韓歡慶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】：在可持續發(fā)展的大環(huán)境下，新能源對現階段社會(huì )生產(chǎn)的影響越來(lái)越明顯，但是頻發(fā)的新能源電氣火災問(wèn)題已經(jīng)成為制約新能源進(jìn)一步發(fā)展的重要因素。本文重點(diǎn)分析了新形勢下新能源電氣火災預防與新能源汽車(chē)的火災控制思路的相關(guān)問(wèn)題，希望能對相關(guān)人員工作有所幫助。

【關(guān)鍵詞】：新能源；電氣火災；火災預防

0 引言

新能源是實(shí)現“綠水青山"與推動(dòng)社會(huì )可持續發(fā)展的重要保證，新能源的推廣，不僅進(jìn)一步改變了我國能源結構，更為社會(huì )發(fā)展提供了更多的能源，成為加快社會(huì )發(fā)展的有效助力。因此，為了能夠讓新能源更好地服務(wù)于社會(huì )生產(chǎn)，就需要重視對新能源問(wèn)題的研究，本文將從新能源電氣火災的角度做進(jìn)一步分析。

1 新能源電氣火災研究

1.1新能源電氣火災出現的原因

1.1.1雷擊引起的火災

雷擊引起的電氣火災現象較為常見(jiàn)，各地區常見(jiàn)報導。有文獻指出，雷擊是引起新能源火災的重要原因，尤其在風(fēng)電機上更為常見(jiàn)，往往是因為風(fēng)電機沒(méi)有安裝避雷設置或者避雷設施老化，這樣會(huì )導致風(fēng)電設備被雷擊而引發(fā)火災的概率進(jìn)一步升高。同時(shí)，風(fēng)電設備本身就處于室外空曠地帶，并且周?chē)鷽](méi)有其他建筑物，因此在雷雨天氣中遭受雷擊而出現火災的概率很高。

1.1.2內部故障引起的火災

內部設備故障也會(huì )導致新能源電氣設備出現火災，從技術(shù)角度來(lái)看，由于新能源設備的科技含量較高，因此其內部往往存在大量的組間，組間之間的接口較多，這就決定了新能源設備出現故障的概率增加。例如，很多新能源設備中需要灌注潤滑油，而由于接口數量多，所以新能源設備內部的潤滑油容易通過(guò)接口滲出；同時(shí)，一些設備本身就存在質(zhì)量問(wèn)題，例如密封效果差、裝配不慎等，也會(huì )導致潤滑油滲漏。組間設備在經(jīng)過(guò)潤滑油的浸泡后，會(huì )導致部分零部件損壞，進(jìn)而引發(fā)火災；電氣設備內部的隔熱海綿，或者液壓系統中存在的油污等，這些物質(zhì)的存在會(huì )加劇火勢的蔓延，一旦出現火災，就有可能造成巨大的損失。

1.1.3電氣安裝不正確引起的火災

電氣安裝不正確也會(huì )成為引發(fā)火災的誘因，正如前文所介紹，新能源電氣設備的技術(shù)含量高，因此其安裝難度要明顯高于常規能源電氣設備，所以在電氣設備安裝過(guò)程中，因為施工人員的技術(shù)錯誤、安裝不當等，會(huì )導致電氣設備在運行過(guò)程中會(huì )出現接觸不良、接地故障等一系列問(wèn)題，致使電氣設備內部的溫度快速變化，最終引發(fā)火災。同時(shí)，若在新能源電氣設備的過(guò)載保護裝置選擇中出現質(zhì)量問(wèn)題，將不配套的過(guò)載保護裝置安裝到電氣設備內部，最終導致電氣設備出現火災。 

1.2新能源電氣設備火災的防范措施

1.2.1強化防雷設計

防雷設計是新能源電氣設備需要關(guān)注的問(wèn)題，尤其是風(fēng)電系統，由于風(fēng)電機組被設置在高空上，因此被雷擊的概率很高。所以在火災防范過(guò)程中，須要采用有效的手段來(lái)避免雷擊發(fā)生。所以在實(shí)際操作中，應該根據地區雷擊事件的特征，對不同的防雷區采用相應的防雷手段，通過(guò)安裝避雷設施等，降低雷擊現象的發(fā)生概率。同時(shí)在防雷設備安裝結束后，還應該指派專(zhuān)業(yè)人員定期檢查防雷設備的情況，若發(fā)現老化、故障等情況，需要及時(shí)更換處理上避免雷擊發(fā)生。

1.2.2避免內部故障

避免內部故障也能防范新能源電氣設備火災現象的發(fā)生，對相關(guān)人員而言，應該重點(diǎn)做好以下幾點(diǎn)工作：(1)檢查新能源電氣設備的內部情況，如防塵圈、密封部件等，須要及時(shí)檢查相關(guān)部件的質(zhì)量，若發(fā)現老化、破損等都需要在第一時(shí)間進(jìn)行更換。(2)拆卸、安裝關(guān)鍵部位零部件時(shí)，須要保證接頭對正，切忌出現強硬拉扯的現象。(3)保證密封溝槽的尺寸，并更換電氣設備內部的液壓油等，采用多種手段避免內部故障現象發(fā)生。

1.2.3電氣設施管理

在電氣設施管理過(guò)程中，須要全面提高施工人員安全意識，要求相關(guān)施工人員能夠進(jìn)一步了解新能源電氣設備的特征，能夠從防火的角度入手，認真對待新能源電氣設備的安裝工作，從源頭上避免安裝質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生；在電氣設施管理中，也應該積極發(fā)揮監理單位的作用，要求監理單位能夠對電氣設置安裝的質(zhì)量負責，監督新能源電氣設備的安裝過(guò)程，避免出現接觸不良、接地故障等質(zhì)量問(wèn)題，保證新能源電氣設備能夠正常工作。

2 新能源汽車(chē)火災防控

新能源汽車(chē)的火災問(wèn)題已經(jīng)成為當前社會(huì )中不容忽視的一個(gè)問(wèn)題。在新能源汽車(chē)運行過(guò)程中，隨著(zhù)新能源汽車(chē)行駛里程不斷增加，汽車(chē)在未來(lái)行駛過(guò)程中也會(huì )存在火災風(fēng)險，最終影響汽車(chē)的行駛安全。在新能源汽車(chē)的電氣火災防控過(guò)程中，相關(guān)人員須要關(guān)注以下問(wèn)題：                  

（1）控制母線(xiàn)電壓水平。母線(xiàn)電壓是導致新能源汽車(chē)出現電氣火災的重要因素，當母線(xiàn)電壓高出正常值之后，線(xiàn)路與電氣設備上會(huì )出現火花電弧，火花電弧的溫度很高，可能會(huì )以引發(fā)火災。所以須要采用多種措施來(lái)控制母線(xiàn)電壓水平。(2)控制器過(guò)熱。若電機長(cháng)期處于大負荷的工況下，會(huì )導致線(xiàn)路中絕緣導體和電氣設備發(fā)生老化，可能產(chǎn)生泄漏電流，并且隨著(zhù)汽車(chē)運行，電流開(kāi)通時(shí)間增加會(huì )導致控制器的溫度快速升高，這些都會(huì )形成火災隱患。因此在火災防控中，要關(guān)注控制器的溫度變化，檢查其電流運行情況，一旦發(fā)現電流不正常運行，需要第一時(shí)間尋找解決方案。(3)新能源汽車(chē)在充電過(guò)程中引起的火災。

隨著(zhù)新能源汽車(chē)的廣泛運用，將來(lái)越來(lái)越多的家庭和單位使用新能源汽車(chē)，隨之而來(lái)的就是在給汽車(chē)充電時(shí)帶來(lái)的火災隱患。近年來(lái)電單車(chē)充電引起的火災在不斷上升，甚至有一些火災已經(jīng)引起了人員傷亡和大量的財產(chǎn)損失?，F在已經(jīng)有不少地下停車(chē)位安裝了充電樁，專(zhuān)門(mén)給新能源汽車(chē)充電，由于現在小區、商場(chǎng)的停車(chē)位基本都是地下停車(chē)位，車(chē)位之間距離比較近，一旦一輛車(chē)著(zhù)火勢必會(huì )很快蔓延到周?chē)?chē)輛，造成大量的汽車(chē)著(zhù)火，濃煙不能大量有效地排出地下空間，對人員的生命造成極大的威脅。針對地下停車(chē)場(chǎng)設置新能源汽車(chē)充電樁的車(chē)位，建議每個(gè)車(chē)位設置防火墻進(jìn)行隔離，這樣能有效地控制火災的蔓延。

3 開(kāi)展火災教育工作

對全體人員進(jìn)行火災知識的再教育，也是控制新能源電氣火災的有效方法，讓相關(guān)人員在面對火災時(shí)能做到有條不紊，避免火災損失擴大，甚至將火災控制在萌芽狀態(tài)?；馂慕逃ぷ鞯闹饕獌热莅ǎ?/span>

(1)對火災源的識別。須要針對新能源電氣設備的實(shí)際情況，對相關(guān)人員進(jìn)行教育，闡述可能出現的火災類(lèi)型，例如上文所介紹的雷擊所引發(fā)的火災、內部故障所引發(fā)的火災等，不同火災的處置手段存在明顯差異，因此應該得到工作人員的注意。

(2)讓員工掌握火災處理的小技巧。在火災發(fā)生之后，現場(chǎng)人員的處置成為控制火災發(fā)展的關(guān)鍵，因此在火災教育中，須要讓員工掌握火災處理的小技巧，例如如何正確使用滅火器，必要時(shí)與可以與當地消防部門(mén)聯(lián)系，在內部舉行消防演練，進(jìn)一步加深員工對火災控制手段的理解。

(3)確保小區的電單車(chē)棚和停車(chē)位使用的充電設施器材是正規產(chǎn)品。同時(shí)做好宣傳工作，不要購買(mǎi)一些便宜沒(méi)有質(zhì)保的電瓶充電使用。

4 安科瑞電氣火災監控云系統架構和硬件選型

安科瑞電氣推出的電氣火災監控云系統采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災探測器、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護器，對引發(fā)電氣火災的主要因素（導線(xiàn)溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進(jìn)行不間斷的數據與統計分析，并將發(fā)現的各種隱患信息及時(shí)推送給學(xué)校管理人員，指導學(xué)校實(shí)現時(shí)間的排查和治理，達到潛在電氣火災隱患，實(shí)現“防患于未然"的目的。

用戶(hù)可以利用PC、手機、平板電腦等多種終端實(shí)現對平臺的訪(fǎng)問(wèn)，查詢(xún)包括系統信息、實(shí)時(shí)數據、報記錄等在內的各種信息，使用方便。利用該系統為用戶(hù)提供的低成本服務(wù)，能有提升企業(yè)的消防管理和電氣設備水平，防范重大惡性火災財產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責任的發(fā)生。

本系統的整體結構如圖所示：

4.1硬件配置：

平臺服務(wù)器：建議按照我方提供配置標準購買(mǎi)，或者客戶(hù)自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置：（如申請阿里云可忽略）

現場(chǎng)硬件配置

方案一：100A以下回路，開(kāi)口式互感器

方案二：100A以下回路，普通互感器，會(huì )增加施工量

方案三：100A以下回路，普通電流互感器，探測器和無(wú)線(xiàn)模塊分開(kāi)，可適用多回路

 配置針對1個(gè)回路，剩余電流互感器根據現場(chǎng)回路電流大小選擇。

4.2運行條件:

   1）瀏覽器運行設備：

   臺式電腦，手機、平板等移動(dòng)端設備。

   2）瀏覽器端運行環(huán)境：

   Windows系統下使用、火狐、360（速模式）等瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)。

4.3主要技術(shù)指標: 數據上傳頻率：2分鐘

   通信方式：RS485、2G/3G/4G

   并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)量：>=10000

   歷史數據存儲：>=3年

5 安科瑞限流式保護器與智能安全配電裝置介紹

5.1產(chǎn)品概述

5.1.1ASCP200-1型單相電氣防火限流式保護器

電氣防火限流式保護器可有效克服傳統斷路器、空氣開(kāi)關(guān)和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長(cháng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，發(fā)生短路故障時(shí)，能以微秒級速度快速限制短路電流以實(shí)現滅弧保護，從而能顯著(zhù)減少電氣火災事故，保障使用場(chǎng)所人員和財產(chǎn)的安全。

ASCP200-1型電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器，大額定電流為63A?？蓮V泛應用于學(xué)校、醫院、商場(chǎng)、賓館、娛樂(lè )場(chǎng)所、寺廟、文物建筑、會(huì )展、住宅、倉庫、幼兒園、老年人建筑、集體宿舍、電動(dòng)車(chē)充電站及租賃式商場(chǎng)商鋪、批發(fā)市場(chǎng)、集貿市場(chǎng)、甲乙丙類(lèi)危險品庫房等各種用電場(chǎng)所末端干、支路的線(xiàn)路保護。

5.1.2AISD智能安全配電裝置

AISD系列智能安全配電裝置是安科瑞電氣有限公司專(zhuān)門(mén)為低壓配電側開(kāi)發(fā)的一款智能安全用電產(chǎn)品，本產(chǎn)品主要針對低壓配電側人身觸電安全事故、線(xiàn)路老化、漏電引起電氣火災等等常見(jiàn)隱患而設計。

產(chǎn)品主要應用于學(xué)校、教育機構、醫院、療養院、康復中心、敬老院、酒店娛樂(lè )、商場(chǎng)商鋪、企事業(yè)單位、家庭電器等各類(lèi)低壓用電的場(chǎng)合。5.2產(chǎn)品功能特點(diǎn)

5.2.1ASCP200-1型電氣防火限流式保護器主要功能如下

■短路保護功能。保護器實(shí)時(shí)監測用電線(xiàn)路電流，當線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內實(shí)現快速限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

■過(guò)載保護功能。當被保護線(xiàn)路的電流過(guò)載且過(guò)載持續時(shí)間超過(guò)動(dòng)作時(shí)間（3~60秒可設）時(shí)，保護器啟動(dòng)限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

■表內超溫保護功能。當保護器內部器件工作溫度過(guò)高時(shí)，保護器實(shí)施超溫限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

■過(guò)欠壓保護功能。當保護器檢測到線(xiàn)路電壓欠壓或過(guò)壓時(shí)，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動(dòng)限流保護。

■配電線(xiàn)纜溫度監測功能。當被監測線(xiàn)纜溫度超過(guò)報警設定值時(shí)，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動(dòng)限流保護。

■漏電流監測功能。當被監測的線(xiàn)路漏電超過(guò)報警設定值時(shí)，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動(dòng)限流保護。

■保護器具有1路RS485接口，1路2G無(wú)線(xiàn)通訊，可以將數據發(fā)送到后臺監控系統，實(shí)現遠程監控。監控后臺可以是安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監控主機，也可以是安科瑞Acrel-6000安全用電管理云平臺，或三方監控軟件或平臺。

5.2.2AISD智能安全配電裝置主要功能如下

■供電穩定性。負載端發(fā)生單相接地故障，裝置報警，系統可持續供電，不會(huì )切斷電源。

■供電安全性。裝置可以把系統的漏電流限制在很小的級別，人體無(wú)意觸碰到供電線(xiàn)路，不會(huì )造成觸電事故。

■限流滅弧。系統發(fā)生短路故障，裝置能快速切斷電源，不會(huì )出現電弧火花。

■過(guò)載保護。裝置監測到系統過(guò)載，可以及時(shí)切斷電源，避免因過(guò)載引起線(xiàn)路故障。

■電壓監測。裝置實(shí)時(shí)監測系統電壓，發(fā)生過(guò)、欠壓時(shí)，發(fā)出報警信號，可以設置是否切斷電源。

■報警功能。在系統發(fā)生短路、過(guò)載、欠壓等異常時(shí)，裝置發(fā)出聲光報警信號，提醒相關(guān)人員。

■事件記錄。裝置存儲30條事件記錄，可供用戶(hù)查詢(xún)。

■通訊功能。裝置配置RS485通訊接口，Modbus-RTU協(xié)議，可以遠程讀取相關(guān)數據?？蛇x配無(wú)線(xiàn)通訊模塊，無(wú)線(xiàn)方式將數據發(fā)送到云平臺。

5.3產(chǎn)品技術(shù)參數

表1ASCP200-1型電氣防火限流式保護器

表2AISD智能安全配電裝置主要功能如下

5.4產(chǎn)品使用注意事項

5.4.1ASCP200-1型單相電氣防火限流式保護器

在選用限流式保護器時(shí)，限流式保護器的設定的額定電流應該與其前上級的斷路器的額定電流保持一致。例如，當限流式保護器輸入端斷路器的額定電流為32A時(shí)，應將限流式保護器的額定電流設置為32A。為保障限流式保護器的正常使用，嚴禁將其使用于與其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線(xiàn)路中。

ASCP200系列采用限流式保護器采用壁掛式安裝，可以?huà)靿Π惭b，也可以安裝在箱體內，應確保安裝場(chǎng)所無(wú)滴水、腐蝕性化學(xué)氣體和沉淀物質(zhì)，并注意環(huán)境溫度和通風(fēng)散熱。

為確?？煽窟B接，接線(xiàn)時(shí)應按接線(xiàn)圖進(jìn)行，同時(shí)為了防止接頭處接觸電阻過(guò)大而導致局部過(guò)熱，也避免因接觸不良而導致保護器工作不正常，線(xiàn)頭應采用合適大小的U形冷壓頭壓接后，再插入保護器相應端子上并將螺釘擰緊壓實(shí)。

保護器內部帶有交流電，嚴禁非專(zhuān)業(yè)人士擅自打開(kāi)產(chǎn)品外殼。保護器在使用期間，若被保護線(xiàn)路發(fā)生短路或過(guò)載故障而被限流保護時(shí)，保護器仍處于帶電狀態(tài)，不允許隨意碰觸用電線(xiàn)路的金屬部分。待檢查線(xiàn)路，并排除故障后，長(cháng)按保護器的復位按鍵約2秒鐘，使保護器恢復正常運行時(shí)。

當保護器因超溫而發(fā)生限流保護時(shí)，則可能是因為負載電流過(guò)大，環(huán)境溫度過(guò)高或通風(fēng)散熱不良等原因導致，可通過(guò)加強通風(fēng)等措施，等保護器溫度降下來(lái)后，再長(cháng)按復位鍵，使保護器復位，恢復正常運行。

5.4.2AISD智能安全配電裝置

在選用智能安全配電裝置時(shí)，裝置的額定容量應該與后方用電設備的額定容量保持一致。例如，當智能安全配電裝置的額定容量為3kVA時(shí)，后方用電設備的額定容量應不超過(guò)3kVA，嚴禁將其使用于額定容量不匹配的配電線(xiàn)路中。

智能安全配電裝置器采用壁掛式安裝，可以裸機掛墻安裝，也可以落地安裝，應確保安裝場(chǎng)所無(wú)滴水、腐蝕性化學(xué)氣體和沉淀物質(zhì)，并注意環(huán)境溫度和通風(fēng)散熱。

接線(xiàn)時(shí)應按接線(xiàn)圖操作，同時(shí)為了防止接頭處接觸電阻過(guò)大而導致局部過(guò)熱，也避免因接觸不良而導致裝置工作不正常，應確保裝置相應端子接線(xiàn)擰緊壓實(shí)。

嚴禁非專(zhuān)業(yè)人士擅自打開(kāi)產(chǎn)品外殼。

6 安科瑞中線(xiàn)安防保護器產(chǎn)品介紹及選型

6.1中性線(xiàn)定義及危害

中性線(xiàn)的定義：三相電的星形接法是把每一相電源或負載的一端都接在中性點(diǎn)上，將中性點(diǎn)引出的這條線(xiàn)叫中性線(xiàn)，這樣就形成三相四線(xiàn)制或者五線(xiàn)制。也可不引出，形成三相三線(xiàn)制?，F在的低壓配電線(xiàn)路，采用最多的是三相四線(xiàn)制，其中的三條線(xiàn)路分別用A、B、C代表三相，另一條中性線(xiàn)用N代表。

在三相四線(xiàn)制或五線(xiàn)制供電系統運行過(guò)程中，中性線(xiàn)引發(fā)火災事故主要通過(guò)三種途徑：

A.中性線(xiàn)長(cháng)期過(guò)載導致中性線(xiàn)絕緣層老化，最后使得絕緣層燃燒引發(fā)火災；

B.中性線(xiàn)故障使中性線(xiàn)開(kāi)路，導致三相電嚴重不平衡，燒毀電氣設備引發(fā)火災。

C.中性線(xiàn)老化使線(xiàn)路局部過(guò)熱，導致中性線(xiàn)絕緣層老化，最后使得絕緣層燃燒引發(fā)火災。

6.2產(chǎn)品型號及尺寸

6.2.1產(chǎn)品型號

6.2.2 模塊接口示意

6.2.3產(chǎn)品尺寸

6.3技術(shù)參數

7 結語(yǔ)

新能源在現階段社會(huì )生產(chǎn)中發(fā)揮著(zhù)重要作用，因此對相關(guān)人員而言，須要進(jìn)一步提升對新能源電氣火災的認識，在日常工作中積極避免火災現象的發(fā)生，從技術(shù)手段、日常防范與管理等角度入手，積極預防、控制電氣火災，為提高新能源利用效率奠定基礎。

參考文獻  

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[5] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊，2020.06版.

作者簡(jiǎn)介：

韓歡慶，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電氣火災的現狀問(wèn)題和防控對策，