發布日期：2022-04-17 點擊率：39
我們都見過打雷，但是很少見過雷電直接造成的危害，特別是在城市里。主要是因為我們的建筑物都安裝了防雷設備。雷電多發生于山區，土壤電阻率突變和潮濕陰冷的地方以及孤立高聳地物。這些地方往往也是我們可以放置光伏電站的地方。
在雷電發生時，不管是感應雷，還是直擊雷，都會有可能對孤立的電站發生巨大的雷擊現象。對于并網的光伏電站，不僅會造成太陽能組件和逆變器造成毀壞，而且會造成電網整個系統的癱瘓。太陽能組件和逆變器及其他電氣設備的造價昂貴，在整個投資中，占有絕對大的比例。如果遭受雷擊，帶給光伏發電系統的不僅僅是經濟的損失，更重要的關系到國民生計和國家安全的保證。
如果光伏組件遭到雷擊，會造成該組組件發電功率降低，總發電量就會減少，經濟效益就會下降。如果逆變器遭到雷擊，也有可能損壞，帶來的后果是總投資額會增大，同時后期設備的維護費用也將使總投資額增加。最終造成光伏發電站的投資達到盈虧平衡點的時間延后和投資回收期的延長。所以在設計光伏電站時，必須注意防雷接地的合理性，做到減少最大損失，做到防患于未然。
1、雷擊密度（雷擊率）
文獻《不同方法確定的雷擊密度對防雷分類的影響》中國家住房與城鄉建設部發布的《建筑物防雷設計規范》（GB50057—2010）提供了參考公式
Ng=0.1Td
該公式中T為氣象數據中的雷暴日，比如一個地區的打雷天數為80天/年，Ng=0.1*80=8次/Km2.這就叫雷擊密度。雷擊密度又有什么用呢？
1平方公里折算后約為1500畝，江浙地區按照30度傾角使用1640*992的組件，大約能建設65兆瓦左右的光伏電站（22畝/兆瓦）。組件的投影面積約占實際利用面積的50%計算。組件占地面積0.5平方公里。
A=實際占地面積+6H（L+W）+9πH2
A為受雷擊面積，L、W為組件陣列的長和寬，H為海拔高度。假設江浙某地雷雨天氣為40天，雷擊密度為4次/Km2。海拔高度為正負零，受雷擊面積為0.5平方公里，則該光伏電站受雷擊次數為2次每年。如果該光伏電站建設在山區，海拔高度為100米時，
A=500000+6*100*1400+9*3.14*10000=1.6平方公里
則該光伏電站受雷擊次數為6.4次每年。由此計算結果可知，山地高海拔地區被雷擊的次數相對較大，在工程選址時需要仔細計算。
2、雷電形成和危害
夏季，自然界由于高溫，水分的蒸騰作用加強，空氣對流運動旺盛。溫熱的空氣被強大的上升氣流推到空中遇冷形成濃積云。雷雨云是所有類型云中最為活躍的一種，在厚厚的云層中存在著大量的正負電荷，正電荷和負電荷分離形成巨大的電偶極子，或多極子。
云層中大量的正電荷位于云層的頂部，大量的負電荷位于云層的中下部，少量的正電荷在云層的底部。天上的積云上升受到地面上升的熱氣流不斷的沖擊，會發生電離而產生強大的電荷。某些云團帶正電荷，某些云團帶負電荷，它們使大地地面或建筑物表面產生異性電荷，當電荷積累到一定程度時，不同云團之間、或云與大地之間的電場強度可以擊穿空氣（E=25~30KV/cm），開始游離放電，稱之為“先導放電”。
云對地的先導放電是云向地面跳躍式逐漸發展的，當到達地面（或地面上的建筑物、架空輸電線）時，便會產生由地面向云團的逆導主放電，在主放電階段里，由于異性電荷的劇烈中和，會出現很大的電流，電流做功的結果，可使電流通過地方的氣體瞬間溫度升高到30000℃左右，從而呈現強烈的火光，這就是閃電，同時迅速加熱的閃電通道各部分氣體急劇膨脹，強烈壓縮附近的大氣層產生沖擊波，沖擊波退化時的聲發射，這些聲沖擊波相互疊加，形成轟轟雷聲，這就是雷電。打雷下雨時會和地面之間發生放電現象，與地面上的比較高的建筑物、戶外通訊設施等接觸，就可能產生電擊，形成雷擊。
一般情況下（80%—85%的情況），單次雷擊不能將雷云電荷完全釋放掉。一個雷閃通常包含多個（幾個）雷擊，而不是一個單一的雷單次雷擊形成一個先導放電，在持續平均約60ms（一般為幾毫秒到幾百毫秒）的暫停后，另一個先導，即直竄先導，在同一通道連續（而不是逐級）傳播，速度為1000—10000km/s。這種直竄先導沒有分支，沿著第一支回擊形成的通道反向傳播，產生第二次回擊，同樣的過程一般會重復3—5次，在單個負極性雷閃中記錄到26次回擊。
2005年揚州儀征化纖公司遭雷擊雷擊經濟損失3000萬元以上。2006年淄博恒臺縣博匯集團電廠變電站遭雷擊，雷災造成經濟損失2070萬元。對于光伏電站，雷擊是必須重視的自然災害影響。
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