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(zāi)事故頻發(fā)，一旦發(fā)生火災(zāi)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(zāi)率逐年上升，如何提前探測到火災(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
1、火災(zāi)事故頻發(fā)
光伏電站火災(zāi)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(zāi)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(dǎo)致火災(zāi)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(zāi)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(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(zāi)的區(qū)域，火災(zāi)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(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，進一步導(dǎo)致接觸電阻增大，這會導(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(dǎo)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(zāi)事故發(fā)生有不確定以及突發(fā)性，因此對于光伏火災(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(zāi)，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(zāi)探測系統(tǒng)
配置電氣火災(zāi)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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