1、火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

光伏電站火災(zāi)危險(xiǎn)性較大的設(shè)備有匯流箱、逆變器、蓄電池、連接器、配電柜及變壓器，易發(fā)生電氣火災(zāi)。光伏電站內(nèi)的主要建筑為綜合控制室、變配電站，對(duì)于電壓為35kV以上，單臺(tái)變壓器容量為5000kV˙A及以上的變電站，變壓器規(guī)模屬于GB50229－2006《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》［1］（以下簡(jiǎn)稱《火力發(fā)電規(guī)范》）的適用范圍，其消防設(shè)計(jì)可參照該規(guī)范執(zhí)行，其光伏電纜敷設(shè)事故 他變電站的消防設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)執(zhí)行GB50016－2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》［2］（以下簡(jiǎn)稱《建規(guī)》）。

結(jié)合光伏發(fā)電站內(nèi)建筑物的特性，參照《火力發(fā)電規(guī)范》，光伏電站的建（構(gòu)）筑物火災(zāi)危險(xiǎn)性分類及耐火等級(jí)如表1［1］。當(dāng)電纜夾層電纜采用A類阻燃電纜時(shí)，其火災(zāi)危險(xiǎn)性可為丁類；當(dāng)綜合控制室未采取防止電纜著火后延伸的措施時(shí)，火災(zāi)危險(xiǎn)性應(yīng)為丙類；配電裝置樓和屋外配電裝置根據(jù)設(shè)備含油量確定火災(zāi)危險(xiǎn)性。

2、防火措施

根據(jù)《火力發(fā)電規(guī)范》，結(jié)合光伏電站的電氣設(shè)備特性，光伏電站應(yīng)采取以下防火措施光伏電纜敷設(shè)事故 ：

2.1總平面布置

光伏發(fā)電站的站址選擇應(yīng)根據(jù)國(guó)家可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃、太陽(yáng)能資源、接入電網(wǎng)、環(huán)境保護(hù)等因素考慮，電站內(nèi)的建（構(gòu)）筑物與電站外的建（構(gòu)）筑物、堆場(chǎng)、儲(chǔ)罐之間的防火間距應(yīng)符合《建規(guī)》的規(guī)定。大、中型光伏發(fā)電站內(nèi)的消防車道宜布置成環(huán)形，當(dāng)為盡端式車道時(shí)，應(yīng)設(shè)回車場(chǎng)地或回車道。

2.2變壓器及其他帶油電氣設(shè)備防火措施

（1）由于帶油電氣設(shè)備在使用過(guò)程中容易引發(fā)火災(zāi)，為了防止火勢(shì)蔓延到貼鄰建（構(gòu)）筑物，在與其他建（構(gòu)）筑物貼鄰側(cè)應(yīng)設(shè)置防火墻［1］。

（2）屋內(nèi)單臺(tái)總油量為100kg以上的電氣設(shè)備，屋外單臺(tái)油量為1000kg以上的電氣設(shè)備，應(yīng)設(shè)置貯油或擋油設(shè)施，貯油設(shè)施內(nèi)應(yīng)鋪設(shè)卵石層［1］。

2.3電纜防火措施

由于光伏電站占地面積大，電纜分布廣，無(wú)法針對(duì)電纜設(shè)置固定的滅火裝置，在電纜溝道內(nèi)應(yīng)采用防火分隔和阻燃電纜作為應(yīng)對(duì)電纜火災(zāi)的主要措施，集中敷設(shè)于溝道、槽盒中的電纜宜選用C類或C類以上的阻燃電纜。

2.4光伏電站運(yùn)行和維護(hù)

（1）運(yùn)行和維護(hù)人員應(yīng)具備相應(yīng)的專業(yè)技能。維護(hù)前須做好準(zhǔn)備，斷開所有應(yīng)斷開開關(guān)，確保電容、電感放電完全，必要時(shí)應(yīng)穿絕緣鞋，帶低壓絕緣手套，使用絕緣工具，工作完畢后應(yīng)排除系統(tǒng)可能存在的事故隱患。

（2）由于組件的特殊性，在接收輻射時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電壓。光伏陣列串聯(lián)后形成高壓直流電，如不慎與人體形成環(huán)路，將會(huì)造成重大事故。一般在將光伏陣列接入系統(tǒng)前應(yīng)保持組串處于斷路狀態(tài)，接入系統(tǒng)后在匯流箱（盒）開關(guān)關(guān)斷的情況下進(jìn)行連接。在施工過(guò)程中，應(yīng)用遮擋物將光伏組件進(jìn)行遮擋，遮擋有困難時(shí)，施工人員應(yīng)配備好安全防護(hù)用品。

（3）為防止設(shè)備過(guò)熱、短路等事故，光伏電站主要部件周圍不得堆積易燃易爆物品。

2.5消防設(shè)施

2.5.1消防給水電站的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，應(yīng)同時(shí)設(shè)計(jì)消防給水系統(tǒng)，消防水源應(yīng)有可靠的保證，消防給水量應(yīng)按火災(zāi)時(shí)一次大消防用水量的室內(nèi)和室外消防用水量之和計(jì)算。以下情況可不設(shè)置：

（1）光伏方陣區(qū)（含逆變器升壓室）宜不設(shè)置消防水系統(tǒng)。光伏陣列區(qū)主要由電氣設(shè)備構(gòu)成，白天直流側(cè)始終帶電，不適合用水滅火。

（2）參照《火力發(fā)電規(guī)范》，變電站戶外配電裝置區(qū)域（采用水噴霧的主變壓器消火栓除外）可不設(shè)消火栓［1］。

（3）根據(jù)《建規(guī)》的規(guī)定，電站內(nèi)建筑物滿足耐火等級(jí)不低于二級(jí)，體積不超過(guò)3000m3，且火災(zāi)危險(xiǎn)性為戊類時(shí)，可不設(shè)室內(nèi)外消防結(jié)水［2］。

地面光伏電站的單體建筑物體積一般都小于3000m3，監(jiān)控系統(tǒng)功能完備，值班人員少，建筑物分散。大型地面光伏電站一般多建于西北荒漠地區(qū)，干旱缺水，生活用水多采用汽車運(yùn)輸方式，水的使用成本髙，難以設(shè)置水消防系統(tǒng)。

2.5.2自動(dòng)滅火設(shè)施

參照《火力發(fā)電規(guī)范》，單臺(tái)容量為125MV˙A及以上的主變壓器應(yīng)設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)、合成型泡沫噴霧系統(tǒng)或其他固定式滅火裝置。其他帶油電氣設(shè)備，宜采用于粉滅火器。

油浸變壓器的油具有良好的絕緣性和導(dǎo)熱性，變壓器油的閃點(diǎn)一般為130℃，是可燃液體，當(dāng)變壓器內(nèi)部故障發(fā)生電弧閃絡(luò)，油受熱分解產(chǎn)生蒸氣形成火災(zāi)，需設(shè)置水噴霧等自動(dòng)滅火系統(tǒng)，在缺水、寒冷、風(fēng)沙大、運(yùn)行條件惡劣的地區(qū)，可以選用排油注氮滅火裝置和合成泡沫噴淋滅火系統(tǒng)，對(duì)于戶內(nèi)封閉空間內(nèi)的變壓器也可采用氣體滅火系統(tǒng)。對(duì)于中、小型變電站，自動(dòng)滅火系統(tǒng)費(fèi)用相對(duì)較高，可選用滅火器。

2.5.3火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

光伏發(fā)電站火災(zāi)危險(xiǎn)源主要是電纜及電氣類設(shè)備，因光伏電站發(fā)電量由太陽(yáng)輻射大小決定，其電氣設(shè)備負(fù)荷及電纜載流量也隨太陽(yáng)輻射量的變化而變化，早晚為零，中午接近設(shè)計(jì)值，因此光伏發(fā)電站火災(zāi)發(fā)生概率較常規(guī)火電廠小許多。參照《火力發(fā)電規(guī)范》，結(jié)合光伏發(fā)電站特性，可在大型光伏發(fā)電站或無(wú)人值守電站設(shè)置火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。主控室、繼電器設(shè)備室、無(wú)功補(bǔ)償室、配電裝置室可選用感煙火災(zāi)探測(cè)器，主變壓器（室內(nèi)）、電纜層和電纜豎井可選用線型感溫火災(zāi)探測(cè)器。

2.5.4消防供電、應(yīng)急照明及滅火器

為保證消防供電的性和消防系統(tǒng)的正常運(yùn)行，消防水泵、火災(zāi)報(bào)警、火災(zāi)應(yīng)急照明應(yīng)按Ⅱ類負(fù)荷供電，電站主控室、配電裝置室應(yīng)設(shè)置火災(zāi)應(yīng)急照明和疏散標(biāo)志，電站應(yīng)按GB50140－2005《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求設(shè)置滅火器。

3

光伏發(fā)電是近年來(lái)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，是解決未來(lái)能源需求的重要途徑。由于目前尚沒(méi)有制定專門的光伏發(fā)電站防火設(shè)計(jì)規(guī)范，本文結(jié)合《建規(guī)》和《火力發(fā)電規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定對(duì)電站從分類、組成、火災(zāi)危險(xiǎn)性、總平面布置、措施和消防設(shè)施等方面進(jìn)行了闡述，為設(shè)計(jì)人員和消防審核人員提供了參考。

太陽(yáng)能電池板為了防止樹葉等障礙遮住部分區(qū)域光伏電纜敷設(shè)事故 ，導(dǎo)致單塊電池板電壓斷格現(xiàn)象，一般在輸出極上有并聯(lián)二極管光伏電纜敷設(shè)事故 的，此做法的原理是，電流不能通過(guò)電池板流通時(shí)，可以通過(guò)并聯(lián)的二極管續(xù)流分流，不至于其他板子上的電壓集中加載在這塊有障礙的板子上導(dǎo)致?lián)舸龤А？聪聢D那個(gè)電極片中間串聯(lián)的那個(gè)就是續(xù)流二極管了（分流二極管），它在電池板正常發(fā)電的情況下不起作用，電池板遇到障礙了，不能發(fā)電了它就起作用了。

光伏發(fā)電對(duì)人體沒(méi)有危害。

1、光伏發(fā)電系統(tǒng)是根據(jù)光產(chǎn)生伏打效應(yīng)原理將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能光伏電纜敷設(shè)事故 ，無(wú)污染、無(wú)輻射，逆變器，配電柜等電子器件都通過(guò)EMC（電磁兼容性）測(cè)試，所以對(duì)人體沒(méi)有危害。而且， 太陽(yáng)能光伏發(fā)電不產(chǎn)生任何光伏電纜敷設(shè)事故 的廢氣、廢水、廢渣等廢棄物。在運(yùn)行光伏電纜敷設(shè)事故 的過(guò)程中沒(méi)有任何轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不會(huì)產(chǎn)生噪聲污染。 光伏發(fā)電的原理是光生伏打效應(yīng)，太陽(yáng)電池組件在光照的條件下產(chǎn)生直流電，經(jīng)過(guò)一定的串并聯(lián)匯總后接入到并網(wǎng)逆變器，轉(zhuǎn)換成50Hz AC230V /400V電源，在整個(gè)電源的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換過(guò)程中沒(méi)有任何高頻交流電，無(wú)電磁輻射，不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害。

4、太陽(yáng)能電站的電纜敷設(shè)采用原有的管道和橋接，一般不額外敷設(shè)線路，即使涉及線路的敷設(shè)，也是采用隱蔽的結(jié)構(gòu)，不破壞原有的建筑和環(huán)境。

2、光伏發(fā)電系統(tǒng)是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，不會(huì)產(chǎn)生燥音影響，逆變器的噪音指標(biāo)不高于65

分貝，也不會(huì)有噪音危害。

系統(tǒng)形式主要有以下三種光伏電纜敷設(shè)事故 ：

1.獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)（離網(wǎng)系統(tǒng)） 2.并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng) 3.分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)主要組成部分

1. 光伏陣列

2. 光伏控制器

3. 蓄電池組

4. 逆變器

5. 監(jiān)控系統(tǒng)

6. 負(fù)載

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要組成部分

1. 光伏陣列

2. 并網(wǎng)逆變器

3. 公共電網(wǎng)

4. 監(jiān)控系統(tǒng)

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)主要組成部分

1. 光伏陣列

2. 直流匯流箱

3. 直流配電柜

4. 并網(wǎng)逆變器

5. 交流配電柜

6. 負(fù)載

7. 公共電網(wǎng)

8. 監(jiān)控系統(tǒng)

(1)敷設(shè)電纜光伏電纜敷設(shè)事故 的巷道應(yīng)支護(hù)完好光伏電纜敷設(shè)事故 ，便于電纜光伏電纜敷設(shè)事故 的運(yùn)輸和敷設(shè);

(2)在設(shè)置電纜連接處，不應(yīng)有淋水，否則，應(yīng)采取相應(yīng)措施;

(3)當(dāng)電纜敷設(shè)橫過(guò)巷道時(shí)，應(yīng)保證電纜橫過(guò)巷道后既不影響運(yùn)輸，也不會(huì)危及電纜運(yùn)行;

(4)為避免電纜運(yùn)行中受到外力的沖擊，發(fā)生漏電、短路等不安全故障或事故，下列地點(diǎn)不應(yīng)敷設(shè)電纜：

①用機(jī)械提升的進(jìn)風(fēng)傾斜井巷(包括運(yùn)輸機(jī)上、下山和使用木支架的立井井筒)，在個(gè)別情況下，受條件限制執(zhí)行有困難時(shí)，對(duì)電纜應(yīng)采取可靠保護(hù)措施，經(jīng)礦務(wù)局或礦總工程師批準(zhǔn)的不受此限。②溜放煤、矸石和材料的巷道。

(5)敷設(shè)的電纜需彎曲時(shí)，為防止紙絕緣的撕裂、鉛包的損壞、電纜內(nèi)應(yīng)力過(guò)大，使電纜受傷，電纜和電纜芯線彎曲時(shí)，不得小于其最小彎曲半徑。

高層建筑中光伏電纜敷設(shè)事故 ，因?yàn)殡娋€、電纜敷設(shè)成束地架設(shè)在線架上，萬(wàn)一電線、電纜產(chǎn)生火災(zāi)，其后果不堪設(shè)想。因?yàn)殡娋€、電纜所使用的絕緣層都是有可燃性的橡膠、聚氯乙烯等氫高分子有機(jī)化合物質(zhì)，在焚燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量達(dá)19000～46000kJ/kg。電線、電纜的銅芯熔點(diǎn)大約在1038℃，鋁芯熔點(diǎn)在658℃，而電線、電纜絕緣層的熔點(diǎn)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不高于這些數(shù)值，如聚氯乙烯塑料熔點(diǎn)僅為120℃。當(dāng)群體成束電線、電纜事故發(fā)生熱點(diǎn)熔溫達(dá) 800～1100℃時(shí)，對(duì)高層建筑的威脅尤為重大，事故中煙霧大，難以觀察到著火源，事故處理非常艱苦。近年來(lái)的四川百貨大樓、香港九龍大廈的火災(zāi)悲劇，無(wú)一不是由電線、電纜引起的。

發(fā)生電氣火災(zāi)事故還會(huì)引起其光伏電纜敷設(shè)事故 他連鎖事故。一般地講，塑料電線、電纜不僅燃燒蔓延速度快，而且還產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，諸如氯化氫、一氧化碳等，使人處于窒息、中毒狀態(tài)，面臨死亡的危險(xiǎn)。同時(shí)，在熄滅時(shí)鹵化物氣體經(jīng)燃燒反應(yīng)會(huì)生成強(qiáng)烈的酸霧，造成“二次污染”，使現(xiàn)代智能型高層電氣、電子設(shè)備受到強(qiáng)酸侵蝕，后果也相當(dāng)嚴(yán)重。

1、 短路性故障 有兩相短路和三相短路,多為制造過(guò)程中留下光伏電纜敷設(shè)事故 的隱患造成.

2、 接地性故障 電纜某一芯或數(shù)芯對(duì)地?fù)舸┕夥娎|敷設(shè)事故 ，絕緣電阻低于10kΩ稱低阻接地光伏電纜敷設(shè)事故 ，高于10kΩ稱為低阻接地。主要由于電纜腐蝕、鉛皮裂紋、絕緣干枯、接頭工藝和材料等造成。

3、 斷線性故障 電纜某一芯或數(shù)芯全斷或不完全斷。電纜受機(jī)械損傷、地形變化光伏電纜敷設(shè)事故 的影響或發(fā)生過(guò)短路，都能造成斷線情況。

4、 混合性故障 上述兩種以上的故障。

電力電纜線路故障原因及對(duì)策

1、外力損傷 在電纜的保管、運(yùn)輸、敷設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中都可能遭受外力損傷，特別是已運(yùn)行的直埋電纜，在其光伏電纜敷設(shè)事故 他工程的地面施工中易遭損傷。這類事故往往占電纜事故的50%。為避免這類事故，除加強(qiáng)電纜保管、運(yùn)輸、敷設(shè)等各環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量外，更重要的是嚴(yán)格執(zhí)行動(dòng)土制度。

2、保護(hù)層腐蝕 地下雜散電流的電化腐蝕或非中性土壤的化學(xué)腐蝕使保護(hù)層失效，失去對(duì)絕緣的保護(hù)作用。解決辦法是，在雜散電流密集區(qū)安裝排流設(shè)備;當(dāng)電纜線路上的局部土壤含有損害電纜鉛包的化學(xué)物質(zhì)時(shí)，應(yīng)將這段電纜裝于管內(nèi)，并用中性土壤作電纜的襯墊及覆蓋，還要在電纜上涂以瀝青。

3、錢包疲勞、龜裂、脹裂 造成此原因是該電纜品質(zhì)不良。這可以通過(guò)加強(qiáng)敷設(shè)前對(duì)電纜的檢查;如電纜安裝質(zhì)量或環(huán)境條件很差，安裝時(shí)局部電纜受到多次彎曲，彎曲半徑過(guò)小，終端頭、中間頭發(fā)熱導(dǎo)致附近電纜段過(guò)熱，周圍電纜密集不易散熱等，這要通過(guò)抓好施工質(zhì)量得以解決。

4、過(guò)電壓、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行 電纜電壓選擇不當(dāng)、在運(yùn)行中突然有高壓竄入或長(zhǎng)期超負(fù)荷，都可能使電纜絕緣強(qiáng)度遭破壞，將電纜擊穿。這需要過(guò)加強(qiáng)巡視檢查、改善運(yùn)行條件來(lái)及時(shí)解決。

5、戶外終端頭浸水 因施工不良，絕緣膠未灌滿，致終端頭浸水，最終發(fā)生爆炸。因此要嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝規(guī)程，認(rèn)真驗(yàn)收;加強(qiáng)檢查和及時(shí)維修。終端頭漏油，破壞了密封結(jié)構(gòu)，使電纜端部浸漬劑流失干枯，熱阻增加，絕緣加速老化，易吸收潮氣，造成熱擊穿。發(fā)現(xiàn)終端頭滲漏油時(shí)應(yīng)加強(qiáng)巡視，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)停電重做。