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浅谈新形势下新能源电气火灾的预防方法

更新日期:2022-04-15   浏览量:58

浅谈新形势下新能源电气火灾的预防方法

吴柯霓

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】:在可持续发展的大环境下,新能源对现阶段社会生产的影响越来越明显,但是频发的新能源电气火灾问题已经成为制约新能源进一步发展的重要因素。本文重点分析了新形势下新能源电气火灾预防与新能源汽车的火灾控制思路的相关问题,希望能对相关人员工作有所帮助。

【关键词】新能源电气火灾火灾预防


0 引言

新能源是实现“绿水青山"与推动社会可持续发展的重要保证,新能源的推广,不仅进一步改变了我国能源结构,更为社会发展提供了更多的能源,成为加快社会发展的有效助力。因此,为了能够让新能源更好地服务于社会生产,就需要重视对新能源问题的研究,本文将从新能源电气火灾的角度做进一步分析。


1 新能源电气火灾研究

1.1新能源电气火灾出现的原因

1.1.1雷击引起的火灾

雷击引起的电气火灾现象较为常见,各地区常见报导。有文献指出,雷击是引起新能源火灾的重要原因,尤其在风机上更为常见,往往是因为风电机没有安装避雷设置或者避雷设施老化,这样会导致风电设备被雷击而引发火灾的概率进一步升高。同时,风电设备本身就处于室外空旷地带,并且周围没有其他建筑物,因此在雷雨天气中遭受雷击而出现火灾的概率很高。

1.1.2内部故障引起的火灾

内部设备故障也会导致新能源电气设备出现火灾,从技术角度来看,由于新能源设备的科技含量较高,因此其内部往往存在大量的组间,组间之间的接口较多,这就决定了新能源设备出现故障的概率增加。例如,很多新能源设备中要灌注润滑油,而由于接口数量多,所以新能源设备内部的润滑油容易通过接口渗出;同时,一些设备本身就存在质量问题,例如密封效果差、装配不慎等,也会导致润滑油渗漏。组间设备在经过润滑油的浸泡后,会导致部分零部件损坏进而引发火灾电气设备内部的隔热海绵,或者液压系统中存在的油污等,这些物质的存在会加剧火势的蔓延,一旦出现火灾,就有可能造成巨大的损失。

1.1.3电气安装不正确引起的火灾

电气安装不正确也会成为引发火灾的诱因,正如前文所介绍,新能源电气设备的技术含量高因此其安装难度要明显高于常规能源电气设备,所以在电气设备安装过程中,因为施工人员的技术错误、安装不当等,会导致电气设备在运行过程中会出现接触不良、接地故障等一系列问题,致使电气设备内部的温度快速变化,最终引发火灾。同时,若在新能源电气设备的过载保护装置选择中出现质量问题,将不配套的过载保护装置安装到电气设备内部,最终导致电气设备出现火灾 

1.2新能源电气设备火灾的防范措施

1.2.1强化防雷设计

防雷设计是新能源电气设备要关注的问题尤其是风电系统,由于风电机组被设置在高空上,因此被雷击的概率很高。所以在火灾防范过程中,须要采用有效的手段来避免雷击发生。所以在实际操作中,应该根据地区雷击事件的特征,对不同的防雷区采用相应的防雷手段,通过安装避雷设施等,降低雷击现象的发生概率。同时在防雷设备安装结束后,还应该指派专业人员定期检查防雷设备的情况,若发现老化、故障等情况,需要及时更换处理,避免雷击发生。

1.2.2避免内部故障

避免内部故障也能防范新能源电气设备火灾现象的发生,对相关人员而言,应该重点做好以下几点工作:(1)检查新能源电气设备的内部情况,如防尘圈密封部件等,须要及时检查相关部件的质量,若发现老化、破损等都需要在第一时间进行更换。(2)拆卸、安装关键部位零部件时,须要保证接头对正,切忌出现强硬拉扯的现象。(3)保证密封沟槽的尺寸并更换电气设备内部的液压油等,采用多种手段避免内部故障现象发生。

1.2.3电气设施管理

在电气设施管理过程中,须要全面提高施工人员安全意识,要求相关施工人员能够进一步了解新能源电气设备的特征,能够从防火的角度入手认真对待新能源电气设备的安装工作,从源头上避免安装质量问题的发生;在电气设施管理中,也应该积极发挥监理单位的作用,要求监理单位能够对电气设置安装的质量负责,监督新能源电气设备的安装过程,避免出现接触不良、接地故障等质量问题,保证新能源电气设备能够正常工作。


2 新能源汽车火灾防控

新能源汽车的火灾问题已经成为当前社会中不容忽视的一个问题。在新能源汽车运行过程中随着新能源汽车行驶里程不断增加,汽车在未来行驶过程中也会存在火灾风险,最终影响汽车的行驶安全。在新能源汽车的电气火灾防控过程中,相关人员须要关注以下问题:                  

1)控制母线电压水平。母线电压是导致新能源汽车出现电气火灾的重要因素,当母线电压高出正常值之后,线路与电气设备上会出现火花电弧,火花电弧的温度很高,可能会以引发火灾。所以须要采用多种措施来控制母线电压水平。(2)控制器过热。若电机长期处于大负荷的工况下,会导致线路中绝缘导体和电气设备发生老化,可能产生泄漏电流,并且随着汽车运行,流开通时间增加会导致控制器的温度快速升高,这些都会形成火灾隐患。因此在火灾防控中,要关注控制器的温度变化,检查其电流运行情况,一旦发现电流不正常运行,需要第一时间寻找解决方案。(3)新能源汽车在充电过程中引起的火灾。

随着新能源汽车的广泛运用,将来越来越多的家庭和单位使用新能源汽车,随之而来的就是在给汽车充电时带来的火灾隐患。近年来电单车充电引起的火灾在不断上升,甚至有一些火灾已经引起了人员伤亡和大量的财产损失。现在已经有不少地下停车位安装了充电桩,专门给新能源汽车充电,由于现在小区、商场的停车位基本都是地下停车位,车位之间距离比较近,一旦一辆车着火势必会很快蔓延到周围车辆,造成大量的汽车着火,浓烟不能大量有效地排出地下空间,对人员的生命造成极大的威胁。针对地下停车场设置新能源汽车充电桩的车位,建议每个车位设置防火墙进行隔离,这样能有效地控制火灾的蔓延。


3 开展火灾教育工作

对全体人员进行火灾知识的再教育,也是控制新能源电气火灾的有效方法,让相关人员在面对火灾时能做到有条不紊,避免火灾损失扩大,甚至将火灾控制在萌芽状态。火灾教育工作的主要内容包括:

(1)对火灾源的识别。须要针对新能源电气设备的实际情况,对相关人员进行教育,阐述可能出现的火灾类型,例如上文所介绍的雷击所引发的火灾、内部故障所引发的火灾等,不同火灾的处置手段存在明显差异,因此应该得到工作人员的注意。

(2)让员工掌握火灾处理的小技巧。在火灾发生之后,现场人员的处置成为控制火灾发展的关键,因此在火灾教育中,须要让员工掌握火灾处理的小技巧,例如如何正确使用灭火器,必要时与可以与当地消防部门联系,在内部举行消防演练,进一步加深员工对火灾控制手段的理解。

(3)确保小区的电单车棚和停车位使用的充电设施器材是正规产品。同时做好宣传工作,不要购买一些便宜没有质保的电瓶充电使用。


安科瑞电气火灾监控云系统架构和硬件选型

安科瑞电气推出的电气火灾监控云系统采用自主研发的剩余电流互感器、温度传感器和电气火灾探测器、故障电弧探测器和电气防火限流式保护器,对引发电气火灾的主要因素(导线温度、电流、剩余电流、故障电弧等)进行不间断的数据与统计分析,并将发现的各种隐患信息及时推送给学校管理人员,指导学校实现时间的排查和治理,达到潜在电气火灾隐患,实现“防患于未然"的目的。

用户可以利用PC、手机、平板电脑等多种终端实现对平台的访问,查询包括系统信息、实时数据、报记录等在内的各种信息,使用方便。利用该系统为用户提供的低成本服务,能有提升企业的消防管理和电气设备水平,防范重大恶性火灾财产损失、尤其是重大恶性人员伤亡责任的发生。

本系统的整体结构如图所示:

4.1硬件配置:

平台服务器:建议按照我方提供配置标准购买,或者客户自己租用阿里云资源。

推荐硬件配置:(如申请阿里云可忽略)

现场硬件配置

方案一:100A以下回路,开口式互感器

方案二:100A以下回路,普通互感器,会增加施工量

方案三:100A以下回路,普通电流互感器,探测器和无线模块分开,可适用多回路

 配置针对1个回路,剩余电流互感器根据现场回路电流大小选择。

4.2运行条件:

   1)浏览器运行设备:

   台式电脑,手机、平板等移动端设备。

   2)浏览器端运行环境:

   Windows系统下使用火狐、360(速模式)等浏览器访问。

4.3主要技术指标: 数据上传频率:2分钟

   通信方式:RS485、2G/3G/4G

   并发访问量:>=10000

   历史数据存储:>=3年

安科瑞限流式保护器与智能安全配电装置介绍

5.1产品概述

5.1.1ASCP200-1型单相电气防火限流式保护器

电气防火限流式保护器可有效克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大,以及使用寿命短等弊端,发生短路故障时,能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护,从而能显著减少电气火灾事故,保障使用场所人员和财产的安全。

ASCP200-1型电气防火限流式保护器是单相限流式保护器,大额定电流为63A。可广泛应用于学校、医院、商场、宾馆、娱乐场所、寺庙、文物建筑、会展、住宅、仓库、幼儿园、老年人建筑、集体宿舍、电动车充电站及租赁式商场商铺、批发市场、集贸市场、甲乙丙类危险品库房等各种用电场所末端干、支路的线路保护。

5.1.2AISD智能安全配电装置

 

AISD系列智能安全配电装置是安科瑞电气有限公司专门为低压配电侧开发的一款智能安全用电产品,本产品主要针对低压配电侧人身触电安全事故、线路老化、漏电引起电气火灾等等常见隐患而设计。

产品主要应用于学校、教育机构、医院、疗养院、康复中心、敬老院、酒店娱乐、商场商铺、企事业单位、家庭电器等各类低压用电的场合。5.2产品功能特点

5.2.1ASCP200-1型电气防火限流式保护器主要功能如下

■短路保护功能。保护器实时监测用电线路电流,当线路发生短路故障时,能在150微秒内实现快速限流保护,并发出声光报警信号。

■过载保护功能。当被保护线路的电流过载且过载持续时间超过动作时间(3~60秒可设)时,保护器启动限流保护,并发出声光报警信号。

■表内超温保护功能。当保护器内部器件工作温度过高时,保护器实施超温限流保护,并发出声光报警信号。

■过欠压保护功能。当保护器检测到线路电压欠压或过压时,保护器发出声光报警信号,可预先设置是否启动限流保护。

■配电线缆温度监测功能。当被监测线缆温度超过报警设定值时,保护器发出声光报警信号,可预先设置是否启动限流保护。

■漏电流监测功能。当被监测的线路漏电超过报警设定值时,保护器发出声光报警信号,可预先设置是否启动限流保护。

■保护器具有1路RS485接口,1路2G无线通讯,可以将数据发送到后台监控系统,实现远程监控。监控后台可以是安科瑞Acrel-6000/B电气火灾监控主机,也可以是安科瑞Acrel-6000安全用电管理云平台,或三方监控软件或平台。

5.2.2AISD智能安全配电装置主要功能如下

■供电稳定性。负载端发生单相接地故障,装置报警,系统可持续供电,不会切断电源。

■供电安全性。装置可以把系统的漏电流限制在很小的级别,人体无意触碰到供电线路,不会造成触电事故。

■限流灭弧。系统发生短路故障,装置能快速切断电源,不会出现电弧火花。

■过载保护。装置监测到系统过载,可以及时切断电源,避免因过载引起线路故障。

■电压监测。装置实时监测系统电压,发生过、欠压时,发出报警信号,可以设置是否切断电源。

■报警功能。在系统发生短路、过载、欠压等异常时,装置发出声光报警信号,提醒相关人员。

■事件记录。装置存储30条事件记录,可供用户查询。

■通讯功能。装置配置RS485通讯接口,Modbus-RTU协议,可以远程读取相关数据。可选配无线通讯模块,无线方式将数据发送到云平台。

5.3产品技术参数

1ASCP200-1型电气防火限流式保护器


 

2AISD智能安全配电装置主要功能如下

5.4产品使用注意事项

5.4.1ASCP200-1型单相电气防火限流式保护器

在选用限流式保护器时,限流式保护器的设定的额定电流应该与其前上级的断路器的额定电流保持一致。例如,当限流式保护器输入端断路器的额定电流为32A时,应将限流式保护器的额定电流设置为32A。为保障限流式保护器的正常使用,严禁将其使用于与其前端断路器的额定电流不匹配的配电线路中。

ASCP200系列采用限流式保护器采用壁挂式安装,可以挂墙安装,也可以安装在箱体内,应确保安装场所无滴水、腐蚀性化学气体和沉淀物质,并注意环境温度和通风散热。

为确保可靠连接,接线时应按接线图进行,同时为了防止接头处接触电阻过大而导致局部过热,也避免因接触不良而导致保护器工作不正常,线头应采用合适大小的U形冷压头压接后,再插入保护器相应端子上并将螺钉拧紧压实。

保护器内部带有交流电,严禁非专业人士擅自打开产品外壳。保护器在使用期间,若被保护线路发生短路或过载故障而被限流保护时,保护器仍处于带电状态,不允许随意碰触用电线路的金属部分。待检查线路,并排除故障后,长按保护器的复位按键约2秒钟,使保护器恢复正常运行时。

当保护器因超温而发生限流保护时,则可能是因为负载电流过大,环境温度过高或通风散热不良等原因导致,可通过加强通风等措施,等保护器温度降下来后,再长按复位键,使保护器复位,恢复正常运行。

5.4.2AISD智能安全配电装置

在选用智能安全配电装置时,装置的额定容量应该与后方用电设备的额定容量保持一致。例如,当智能安全配电装置的额定容量为3kVA时,后方用电设备的额定容量应不超过3kVA,严禁将其使用于额定容量不匹配的配电线路中。

智能安全配电装置器采用壁挂式安装,可以裸机挂墙安装,也可以落地安装,应确保安装场所无滴水、腐蚀性化学气体和沉淀物质,并注意环境温度和通风散热。

接线时应按接线图操作,同时为了防止接头处接触电阻过大而导致局部过热,也避免因接触不良而导致装置工作不正常,应确保装置相应端子接线拧紧压实。

严禁非专业人士擅自打开产品外壳。

 

6 安科瑞中线安防保护器产品介绍及选型

6.1中性线定义及危害

中性线的定义:三相电的星形接法是把每一相电源或负载的一端都接在中性点上,将中性点引出的这条线叫中性线,这样就形成三相四线制或者五线制。也可不引出,形成三相三线制。现在的低压配电线路,采用最多的是三相四线制,其中的三条线路分别用A、B、C代表三相,另一条中性线用N代表。

在三相四线制或五线制供电系统运行过程中,中性线引发火灾事故主要通过三种途径:

A.中性线长期过载导致中性线绝缘层老化,最后使得绝缘层燃烧引发火灾;

B.中性线故障使中性线开路,导致三相电严重不平衡,烧毁电气设备引发火灾。

C.中性线老化使线路局部过热,导致中性线绝缘层老化,最后使得绝缘层燃烧引发火灾。

6.2产品型号及尺寸

6.2.1产品型号

6.2.2 模块接口示意

6.2.3产品尺寸

6.3技术参数

7 结语

新能源在现阶段社会生产中发挥着重要作用,因此对相关人员而言,须要进一步提升对新能源电气火灾的认识,在日常工作中积极避免火灾现象的发生,从技术手段、日常防范与管理等角度入手,积极预防、控制电气火灾,为提高新能源利用效率奠定基础。

参考文献  

[1]马苑鹏 .新形势下新能源电气火灾的预防方法分析.科技创新导报,2018.05.05151-53                         

[2]雷瑞军,马玄.电气火灾统计分析研究[J].学报,2014,30(6):15-17.                            [3]高锴.电气火灾监控系统和电气火灾预防[J].建筑电气,2013,32(11):54-56. 

[4]司戈.我国电气火灾形势及特点分析[J].建筑电气,2013,32(10):3-8.

[5] 安科瑞企业微电网设计与应用手册,2020.06版.


作者简介:

吴柯霓,女,安科瑞电气股份有限公司,主要研究方向为电气火灾的现状问题和防控对策


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