光伏電站是指一種利用太陽光能、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事故頻發(fā)，一旦發(fā)生火災將嚴重影響光伏系統(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)的故障率和火災率逐年上升，如何提前探測到火災并能夠有效撲滅前期火災是目前需要解決的問題。

 

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

2、撲救難度大
光伏電站火災事故發(fā)生后，常因為地理位置偏遠、外部條件限制等因素影響，導致火災撲救難度大，從而造成嚴重的后果。

3、后果嚴重
光伏電站火災事故不僅會造成光伏電站設(shè)備的損毀，還可能會對周邊環(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，主要負責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)生火災的區(qū)域，火災發(fā)生的原因主要有以下三個方面。

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導致接觸問題，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，進一步導致接觸電阻增大，這會導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)境因素導致的漸進性劣化和線纜異常溫升等故障導致的速發(fā)性劣化，前者可通過定期絕緣檢測排除故障風險，后者難以及時發(fā)現(xiàn)。在光伏直流配電柜內(nèi)，絕緣劣化常發(fā)現(xiàn)于進出線束捆扎處，如圖所示。由于接觸過熱等種種故障導致的劣化問題會讓電纜內(nèi)部產(chǎn)生局部放電，碳化電纜外皮進而引起絕緣擊穿。

 

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2000～3000 ℃，而電纜常用的絕緣與護套材料如防火型、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熱固性塑料（glassfibre reinforced plastics，GFRP）、聚碳酸酯（polycarbonate，PC）等，其燃點均不足1000 ℃，因此直流電弧的溫度已超過絕大多數(shù)材料的燃點。當電弧發(fā)生后金屬熔化產(chǎn)生的熔融物會增大路徑上流過的電流，進一步產(chǎn)生電弧。另一方面，高溫會使其他正常線路絕緣劣化，產(chǎn)生漏電流并擴大事故發(fā)生。同時由于直流電弧沒有過零點，部分情況下會持續(xù)燃弧，可能破壞周圍物體而擴大事故。

 

上述可知光伏電站火災事故發(fā)生有不確定以及突發(fā)性，因此對于光伏火災提前監(jiān)控、火災前期撲滅就至關(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)是采用火探管自動滅火裝置，并同時配置探測監(jiān)控系統(tǒng)，火探管滅火裝置占用空間小，能夠很好的點對點解決小空間火災，但受送檢標準和市場競爭的影響質(zhì)量目前市場上的此類產(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所，如果能夠在消防室或是遠程能夠檢測到異常情況，對箱變配電柜的安全就會起到很大的作用，消防人員也能夠及時了解到現(xiàn)場的情況，念海消防根據(jù)市場上已有的解決方案基礎(chǔ)上，對光伏電站進行深入研究，出具了一套光伏電站箱變配電柜 智能自動滅火裝置解決方案。
1、電氣火災探測系統(tǒng)
配置電氣火災探測系統(tǒng)，能夠及時探測到柜內(nèi)電氣工作異常，保障發(fā)生異常情況時及時輸出到報警主機，啟動報警裝置。

 

2、智能自動滅火裝置
配置念海消防光伏電站專用SV·FIRE智能自動滅火裝置，該自動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
針對光伏電站箱變的尺寸及所處環(huán)境特點，特選用煙霧探測及智能探測能夠快速探測的同時，減少誤報，有效保障箱變配電柜的安全。

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

 

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配備無線傳輸功能，能夠?qū)崿F(xiàn)將動作告警總信號傳入相關(guān)管理人員手機上，保障異常情況發(fā)生時快速出具解決方案。

 

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)計規(guī)范，念海消防根據(jù)做過的一些項目經(jīng)驗和現(xiàn)場勘察，設(shè)計的這一套光伏電站箱變智能自動滅火裝置解決方案，希望也為大家提供參考和思路。

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