光伏電站接地網(wǎng)材料的選擇

1、.光伏電站接地網(wǎng)材料的選擇隨著太陽能光伏電站的建設(shè)規(guī)模不斷增加，已投運數(shù)年的光伏電站防雷接地系統(tǒng)存在的問題逐漸被業(yè)主重視，主要是因為地網(wǎng)腐蝕引起的接地電阻升高、引下線斷裂特別是沿海灘涂地區(qū)、魚塘等項目的接地網(wǎng)腐蝕嚴重。以鍍鋅扁鋼主材的接地裝置，由于電焊時的高溫破壞鍍鋅層，導(dǎo)致地網(wǎng)接頭腐蝕嚴重，接地電阻值升高，光伏組件、匯流箱等設(shè)備因雷擊事故時有發(fā)生，因此有必要就目前市場上的接地網(wǎng)材料的種類和性能加以說明。一、接地網(wǎng)主要材料1、 熱鍍鋅鋼材，傳統(tǒng)的接地網(wǎng)水平接地體一般設(shè)計采用規(guī)格為50X5 、60X6鍍鋅扁鋼，鍍鋅扁鋼制造長度為6米/根，垂直接地極采用50X5熱鍍鋅角鋼或50鍍鋅鋼管，接地極長度

2、2.5米/根，連接方式：電焊；焊接點防腐處理：刷防銹漆兩遍，水柏油一遍。2、 鍍銅鋼接地材料，水平接地體通常采用10-12鍍銅圓鋼，制造長度通常為100米/盤；接地極采用14、17.2的鍍銅鋼棒。連接方式：放熱焊接（無需電力或乙炔等外加能源），接頭材料為紫銅，焊接點防腐處理：無需防腐措施。 鍍銅圓鋼 放熱焊接接頭二、材料性能比較(一).防腐蝕性比較1.銅材耐腐蝕性能是鋼材的十倍以上,是鍍鋅鋼的三倍以上. 銅的表面會產(chǎn)生附著性較強的氧化物(銅綠Cu(OH)2),對內(nèi)部的銅有很好的保護作用,阻斷了進一步腐蝕的形成. 2. 鋼材含有很多的雜質(zhì),除Fe以外,還含有C,S和P等. 所以在“微電池”和“宏

3、電池”效應(yīng)下,鋼材是向內(nèi)逐層腐蝕.鍍鋅鋼有一定的防腐能力,但降低了導(dǎo)電性能和泄流速度,這對高頻故障電流尤其明顯. 3.鋼接地系統(tǒng)壽命往往達不到設(shè)計要求,一般在10年左右. 如天津電力公司調(diào)查表明,天津地區(qū)鋼接地系統(tǒng)年腐蝕率為1mm/a.220kV變電站接地壽命僅為5年.而銅接地壽命可達到40年以上. 4. 由于鋅層在不斷腐蝕中,鍍鋅鋼接地性能不穩(wěn)定,因此相關(guān)規(guī)程規(guī)定了嚴格的檢查,試驗項目.如<<電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程>>要求鋼接地每6年進行1次接地電阻測試,每8年開挖檢查一次.對于大面積的地面電站和水面電站不太可能. 銅接地則運行維護工作量大大減少.(二).電氣性能比較

4、考慮到電阻,腐蝕和連接等因素的影響,其電氣性能比較如下.1. 根據(jù)熱穩(wěn)定條件,避免接地線,接地體熔化,銅材和鋼材截面積之比為3:1。銅接地體銅的熔點為1083，短路時最高允許溫度為450，而鋼的熔點為1510，短路時最高允許溫度為400。從熱穩(wěn)定性上看，截面相同時，銅材較好。2.銅和鋼在20時的電阻率分別是1.75×108（.m）和9.8×108（.m），銅的導(dǎo)電性能是鋼的5.6倍。3. 根據(jù)集膚效應(yīng),銅材泄流能力是鋼材的4倍.因此,綜合各種因素比較,銅與鋼兩種接地材料的等效截面積之比為1:3-4左右。(三).經(jīng)濟性比較1鍍銅鋼棒重量小于3公斤，而50*5鍍鋅角鋼則重達10

5、公斤。2施工效率的提升：水平接地線每卷100米，鍍鋅扁鋼每根6米，焊接接頭大量減少，可壓縮施工周期。舉例說明：30MW地面光伏電站接地網(wǎng)的經(jīng)濟比較材料類型熱鍍鋅扁鋼銅鍍圓鋼規(guī)格60*610mm數(shù)量45Km45Km重量2.8Kg/米0.65Kg/米單價16元/米19元/米材料小計72萬85.5萬焊接接頭7500個450個焊接接頭費用7500*10=7.5萬450*35=1.58萬材料費用合計79.5萬87萬1MW的施工周期10天以上4天壽命 7-10年30年以上一次成本比較100 109.4 備注 此為初略計算，不含引上線，跨接線等接點。 通過以上的比較，鍍鋅鋼材主材料費用較便宜，但焊接的接點多，施工效率不高，施工費用相對要增加，通過綜合比較，鍍銅鋼的材料費用僅僅多出9.4%，另外鍍鋅鋼材的防腐性能較差，在南方或沿海灘涂地區(qū)不能滿足25年的運營要求。因此可建議在高腐