光伏電站是指一種利用太陽(yáng)光能、采用特殊材料諸如晶硅板、逆變器等電子元件組成的發(fā)電體系，與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中也包含箱變低壓柜、配電柜等。長(zhǎng)期工作的光伏發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備由于接觸不良和直流電弧所致火災(zāi)事故頻發(fā)，一旦發(fā)生火災(zāi)將嚴(yán)重影響光伏系統(tǒng)生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，光伏系統(tǒng)的故障率和火災(zāi)率逐年上升，如何提前探測(cè)到火災(zāi)并能夠有效撲滅前期火災(zāi)是目前需要解決的問題。

 

一、光伏電站箱變配電柜火災(zāi)事故特點(diǎn)
1、火災(zāi)事故頻發(fā)
光伏電站火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生，且發(fā)生頻率較高，嚴(yán)重影響光伏電站的運(yùn)行安全、發(fā)電與出力能力。

2、撲救難度大
光伏電站火災(zāi)事故發(fā)生后，常因?yàn)榈乩砦恢闷h(yuǎn)、外部條件限制等因素影響，導(dǎo)致火災(zāi)撲救難度大，從而造成嚴(yán)重的后果。

3、后果嚴(yán)重
光伏電站火災(zāi)事故不僅會(huì)造成光伏電站設(shè)備的損毀，還可能會(huì)對(duì)周邊環(huán)境和人員安全造成極大的影響。

二、光伏電站箱變配電柜火災(zāi)原因
光伏直流配電柜是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部件，主要負(fù)責(zé)收集并分配來自光伏電池板的直流電，配電柜在確保系統(tǒng)安全運(yùn)行、優(yōu)化電力分配效率等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，但也是最容易發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域，火災(zāi)發(fā)生的原因主要有以下三個(gè)方面。

1、電接觸不良[1]

接觸不良是引發(fā)元件故障、產(chǎn)生故障電弧的主要原因之一，元件物理性能的改變會(huì)導(dǎo)致接觸問題，通常線路中線纜發(fā)熱量隨接觸電阻增大而增大，多數(shù)材料的電阻隨溫度升高而升高，進(jìn)一步導(dǎo)致接觸電阻增大，這會(huì)導(dǎo)致電接觸情況劣化甚至失效，引起電弧。光伏直流配電柜內(nèi)，接觸過熱問題常出現(xiàn)在系統(tǒng)接線槽、接線端子間、接線端子與線纜間等部位，如圖所示。

2、絕緣劣化

絕緣劣化是引起故障電弧的另一主要原因之一。絕緣劣化包括自然輻射等環(huán)境因素導(dǎo)致的漸進(jìn)性劣化和線纜異常溫升等故障導(dǎo)致的速發(fā)性劣化，前者可通過定期絕緣檢測(cè)排除故障風(fēng)險(xiǎn)，后者難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。在光伏直流配電柜內(nèi)，絕緣劣化常發(fā)現(xiàn)于進(jìn)出線束捆扎處，如圖所示。由于接觸過熱等種種故障導(dǎo)致的劣化問題會(huì)讓電纜內(nèi)部產(chǎn)生局部放電，碳化電纜外皮進(jìn)而引起絕緣擊穿。

 

3、故障電弧
電弧是擊穿電極之間的空氣產(chǎn)生高溫放電的現(xiàn)象。直流電弧的溫度可高達(dá)2000～3000 ℃，而電纜常用的絕緣與護(hù)套材料如防火型、低煙無鹵型、耐火型材料，以及斷路器常見外殼材料如玻璃增強(qiáng)熱固性塑料（glassfibre reinforced plastics，GFRP）、聚碳酸酯（polycarbonate，PC）等，其燃點(diǎn)均不足1000 ℃，因此直流電弧的溫度已超過絕大多數(shù)材料的燃點(diǎn)。當(dāng)電弧發(fā)生后金屬熔化產(chǎn)生的熔融物會(huì)增大路徑上流過的電流，進(jìn)一步產(chǎn)生電弧。另一方面，高溫會(huì)使其他正常線路絕緣劣化，產(chǎn)生漏電流并擴(kuò)大事故發(fā)生。同時(shí)由于直流電弧沒有過零點(diǎn)，部分情況下會(huì)持續(xù)燃弧，可能破壞周圍物體而擴(kuò)大事故。

 

上述可知光伏電站火災(zāi)事故發(fā)生有不確定以及突發(fā)性，因此對(duì)于光伏火災(zāi)提前監(jiān)控、火災(zāi)前期撲滅就至關(guān)重要

三、光伏電站箱變配電柜智能滅火裝置解決方案
現(xiàn)有的消防系統(tǒng)是采用火探管自動(dòng)滅火裝置，并同時(shí)配置探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，火探管滅火裝置占用空間小，能夠很好的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)解決小空間火災(zāi)，但受送檢標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的影響質(zhì)量目前市場(chǎng)上的此類產(chǎn)品質(zhì)量普遍不穩(wěn)定，經(jīng)常容易漏氣掉壓，關(guān)鍵時(shí)候總是無法保障正常滅火。

此外，光伏電站箱變配電柜一般都是無人看守場(chǎng)所，如果能夠在消防室或是遠(yuǎn)程能夠檢測(cè)到異常情況，對(duì)箱變配電柜的安全就會(huì)起到很大的作用，消防人員也能夠及時(shí)了解到現(xiàn)場(chǎng)的情況，念海消防根據(jù)市場(chǎng)上已有的解決方案基礎(chǔ)上，對(duì)光伏電站進(jìn)行深入研究，出具了一套光伏電站箱變配電柜 智能自動(dòng)滅火裝置解決方案。
1、電氣火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)
配置電氣火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，能夠及時(shí)探測(cè)到柜內(nèi)電氣工作異常，保障發(fā)生異常情況時(shí)及時(shí)輸出到報(bào)警主機(jī)，啟動(dòng)報(bào)警裝置。

 

2、智能自動(dòng)滅火裝置
配置念海消防光伏電站專用SV·FIRE智能自動(dòng)滅火裝置，該自動(dòng)滅火裝置可放置在箱變配電柜內(nèi)，不占用多余空間，裝置穩(wěn)定可靠。

3、智能探測(cè)
針對(duì)光伏電站箱變的尺寸及所處環(huán)境特點(diǎn)，特選用煙霧探測(cè)及智能探測(cè)能夠快速探測(cè)的同時(shí)，減少誤報(bào)，有效保障箱變配電柜的安全。

4、消防控制中心聯(lián)動(dòng)
SV·FIRE智能自動(dòng)滅火裝置接入光伏電站集控室的消防主機(jī)，主機(jī)隨時(shí)可以檢測(cè)配電柜內(nèi)情況，如遇火情或探測(cè)到異常情況，隨時(shí)了解滅火情況。

 

5、無線傳輸功能
光伏電站箱變配電柜智能滅火裝置解決方案會(huì)配備無線傳輸功能，能夠?qū)崿F(xiàn)將動(dòng)作告警總信號(hào)傳入相關(guān)管理人員手機(jī)上，保障異常情況發(fā)生時(shí)快速出具解決方案。

 

光伏發(fā)電作為近年來發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，是解決未來能源需求的重要途徑，其中安全尤為重要，光伏電站也越來越重視消防安全。由于目前尚沒有制定專門的光伏發(fā)電站防火設(shè)計(jì)規(guī)范，念海消防根據(jù)做過的一些項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)勘察，設(shè)計(jì)的這一套光伏電站箱變智能自動(dòng)滅火裝置解決方案，希望也為大家提供參考和思路。

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