雷電對光伏電站造成的影響，可以分為兩種“直擊雷”和“感應雷”。直擊雷可以通過安裝避雷針和避雷帶的方式加以避免，防止感應雷入侵一般會在接線盒及PCS中配備感應雷浪涌電壓的避雷器(SPD)。但是在實際生活中，客戶對SPD的選擇有難度，接下來小固就SPD的分類和光伏系統中SPD的選型作詳細介紹。SPD浪涌保護器的分類 隨著光伏系統對防雷要求的日益嚴格，安裝浪涌保護器(SPD)成為現代防雷技術的重要環(huán)節(jié)之一。SPD是光伏系統雷電防護中不可缺少的一種裝置，其作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄流入地，保護被保護的設備或系統不受沖擊。按工作原理分類 按其工作原理分類，SPD可以分為電壓開關型、限壓型及組合型。 1 電壓開關型SPD。在沒有瞬時過電壓時呈現高阻抗，一旦響應雷電瞬時過電壓，其阻抗就突變?yōu)榈妥杩?，允許雷電流通過，也被稱為“短路開關型SPD”。 2 限壓型SPD。當沒有瞬時過電壓時，為高阻抗，但隨電涌電流和電壓的增加，其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性，有時被稱為“鉗壓型SPD”。 3 組合型SPD。由電壓開關型組件和限壓型組件組合而成，可以顯示為電壓開關型或限壓型或兩者兼有的特性，這決定于所加電壓的特性。

圖1 組合型SPD

按用途分類 按其用途分類，SPD可以分為電源線路SPD和信號線路SPD兩種。電源線路SPD 由于雷擊的能量是非常巨大的，需要通過分級泄放的方法，將雷擊能量逐步泄放到大地。在直擊雷非防護區(qū)(LPZ0A)或在直擊雷防護區(qū)(LPZ0B)與第一防護區(qū)(LPZ1)交界處，安裝通過Ⅰ級分類試驗的浪涌保護器或限壓型浪涌保護器作為第一級保護，對直擊雷電流進行泄放。在第一防護區(qū)之后的各分區(qū)(包含LPZ1區(qū))交界處安裝限壓型浪涌保護器，作為二、三級或更高等級保護。同時，經過第一級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈沖輻射。當線路足夠長時，感應雷的能量就變得足夠大，需要第二級保護器進一步對雷擊能量實施泄放。第三級保護器對通過第二級保護器的殘余雷擊能量進行保護。

圖2電源線路SPD 信號線路SPD 隨著信息系統的廣泛應用，由于網絡線路多，電子設備的耐壓水平低，雷擊對信息系統的危害越來越大。雷電對信息系統的危害主要是雷擊電磁脈沖造成的，對電磁脈沖的防護措施有攔截、分流、等電位聯結、屏蔽、接地、合理布線等。在信號線路上安裝SPD是信息系統防電磁脈沖的一個重要措施，它可以同時起到攔截、分流、等電位聯結的作用。在選擇信號SPD時，應選用插入損耗較小的SPD。

圖3信號線路SPD 光伏防雷SPD的選擇 1 直流側防雷 光伏系統的直流側防雷SPD可以裝在組件與逆變器之間，選用開關型浪涌保護器，具體的型號根據組件的輸出特性和沖擊放電電流有關。

圖4 電壓開關型SPD 選配開關型一級浪涌保護器需要關心的參數： 最大持續(xù)工作電壓Uc，當組件的開路電壓為Uo時，浪涌保護器的Uc約為1.1倍Uo； 雷電通流量Imax，開關型一級浪涌保護器需要關注10/350us雷電沖擊電流，建議大于50KA； 保護水平Up，與設備的耐壓Uw一致，Up約為0.8倍Uw 1 交流側防雷 光伏系統的交流側防雷SPD可以裝在逆變器與并網點之間的交流匯流箱中，選用限壓型浪涌保護器，具體的型號根據并網點的電壓、逆變器輸出最大電流和沖擊電流有關。 選配限壓型二級浪涌保護器需要關心的參數： 最大持續(xù)工作電壓Uc，需要考慮并網點電網電壓Ug的浮動值，Uc約為1.1倍Ug； 雷電通流量Imax，限壓型二級浪涌保護器需要關注8/20us雷電沖擊電流，建議大于20KA； 保護水平Up，與設備的耐壓Uw一致，Up約為0.8倍Uw;

實際案例 1 3KW家用防雷應用案例

圖5 德力西單相SPD實物圖 在去年公司做了很多扶貧的項目，采用阿特斯CS6K-260P-PG，12塊，總功率3120W；逆變器：固德威GW3000-NS，1臺。項目地多在雷暴且低洼的貧困山區(qū)，易遭受雷擊，所以做了必要的防雷措施。在直流側因組件多安裝在平穩(wěn)的屋頂，無需安裝一級浪涌保護器SPD。在交流側按照第三節(jié)項目2所述，選擇并安裝相應的二級浪涌保護器SPD。選擇的是德力西SPD，實物圖如圖所示。 可以看出最大持續(xù)工作電壓Uc=275V，滿足并網點電壓的1.1倍。雷電通流量ImaxImax=40KA,滿足大于等于20KA的要求。保護水平Up=1.5KV，約為0.8倍Uw，滿足上文要求。 注SPD安裝在進并網電表的前段，通過這種方式可以有效的保護逆變器、斷路器、刀閘開關等設備。 2 100KW三相防雷應用案例 三相分布式商用光伏電站的應用案例很多，在實際安裝過程中，直流側多采用避雷針或避雷帶的方式進行防雷，避雷針通常安裝在組件陣列的北側，避雷針的高度通過滾雷法計算，同時應避免避雷針投影到光伏電池板上。注：避雷針和避雷帶的接地和光伏系統的接地不能共用接下引入線且對地電阻不要超過4歐姆。

圖6 光伏組件防雷實物圖 交流側SPD的安裝和選擇還是按照第三節(jié)項目2所述，所選的型號為DZ47Y 4P 3P+N，其最大持續(xù)工作電壓Uc=385V，雷電通流量Imax =40KA，保護水平Up=1.8KV，滿足防雷要求。

圖7三相德力西SPD實物圖

我國特別是華東地區(qū)、西部高海拔地區(qū)屬于雷電頻發(fā)地區(qū)，光伏設備暴露在外且鋪設面廣更增加了受到雷擊的風險，合理的防雷設計和及時的巡檢可以大大減少甚至杜絕雷電帶來的危害，保證在光伏系統整個生命周期內，系統運行正常，且獲得最大收益。