浅谈光伏电站场区防火技术措施

浅谈光伏电站场区防火技术措施

宋雨生

三峡能源安徽分公司 检修中心 238000

摘要：光伏电站地貌复杂多样，项目工程建设竣工后，场区内受损植被自然恢复，导致光伏场区内杂草丛生，如果秋季不及时清理，冬春季节气候干燥，伴随大风天气，遇明火易发生光伏场区火灾事故。且一般光伏电站所处位置偏远，占地面积大，在火灾应急处置人员及应急物资储备不足的情况下，很难快速消除火情，导致光伏发电单元、输变电设备损毁的事故，造成很大的经济损失。另外，光伏组件中含有硅、磷、砷等化学物质，当发生火灾时，这些化学物质逃逸到火灾周围的空气中，吸入这些化学物质对于人员身体健康会带来危害。

关键词：光伏场区火灾 防火措施

1 光伏场区火灾原因

1.1 内部原因

光伏场区设备由光伏组件、汇流箱、逆变器、箱变及其电缆组成。设备长时间运行，光伏组件产生的热斑效应、组件接线盒内部接线短路故障、组件连接线或电缆绝缘受损导致接地故障、汇流箱保险拉弧或内部元器件绝缘性能下降、损坏等原因产生电火花，引燃光伏场区内杂草，造成光伏场区火灾事故。

1.2 外部原因

节日庆祝及祭祀引起的火灾、农民烧荒引起的火灾、雷击引起的火灾、光伏场区动火作业未做好防火措施、随意丢弃烟头等行为以及牲畜、小动物破坏光伏场区设备等情况也有可能引发光伏场区火灾事故。

2 光伏场区防火不利因素

2.1 内部因素

光伏组件构成中含有可燃性材料，可能被电弧或者周围火灾引燃而且，占地面积较大。部分山地光伏电站又受地形、地貌、地质条件、坡度、朝向等影响，占地面积更大，光伏组件布置也更分散。光伏场区电气设备及其元器件老化、制造安装质量差、运行维护不到位等因素导致光伏场区电气设备运行故障率高，增加光伏场区火灾风险点。另外，电缆头制作安装工艺不规范，导致电缆头发热，也会增加光伏场区火灾风险点。

2.2 外部因素

部分光伏电站所处地区植被茂盛，部分光伏电站建设在山区，很多光伏阵列都安装在坡度较大的山坡上，部分光伏电站建设在少数民族聚集地，少数民族有自身的文化与信仰，祭祀风俗不同，对光伏场区防火工作造成一定困难。

3 光伏场区防火技术措施

3.1设计方面

光伏电站应按照《光伏发电站设计规范》（GB 50797-2012）、《光伏发电工程电气设计规范》（NB/T 10128-2019）、《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014 ）等要求，结合项目所在地太阳能资源分析、土地、林地类别、属性，优化项目站址选择，合理规划场区布置，完善场区防火措施。重点关注以下措施：

（一）光伏电站选址时，综合考虑土地、林地属性、太阳能资源等条件，对光伏阵列进行合理布置，减小占地面积。

加强现场踏勘，对光伏场区存在的祭祀点、坟墓等进行准确摸排，充分了解光伏电站地址周围土地属性。

（二）电气设计、选型时，应综合考虑光伏组件、逆变器、汇流箱、箱变运行的工况环境、地域、气候。优选适合光伏电站所处地域、气候特点的电气设备，降低因工况环境、地域、气候造成的电气设备故障。

（三）光伏场区总平面布置设计应考虑控制过火面积，避免方阵间相互引燃，合理布设防火隔离带，优化检修道路设计，保证火灾救援通道。

（四）光伏组件及支架设计时，应满足实际可能的最大载荷要求，支架应具有防风、防腐及防湿热等措施，汇流箱等室外电气设备应具有防雷、防水和防高温等措施，降低因设计原因导致的设备故障率。光伏组件应选用防火等级较高的背板。

（五）光伏电站消防系统的设备选型，应与光伏电站的地域环境条件和发电设备的运行工况相适应。

（六）汇流箱、逆变器、箱变可根据实际情况配置自动灭火装置。

（七）光伏电站所采用的阻燃材料耐火等级及要求应符合国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》（GB 8624-2012）、《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014 ）的相关规定。

（八）光伏电站的动力电缆和控制电缆应采用阻燃电缆，其耐火等级应符合行业标准《阻燃及耐火电缆塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求 第1部分：阻燃电缆》（GA 306.1-2007）的相关规定；控制电缆宜采用耐火电缆，其耐火等级应符合行业标准《阻燃及耐火电缆塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求第2部分：耐火电缆》（GA 306.2-2007）的相关规定。

（九）消防装置的控制电缆宜采用屏蔽电缆。

3.2 施工方面

光伏电站应按照《光伏发电站施工规范》（GB 50794-2012）、《光伏发电工程验收规范》（GB 50796-2012）、《电力设备典型消防规程》（DL 5027-2015）等要求，严格电气设备、消防设施施工工艺流程，强化土建、安装验收，保证施工质量符合标准要求。重点关注以下措施：

（一）光伏场区土建施工应严格按图施工，不随意调整防火隔离带、检修道路设置等内容，杜绝因此造成的防火及救援风险。

（二）光伏场区电气设备安装应执行《电气装置安装工程 高压电气施工及验收规范》（GB 50147-2010）、《电气装置安装工程 低压电气施工及验收规范》（GB 50254-2014）等要求，确保电气设备安装符合标准，安装质量合格，杜绝因安装质量差导致电气设备运行故障率升高。特别是接线端子安装、集电线路电缆桥架敷设等。

（三）防火封堵设置，应按电缆贯穿孔洞状况和条件，采用合适的防火封堵材料或防火封堵组件。对小孔洞封堵时，宜采用柔性有机堵料；对大孔洞封堵时，宜采用柔性有机堵料和阻火包等相结合。

（四）光伏电站投运前，应检查汇流箱接线、接地和光伏组件极性连接的正确性。

3.3 运维方面

光伏电站应按照《光伏发电站安全规程》（GBT 35694-2017 ）、《电力设备典型消防规程》（DL 5027-2015 ）等要求，加强运维期间电气设备巡视、检查、维护、保养、检修、预试等管理，提高电气设备可靠性，降低设备故障率；加强对防火设施、监控设备的巡查、检测、维护、保养，确保光伏场区防火的物防措施完好。重点关注以下措施：

（一）逆变器投入运行后，不应在进风口和排风口堆放物品；逆变器散热风扇运行时不应有较大振动及异常噪音，如有异常情况应断电检查；应每年对逆变器紧急停机功能检查1-2次，并进行逆变器紧急停机及远程启停试验，确保在紧急情况下能正常操作；逆变器发生火灾，应立即断开汇流箱开关及就地升压变高低压侧开关后进行灭火。

（二）汇流箱保险熔断或组件间连接处故障时，应切断对应汇流箱直流开关后进行处理；光伏组件串并入汇流箱时，应采取防止拉弧措施；汇流箱着火时，应立即切断对应直流开关柜内的进线开关，迅速采取灭火措施。

（三）光伏组件发生热斑效应时，应加强监视，出现可能发生火灾的危险时，立即进行更换；若发生火灾应立即将该支路的光伏组串同电网侧断开；在光伏组件有电流输出时，禁止带电直接插拔直流侧光伏电缆的接插头。

（四）设备投入运行时，确保接地良好；未经授权，严禁修改参数设定及保护定值；在雷雨季节前后及雷雨过后应及时检查光伏方阵的防雷保护装置。

（五）运行维护作业采用临时用电应满足相关技术规范要求，做好防止火灾的相关措施。

（六）易燃材料等危险物品应存放在特定位置；设备室或操作间应采取防止蛇、鼠等小动物进入的措施。

（七）每年应在雷雨季节到来前后对光伏电站的防雷接地进行一次测试和检查，光伏方阵的接地电阻应小于4Ω ；每3个月宜对光伏阵列的基础、支架及接地网进行一次全面检查；每年5月-10月，每个月宜对汇流箱防雷装置进行检查。

（八）每年3月、9月应对汇流箱、组串式逆变器密封及防火封堵进行检查。汇流箱通电前，应检查箱内接线情况及接地和光伏组件极性连接的正确性。

（九）光伏电站应根据现场实际情况配备足够的灭火器、打火鞭、灭火风机等消防器材以及防毒面具、消防服、消防帽、消防靴等消防防护装备，配备的消防器材和消防防护装备应符合要求。

（十）光伏电站每年应结合当地气候特点、植被生长特点，定期、不定期开展除草工作，杂草及时清运出光伏场区；设置光伏场区与外界的防火隔离带，防火隔离带的宽度建议10米及以上，以箱变为单元，设置独立的防火区域，每个单元设置防火隔离。

（十一）光伏场区除草难度较大、光伏场区火灾扑救难度较大的光伏电站宜与第三方签订《光伏电站除草合同》（详见附件1）和《防火救援协议》（详见附件2），借助外部专业力量进行光伏场区除草、灭火工作。

（十二）在光伏场区周围设置防火标识牌，定期开展防火宣传，加强周边村民防火安全教育。

参考文献:

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