖擊過電壓類別IVIIIIII120～24042.51.50.8220/380642.51.5400/6908642.51000根據系統選擇注：I類——需要將瞬態過電壓限制到特定水平的設備；

II類——如家用電器、手提電工工具或類似負荷；

Ⅲ類——如配電盤、斷路器、包括電纜、母線、分線盒、開關、插座等的布線系統，以及應用于工業的設備和永久接至固定裝置的固定安裝的電動機等的一些其它設備；

IV類——如電氣計量儀表、一次線過流保護設備、波紋控制設備。

設備沖擊耐壓水平---源自IEC60364-4-4433防雷設計－保護電平的選擇（低于設備耐壓水平）Type1(ClassB)SPD用于處理雷電沖擊電流的波形10/350μs。用于I級分類試驗產品的測試波形。主要功能為泄放大的能量，國標GB50057規定安裝在建筑物的進線端。其非線性元件為放電間隙。Type2(ClassC)SPD測試波形8/20μs時間比10/