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光伏電站如何預防起火


一場火，燒光了整個電站，該如何做好電站防火刻不容緩!
1、火災危險性分析


光伏電站火災危險性較大的設備有匯流箱、逆變器、蓄電池、連接器、配電柜及變壓器，易發生電氣火災。光伏電站內的主要建筑為綜合控制室、變配電站，對于電壓為35kV以上，單臺變壓器容量為5000kV˙A及以上的變電站，變壓器規模屬于GB50229-2006《火力發電廠與變電站設計防火規范》[1](以下簡稱《火力發電規范》)的適用范圍，其消防設計可參照該規范執行，其他變電站的消防設計應當執行GB50016-2006《建筑設計防火規范》[2](以下簡稱《建規》)。


結合光伏發電站內建筑物的特性，參照《火力發電規范》，光伏電站的建(構)筑物火災危險性分類及耐火等級如表1[1]。當電纜夾層電纜采用A類阻燃電纜時，其火災危險性可為丁類;當綜合控制室未采取防止電纜著火后延伸的措施時，火災危險性應為丙類;配電裝置樓和屋外配電裝置根據設備含油量確定火災危險性。


2、防火措施


根據《火力發電規范》，結合光伏電站的電氣設備特性，光伏電站應采取以下防火措施：


2.1 總平面布置


光伏發電站的站址選擇應根據國家可再生能源中長期發展規劃、太陽能資源、接入電網、環境保護等因素全面考慮，電站內的建(構)筑物與電站外的建(構)筑物、堆場、儲罐之間的防火間距應符合《建規》的規定。大、中型光伏發電站內的消防車道宜布置成環形，當為盡端式車道時，應設回車場地或回車道。


2.2 變壓器及其他帶油電氣設備防火措施


1)由于帶油電氣設備在使用過程中容易引發火災，為了防止火勢蔓延到貼鄰建(構)筑物，在與其他建(構)筑物貼鄰側應設置防火墻。


2)屋內單臺總油量為100kg以上的電氣設備，屋外單臺油量為1000kg以上的電氣設備，應設置貯油或擋油設施，貯油設施內應鋪設卵石層。


2.3 電纜防火措施


由于光伏電站占地面積大，電纜分布廣，無法針對電纜設置固定的滅火裝置，在電纜溝道內應采用防火分隔和阻燃電纜作為應對電纜火災的主要措施，集中敷設于溝道、槽盒中的電纜宜選用C類或C類以上的阻燃電纜。


2.4 光伏電站運行和維護安全


1)運行和維護人員應具備相應的專業技能。維護前必須做好安全準備，斷開所有應斷開開關，確保電容、電感放電完全，必要時應穿絕緣鞋，帶低壓絕緣手套，使用絕緣工具，工作完畢后應排除系統可能存在的事故隱患。


2)由于組件的特殊性，在接收輻射時，就會產生電壓。光伏陣列串聯后形成高壓直流電，如不慎與人體形成環路，將會造成重大安全事故。一般在將光伏陣列接入系統前應保持組串處于斷路狀態，接入系統后在匯流箱(盒)開關關斷的情況下進行連接。在施工過程中，應用遮擋物將光伏組件進行遮擋，遮擋有困難時，施工人員應配備好安全防護用品，確保安全。


3)為防止設備過熱、短路等事故，光伏電站主要部件周圍不得堆積易燃易爆物品。






2.5 消防設施


2.5.1 消防給水電站的規劃和設計，應同時設計消防給水系統，消防水源應有可靠的保證，消防給水量應按火災時一次最大消防用水量的室內和室外消防用水量之和計算。以下情況可不設置：


1)光伏方陣區(含逆變器升壓室)宜不設置消防水系統。光伏陣列區主要由電氣設備構成，白天直流側始終帶電，不適合用水滅火。


2)參照《火力發電規范》，變電站戶外配電裝置區域(采用水噴霧的主變壓器消火栓除外)可不設消火栓。


3)根據《建規》的規定，電站內建筑物滿足耐火等級不低于二級，體積不超過3000m3，且火災危險性為戊類時，可不設室內外消防結水。


地面光伏電站的單體建筑物體積一般都小于3000m3，監控系統功能完備，值班人員少，建筑物分散。大型地面光伏電站一般多建于西北荒漠地區，干旱缺水，生活用水多采用汽車運輸方式，水的使用成本髙，難以設置水消防系統。


2.5.2 自動滅火設施


參照《火力發電規范》，單臺容量為125MV˙A及以上的主變壓器應設置水噴霧滅火系統、合成型泡沫噴霧系統或其他固定式滅火裝置。其他帶油電氣設備，宜采用于粉滅火器。


油浸變壓器的油具有良好的絕緣性和導熱性，變壓器油的閃點一般為130℃，是可燃液體，當變壓器內部故障發生電弧閃絡，油受熱分解產生蒸氣形成火災，需設置水噴霧等自動滅火系統，在缺水、寒冷、風沙大、運行條件惡劣的地區，可以選用排油注氮滅火裝置和合成泡沫噴淋滅火系統，對于戶內封閉空間內的變壓器也可采用氣體滅火系統。對于中、小型變電站，自動滅火系統費用相對較高，可選用滅火器。


2.5.3 火災自動報警系統


光伏發電站火災危險源主要是電纜及電氣類設備，因光伏電站發電量由太陽輻射大小決定，其電氣設備負荷及電纜載流量也隨太陽輻射量的變化而變化，早晚為零，中午接近設計值，因此光伏發電站火災發生概率較常規火電廠小許多。參照《火力發電規范》，結合光伏發電站特性，可在大型光伏發電站或無人值守電站設置火災報警系統。主控室、繼電器設備室、無功補償室、配電裝置室可選用感煙火災探測器，主變壓器(室內)、電纜層和電纜豎井可選用線型感溫火災探測器。


2.5.4 消防供電、應急照明及滅火器


為保證消防供電的安全性和消防系統的正常運行，消防水泵、火災報警、火災應急照明應按Ⅱ類負荷供電，電站主控室、配電裝置室應設置火災應急照明和疏散標志，電站應按GB50140-2005《建筑滅火器配置設計規范》的要求設置滅火器。


光伏發電是近年來發展的新興產業，是解決未來能源需求的重要途徑。由于目前尚沒有制定專門的光伏發電站防火設計規范，本文結合《建規》和《火力發電規范》的有關規定對電站從分類、組成、火災危險性、總平面布置、安全措施和消防設施等方面進行了闡述，為設計人員和消防審核人員提供了參考。


屋頂光伏電站火災如何撲救?


發生屋頂光伏電站火災時應首先通過各種手段判斷著火地位，并斷開相應電源進行滅火，因為斷電后滅火比較安全。


但因光伏組件在白天接收陽光輻射時，每一組串就會產生幾百伏的直流電壓，且無法立即切斷電源的特性，或者如等待切斷電源后再進行撲救，會延誤時機，使火勢蔓延，擴大燃燒面積。這時就必須在確保滅火人員安全的情況下，進行帶電滅火。


帶電滅火之前應盡量降低光伏發電系統直流輸出電流，可以考慮采用使用滅火毯方法進行撲救。滅火毯或稱消防被、滅火被、防火毯、消防毯、阻燃毯，是由玻璃纖維等材料經過特殊處理編織而成的織物，是一種質地非常柔軟的消防器具。其主要作用主要是用來遮擋陽光，使得光伏組件降低或失去電壓，同時覆蓋火源、阻隔空氣，以達到安全滅火的目的。


滅火毯具體使用方法是：在起火初期，快速取出滅火毯，一人用雙手握住滅火毯一短邊的兩個角，手心朝自己的胸部。另一人用雙手握住滅火毯另一短邊的兩個角，抖開滅火毯，將滅火毯輕輕的覆蓋在著火組件的上方，使用輸出電壓逐漸下降，并采取積極滅火措施直到著火物體完全熄滅。


具體實施時，還應注意：


1)正確選用滅火器材


一般情況不準使用泡沫滅火劑或水對光伏發電設備進行滅火，因為泡沫滅火器的滅火劑(水溶液、噴射水流等)有一定的導電性，而且對電氣設備的絕緣有影響，故不適宜于對有電設備進行滅火。


一般采用化學干粉滅火劑(磷酸銨鹽干粉滅火劑、磷酸銨鹽干粉滅火器)。


2)消防器材與帶電部分應保持足夠的安全距離


如用化學干粉等有不導電滅火劑的滅火器滅火時，機體、噴嘴及帶電體的最小距離為：電壓為1 0 k V 及其以下者不應小于0.4m，電壓為35kV及其以上者不應小于0.6m等。


光伏電站高壓電氣設備或線路發生接地時，在室內，撲救人員不得進入距故障點4m以內;在室外，撲救人員不得接近距故障點8m以內，進入上述范圍時，必須穿絕緣鞋(耐壓等級10KV以上)，接觸設備外殼和構架時，應戴絕緣手套。


3)如果光伏電站火災火勢很大，請求消防人員支援撲救時，在實施撲救前，應提醒消防人員：屋頂光伏設備仍帶電，暫時無法切斷直流側電源，不能直接用水撲救。


如果特殊情況非要使用水槍滅火時，宜采用噴霧水槍。撲救架空線路的火災時，人體與帶電體導之間的仰角不應大于45°，并應站在線路外側，以防導線斷落觸及人體發生觸電事故。另外，如果有帶電導線落地，應劃出一定的警戒區以防止跨步電壓。