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1、江蘇宿遷市賓館屋頂遮陽(yáng)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)方案說明書編制: 核對(duì): 審核: 批準(zhǔn): 深圳市金剛玻璃光伏建筑科技有限公司2011年04月08日目 錄一、系統(tǒng)總體概況2二、主要設(shè)計(jì)依據(jù)3(1)、簡(jiǎn)介3(2)、地理位置3(4)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)沿用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)4三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則4四、系統(tǒng)運(yùn)行原理5五、系統(tǒng)安裝數(shù)據(jù)5六、方案說明6(1)太陽(yáng)能光伏供電方式:6(2)系統(tǒng)配置說明61、太陽(yáng)電池組件62、并網(wǎng)逆變器:83、組件安裝結(jié)構(gòu)104、直流匯線箱105、交流控制柜106、電纜線117、防雷接地系統(tǒng)118、監(jiān)控系統(tǒng)12七、效益分析12(1)、經(jīng)濟(jì)效益分析13(2)、環(huán)境效益分析13(3)、社會(huì)效益分析14八、光伏專業(yè)軟件

2、分析結(jié)果15九、維護(hù)與使用注意事項(xiàng)18(1)、交付狀態(tài)保養(yǎng)守則18(2)、維修與檢查18(3)、安全規(guī)定20一、系統(tǒng)總體概況 江蘇宿遷市賓館屋頂遮陽(yáng)項(xiàng)目屋頂擬采用雙玻璃光伏組件構(gòu)建一個(gè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng),既能展現(xiàn)出新能源發(fā)電的效果,又體現(xiàn)環(huán)保的理念。根據(jù)該項(xiàng)目屋頂?shù)挠行Ю妹娣e,擬采用125*125高效單晶硅電池的雙玻璃光伏組件,可安裝96塊光伏組件,每塊組件功率240wp,總安裝容量為19.2kw,系統(tǒng)年輸出電量約為1.4萬 kwh。圖1-1:屋頂光伏系統(tǒng)太陽(yáng)電池組件布置參考實(shí)例 實(shí)例一(德國(guó)柏林火車站) 實(shí)例二屋頂遮陽(yáng)篷光伏系統(tǒng)安裝位置示意圖二、主要設(shè)計(jì)依據(jù)(1)、簡(jiǎn)介江蘇宿遷市賓館屋頂遮

3、陽(yáng)篷光伏發(fā)電項(xiàng)目,按照提供的相關(guān)技術(shù)要求,根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境和氣象資料,利用的專業(yè)設(shè)計(jì)軟件,對(duì)此項(xiàng)目光伏并網(wǎng)系統(tǒng)作了詳盡的設(shè)計(jì)和計(jì)算(結(jié)果詳見結(jié)尾)。(2)、地理位置本工程位于江蘇省宿遷市,東經(jīng)119度,北緯32.2度。宿遷,位于江蘇省北部,屬淮海經(jīng)濟(jì)帶、沿海經(jīng)濟(jì)帶、沿江經(jīng)濟(jì)帶的交叉輻射區(qū)。境內(nèi)平原遼闊、土地肥沃、河湖交錯(cuò),是著名的“楊樹之鄉(xiāng)”、“水產(chǎn)之鄉(xiāng)”、“名酒之鄉(xiāng)”、“花卉之鄉(xiāng)”和“蠶繭之鄉(xiāng)”。自古便有“北望齊魯、南接江淮,居兩水(即黃河、長(zhǎng)江)中道、扼二京(即北京、南京)咽喉”之稱。宿遷是世界生物進(jìn)化中心之一,也是人類起源中心之一,被譽(yù)為地球上的“生命圣地”(3)、氣象資料日照:深圳日

4、照充分,平均日照時(shí)間約2120.5小時(shí)。氣溫:深圳屬熱帶海洋性季風(fēng)氣候,風(fēng)清宜人,降水豐富。常年平均氣溫24.0,7、8月份氣溫最高,月平均氣溫約31.7;最冷月平均氣溫13.5。降水量:年平均降雨量約1930mm。宿遷氣象數(shù)據(jù)如下表:備注:以上數(shù)據(jù)整理自nasa網(wǎng)站。(4)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)沿用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)整個(gè)光伏系統(tǒng)主要采用建筑一體化bipv的形式,根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范: iec 61215 地面用晶體硅光伏組件-設(shè)計(jì)鑒定和定型 iec6173o.l光伏組件的安全性構(gòu)造要求 iec6173o.2光伏組件的安全性測(cè)試要求 gb 50057-2000建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 gb/t18479-2001地面用光

5、伏(pv)發(fā)電系統(tǒng)-概述和導(dǎo)則 gb/t 20046-2006光伏系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性(iec 61727:2004) gb/t 19939-2005光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求 sj/t11127-1997光伏(pv)發(fā)電系統(tǒng)過電壓保護(hù)導(dǎo)則 gb50217-2007電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范 gb/t 12325-2003電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差 gb/t 14549-1993電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波 gb 50303-2002 建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 cecs 85:96 太陽(yáng)光伏電源系統(tǒng)安裝工程施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范 gb 50168-2006 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范 gb 50169-

6、2006 電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范 dl/t 5137 電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 jgj203-2010 民用建筑太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則根據(jù)所提供的技術(shù)資料和相應(yīng)的技術(shù)圖紙,就以下原則進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。 合理投入,達(dá)到最佳的發(fā)電效果; 結(jié)合建筑物自身的特色與風(fēng)格,將太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑物進(jìn)行完美的結(jié)合,形成光伏與建筑一體化的發(fā)電系統(tǒng),符合經(jīng)濟(jì)的原則; 利用清潔能源太陽(yáng)能,有效減排,以達(dá)成環(huán)保目標(biāo); 采用先進(jìn)的科技產(chǎn)品,展現(xiàn)現(xiàn)代建筑的風(fēng)采。 采用適用于本項(xiàng)目使用的材料。 因?yàn)檎麄€(gè)光伏系統(tǒng)的面積相對(duì)較大,對(duì)光伏組件到并網(wǎng)逆變器整個(gè)系統(tǒng)的走線都有很嚴(yán)格的要

7、求;所以,對(duì)電纜的走線進(jìn)行了嚴(yán)格的設(shè)計(jì)。 分成若干供電子系統(tǒng),避免了由于中心逆變器的失效而造成整個(gè)光伏系統(tǒng)停止供電,從而增加整個(gè)系統(tǒng)的安全性和可靠性,維護(hù)方便。 充分考慮所選用并網(wǎng)逆變器的mppt工作范圍適配于太陽(yáng)電池組件常年在天津地區(qū)的電能工作范圍。四、系統(tǒng)運(yùn)行原理屋頂太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的原理圖如圖所示:五、系統(tǒng)安裝數(shù)據(jù)我們使用專業(yè)設(shè)計(jì)軟件對(duì)該項(xiàng)目采光頂光伏發(fā)電系統(tǒng)作了相應(yīng)設(shè)計(jì)和計(jì)算。系統(tǒng)共安裝96塊125*125高效單晶硅電池的雙玻璃光伏組件,整個(gè)大樓的系統(tǒng)總安裝容量約為19.2kwp,具體安裝配置見下表。表5-1: 屋頂bapv系統(tǒng)安裝配置表序號(hào)安裝部位屋頂1組件安裝面積172.8()2

8、太陽(yáng)電池組件峰值功率200wp3太陽(yáng)電池組件數(shù)量(塊)96塊4光伏組串的連接方式12串4并5逆變器2臺(tái)10kw逆變器6系統(tǒng)安裝功率19.2kw7系統(tǒng)設(shè)計(jì)年發(fā)電量1.4萬 kwh六、方案說明(1)太陽(yáng)能光伏供電方式:在總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)中,考慮到太陽(yáng)能方陣的安裝位置與朝向的對(duì)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)發(fā)電量的影響等綜合因素,本項(xiàng)目采取用戶側(cè)并網(wǎng)方式。(2)系統(tǒng)配置說明系統(tǒng)組成:整個(gè)系統(tǒng)主要由太陽(yáng)電池組件、并網(wǎng)逆變器、直流匯線箱、交流控制柜、電纜線、防雷接地系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成。1、太陽(yáng)電池組件玻璃屋采用“5mm超白鋼化玻璃+(pvb+單晶硅電池片)+5mm白玻鋼化玻璃”125*125單晶硅太陽(yáng)能電池的雙玻璃光

9、伏組件,具體如下所示。阿特斯致力于持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新.2009年阿特斯成功建立省級(jí)太陽(yáng)能電池片工程技術(shù)研究中心。該研究中心的主要目標(biāo)是建立國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,國(guó)際先進(jìn)的太陽(yáng)能電池研發(fā)中試線及太陽(yáng)電池測(cè)試分析中心,研發(fā)方向?yàn)楦咝?yáng)能電池及利用精煉冶金硅制作的低成本新型硅電池。阿特斯將投入1000萬美元研發(fā)費(fèi)用,建立38人組成的強(qiáng)大研發(fā)團(tuán)隊(duì),其中包括四名博士,公司總裁瞿曉鏵博士親自擔(dān)任負(fù)責(zé)人。阿特斯研發(fā)項(xiàng)目上的合作伙伴包括杜邦中國(guó)公司、上海交通大學(xué)太陽(yáng)能研究所、荷蘭 ecn 和加拿大多倫多大學(xué)等國(guó)際知名公司和院校研究機(jī)構(gòu)。 阿特斯自成立之日起,就制定并執(zhí)行了嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系和內(nèi)部控制體系,長(zhǎng)期以來,始終堅(jiān)持

10、“協(xié)同開發(fā)、超前科技、持續(xù)改進(jìn)、精工運(yùn)營(yíng)”的方針,堅(jiān)持把“質(zhì)量、品牌、誠(chéng)信”作為企業(yè)的生存之道,發(fā)展之道。 表6-1:構(gòu)件型光伏組件電性能參數(shù)項(xiàng)目名稱性能參數(shù)項(xiàng)目名稱性能參數(shù)標(biāo)稱功率200wp組件透光率工作電壓39.2v開路電壓49.12v工作電流4.93a短路電流5.35a組件尺寸1500mm1200mm光伏組件布置圖2、并網(wǎng)逆變器:我們采用1臺(tái)10kw光伏并網(wǎng)逆變器,將光伏組件產(chǎn)生的直流電逆變成符合要求的市網(wǎng)用電。并網(wǎng)逆變器的性能參數(shù)如下:注:本系統(tǒng)采用sg 10ktl3、組件安裝結(jié)構(gòu) 在該光伏系統(tǒng)中,我們采用鋼方管支撐結(jié)構(gòu),鋼方管支撐結(jié)構(gòu)表面采用鍍鋅處理,焊接連接和螺栓連接形式,具備抗酸

11、、抗腐蝕、防銹和抗風(fēng)等能力。4、直流匯線箱為了方便日后對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試、檢查與維護(hù)我們選用2臺(tái)直流配電柜將從光伏方陣下來的電纜線,經(jīng)過一定的分組后引接到逆變器的直流輸出端。直流配電柜主要由直流斷路器、直流防雷器和接線端子組成。a)zpl直流配電柜的特性 防護(hù)等級(jí)ip60,室外安裝 安裝操作簡(jiǎn)便 寬直流電壓輸入范圍 可以接入6路光伏方陣 具有過流保護(hù)、過載保護(hù)、極限分段和短路保護(hù)5、交流控制柜為了方便日后對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試、檢查與維護(hù)我們選用1臺(tái)交流配電柜將從逆變器敷設(shè)過來的電纜線,經(jīng)過計(jì)量后引接到市電并網(wǎng)點(diǎn)并網(wǎng)。交流控制柜主要由交流斷路器、交流防雷器、計(jì)量電表、電流互感器和熔斷器等組成。acp交流配電柜

12、的特性 防護(hù)等級(jí)ip20,室內(nèi)安裝 安裝操作簡(jiǎn)便 寬交流電壓輸入范圍 具有過流保護(hù)、過載保護(hù)、極限分段和短路保護(hù) 采用液晶屏顯示三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相有功功率、三相功率因數(shù)、復(fù)費(fèi)率電能、開關(guān)量輸入和輸出狀態(tài)、頻率等 具備可編程測(cè)量、顯示、數(shù)字通訊等功能,具備標(biāo)準(zhǔn)的rs485 通信接口 可以通過可編程按鍵,設(shè)置互感器倍率、電網(wǎng)類型、電量顯示方式、儀表通訊地址、通訊波特率、變送輸出對(duì)象、變送輸出范圍、報(bào)警對(duì)象、報(bào)警上下限等參數(shù)進(jìn)行任意編程設(shè)置。6、電纜線華能海門電廠太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的連接電纜主要包括:組件間的串聯(lián)電纜連接線,組件到到直流匯線箱的電纜連接線,直流匯線箱到逆變器的電纜

13、連接線,逆變器到交流控制柜的電纜連接線,交流控制柜到并網(wǎng)點(diǎn)的電纜連接線。按照傳輸導(dǎo)線的損耗在2%以內(nèi),根據(jù)預(yù)估的距離,使用專業(yè)的太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)電纜線計(jì)算軟件,對(duì)整個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的電纜進(jìn)行了理論計(jì)算。直流電纜采用雙絕緣防紫外線阻燃銅芯單心電纜線,交流電纜采用阻燃銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜。7、防雷接地系統(tǒng)(1)防雷系統(tǒng)本太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)項(xiàng)目因?yàn)樘?yáng)能光伏陣列的面積寬,而且安裝在沒有遮蓋物的室外,因此容易受到雷電引起的過高電壓影響。所以,根據(jù)安裝太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的地區(qū)和重要性采取相應(yīng)的防雷措施。本系統(tǒng)防雷構(gòu)成分為防直擊雷、防感應(yīng)雷。防直擊雷設(shè)計(jì):本系統(tǒng)太陽(yáng)能光伏組件的金屬緊固件和屋

14、面敷設(shè)電纜橋架均與建筑避雷帶或防雷引下線可靠連接,各接點(diǎn)的連接電阻小于4歐姆;。防感應(yīng)雷設(shè)計(jì):為防止感應(yīng)雷給系統(tǒng)設(shè)備造成損壞,本設(shè)計(jì)以下處安裝防雷保護(hù)裝置:a、直流匯線箱;b、逆變器自身具有防雷保護(hù);c、交流控制柜。(2)接地系統(tǒng)光伏屋面太陽(yáng)能接地系統(tǒng)與建筑內(nèi)其它接地系統(tǒng)共享同一接地體,聯(lián)合接地體接地電阻小于4歐姆;本設(shè)計(jì)中所有電氣設(shè)備金屬外殼均應(yīng)可靠接地;本設(shè)計(jì)中交流部分均設(shè)有專用保護(hù)接地線;8、監(jiān)控系統(tǒng)為了更好的掌握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,我們安裝太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)的原理如下圖太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)原理圖我們可以通過把逆變器發(fā)電數(shù)據(jù)、故障報(bào)警和環(huán)境數(shù)據(jù)等通過rs485連

15、接到數(shù)據(jù)采集器,然后通過以太網(wǎng)連接到局域網(wǎng)pc計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和保存數(shù)據(jù)。七、效益分析本光伏系統(tǒng)總裝機(jī)容量為:19.2kw,預(yù)計(jì)年平均發(fā)電量約為1.4萬 kwh。,使用太陽(yáng)能光伏發(fā)電將減少火力發(fā)電所導(dǎo)致的環(huán)境污染,從而減少國(guó)家治理污染的支出,具有難以估量的間接收益。 (1)、經(jīng)濟(jì)效益分析1、25年內(nèi)節(jié)電量為31.84萬kwh,25年可節(jié)約電費(fèi)約¥63.67萬元。2、25年共節(jié)約一次性能源量:114.61噸標(biāo)準(zhǔn)煤;3、節(jié)約國(guó)家火電建設(shè)成本:5.73萬元;4、節(jié)約25年火電運(yùn)營(yíng)成本:12.1萬元;5、減少25年環(huán)境綜合治理費(fèi)用9.55萬元。(2)、環(huán)境效益分析每年可減排co2、so2、nox、等

16、的量如下:co2so2nox13.1噸0.121噸0.035噸(3)、社會(huì)效益分析1)本項(xiàng)目單純按發(fā)電量來算,其經(jīng)濟(jì)值是較低的;與常規(guī)能源相比,費(fèi)用仍然比較高,這也是制約太陽(yáng)能光伏應(yīng)用的主要因素。然而,我們也應(yīng)看到,治理常規(guī)能源所造成的污染是一項(xiàng)很大的“隱蔽”費(fèi)用,一些國(guó)家對(duì)化石燃料的價(jià)格也進(jìn)行了補(bǔ)貼。2)太陽(yáng)能光伏發(fā)電雖一次性投資較大,但其運(yùn)行費(fèi)用很低。3)太陽(yáng)能光伏與建筑相結(jié)合是一個(gè)方興未艾的領(lǐng)域,有著巨大的市場(chǎng)潛力。八、光伏專業(yè)軟件分析結(jié)果九、維護(hù)與使用注意事項(xiàng)(1)、交付狀態(tài)保養(yǎng)守則當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)完工后,定期保養(yǎng)不但可以令玻璃表面光艷如新,更容易吸收太陽(yáng)能,也可以減低鋼材及玻璃電鍍?cè)馐?/p>

17、各種天氣變化、空氣污染或存聚污物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或侵蝕有機(jī)硅膠,固定期保養(yǎng)是非常重要及不容忽視的。保養(yǎng)方法主要為定期清洗,應(yīng)根據(jù)光伏組件表面灰塵污染程度,確定清洗的次數(shù)與周期。當(dāng)玻璃發(fā)生污染,透光率減少5%時(shí),人就可以感覺出來,當(dāng)減少到10%時(shí),就會(huì)感覺到臟了。大城市由于大氣污染嚴(yán)重,經(jīng)過一個(gè)月,透光率就減少10%。所以組件清洗最好每月不少于一次,雨季可適當(dāng)沿長(zhǎng)。如不能每月定期清洗,每年至少也應(yīng)清洗三次,元旦、春節(jié)期間一次,五一、端午期間一次,中秋、國(guó)慶期間一次。每次皆采用清水及中性清洗劑,以清潔毛毛巾抹擦。玻璃清潔最重要的是四周邊緣,因?yàn)檫@里比較容易藏污納垢。同時(shí)由于硅膠硬化,故所有硅膠表面皆要

18、用清水配毛巾抹擦。按上述方法定期保養(yǎng),硅膠性能可保持20年以上,根據(jù)硅膠廠安排,應(yīng)于光伏系統(tǒng)完工后第七、第八年間全面檢查一次(為此,我公司可派人代為檢查,費(fèi)用另議),至于內(nèi)部可每三個(gè)月用此方法清洗一次。(2)、維修與檢查幕墻應(yīng)定期進(jìn)行檢查,對(duì)發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修、處理。1、光伏組件陣列 a. 保持光伏陣列采光面的清潔。在少雨且風(fēng)沙較大的地區(qū),應(yīng)每月清洗一次;清洗時(shí)應(yīng)先用清水沖。清洗時(shí)應(yīng)選在清早或傍晚陽(yáng)光不足的時(shí)間進(jìn)行,以避免影響光伏系統(tǒng)的發(fā)電。b. 定期檢查光伏組件板間連線是否牢固,方陣集線箱內(nèi)的連線是否牢固,按需要緊固;檢查光伏組件是否有損壞或異常,如破損,柵線消失,熱斑等;檢查光伏組件接

19、線盒內(nèi)的旁路二極管是否正常工作。當(dāng)太陽(yáng)光伏組件出現(xiàn)異常時(shí),及時(shí)更換,并詳細(xì)記錄組件在光伏陣列的具體安裝分布位置。c. 檢查方陣之間的連線是否牢固,與接地系統(tǒng)的連接是否可靠,電纜金屬外皮與接地系統(tǒng)的連接是否可靠,按需要可靠連接;檢查方陣集線箱內(nèi)的防雷保護(hù)器是否失效,需要進(jìn)行更換。d. 如發(fā)現(xiàn)螺栓松動(dòng)應(yīng)重新擰緊或焊牢,當(dāng)發(fā)現(xiàn)連接件銹蝕應(yīng)除銹補(bǔ)漆;e. 如發(fā)現(xiàn)玻璃有松動(dòng)、或破損時(shí)應(yīng)及時(shí)復(fù)或更換;f. 如發(fā)現(xiàn)密封膠和密封條脫落或損壞時(shí),應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)與更換;g. 如發(fā)現(xiàn)構(gòu)件及連接件損壞,或連接件與主體結(jié)構(gòu)的錨固松動(dòng)脫落時(shí),應(yīng)及時(shí)更換或采取措施加固修復(fù);h. 定期檢查排水系統(tǒng),如發(fā)現(xiàn)堵塞,應(yīng)及時(shí)疏通;i.

20、如五金件有脫落、損傷或功能障礙時(shí),應(yīng)進(jìn)行更換和修復(fù);j. 如遇臺(tái)風(fēng)、地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害時(shí),災(zāi)后應(yīng)及時(shí)對(duì)玻璃幕墻進(jìn)行全面檢查,并視損壞程度進(jìn)行維修加固。2、光伏逆變器和配電柜 光伏逆變器和配電柜通常十分可靠,可以使用多年。有時(shí)因設(shè)計(jì)不好,電子元器件經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行可能會(huì)被損壞,雷擊也可能導(dǎo)致元器件損壞。 a. 定期檢查控制器、逆變器與其它設(shè)備的連線是否牢固,檢查控制器、逆變器的接地連線是否牢固,按需要固緊;檢查控制器、逆變器內(nèi)電路板上的元器件有無虛焊現(xiàn)象、有無損壞元器件,按需要進(jìn)行焊接或更換。b. 檢查控制器的運(yùn)行工作參數(shù)點(diǎn)與設(shè)計(jì)值是否一致,如不一致按要求進(jìn)行調(diào)整。檢查控制器顯示值與實(shí)際測(cè)量值是否一致,以判斷控制器是否正常。3、防雷裝置 a. 定期測(cè)量接地裝置的接地電阻值是否滿足設(shè)計(jì)要求; b. 定期檢

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