时驰

摘要：由于光伏电站广泛应用于密集工业地区、人群地区，其消防安全更需着重关注防范。近年来，各种电站火灾的案例的出现，迫使我们寻找更安全，更高效的救援方式。本文通过探析光伏工作原理和方式上，对光伏火灾危险原因及特点进行分析，并提出一系列的扑救措施。

关键词：光伏;工作原理;火灾危险性;扑救措施

分类号：TU998.1

前言

上世纪50年代第一块实用的硅太阳电池的问世，揭开了光电技术的序幕。世界光伏组件生产最近10年的平均年增长率超过25%，最近5年的年平均增长率约40%，可看出，世界光伏产业呈快速发展势态，成为世界发展最快的新兴产业之一。

一、光伏发电的原理及运行方式

发电原理：太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。

运行方式：独立运行和并网运行。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高;在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，可以大幅度降低造价，提高的发电效率和环保性能。

二、光伏火灾的原因及潜在风险

光伏发电系统自身不含易燃易爆物质，设备本体中可燃物极少，火灾主要是电气电路故障引燃可燃物。

光伏发电系统交流侧电气特性同常规电力系统，交流侧原因引发火灾的较少。

光伏发电系统在直流侧引发火灾主要原因是局部发热、直流拉弧，绝缘失效引起短路等。

1.潜在风险因素：

光伏组件部分

（1）组件表面污染遮挡引起热斑效应，如鸟粪、树叶，同时旁路二极管失效，引起局部高温;

（2）组件本身的质量及工艺问题如虚焊引起局部发热等;

（3）组件接线盒问题：内部接线不良、焊点焊接面积过小、旁路二极管过热、密封不好灰尘水气侵入。

2.直流汇流箱部分

（1）内部布局不良、直流开关绝缘耐压不够;

（2）直流端子设计不合理;

（3）电缆接头施工不规范，松动虚接，导电体裸露;

（4）密封不好灰尘、水气侵入。

3.直流電缆、接插件部分

（1）组件串引出线没有采用光伏专用电缆，耐高温、抗老化性能弱，长期运行绝缘性能下降;

（2）直流电缆连接没有采用专用接插头，接插头连接不密实、接触电阻大;

（3）施工不规范，电缆外保护绝缘有损伤。

四、光伏火灾的特点

装置系统特殊，现场危险性多。光伏电站直流侧着火后光伏组件或者汇流箱、直流配电柜，即使在切断逆变器交、直流侧开关后，光伏组件只要能接收到阳光辐射，每一组串就会产生几百伏的直流电压，存在无法立即切断直流电源的特性。

易引起触电事故，现场处置要求高。光伏发电火灾属于电气火灾，电气绝缘损坏或带电导线断落接地，在一定范围内会存在跨步电压和接触电压，如不注意可能引起触电事故。

易引发次生灾害，蔓延快风险大。如果是屋顶光伏发电系统，光伏发电火灾存在引起建筑着火的次生灾害的风险，若不及时处置将蔓延导致建筑，更加的加大损失和风险。

安装位置特殊，进攻路线难度大。由于光伏发电系统一般安装在采光位置较好的地方，比如屋顶、广阔草原、开阔的水域等地方，若发生火灾将对救援人员的处置难度加大。

五、光伏火灾扑救建议

1.严格做好火场侦察工作

首先通过各种侦察手段准确判断光伏组件着火点位置，尽可能先断开相应交、直流电源，再进行灭火。在光伏火灾中参战队员一定要做好战斗位的自我侦察检测，如随身携带漏电检测棒等检测器材，在保证火场电源切断的情况下要进行灭火，若情况不明时，不可盲目实施用水灭火。

2.严格按照程序断开光伏发电系统

光伏系统发生火灾时发电系统断开次序：断开并网总开关→逆变器自动停机→逆变器交流侧开关断开→逆变器直流侧开关断开。若火灾是由建筑自身引起的，而不是由光伏发电引起时，应先断开建筑交流电源，即断开着火建筑与外电网的电源，还要断开光伏发电的交、直流电源。

3.集中式、组串式逆变器要分别处理

对于集中式逆变器来说，逆变器关停后还要断开着火点相应的直流汇流箱输出总开关及每个光伏组串。

4.阻绝光源达到安全灭火

如果火灾火势不大，先观测判断建筑屋顶结构安全，在确保灭火人员安全的情况下，需要进行带电灭火时，可考虑采用灭火毯对着火区组件进行遮盖，其主要作用主要是用来遮挡阳光，使得光伏组件降低或失去电压，同时覆盖火源、阻隔空气，以达到安全灭火的目的。

六、光伏火灾扑救时注意事项

1.划定警戒区域

带电导线断落地面易形成了跨步电压或接触电压的危险场所，划定警戒区范围在距导线接地处20m半径以上，要设置明显的标志和专人看管，并通知供电部门迅速派人处理;禁止无关人员进入警戒区;消防救援人员进入警戒区域带电灭火时，必须穿戴防护装具，没有穿戴防电用具的人员，不准许进入警戒区。

2.保持安全距离

消防救援人员、水枪喷嘴、盛装灭火剂的筒体、喷嘴与带电体之间必须保持安全距离。在带电灭火过程中，消防救援人员要做好防触电防护措施，例如：穿戴绝缘鞋、绝缘手套等。消防救援人员身体的各个部位不要接触直流水枪射向带电体的水柱。

3.正确选用灭火药剂

光伏火灾一般情况不准使用泡沫灭火剂或水对光伏发电设备进行灭火，尽可能用二氧化碳或干粉灭火剂（例如：磷酸铵盐干粉灭火剂、磷酸铵盐干粉灭火器），这些灭火剂电阻率很大，导泄电流很小，使用时，应尽量在上风方向施放，以防止触电事故发生。

4.正确处理突发情况

注意光伏发电火灾引起的次生灾害的防护。当光伏发电安装在钢结构建造的建筑屋顶时，由于钢的耐火性能较差，受热后随着局部的破坏可能会造成整体失去稳定而破坏。火灾扑救时应部署人员加强对火灾情况、厂房钢结构的构件进行观察，有变形、跨塌等迹象时应及时提醒，及早采取防范和保护措施。在带有光伏发电系统的建筑火灾扑救时，如果是白天不能直接用水喷射到光伏设备。

参考文献：

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[3]郭铁男.带电设备、线路火灾[D].中国消防手册，上海：上海科学技术出版社，2016：607-630.

（浙江省衢州市消防救援支队开化县凤凰中路消防站 浙江衢州 324302）