光伏建筑一体化系统防雷技术规范GB/T36963-2018

前言

中华人民共和国国家标准

光伏建筑一体化系统防雷技术规范

Technical specification for lightning protection of building integrated photovoltaic systems

GB/T 36963-2018

2018-12-28 发布

2019-07-01 实施

前言

本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本标准由全国雷电防护标准化技术委员会（SAC/TC 258）提出并归口。

本标准起草单位：安徽省气象灾害防御技术中心、四川中光防雷科技股份有限公司、阳光电源股份有限公司、杭州天湖智能科技有限公司、施耐德万高（天津）电气设备有限公司、中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司、安徽金力电气技术有限公司、江西省气象服务中心、上海西岱尔电子有限公司、国网信通产业集团安徽继远软件有限公司、国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司、南京宽永电子系统有限公司、北京捷安通达科贸有限公司、南京捷保力电气有限公司、合肥航太电物理技术有限公司、吉林省泰华电子股份有限公司、中国标准化协会。

本标准主要起草人：程向阳、王凯、张红文、胡兵、李根、钟湘闽、李玉、姚喜梅、王艳国、王传元、余建华、王辉、谷山强、朱浩、林萍、全宇辰、李厚成、段泽民、曲轶飞、王天羿、崔艳。

1范围

1 范围

本标准规定了光伏建筑一体化系统的直击雷防护、雷电电磁脉冲防护及相关雷电防护装置的检测与维护等要求。

本标准适用于新建、改建、扩建光伏建筑一体化系统的防雷设计和施工。既有光伏建筑一体化系统的防雷设计和施工可参照使用。

2规范性引用文件

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 18802.1 低压电涌保护器（SPD）第1部分：低压配电系统的电涌保护器性能要求和试验方法

GB/T 18802.12-2014 低压电涌保护器（SPD）第12部分：低压配电系统的电涌保护器选择和使用导则

GB/T 18802.21 低压电涌保护器第21部分：电信和信号网络的电涌保护器（SPD）性能要求和试验方法

GB/T 18802.31-2016 低压电涌保护器特殊应用（含直流）的电涌保护器第31部分：用于光伏系统的电涌保护器（SPD）性能要求和试验方法

GB/T 21431 建筑物防雷装置检测技术规范

GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范

GB 50952-2013 农村民居雷电防护工程技术规范

3术语和定义

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1 太阳能光伏系统 solar photovoltaic（PV）system

利用太阳电池的光伏效应将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。

注：太阳能光伏系统简称光伏系统。

[JGJ 203-2010，定义2.0.1]

3.2 光伏建筑一体化 building integrated photovoltaic：BIPV

在建筑上安装光伏系统，并通过专门设计，实现光伏系统与建筑的良好结合。

[JGJ 203-2010，定义2.0.2]

3.3 光伏组件 photovoltaic module

具有封装及内部联结的、能单独提供直流电流输出的，最小不可分割的太阳电池组合装置。

[JGJ 203-2010，定义2.0.7]

3.4 光伏组件串 photovoltaic modules string

在光伏发电系统中，将若干光伏组件串联后，形成具有一定直流电输出的电路单元。

[GB 50797-2012，定义2.1.2]

3.5 光伏方阵 photovoltaic array

由若干光伏组件在机械和电气上按一定方式组装在一起，并有固定的支撑结构而构成的直流发电单元。

注1：光伏方阵不包括地基、太阳能跟踪器、温度控制器等类似的部件。

注2：改写JGJ/T 264-2012，定义2.0.3。

3.6 自动控制单元 automatic control Unit：ACU

为实现光伏系统的数据采集、监控和传输功能的装置。

3.7 电势诱导衰减 potential induced degradation：PID

由于晶体硅光伏组件中的电路与其接地金属边框之间的高电压造成的光伏系统性能的持续衰减。

3.8 光伏系统的功能性接地 functional earthing for photovoltaic system

将光伏系统中一根带电导线（通常是负极）直接接地，实现反PID的一种措施。

3.9 光伏方阵汇流箱 photovoltaic array combiner box

将多路小电流光伏方阵直流输出汇集成一路或多路大电流直流输出的装置，其输出可再汇集到下—级同类装置或直接接入逆变器，具有过流、逆流、防雷等保护和监测功能。

注1：光伏方阵汇流箱简称汇流箱。

注2：改写NB/T 32016-2013，定义3.5。

3.10 光伏逆变器 photovoltaic inverter

将直流电压和直流电流转换成交流电压和交流电流的器件。

[GB/T 16895.32-2008，定义3.11]

3.11 雷电防护区 lightning protection zone：LPZ

规定雷电电磁环境的区域。

注：雷电防护区的区域边界不一定是物理边界（例如墙、地板和天花板等）。

[GB/T 21714.4-2015，定义3.10]

3.12 雷电电磁脉冲 lightning electromagnetic impulse：LEMP

雷电流通过电阻性、电感性和电容性耦合产生的各种电磁效应，包括浪涌和辐射电磁场。

注1：雷电电磁脉冲又称雷击电磁脉冲。

注2：改写GB/T 21714.1-2015，定义3.34。

3.13 雷电防护装置 lightning protection system：LPS

用来减小雷击建筑物造成物理损害的整个系统。

注：LPS由外部和内部雷电防护装置两部分构成。

[GB/T 21714.1-2015，定义3.42]

3.14 防雷等电位连接 lightning equipotential bonding：LEB

将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护器连接到防雷装置上以减小雷电流引发的电位差。

[GB 50057-2010，定义2.0.19]

3.15 连接导体 bonding conductor

用于将分离导电部件与LPS进行连接的导体。

[GB/T 21714.3-2015，定义3.24]

3.16 电涌保护器 surge protective device：SPD

用于限制瞬态过电压和泄放电涌电流的电器，它至少包含一个非线性的元件。

注1：SPD是一个装配完整的部件，其具有适当的连接手段。

注2：电涌保护器又称浪涌保护器。

注3：改写GB/T 18802.31-2016，定义3.1.1。

3.17 冲击试验分类 impulse test classification

3.17.1 Ⅰ类试验 class Ⅰ test

使用峰值电流为冲击放电电流Ⅰimp的8/20冲击电流和1.2/50冲击电压进行的试验。

[GB/T 18802.31-2016，定义3.1.29.1]

3.17.2 Ⅱ类试验 class Ⅱ test

使用标称放电电流Ⅰn和1.2/50冲击电压进行的试验。

[GB/T 18802.31-2016，定义3.1.29.2]

3.18 Ⅰ类试验的冲击放电电流 impulse discharge current for class I test

Ⅰimp

在规定的时间内，流过SPD并具有规定的电荷量Q和比能量W/R的放电电流的峰值。

[GB/T 18802.31-2016，定义3.1.9]

3.19 标称放电电流 nominal discharge current

Ⅰn

流过SPD具有8/20波形的电流的峰值。

[GB/T 18802.31-2016，定义3.1.8]

3.20 电压保护水平 voltage protection level

由于施加规定陡度的冲击电压和规定幅值及波形的冲击电流而在SPD两端之间预期出现的最大电压。

注：电压保护水平由制造商提供，并且不小于测量限制电压。测量限制电压取决于波前放电电压（如适用）和Ⅰ类试验中冲击电流峰值为Ⅰimp或Ⅱ类试验中冲击电流峰值为Ⅰn处的残压。

[GB/T 18802.31-2016，定义3.1.16]

3.21 耐冲击电压额定值 rated impulse withstand voltage

由厂家给设备或其部件指定的冲击耐受电压，用以表征其绝缘对过电压的规定耐受能力。

注：本标准只考虑带电导体和地之间的耐受电压（见GB/T 16935.1-2008，定义3.9.2）。

[GB/T 21714.1-2015，定义3.55]

3.22 最大持续工作电压 maximum continuous operating voltage

Uc（Ucpv）

可持续加于光伏系统SPD保护模式的最大方均根电压或最大直流电压。

注：改写GB/T 18802.31-2016，定义3.1.11。

3.23 最大开路电压 open-circuit maximum voltage

Uoc MAX

标准试验条件下的空载（开路）的光伏组件、光伏组件串、光伏方阵和光伏逆变器的最大直流电压。

[IEC 60364-7-712，定义3.14]

3.24 保护模式 modes of protection

电气系统电涌保护器的保护部件可连接在相对相、相对地、相对中性线、中性线对地及其组合；光伏系统直流侧的电涌保护器的保护部件连接在正极对负极、正极对地、负极对地其组合以及电子系统电涌保护器的保护部件连接在线对线、线对地及其组合。

注：改写GB 50057-2010，定义2.0.30。

4直击雷防护

4 直击雷防护

4.1 钢筋混凝土和钢结构建筑物光伏建筑一体化系统的防护

4.1.1 金属边框的光伏组件、光伏方阵的防护应符合下列规定：

a）可利用光伏组件、光伏方阵的金属边框作为接闪器，利用建筑物的结构金属物，如柱内钢筋或钢构架等作为自然引下线，并利用建筑物基础内钢筋作为自然接地体。共用接地装置的接地电阻值符合GB 50057-2010中4.3.6的规定；

b）光伏组件、光伏方阵的金属边框与光伏金属支架电气连接，并与屋面的雷电防护装置、墙面内钢筋和金属护栏等做好电气连接。屋面连接间距不应大于18m，墙面上宜每隔5m连接一次。

4.1.2 无金属边框的光伏组件、光伏方阵的防护应采用以下方法：

a）在光伏组件上沿等易受雷击部位敷设接闪带；

b）利用金属维护通道或金属桥架等作为接闪器；

c）安装接闪杆不得遮挡光伏组件，使光伏方阵处于直击雷防护区（LPZOB）内；

d）接闪杆和接闪带安装方法参见附录A；

e）引下线、接地装置符合4.1.1中的规定。

4.2 非钢筋混凝土和钢结构建筑物光伏建筑一体化系统的防护

4.2.1 当建筑物安装了外部雷电防护装置时，应利用已安装的外部雷电防护装置进行直击雷防护。当接闪器的高度低于光伏方阵的上沿时，可增加接闪器的高度，且不应遮挡光伏组件。

4.2.2 当建筑物没有安装外部雷电防护装置时，可利用光伏组件或光伏方阵的金属边框作为接闪器，当无金属边框可利用时，应按4.1.2的规定专设接闪器，并敷设不少于2根的专设引下线和接地装置。引下线应沿所在建筑物周边均匀对称布置，其间距沿周长计算不应大于25，每根引下线的接地冲击电阻不宜大于30Ω。接闪器、引下线和接地装置的材料、规格和最小尺寸及安装要求应符合GB 50057-2010中第5章的规定。

4.2.3 当金属边框和金属支架与外部雷电防护装置的间隔距离不小于GB 50057-2010中4.3.8规定时，金属边框和金属支架应就近与等电位连接板（箱）连接。当其间隔距离小于GB 50057-2010中4.3.8规定时，还应与外部雷电防护装置不少于4处电气连接，且应均匀布置。

4.3 防护措施的选择方法和流程

直击雷防护措施的选择方法和流程见图1。