Заземление и молниезащита солнечной станции: что путают чаще всего
«У нас же есть заземление, значит, от молнии защищены» — одна из самых частых и опасных путаниц у владельцев солнечных станций. На деле заземление, уравнивание потенциалов и молниезащита — три разные задачи, которые решают разными средствами. Одно не заменяет другое. Разберём, что есть что, зачем каждое нужно и почему УЗИП без хорошего заземления — деньги на ветер.
Три задачи, которые постоянно путают
Прежде чем говорить о проводах и мачтах, разложим по полкам, что вообще защищаем и от чего:
| Что это | От чего защищает | Чем реализуется |
|---|---|---|
| Защитное заземление (PE) | Поражение человека током при повреждении изоляции | Провод PE + заземляющий контур (электроды в земле) |
| Уравнивание потенциалов | Разность потенциалов между металлическими частями | Соединение всех металлоконструкций на общую шину (ГЗШ) |
| Молниезащита | Гроза: прямой удар и наведённые импульсы | Внешняя (молниеотвод) + внутренняя (УЗИП) |
Видно, что «заземление» и «молниезащита» — вообще про разное. Заземление есть всегда и работает каждый день; молниезащита — специализированная система против грозы. Свести их к одному проводу нельзя.
Заземление массива: зачем и как
Алюминиевые рамы панелей и стальные (оцинкованные) рельсы крепления — это открытые проводящие части. В норме они под напряжением быть не должны, но при повреждении изоляции кабеля или пробое могут оказаться под потенциалом. Чтобы человек, коснувшийся рамы, не стал путём для тока, металлоконструкции соединяют с защитным заземлением: отдельный проводник (обычно медь сечением от 6 мм², жёлто-зелёный) идёт от массива к заземляющему устройству — контуру из электродов, забитых в грунт.
Заземление массива решает сразу три задачи: электробезопасность людей, отвод статического электричества (панели на ветру и под солнцем неплохо электризуются) и — критично для грозозащиты — создаёт путь для сброса импульса, когда срабатывает УЗИП. Без него УЗИП работать не будет (об этом ниже).
Уравнивание потенциалов: чтобы «не щипало между железками»
Мало заземлить массив — нужно, чтобы все металлические части системы имели один потенциал. Рамы, рельсы, корпус инвертора, металлический шкаф, лотки, короба — всё соединяется между собой и сводится на главную заземляющую шину (ГЗШ). Тогда во время грозового импульса или аварии между разными «железками» не возникает опасной разности напряжений, которая бьёт током и пробивает электронику. Уравнивание потенциалов — незаметная, но принципиальная часть: именно её чаще всего «забывают» непрофессиональные монтажники.
Молниезащита: прямой удар против наведённого
Вот здесь и начинается собственно защита от грозы, и она двухуровневая.
Внешняя — от прямого удара
Это классический молниеотвод: молниеприёмник (мачта или сетка), токоотводы и заземление, принимающие прямой разряд на себя и уводящие его в землю мимо оборудования. Важный нюанс для СЭС — расстояние отделения: молниеприёмник не должен касаться массива и держит дистанцию, иначе разряд «перекинется» на панели. Нужна ли отдельная мачта — определяет оценка риска по стандарту: высота и открытость объекта, грозовая активность района, наличие уже имеющейся молниезащиты здания.
Внутренняя — от наведённого импульса
А вот это — самое важное для большинства станций. Около 95% повреждений от грозы вызывает не прямой удар, а наведённое перенапряжение: молния бьёт за сотни метров, а импульс наводится на длинные кабельные трассы массива и приходит на входы инвертора. Гасят его УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений) — отдельно по постоянному току у панелей и инвертора, отдельно по переменному на вводе. Подробно физику наведённого импульса мы разбирали в статье про грозу и УЗИП.
Почему УЗИП без заземления бесполезен
УЗИП — это сливной клапан: при перенапряжении он открывается и сбрасывает импульсный ток в землю. Если заземление плохое, с большим сопротивлением или его нет вовсе — сбрасывать некуда, и импульс всё равно доходит до инвертора. Поэтому УЗИП и заземляющий контур — единая система: поставить дорогие УЗИП и сэкономить на заземлении — значит выбросить деньги. Целостность и сопротивление заземления проверяют измерениями при пусконаладке.
Частые ошибки
- Не заземлили рельсы и рамы — массив «висит» без защиты, статика и токи повреждения некуда уходить;
- Нет уравнивания потенциалов — металлические части на разных потенциалах, электронику пробивает при первой же грозе;
- УЗИП есть, а заземление формальное — импульс не сбрасывается, защита не работает;
- Заземлились на «случайную» железку (арматуру, трубу) вместо нормированного контура;
- Недостаточное сечение заземляющего проводника или отсутствие измерений сопротивления;
- Молниеприёмник вплотную к массиву — вместо защиты провоцирует переброс разряда на панели.
Как это делаем мы
На наших станциях защита закладывается как система, а не набор деталей: заземление металлоконструкций массива, уравнивание всех потоков металла на ГЗШ и УЗИП на каждый стринг и AC-ввод — как, например, на СЭС 121,7 кВт для мебельного производства, где на 16 стрингов приходятся индивидуальные автоматы, УЗИП и предохранители FEEO. Сопротивление заземления измеряется и фиксируется при пусконаладке, а необходимость внешней молниезащиты оценивается по расположению и высоте конкретного объекта.
Сомневаетесь в защите своей станции?
Проведём аудит заземления и грозозащиты вашей СЭС: проверим уравнивание потенциалов, УЗИП и сопротивление контура, дадим заключение и смету на доработку. Особенно актуально перед грозовым сезоном.
Запросить аудит 💬 Telegram-бот