光伏防雷装置有哪几种？光伏防雷装置用什么电缆？
当一片片光伏板在屋顶或旷野铺展，将阳光转化为清洁电能的同时，其暴露在自然环境中的特性也使其成为雷电的潜在目标。雷击不仅可能瞬间摧毁价值不菲的光伏组件和逆变器，更可能引发火灾、电击等次生灾害。构建一套科学完善的光伏防雷系统，是保障电站安全运行25年以上的生命线。本文将深入剖析光伏防雷装置的类别及电缆的选择要义。
一、第一道屏障：直击雷防护装置——精准“引雷”
独立接闪杆（避雷针）系统：
定位：当光伏阵列区域超出建筑原有防雷系统保护范围，或阵列本身高度突出时设立。
原理：利用接闪杆的尖端放电特性，主动吸引雷电下行先导，将雷击点控制在预定位置。
关键设计：依据滚球法（如IEC 62305、GB 50057）精确计算保护范围，确保阵列完全覆盖。保护角通常不超过45°，且需考虑阵列高度和规模。
光伏组件金属边框作为自然接闪器：
规范依据：现行GB/T 36963《光伏发电站防雷技术要求》明确，符合特定条件的组件金属边框可作为接闪器。
条件要求：边框材质（通常为阳极氧化铝）满足厚度（≥2mm）和截面热稳定性要求（雷电流下不熔穿）；边框间必须实现可靠、持久的电气贯通连接（非仅靠安装夹持力）。
优势：利用现有结构，经济性好，避免额外避雷针造成的阴影遮挡损失。
接闪线/带系统：
应用场景：大型地面光伏电站，沿阵列外围或特定分区架设架空接闪线（如镀锌钢绞线）。
要求：与阵列组件保持足够安全距离，防止反击。
二、第二道防线：雷电电磁脉冲（LEMP）防护装置——拦截“感应雷”
雷击发生时，强大的瞬变电磁场会在直流和交流线路上感应出高达数千甚至数万伏的浪涌电压，这是损坏逆变器、控制器等电子设备的主因。电涌保护器（SPD）是核心防线：
直流侧SPD：
安装位置：光伏汇流箱（或组串逆变器）输入端。
核心挑战：需耐受光伏系统特有的高直流工作电压（Uc≥1.2组件开路电压Voc低温）、持续工作电流及可能的直流电弧特性。
关键参数：
最大持续工作电压(Uc)：必须高于系统可能出现的最高直流电压（需考虑低温下Voc升高）。
电压保护水平(Up)：需低于被保护设备（逆变器直流侧）的绝缘耐压水平。
标称放电电流(In)/最大放电电流(Imax)：依据电站所处雷电环境等级和重要性选定。
类型：通常选用压敏电阻（MOV）型，需带温控脱扣装置，防止失效短路起火。
交流侧SPD：
安装位置：逆变器交流输出端、交流配电柜进线及出线端。
要求：符合低压配电系统SPD选型标准（如IEC 61643-11,GB/T 18802.11），关注Uc（≥1.15系统标称电压）、Up、In/Imax等参数。
级间配合：多级SPD需满足能量协调配合要求（如通过退耦电感或利用线路电感）。
等电位连接与接地装置：
核心作用：为雷电流和浪涌电流提供低阻抗、可靠的泄放通道，消除电位差。
关键组件：
组件边框接地：每个组件金属边框通过专用接地线（≥4mm²铜缆）连接到支架导轨或专用接地汇流排。
支架系统接地：金属支架构成自然引下线网络，需确保所有连接点导电良好（去除绝缘层、接触面处理、防腐），截面满足要求（钢材≥50mm²，铝材≥70mm²）。
接地网：由垂直接地极（角钢/钢管）、水平接地体（镀锌扁钢/铜绞线）构成的复合地网，多点接入支架基础。接地电阻值（通常要求≤10Ω）是衡量泄流能力的关键指标。
接地汇流排：在各汇流箱、逆变器柜、配电柜内设置，作为所有SPD接地线、设备外壳接地线、金属构件接地线的集中连接点。
三、生命线：光伏防雷系统的“血管”——专用电缆
防雷装置的效能，最终依赖于连接它们的“血管”——电缆。光伏防雷系统电缆绝非普通电线可以替代：
直流侧防雷接地专用线缆：
核心应用：组件边框至接地汇流排连接；支架间跨接；SPD接地线。
强制要求：
材质：铜芯。确保优异的导电性和热稳定性。
绝缘与护套：
光伏专用型：必须选用通过TÜV/UL等认证的PV专用电缆（如PV1-F系列）。其特点是：
双层绝缘：高等级交联聚烯烃（XLPO/XLPE），具有优异的耐高低温（-40℃~+120℃）、耐紫外线、耐臭氧、耐酸雨性能。
无卤阻燃：避免火灾时释放有毒卤素气体。
严禁替代：普通橡套软线、控制电缆、BV线等，其绝缘和护套材料在户外长期紫外线、高低温循环下极易老化开裂、变脆，失去绝缘保护作用，引发接地失效或短路风险。
颜色：黄绿双色（国际通用接地标识）。直流侧严禁使用黑色或其他颜色线缆作为接地线！
截面：
连接工艺：压接端子（OT/UT型铜鼻子）配合液压工具压接，确保低电阻、高可靠的电气连接。连接处涂抹导电膏防氧化，并做好防水绝缘处理（热缩管）。
SPD前端连接线缆：
位置：SPD与被保护线路（直流母线、交流相线/零线）间的连接线。
关键要求：尽可能短而直！长度过长或弯曲过多会显著增加导线电感（VL=L di/dt），导致限制SPD的限压效果，产生危险的“残压抬升”。
材质与规格：通常与被保护的主回路电缆相同材质（铜芯光伏直流电缆或交流电力电缆）和截面（一般≥6mm²，需满足雷电流泄放要求）。
光伏电站如同一座座矗立在阳光下的能量堡垒，而完善的防雷系统则是其抵御天雷之怒的坚实铠甲。从主动引雷的接闪装置，到层层设防的浪涌保护器，再到为狂暴能量提供可靠泄放大地的低阻通道，每一环节都承载着对安全的极致追求。想要获取更多相关内容，欢迎关注防雷知识栏目进行了解！
