淺談新形勢下新能源電氣火災的預防方法

【摘要】：在可持續發展的大環境下，新能源對現階段社會(hui) 生產(chan) 的影響越來越明顯，但是頻發的新能源電氣火災問題已經成為(wei) 製約新能源進一步發展的重要因素。本文重點分析了新形勢下新能源電氣火災預防與(yu) 新能源汽車的火災控製思路的相關(guan) 問題，希望能對相關(guan) 人員工作有所幫助。

【關(guan) 鍵詞】：新能源；電氣火災；火災預防

0 引言

新能源是實現“綠水青山"與(yu) 推動社會(hui) 可持續發展的重要保證，新能源的推廣，不僅(jin) 進一步改變了我國能源結構，更為(wei) 社會(hui) 發展提供了更多的能源，成為(wei) 加快社會(hui) 發展的有效助力。因此，為(wei) 了能夠讓新能源更好地服務於(yu) 社會(hui) 生產(chan) ，就需要重視對新能源問題的研究，本文將從(cong) 新能源電氣火災的角度做進一步分析。

1 新能源電氣火災研究

1.1新能源電氣火災出現的原因

1.1.1雷擊引起的火災

雷擊引起的電氣火災現象較為(wei) 常見，各地區常見報導。有文獻指出，雷擊是引起新能源火災的重要原因，尤其在風電機上更為(wei) 常見，往往是因為(wei) 風電機沒有安裝避雷設置或者避雷設施老化，這樣會(hui) 導致風電設備被雷擊而引發火災的概率進一步升高。同時，風電設備本身就處於(yu) 室外空曠地帶，並且周圍沒有其他建築物，因此在雷雨天氣中遭受雷擊而出現火災的概率很高。

1.1.2內(nei) 部故障引起的火災

內(nei) 部設備故障也會(hui) 導致新能源電氣設備出現火災，從(cong) 技術角度來看，由於(yu) 新能源設備的科技含量較高，因此其內(nei) 部往往存在大量的組間，組間之間的接口較多，這就決(jue) 定了新能源設備出現故障的概率增加。例如，很多新能源設備中需要灌注潤滑油，而由於(yu) 接口數量多，所以新能源設備內(nei) 部的潤滑油容易通過接口滲出；同時，一些設備本身就存在質量問題，例如密封效果差、裝配不慎等，也會(hui) 導致潤滑油滲漏。組間設備在經過潤滑油的浸泡後，會(hui) 導致部分零部件損壞，進而引發火災；電氣設備內(nei) 部的隔熱海綿，或者液壓係統中存在的油汙等，這些物質的存在會(hui) 加劇火勢的蔓延，一旦出現火災，就有可能造成巨大的損失。

1.1.3電氣安裝不正確引起的火災

電氣安裝不正確也會(hui) 成為(wei) 引發火災的誘因，正如前文所介紹，新能源電氣設備的技術含量高，因此其安裝難度要明顯高於(yu) 常規能源電氣設備，所以在電氣設備安裝過程中，因為(wei) 施工人員的技術錯誤、安裝不當等，會(hui) 導致電氣設備在運行過程中會(hui) 出現接觸不良、接地故障等一係列問題，致使電氣設備內(nei) 部的溫度快速變化，最終引發火災。同時，若在新能源電氣設備的過載保護裝置選擇中出現質量問題，將不配套的過載保護裝置安裝到電氣設備內(nei) 部，最終導致電氣設備出現火災。 

1.2新能源電氣設備火災的防範措施

1.2.1強化防雷設計

防雷設計是新能源電氣設備需要關(guan) 注的問題，尤其是風電係統，由於(yu) 風電機組被設置在高空上，因此被雷擊的概率很高。所以在火災防範過程中，須要采用有效的手段來避免雷擊發生。所以在實際操作中，應該根據地區雷擊事件的特征，對不同的防雷區采用相應的防雷手段，通過安裝避雷設施等，降低雷擊現象的發生概率。同時在防雷設備安裝結束後，還應該指派專(zhuan) 業(ye) 人員定期檢查防雷設備的情況，若發現老化、故障等情況，需要及時更換處理上避免雷擊發生。

1.2.2避免內(nei) 部故障

避免內(nei) 部故障也能防範新能源電氣設備火災現象的發生，對相關(guan) 人員而言，應該重點做好以下幾點工作：(1)檢查新能源電氣設備的內(nei) 部情況，如防塵圈、密封部件等，須要及時檢查相關(guan) 部件的質量，若發現老化、破損等都需要在第一時間進行更換。(2)拆卸、安裝關(guan) 鍵部位零部件時，須要保證接頭對正，切忌出現強硬拉扯的現象。(3)保證密封溝槽的尺寸，並更換電氣設備內(nei) 部的液壓油等，采用多種手段避免內(nei) 部故障現象發生。

1.2.3電氣設施管理

在電氣設施管理過程中，須要全麵提高施工人員安全意識，要求相關(guan) 施工人員能夠進一步了解新能源電氣設備的特征，能夠從(cong) 防火的角度入手，認真對待新能源電氣設備的安裝工作，從(cong) 源頭上避免安裝質量問題的發生；在電氣設施管理中，也應該積極發揮監理單位的作用，要求監理單位能夠對電氣設置安裝的質量負責，監督新能源電氣設備的安裝過程，避免出現接觸不良、接地故障等質量問題，保證新能源電氣設備能夠正常工作。

2 新能源汽車火災防控

新能源汽車的火災問題已經成為(wei) 當前社會(hui) 中不容忽視的一個(ge) 問題。在新能源汽車運行過程中，隨著新能源汽車行駛裏程不斷增加，汽車在未來行駛過程中也會(hui) 存在火災風險，最終影響汽車的行駛安全。在新能源汽車的電氣火災防控過程中，相關(guan) 人員須要關(guan) 注以下問題：                  

（1）控製母線電壓水平。母線電壓是導致新能源汽車出現電氣火災的重要因素，當母線電壓高出正常值之後，線路與(yu) 電氣設備上會(hui) 出現火花電弧，火花電弧的溫度很高，可能會(hui) 以引發火災。所以須要采用多種措施來控製母線電壓水平。(2)控製器過熱。若電機長期處於(yu) 大負荷的工況下，會(hui) 導致線路中絕緣導體(ti) 和電氣設備發生老化，可能產(chan) 生泄漏電流，並且隨著汽車運行，電流開通時間增加會(hui) 導致控製器的溫度快速升高，這些都會(hui) 形成火災隱患。因此在火災防控中，要關(guan) 注控製器的溫度變化，檢查其電流運行情況，一旦發現電流不正常運行，需要第一時間尋找解決(jue) 方案。(3)新能源汽車在充電過程中引起的火災。

隨著新能源汽車的廣泛運用，將來越來越多的家庭和單位使用新能源汽車，隨之而來的就是在給汽車充電時帶來的火災隱患。近年來電單車充電引起的火災在不斷上升，甚至有一些火災已經引起了人員傷(shang) 亡和大量的財產(chan) 損失。現在已經有不少地下停車位安裝了充電樁，專(zhuan) 門給新能源汽車充電，由於(yu) 現在小區、商場的停車位基本都是地下停車位，車位之間距離比較近，一旦一輛車著火勢必會(hui) 很快蔓延到周圍車輛，造成大量的汽車著火，濃煙不能大量有效地排出地下空間，對人員的生命造成極大的威脅。針對地下停車場設置新能源汽車充電樁的車位，建議每個(ge) 車位設置防火牆進行隔離，這樣能有效地控製火災的蔓延。

3 開展火災教育工作

對全體(ti) 人員進行火災知識的再教育，也是控製新能源電氣火災的有效方法，讓相關(guan) 人員在麵對火災時能做到有條不紊，避免火災損失擴大，甚至將火災控製在萌芽狀態。火災教育工作的主要內(nei) 容包括：

(1)對火災源的識別。須要針對新能源電氣設備的實際情況，對相關(guan) 人員進行教育，闡述可能出現的火災類型，例如上文所介紹的雷擊所引發的火災、內(nei) 部故障所引發的火災等，不同火災的處置手段存在明顯差異，因此應該得到工作人員的注意。

(2)讓員工掌握火災處理的小技巧。在火災發生之後，現場人員的處置成為(wei) 控製火災發展的關(guan) 鍵，因此在火災教育中，須要讓員工掌握火災處理的小技巧，例如如何正確使用滅火器，必要時與(yu) 可以與(yu) 當地消防部門聯係，在內(nei) 部舉(ju) 行消防演練，進一步加深員工對火災控製手段的理解。

(3)確保小區的電單車棚和停車位使用的充電設施器材是正規產(chan) 品。同時做好宣傳(chuan) 工作，不要購買(mai) 一些便宜沒有質保的電瓶充電使用。

4 安科瑞電氣火災監控雲(yun) 係統架構和硬件選型

安科瑞電氣推出的電氣火災監控雲(yun) 係統采用自主研發的剩餘(yu) 電流互感器、溫度傳(chuan) 感器和電氣火災探測器、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護器，對引發電氣火災的主要因素（導線溫度、電流、剩餘(yu) 電流、故障電弧等）進行不間斷的數據與(yu) 統計分析，並將發現的各種隱患信息及時推送給學校管理人員，指導學校實現時間的排查和治理，達到潛在電氣火災隱患，實現“防患於(yu) 未然"的目的。

用戶可以利用PC、手機、平板電腦等多種終端實現對平台的訪問，查詢包括係統信息、實時數據、報記錄等在內(nei) 的各種信息，使用方便。利用該係統為(wei) 用戶提供的低成本服務，能有提升企業(ye) 的消防管理和電氣設備水平，防範重大惡性火災財產(chan) 損失、尤其是重大惡性人員傷(shang) 亡責任的發生。

本係統的整體(ti) 結構如圖所示：

4.1硬件配置：

平台服務器：建議按照我方提供配置標準購買(mai) ，或者客戶自己租用阿裏雲(yun) 資源。

推薦硬件配置：（如申請阿裏雲(yun) 可忽略）

現場硬件配置

方案一：100A以下回路，開口式互感器

方案二：100A以下回路，普通互感器，會(hui) 增加施工量

方案三：100A以下回路，普通電流互感器，探測器和無線模塊分開，可適用多回路

 配置針對1個(ge) 回路，剩餘(yu) 電流互感器根據現場回路電流大小選擇。

4.2運行條件:

   1）瀏覽器運行設備：

   台式電腦，手機、平板等移動端設備。

   2）瀏覽器端運行環境：

   Windows係統下使用、火狐、360（速模式）等瀏覽器訪問。

4.3主要技術指標: 數據上傳(chuan) 頻率：2分鍾

   通信方式：RS485、2G/3G/4G

   並發訪問量：>=10000

   曆史數據存儲(chu) ：>=3年

5 安科瑞限流式保護器與(yu) 智能安全配電裝置介紹

5.1產(chan) 品概述

5.1.1ASCP200-1型單相電氣防火限流式保護器

電氣防火限流式保護器可有效克服傳(chuan) 統斷路器、空氣開關(guan) 和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chan) 生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，發生短路故障時，能以微秒級速度快速限製短路電流以實現滅弧保護，從(cong) 而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產(chan) 的安全。

ASCP200-1型電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器，大額定電流為(wei) 63A。可廣泛應用於(yu) 學校、醫院、商場、賓館、娛樂(le) 場所、寺廟、文物建築、會(hui) 展、住宅、倉(cang) 庫、幼兒(er) 園、老年人建築、集體(ti) 宿舍、電動車充電站及租賃式商場商鋪、批發市場、集貿市場、甲乙丙類危險品庫房等各種用電場所末端幹、支路的線路保護。

5.1.2AISD智能安全配電裝置

AISD係列智能安全配電裝置是安科瑞電氣有限公司專(zhuan) 門為(wei) 低壓配電側(ce) 開發的一款智能安全用電產(chan) 品，本產(chan) 品主要針對低壓配電側(ce) 人身觸電安全事故、線路老化、漏電引起電氣火災等等常見隱患而設計。

產(chan) 品主要應用於(yu) 學校、教育機構、醫院、療養(yang) 院、康複中心、敬老院、酒店娛樂(le) 、商場商鋪、企事業(ye) 單位、家庭電器等各類低壓用電的場合。5.2產(chan) 品功能特點

5.2.1ASCP200-1型電氣防火限流式保護器主要功能如下

■短路保護功能。保護器實時監測用電線路電流，當線路發生短路故障時，能在150微秒內(nei) 實現快速限流保護，並發出聲光報警信號。

■過載保護功能。當被保護線路的電流過載且過載持續時間超過動作時間（3~60秒可設）時，保護器啟動限流保護，並發出聲光報警信號。

■表內(nei) 超溫保護功能。當保護器內(nei) 部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，並發出聲光報警信號。

■過欠壓保護功能。當保護器檢測到線路電壓欠壓或過壓時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

■配電線纜溫度監測功能。當被監測線纜溫度超過報警設定值時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

■漏電流監測功能。當被監測的線路漏電超過報警設定值時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

■保護器具有1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數據發送到後台監控係統，實現遠程監控。監控後台可以是安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監控主機，也可以是安科瑞Acrel-6000安全用電管理雲(yun) 平台，或三方監控軟件或平台。

5.2.2AISD智能安全配電裝置主要功能如下

■供電穩定性。負載端發生單相接地故障，裝置報警，係統可持續供電，不會(hui) 切斷電源。

■供電安全性。裝置可以把係統的漏電流限製在很小的級別，人體(ti) 無意觸碰到供電線路，不會(hui) 造成觸電事故。

■限流滅弧。係統發生短路故障，裝置能快速切斷電源，不會(hui) 出現電弧火花。

■過載保護。裝置監測到係統過載，可以及時切斷電源，避免因過載引起線路故障。

■電壓監測。裝置實時監測係統電壓，發生過、欠壓時，發出報警信號，可以設置是否切斷電源。

■報警功能。在係統發生短路、過載、欠壓等異常時，裝置發出聲光報警信號，提醒相關(guan) 人員。

■事件記錄。裝置存儲(chu) 30條事件記錄，可供用戶查詢。

■通訊功能。裝置配置RS485通訊接口，Modbus-RTU協議，可以遠程讀取相關(guan) 數據。可選配無線通訊模塊，無線方式將數據發送到雲(yun) 平台。

5.3產(chan) 品技術參數

表1ASCP200-1型電氣防火限流式保護器

表2AISD智能安全配電裝置主要功能如下

5.4產(chan) 品使用注意事項

5.4.1ASCP200-1型單相電氣防火限流式保護器

在選用限流式保護器時，限流式保護器的設定的額定電流應該與(yu) 其前上級的斷路器的額定電流保持一致。例如，當限流式保護器輸入端斷路器的額定電流為(wei) 32A時，應將限流式保護器的額定電流設置為(wei) 32A。為(wei) 保障限流式保護器的正常使用，嚴(yan) 禁將其使用於(yu) 與(yu) 其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線路中。

ASCP200係列采用限流式保護器采用壁掛式安裝，可以掛牆安裝，也可以安裝在箱體(ti) 內(nei) ，應確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學氣體(ti) 和沉澱物質，並注意環境溫度和通風散熱。

為(wei) 確保可靠連接，接線時應按接線圖進行，同時為(wei) 了防止接頭處接觸電阻過大而導致局部過熱，也避免因接觸不良而導致保護器工作不正常，線頭應采用合適大小的U形冷壓頭壓接後，再插入保護器相應端子上並將螺釘擰緊壓實。

保護器內(nei) 部帶有交流電，嚴(yan) 禁非專(zhuan) 業(ye) 人士擅自打開產(chan) 品外殼。保護器在使用期間，若被保護線路發生短路或過載故障而被限流保護時，保護器仍處於(yu) 帶電狀態，不允許隨意碰觸用電線路的金屬部分。待檢查線路，並排除故障後，長按保護器的複位按鍵約2秒鍾，使保護器恢複正常運行時。

當保護器因超溫而發生限流保護時，則可能是因為(wei) 負載電流過大，環境溫度過高或通風散熱不良等原因導致，可通過加強通風等措施，等保護器溫度降下來後，再長按複位鍵，使保護器複位，恢複正常運行。

5.4.2AISD智能安全配電裝置

在選用智能安全配電裝置時，裝置的額定容量應該與(yu) 後方用電設備的額定容量保持一致。例如，當智能安全配電裝置的額定容量為(wei) 3kVA時，後方用電設備的額定容量應不超過3kVA，嚴(yan) 禁將其使用於(yu) 額定容量不匹配的配電線路中。

智能安全配電裝置器采用壁掛式安裝，可以裸機掛牆安裝，也可以落地安裝，應確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學氣體(ti) 和沉澱物質，並注意環境溫度和通風散熱。

接線時應按接線圖操作，同時為(wei) 了防止接頭處接觸電阻過大而導致局部過熱，也避免因接觸不良而導致裝置工作不正常，應確保裝置相應端子接線擰緊壓實。

嚴(yan) 禁非專(zhuan) 業(ye) 人士擅自打開產(chan) 品外殼。

6 安科瑞中線安防保護器產(chan) 品介紹及選型

6.1中性線定義(yi) 及危害

中性線的定義(yi) ：三相電的星形接法是把每一相電源或負載的一端都接在中性點上，將中性點引出的這條線叫中性線，這樣就形成三相四線製或者五線製。也可不引出，形成三相三線製。現在的低壓配電線路，采用最多的是三相四線製，其中的三條線路分別用A、B、C代表三相，另一條中性線用N代表。

在三相四線製或五線製供電係統運行過程中，中性線引發火災事故主要通過三種途徑：

A.中性線長期過載導致中性線絕緣層老化，最後使得絕緣層燃燒引發火災；

B.中性線故障使中性線開路，導致三相電嚴(yan) 重不平衡，燒毀電氣設備引發火災。

C.中性線老化使線路局部過熱，導致中性線絕緣層老化，最後使得絕緣層燃燒引發火災。

6.2產(chan) 品型號及尺寸

6.2.1產(chan) 品型號

6.2.2 模塊接口示意

6.2.3產(chan) 品尺寸

6.3技術參數

7 結語

新能源在現階段社會(hui) 生產(chan) 中發揮著重要作用，因此對相關(guan) 人員而言，須要進一步提升對新能源電氣火災的認識，在日常工作中積極避免火災現象的發生，從(cong) 技術手段、日常防範與(yu) 管理等角度入手，積極預防、控製電氣火災，為(wei) 提高新能源利用效率奠定基礎。

參考文獻  

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[5] 安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) ，2020.06版.

作者簡介：

侯文莉，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為(wei) 電氣火災的現狀問題和防控對策