光伏电站是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统，其中也包含箱变低压柜、配电柜等。长期工作的光伏发电系统关键设备由于接触不良和直流电弧所致火灾事故频发，一旦发生火灾将严重影响光伏系统生产安全和生产效率。随着光伏产业的快速发展，光伏系统的故障率和火灾率逐年上升，如何提前探测到火灾并能够有效扑灭前期火灾是目前需要解决的问题。

 

一、光伏电站箱变配电柜火灾事故特点
1、火灾事故频发
光伏电站火灾事故时有发生，且发生频率较高，严重影响光伏电站的运行安全、发电与出力能力。

2、扑救难度大
光伏电站火灾事故发生后，常因为地理位置偏远、外部条件限制等因素影响，导致火灾扑救难度大，从而造成严重的后果。

3、后果严重
光伏电站火灾事故不仅会造成光伏电站设备的损毁，还可能会对周边环境和人员安全造成极大的影响。

二、光伏电站箱变配电柜火灾原因
光伏直流配电柜是光伏发电系统中的核心部件，主要负责收集并分配来自光伏电池板的直流电，配电柜在确保系统安全运行、优化电力分配效率等方面发挥着至关重要的作用，但也是最容易发生火灾的区域，火灾发生的原因主要有以下三个方面。

1、电接触不良[1]

接触不良是引发元件故障、产生故障电弧的主要原因之一，元件物理性能的改变会导致接触问题，通常线路中线缆发热量随接触电阻增大而增大，多数材料的电阻随温度升高而升高，进一步导致接触电阻增大，这会导致电接触情况劣化甚至失效，引起电弧。光伏直流配电柜内，接触过热问题常出现在系统接线槽、接线端子间、接线端子与线缆间等部位，如图所示。

2、绝缘劣化

绝缘劣化是引起故障电弧的另一主要原因之一。绝缘劣化包括自然辐射等环境因素导致的渐进性劣化和线缆异常温升等故障导致的速发性劣化，前者可通过定期绝缘检测排除故障风险，后者难以及时发现。在光伏直流配电柜内，绝缘劣化常发现于进出线束捆扎处，如图所示。由于接触过热等种种故障导致的劣化问题会让电缆内部产生局部放电，碳化电缆外皮进而引起绝缘击穿。

 

3、故障电弧
电弧是击穿电极之间的空气产生高温放电的现象。直流电弧的温度可高达2000～3000 ℃，而电缆常用的绝缘与护套材料如防火型、低烟无卤型、耐火型材料，以及断路器常见外壳材料如玻璃增强热固性塑料（glassfibre reinforced plastics，GFRP）、聚碳酸酯（polycarbonate，PC）等，其燃点均不足1000 ℃，因此直流电弧的温度已超过绝大多数材料的燃点。当电弧发生后金属熔化产生的熔融物会增大路径上流过的电流，进一步产生电弧。另一方面，高温会使其他正常线路绝缘劣化，产生漏电流并扩大事故发生。同时由于直流电弧没有过零点，部分情况下会持续燃弧，可能破坏周围物体而扩大事故。

 

上述可知光伏电站火灾事故发生有不确定以及突发性，因此对于光伏火灾提前监控、火灾前期扑灭就至关重要

三、光伏电站箱变配电柜智能灭火装置解决方案
现有的消防系统是采用火探管自动灭火装置，并同时配置探测监控系统，火探管灭火装置占用空间小，能够很好的点对点解决小空间火灾，但受送检标准和市场竞争的影响质量目前市场上的此类产品质量普遍不稳定，经常容易漏气掉压，关键时候总是无法保障正常灭火。

此外，光伏电站箱变配电柜一般都是无人看守场所，如果能够在消防室或是远程能够检测到异常情况，对箱变配电柜的安全就会起到很大的作用，消防人员也能够及时了解到现场的情况，念海消防根据市场上已有的解决方案基础上，对光伏电站进行深入研究，出具了一套光伏电站箱变配电柜 智能自动灭火装置解决方案。
1、电气火灾探测系统
配置电气火灾探测系统，能够及时探测到柜内电气工作异常，保障发生异常情况时及时输出到报警主机，启动报警装置。

 

2、智能自动灭火装置
配置念海消防光伏电站专用SV·FIRE智能自动灭火装置，该自动灭火装置可放置在箱变配电柜内，不占用多余空间，装置稳定可靠。

3、智能探测
针对光伏电站箱变的尺寸及所处环境特点，特选用烟雾探测及智能探测能够快速探测的同时，减少误报，有效保障箱变配电柜的安全。

4、消防控制中心联动
SV·FIRE智能自动灭火装置接入光伏电站集控室的消防主机，主机随时可以检测配电柜内情况，如遇火情或探测到异常情况，随时了解灭火情况。

 

5、无线传输功能
光伏电站箱变配电柜智能灭火装置解决方案会配备无线传输功能，能够实现将动作告警总信号传入相关管理人员手机上，保障异常情况发生时快速出具解决方案。

 

光伏发电作为近年来发展的新兴产业，是解决未来能源需求的重要途径，其中安全尤为重要，光伏电站也越来越重视消防安全。由于目前尚没有制定专门的光伏发电站防火设计规范，念海消防根据做过的一些项目经验和现场勘察，设计的这一套光伏电站箱变智能自动灭火装置解决方案，希望也为大家提供参考和思路。

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