浅析光伏电站场区部分接地设计

无论是建设在开阔平原上的常规性光伏电站，还是建立在地势条件相对复杂的山地光伏电站，接地都具有十分重要的意义。接地可以将雷击产生的电流引入大地，从而保护光伏电站的电气设备以及建筑物，同时也能保护工作人员的人身安全。本文中主要浅析光伏电站场区部分接地设计。

光伏场区的接地，通常是直接利用发电场电池方阵的电池板四周的铝合金框架作为接闪装置，直接利用金属支撑架与地网连接。各金属件之间应保证可靠连接。

光伏电站场区部分接地设计，所依据的规范通常有：

《交流电气装置接地设计规范》（GB50065-2011）；

《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》（GBT50064-2014）；

《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）。

根据上述规范，光伏电站场区部分的光伏组件接地电阻值要求不大于4Ω。常见土壤电阻率参考值见下表。

在接地设计中，根据地勘报告中当地的土壤电阻率，计算出接地电阻，计算出的接地电阻需满足规范要求。

下面介绍一下常用的接地电阻计算公式。

垂直接地极的接地电阻计算公式为：

光伏电站场区通常采用热镀锌钢管作为垂直接地极。

接地网的接地电阻简化计算公式为：

光伏电站场区的接地网通常采用热镀锌扁钢。

如果计算出来的接地电阻达不到规范要求，那么通常需要采取一定的降阻措施。降阻措施有：换土法、外延降阻法、深井立体地网法、扩网法、水下接地网法、降阻剂法、安装电解地极离子接地体或接地模块等。下面介绍两种在光伏电站场区接地设计中经常用到的降阻措施。

1、换土法：

换土法，顾名思义，就是将原来土壤电阻率较高的土壤用电阻率低的土壤替换。根据常见土壤电阻率参考值表，可以看出陶土、黏土、泥炭等土壤电阻率较低，可用此类土壤作为替换。换填土是一种比较方便、便宜且有效的方法，但是如果周围并没有土壤电阻率较低的土壤，而且运土的代价太大时，则有必要进行技术经济比较。

2、外延降阻法：

这种降阻法十分简单，即直接把接地网的面积扩大，或在已建成接地网的附近，找一处电阻率较低的地方，再建设一个新接地网，然后把两地网连接，使地网的接地电阻降低，这是一种非常简单又相对经济的方法，但是在设计过程中还要考虑光伏场区征地范围。

综上所述，在工程的实施过程中，还应该考虑当地的地质条件等因素，并进行经技术经济比较，选择适合的一种或几种组合的降阻方法进行接地设计。

除了接地电阻之外，光伏电站场区的接地部分在设计时，还需要考虑以下内容。

一、接地网的敷设。

在需敷设接地网时，接地网的外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧半径不宜小于均压带间距的一半。接地网的埋设深度不宜小于0.6m。如果在冻土地区，则可采用深埋法、换土法、预热法、改变土壤性质法、利用周边环境法、特殊材料法等。通常情况下采用的是深埋法，即将接地极与接地网敷设在冻土层以下。接地网可以采用长孔网或者方孔网（通常为5mx5m）。

二、当地的土壤腐蚀性。

在盐碱地等腐蚀强的地区，对埋入地下的接地体应采取适当的应对措施，如采用抗腐蚀性强的接地体或加厚镀锌层等。另外，接地装置使用年限应与主体工程设计使用年限相当。

文章作者：王新月