光伏火災極早期預警監控系統

一、光伏系統火災原因？

光伏系統火災防范措施，如今，光伏發電發展迅速，日益普及，在日常應用中更應加強防范，預防火災事故的發生。

2023年10月，揚州市高郵郭集工業集中區一家光伏企業突發大火，整個廠房被燒毀。

英國某地價值7000萬英鎊倉庫火災現場圖片

縱觀以上案例，可以發現光伏火災具有較強的破壞性，伴隨著滾滾濃煙，幾乎可以把光伏項目燒毀殆盡。

據統計，光伏電站中的火災事故80%以上是由直流側故障引起，特別是組件熱斑、電氣線路虛接以及直流拉弧問題等引發的火災。另外，防火措施失效、組件質量問題、電氣事故、天氣和自然災害也是光伏電站火災事故的重要原因。

1組件“熱斑效應”

光伏板在通電運行中，如果光伏板表面被鳥屎、泥漿、樹葉，或嚴重的積塵等覆蓋遮擋，那么被遮擋的局部區域溫度會高于其他位置區域，從而形成“熱斑效應”，誘發安全隱患，重則引發火災事故。

2電氣線路虛接、老化、短路等

由于組件、逆變器、接線盒等電氣設備的線纜接頭連接不牢、虛接、密封不良等問題，導致設備運行時接觸點的電阻增大、發熱異常、絕緣強度下降，存在自燃危險。

3直流拉弧

在整個光伏系統中直流側電壓通常高達600~1000V。由于光伏組件接頭接點松脫、接觸不良、接線斷裂、電線受潮、絕緣破裂等原因而極易引起直流拉弧現象。直流拉弧會導致接觸部分溫度急劇升高，持續的電弧會產生3000~7000℃的高溫，并伴隨著高溫碳化周圍器件，輕者使接頭、熔斷器燒毀，重者燒毀組件和設備引起火災。

4天氣和自然災害

光伏電站建在戶外，容易受到天氣和自然災害的影響。例如強風、大雨、冰雹等極端天氣可能會對電站的設備造成損壞，從而引發事故。

二、極早期光伏火災風險建設方案

采用國內、外最先進的極早期火災極早期報警技術---粒子火災感知監控系統，檢測配電柜內的粒子濃度，當粒子濃度達到預警值時報警，并將粒子濃度值傳到站內物聯網預警子站系統，并進行大數據分析，當數據值達到預警閾值時，向相應系統發出早期預警信號。

其工作原理是：粒子是物質受熱且受損的電微粒。物質受熱達到或超過物質的耐受溫度時，物質的還處于物理變化階段尚未與氧氣等發生化學反應就釋放了大量的微粒，通過布朗運動與擴散，在物質周邊形成暫態微粒。這種暫態微粒產生的原因是受熱超限，任何物質受熱超限的持續，就往燃燒的階段發展，因此，通過精確測量熱解粒子釋放的時間與濃度，可以有效發現電氣設備絕緣材料的損壞，對電氣火災進行及時有效的預警。高壓配電柜內發生電氣故障時主要的發熱體是電線與保護電器，包括聚氯乙烯（PVC）絕緣外皮及保護電器的絕緣護套（ABS 材料）、PBC電路板基板等。熱解粒子主要的顆粒成分包括鄰苯二甲酸二（2-乙基己）酯、鄰苯二甲酸單（2-乙基己基）酯、反式角鯊烯、二十一烷等。也就是碳氫鏈C-H的化合物的混合。測量熱解粒子式電氣火災監控探測器能夠監控聚氯乙烯絕緣電纜、鉛酸電池、斷路器、負荷開關等用電設備過熱分解產生粒子和氣體的濃度，在視覺可見煙霧產生之前實施報警，判斷絕緣體發熱，實現電氣火災的極早期監控，防患于未然。

粒子濃度實現火災極早期預警

三、主要技術參數表

四、系統組成

由粒子探測器、主機、云平臺等組成。粒子探測器通過MONBUS-RS485總線，連接至主機，經網關上傳至電網平臺。