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气象行业标准
地方标准《高原光伏发电站防雷技术规范》
编制说明
一、工作简况
(一)任务来源
本标准是《四川省气象局关于下达 2016 年地方标准项目的
通知》(川气函〔2016〕45 号)。
(二)起草单位及编写人员
1、起草单位:
阿坝州防雷中心,凉山州防雷中心,甘孜州防雷中心,成都
市兴业雷安电子有限公司,信息产业部电子第 11 设计研究院工
程服务有限公司,四川省绵阳机场空管站。
2、编写人员:
邓海明、李兵、汤伟杰、林毅龙、田桂华、刘翠霞、黄龙斐、
刘光、陈发云、王勇、胡涛、杨仁利、周文辉、申亮、黄裕文。
(三)编制过程
1.项目申请
近年来,国家政策大力鼓励光伏太阳能等环保型能源的建设
和投资,四川省的甘孜、阿坝、凉山州高原地区有丰富的太阳能
资源,目前地方政府已把太阳能作为发展地方经济,调整产业结
构,增加就业和脱贫致富的重要引进项目,很多项目已开建或立
项,目前三州已建成 7 个,现每个州县区域都在积极计划立项中。
随着建设项目的开展,一些问题显现出来,一是目前四川省川西
高原已建了多座 C7 或 T0 光伏电站,该型光伏发电站不是采用
常规的固定式光伏方阵,而是采用跟踪式光伏方阵,能够自动跟
随太阳照射方向旋转。
其中 C7 是选用美国进口单晶硅并配有高
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倍聚光板,光电转换率比固定式要高的多。
由于结构不同,现有
的行标《太阳能光伏系统防雷技术规范》只适用于固定式光伏方
阵结构,对跟踪式光伏方阵不适用。
二是由于该型电站大多建设
在高原空旷地带,考虑到环保和保护植被,地方政府是不允许破坏
原始草场地面,所以不能使用常规的防雷措施和方法。
三是高原太
阳能资源很丰富,该类太阳能光伏系统大多建设在高原,但高原
又是雷电灾害高发地区,雷暴日最多高达 105 天,雷电防护工作
非常重要。
综合以上三点,起草一部适用于跟踪式光伏方阵的太阳能光
伏发电站、能满足保护高原原始生态系统要求、有效的雷电防护
措施,减少雷电对太阳能光伏系统的危害的标准是非常必要的。
因此,2015 年 11 月,我省甘孜、阿坝、凉山州防雷中心联合成
都兴业雷安电子有限公司,信息产业部电子第 11 设计研究院工
程服务有限公司等,在与光伏电站建设、设计、施工单位专家进
行交流的基础上,认真总结了光伏电站建设中的防雷工程现状并
进行多次现场实地调研,决定成立编制组,起草了《高原光伏发
电系统防雷技术规范》初稿并申报四川省地方标准项目。
2.标准草稿的修改
立项准备阶段:
2015 年 4 月——2015 年 10 月,我省三州气象局的防雷中
心联合成都兴业雷安电子有限公司,信息产业部电子第 11 设计
研究院工程服务有限公司等就阿坝州、甘孜州、凉山州的在建和
已完工的几个光伏电站项目进行了现场设计、施工的考察和讨论
研究,取得大量光伏电站的设计施工资料。
2015 年 9 月,根据红原和若尔盖光伏电站的防雷措施经验,
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总结归纳了高寒高土壤电阻率地区防雷设施的设计施工经验进行
技术储备。
立项后,标准编制组对我省三州已建成运行的光伏电站进行
了实地调研,召开了内部讨论会,对标准框架进行了较大的调整
和修改,形成标准初稿并在编制组内部函审。
第一次研讨会:
2016 年 4 月,在光伏电站建设现场若尔盖
县召开第一次标准编制工作会,即《高原光伏发电站防雷技术规
范》标准启动会,形成以下意见并对初稿进行讨论:
(1)制定编写计划;
(2)讨论本规范的标题名称的更改,确定规范主要内容和
主要章节提纲;
(3)编写任务的分工;
(4)讨论提出编写要求;
(5)确定负责人、联络员及联络方式;
(6)因研究工作需要,确定增加研究人员杨仁利、陈发云
和胡涛、黄裕文为编制组成员。
(7)建立编制组 QQ 工作群,编写成员可在群中进行研究
讨论,相关资料的共享,并收集编写意见。
根据本次工作会通知,编制组于 2016 年 4 月 11 日前往若
尔盖县光伏电站进行考察调研。
了解 T0 和 C76 光伏发电设备技
术指标和防雷装置的施工情况;了解该设备对防雷方面的具体技
术要求;了解目前的防雷产品在高原上的应用情况;了解光伏系
统防雷产品的设计技术标准和高寒地区的相关标准等;了解光伏
电站的地理环境和周边的地形条件;了解光伏电站建设对保护的
要求等方面,并提出后续编写工作的建议。
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第二次研讨会:
2016 年 6 月 22 日—6 月 25 日,在成都组
织了第二次内部研讨会,并邀请和咨询行业专家,对标准的部分
内容、可操作性进行了研讨和修改,并在月底形成初稿提交内审。
(1)确定原标准名称《高原光伏发电系统防雷技术规范》
更改为《高原光伏发电站防雷技术规范》。
(2)对光伏电站直击雷防护方案部分内容做了修改和调整。
(3)对光伏系统的雷电磁脉冲方案进行了确定。
(4)对部分资料作了核实和解释。
(5)对编制组 QQ 工作群中的成员编写意见进行研究讨论。
按编写计划安排,通过这次研讨,将结果于本月底形成本标
准的初稿,提交省气象局内审,并提出了后续编写工作的建议。
初审会:
2016 年 8 月 17 日,省局法在省气象局召开了本
标准初稿的内部评审会。
(1)专家对《高原光伏发电站防雷技术规范》初稿进行评
审;
(2)汇总初评意见(评审专家对初稿提出了 15 条修改意见,
共采纳 15 条修改意见);
第三次研讨会:
2016 年 8 月 17-18 日,在成都组织召开第
三次内部研讨会,主要针对初评专家提出的意见形成初审意见汇
总处理表,根据形成初审意见汇总处理表进行修改分工,按要
求在 9 月底形成意见稿。
(1)形成评审意见处理汇总表;
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(2)确定修改内容;
(3)制定修改计划;
第四次研讨会:
2016 年 10 月 9 日-10 日,在编写成员单位
成都兴业雷安电子有限公司召开内部研讨会,主要对第三次研讨
会决定修改的事项进行最后讨论定稿,现时对部分内容进行调整
和修改,形成征求意见稿。
(1) 对评审意见处理汇总的 15 条内容进行确定统一;
(2) 编写组成员重点对 5.3 条、5.6 条、6.4.3、6.4.8 和
附录 B 等意见较多的地方进行了研讨分析,最后形
成了统一意见;
(四)主要起草人及其所做的工作
由阿坝州防雷中心邓海明总牵头负责标准的编写,组织了凉
山州防雷中心、甘孜州防雷中心、成都兴业雷安电子有限公司、
信息产业部电子第 11 设计研究院工程服务有限公司、四川省绵
阳空管站等单位的技术人员参与编写,并请我省防雷专家徐志敏
高工为标准技术把关;邓海明负责协调标准编制组人员分工、组
织研讨会,标准文稿起草和统稿。
分工中由邓海明、刘光、汤伟
杰、和黄龙斐负责一般规定、直击雷和检测维护部分的编写;李
兵和林毅龙负责雷电磁脉冲部分;信息产业部电子第 11 设计研
究院工程服务有限公司田桂华、杨仁利和成都兴业雷安电子有限
公司林毅龙、绵阳机场空管站黄裕文等负责对本规范在 C7、T0
设计、生产、施工等问题进行技术分析支持;陈发云、刘翠霞负
责文本的校对和格式录入;王勇、胡涛、周文辉、申亮等负责辅
助工作及相关地方气象资料的收集和整理等工作。
二、编制原则和确定本标准主要内容的依据
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(一)标准编制原则
地方标准《高原光伏发电站防雷技术规范》编制过程中,
以保护人员生命安全和企业财产安全为主要目标,参考相关防雷
标准,结合光伏电站项目占地面积大,地处高原上,气象雷电灾
害频繁、设备易损性和环保要求等特点,本标准本着“合理、实
用、可操作”和“技术先进、安全可靠及经济合理”的原则,根
据现行的国家、行业和地方标准通过对C7和T0光伏设备结构特
征及其所处区域雷暴环境进行分析,研究需采取防雷措施的技术
指标,提出C7和T0的直击雷防护、雷击电磁脉冲防护、等电位
连接和防止跨步电压、接触电压对人员造成伤害的技术措施,并
依据GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分:
标准的结构和
编写》给出的规则起草。
(二)确定标准主要内容的依据
本标准主要包括光伏发电系统类型划分和区域风险防控措施
规定;高原地区建设光伏发电系统的直击雷防护、雷电磁脉冲防
护、等技术内容,其涉及的依据主要如下:
1. 光伏发电系统类型和风险区的划分
本标准中,光伏发电系统类型是根据GB50797-2012《光伏
发电站设计规范》第6.2.3条的规定划分为大、中、小型;光伏发
电系统所处区域的风险防护措施依据GB50343-2012第3.1条对
雷暴区的划分。
并根据我省三州高原地区的年平均雷暴日数结合
光伏发电系统类型规定:
年平均雷暴日大于60天的大型光伏电站;
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年平均雷暴日大于70天的中型光伏电站;年平均雷暴日大于80天
的小型光伏电站宜在上风处设置拦截用接闪塔。
2.直击雷防护
直击雷防护主要包括自动跟踪型光伏设施的接闪器选择与设
置,接闪材料的选材,地网的设置和要求,安全距离的要求,以
及在区域内设置独立接闪装置的条件规定等内容。
其中接闪器选
择与设置主要考虑光伏设备本身的材质及结构特点,采取设备自
身接闪装置。
接闪器材料的选材,地网的设置和要求,安全距离
的要求等内容主要依据光伏电站建设中防雷施工现场经验及
GB50057-2010的有关条文确定。
拦截用独立接闪针(塔)设置主要用于雷暴日数较大的高原
地区,在其雷电最多方向(上风方向)并根据场地实际情况选择
安装位置,其高度与距离须满足光伏阵列对周围阴物体阴影的要
求。
为满足环保要求的自然接地连接导体根据依据DL/T1364-
2014《光伏发电站防雷技术规程》第6.3.1条之规定进行了明确
说明,明设于地面时满足安全要求、施工可行。
3. 闪电电涌侵入防护、接触电压和跨步电压防护
主要依据GB50057-2010、GB50065-2011有关条文,结合
雷电危害途径及光伏设备现场防雷设计与施工实践经验确定。
确定标准主要内容的主要依据包括:
GB50057-2010《建筑
物防雷设计规范》、GB50797-2012《光伏发电站设计规范》、
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GB50065-2011《交流电器装置的接地设计规范》、GB/T
20047.1—2006《光伏(PV)组件安全鉴定第1部分:
结构要
求》、GB 18802-2011《低压电涌保护器(SPD)第1、21、31
部分》、QX/T263—2015《太阳能光伏系统防雷技术规范》、
DL/T1364-2014《光伏发电站防雷技术规程》等标准,同时
结合自动跟踪型光伏设备的特点,着重对设备雷电防护和建设环
境保护而制定本标准。
三、主要试验分析、综述报告,技术经济论证,预期的经济
效果
近年来,国家政策大力鼓励光伏太阳能等环保型能源的建设
和投资,四川省适合建设光伏电站的地方较多,在甘、阿、凉三
州高原及攀枝花地区有丰富的太阳能资源,目前地方政府已把太
阳能作为发展地方经济,调整产业结构,增加就业和脱贫致富的
重要引进项目,很多项目已开建或立项,光伏电站建设的前景看
好,且各级部门和企业对项目的雷电防护的安全工作也愈加重视;
本规范是根据甘孜、阿坝、凉山防雷中心在前期验收和在建的自
动跟踪(旋转)式光伏电站的验收检测工作中,对所遇到的技术
标准问题进行讨论,并现场做了很多实验,如测试土壤电阻率,
测试单根光伏支架钢桩的接地电阻,计算并测试多跟光伏支架连
接后的接地电阻(有测试记录),由于现有规范不适用现场情况,
所以提出了编写意向。
本标准编制邀请了国家大型设计单位和实
力较强的防雷产品研发生产和工程单位参加,该单位长期从事光
伏工程设计施工和光伏防雷产品研发和防雷工程设计的工作经历,
具有丰富的经验,等工作对现有的光伏系统防雷技术能够提供有
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力的技术支持。
本标准的实施对我省高原光伏发电站的建设提供
现实可行的防雷技术规范,为光伏行业发展和推动地方经济有积
极的效果。
四、采用国际标准和国外先进标准的程度以及与国际、国外
同类标准水平的对比情况
目前对于高原上光伏发电站防雷仅能参考 GB50057-
2010《建筑物防雷设计规范》、GB50797《光伏发电站设计规范》
、QX/T263—2015《太阳能光伏系统防雷技术规范》、DL/T
1364-2014《光伏发电站防雷技术规程》等标准,国外无关于自
动跟踪型光伏发电系统的防雷技术标准,其他国家及国际标准化
组织无这方面的防雷标准;国内目前只有针对民用建筑一体的微
小型太阳能建设的防雷一般要求(JGJ203-2010《民用太阳能
光伏系统应用技术规范》),并未有详细具体的防雷技术要求,即
将发行的相关国内技术标准未对自动跟踪型光伏发电系统作出具
体的技术要求,也未考虑环保技术要求。
国际防雷技术标准的编制工作主要由 IEC(国际电工委员会)
和 ITU(国际电信联盟,过去称为 CCITT)进行,世界上每个国
家均针对本国的实际情况参照 IEC 和 ITU 的相关标准颁布了本国
的防雷标准,也有颁布了一些特定产品或行业的防雷标准。
我国
自 1994 年以来,参照 IEC 和 ITU 等有关标准制定了《建筑物防
雷技术规范》,并于 2000 年开始对该规范进行了局部修改。
本标
准的制定将立足于自动跟踪式光伏发电站和高原施工特点,制定
操作性更强的地方防雷技术规范。
编制本规范的目的是制订一个针对性强、可操作性好,指导
高原地区光伏电站建设并兼顾自然生态保护的防雷技术规范,最
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大程度上减少因雷电灾害造成的人员和财产损失,同时弥补我省
光伏电站建设中关于雷电防护标准的缺少。
五、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系
本标准遵循《中华人民共和国气象法》、《中华人民共和国保
守国家秘密法》等法律,符合有关的现行法律、法规和强制性国
家标准的规定,与其他相关的强制性标准、行业、无冲突。
六、重大分歧意见的处理经过和依据
无。
七、作为强制性标准或推荐性标准的建议
建议本标准为地方推荐性标准。
八、贯彻标准的要求和措施建议
由于高原光伏发电站的防雷装置是保证设备正常运转及人身
安全的重要设施,防雷装置的设计是否合理,施工是否正确,防
雷设施能否发挥正常功能,本标准是重要的技术依据之一。
因此
贯彻本标准必须充分发挥各级行政主管部门的职能,积极宣传本
标准,以进一步增强大众与传媒对光伏发电站防雷安全工作的了
解和重视,强化防雷意识。
建议由主编单位负责组织编写贯彻标
准培训参考教材或标准实施指南,经专家委员会审定后用于对光
伏发电站建设单位的培训和指导。
建议各级主管部门制定贯彻标
准培训计划,召开专题研讨班、标准宣贯班,全面推动本省的贯
彻标准培训工作,为光伏发电站防雷安全工作培训合格的从业人
员。
建议在省级、地(市)级防雷机构对光伏发电站防雷设计和
施工应用、或参照本标准提供防雷技术服务,不断积累总结并提
出意见和建议,使本标准不断得到优化。
九、废止现行有关标准的建议
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无其他现行标准的废止建议。
十、其他应予说明的事项
无。
《高原光伏发电站防雷技术规范》编制组
2016.10.10
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