光伏火灾极早期预警监控系统

一、光伏系统火灾原因？

光伏系统火灾防范措施，如今，光伏发电发展迅速，日益普及，在日常应用中更应加强防范，预防火灾事故的发生。

2023年10月，扬州市高邮郭集工业集中区一家光伏企业突发大火，整个厂房被烧毁。

英国某地价值7000万英镑仓库火灾现场图片

纵观以上案例，可以发现光伏火灾具有较强的破坏性，伴随着滚滚浓烟，几乎可以把光伏项目烧毁殆尽。

据统计，光伏电站中的火灾事故80%以上是由直流侧故障引起，特别是组件热斑、电气线路虚接以及直流拉弧问题等引发的火灾。另外，防火措施失效、组件质量问题、电气事故、天气和自然灾害也是光伏电站火灾事故的重要原因。

1组件“热斑效应”

光伏板在通电运行中，如果光伏板表面被鸟屎、泥浆、树叶，或严重的积尘等覆盖遮挡，那么被遮挡的局部区域温度会高于其他位置区域，从而形成“热斑效应”，诱发安全隐患，重则引发火灾事故。

2电气线路虚接、老化、短路等

由于组件、逆变器、接线盒等电气设备的线缆接头连接不牢、虚接、密封不良等问题，导致设备运行时接触点的电阻增大、发热异常、绝缘强度下降，存在自燃危险。

3直流拉弧

在整个光伏系统中直流侧电压通常高达600~1000V。由于光伏组件接头接点松脱、接触不良、接线断裂、电线受潮、绝缘破裂等原因而极易引起直流拉弧现象。直流拉弧会导致接触部分温度急剧升高，持续的电弧会产生3000~7000℃的高温，并伴随着高温碳化周围器件，轻者使接头、熔断器烧毁，重者烧毁组件和设备引起火灾。

4天气和自然灾害

光伏电站建在户外，容易受到天气和自然灾害的影响。例如强风、大雨、冰雹等极端天气可能会对电站的设备造成损坏，从而引发事故。

二、极早期光伏火灾风险建设方案

采用国内、外最先进的极早期火灾极早期报警技术---粒子火灾感知监控系统，检测配电柜内的粒子浓度，当粒子浓度达到预警值时报警，并将粒子浓度值传到站内物联网预警子站系统，并进行大数据分析，当数据值达到预警阈值时，向相应系统发出早期预警信号。

其工作原理是：粒子是物质受热且受损的电微粒。物质受热达到或超过物质的耐受温度时，物质的还处于物理变化阶段尚未与氧气等发生化学反应就释放了大量的微粒，通过布朗运动与扩散，在物质周边形成暂态微粒。这种暂态微粒产生的原因是受热超限，任何物质受热超限的持续，就往燃烧的阶段发展，因此，通过精确测量热解粒子释放的时间与浓度，可以有效发现电气设备绝缘材料的损坏，对电气火灾进行及时有效的预警。高压配电柜内发生电气故障时主要的发热体是电线与保护电器，包括聚氯乙烯（PVC）绝缘外皮及保护电器的绝缘护套（ABS 材料）、PBC电路板基板等。热解粒子主要的颗粒成分包括邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯、邻苯二甲酸单（2-乙基己基）酯、反式角鲨烯、二十一烷等。也就是碳氢链C-H的化合物的混合。测量热解粒子式电气火灾监控探测器能够监控聚氯乙烯绝缘电缆、铅酸电池、断路器、负荷开关等用电设备过热分解产生粒子和气体的浓度，在视觉可见烟雾产生之前实施报警，判断绝缘体发热，实现电气火灾的极早期监控，防患于未然。

粒子浓度实现火灾极早期预警

三、主要技术参数表

四、系统组成

由粒子探测器、主机、云平台等组成。粒子探测器通过MONBUS-RS485总线，连接至主机，经网关上传至电网平台。