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警钟长鸣!聚焦分布式、户用光伏设备质量与安全,实例深度解析安全防范技术要点(内附火灾事故现场图片)

  近几年,随着政策倾斜力度的加大,分布式光伏已从“鸡肋”变成“新宠”。2017年,分布式光伏呈爆发式增长,户用光伏更是异军突起。截止2017年底,分布式光伏累计装机量逼近30GW,在总装机量中的占比达到23%。可以预见,未来几年,在取消补贴之前,分布式光伏的投资价值仍有较大的比较优势,装机占比将进一步增加。

 

  不同于集中式电站,分布式光伏深入到城镇乡村,且“上房者”居多,建设条件、投资主体和承建单位趋于复杂,与集中式电站相比,分布式光伏的安全风险及事故影响呈级数增加。

 

  本文通过几起典型的火灾案例,就分布式光伏电气安全的防控重点发表了部分看法,旨在提醒行业人士,加强对分布式的重视,尤其是户用光伏的安全风险。
   

  

警钟长鸣!聚焦分布式、户用光伏设备质量与安全,实例深度解析安全防范技术要点(内附火灾事故现场图片)

 

  火灾案例图片(特别提示:文中案例已经过技术处理,请勿对号入座)

警钟长鸣!聚焦分布式、户用光伏设备质量与安全,实例深度解析安全防范技术要点(内附火灾事故现场图片)


 

  一、根据电站的运行环境,精准测算,做好电缆的选型及敷设方案的设计

 

  上图为两起直流集电线缆火灾事故的图片,具体分析这两起火灾原因,发现有如下共同点:

 

  1) 没有根据运行条件下的环境温度、平行敷设线缆数量及散热能力,合理测算并核定线缆载流量的折减系数,即通常所说的“条件有变加折算,高温九折铜升级;穿管根数二三四,八七六折满载流”,致使高温或闷热条件下,线缆的实际载流能力不能满足使用要求。

 

  2)选型时,对线缆耐温和阻燃等级的要求不明确,实际使用线缆的耐温和阻燃等级偏低。

 

  3)线缆的防紫外能力及耐久性不够,过快老化,不到3年,即出现表层脱落和霉变现象,见下图。

 

  4)线缆敷设方案不合理,平行敷设线缆数量过多;

 

  5)槽架设计不合理,不利于线缆的防护、散热和渗水。
 

警钟长鸣!聚焦分布式、户用光伏设备质量与安全,实例深度解析安全防范技术要点(内附火灾事故现场图片)


  

  目前,我国电力电缆方面的标准,包括选型和敷设,侧重于交流,光伏直流电缆的专用标准较少,存在标准缺失、局部不适用或可操作性不强的问题。在设计依据不够充分的情况下,电气安全方面的设计更需要专业能力,即要根据现地条件,留有合理的安全裕度,又要防止过度设计,造成不必要的浪费。

 

  另外,目前光伏电缆的生产厂家较多,质量和价格差异也较大,个别厂家存在虚假或过渡宣传,包括以次充好的情况,需要电站建设单位把好入口关。

 

  二、严格按照标准要求进行方阵等电位体连接及保护接地,并保证连接的可靠性

警钟长鸣!聚焦分布式、户用光伏设备质量与安全,实例深度解析安全防范技术要点(内附火灾事故现场图片)

 

  上图为两起火灾事故的图片,从图中可以看出,A起火灾屋面基本完好;B起火灾屋面严重烧损。对比两个电站,A电站按标准要求进行了等电位体连接和保护,B电站未接标准要求进行等电位体连接和接地保护。

 

  不同于其他形式的发电,光伏前端为直流源,故障电流能够产生电弧,且多数情况下不会启动过电流保护设备。另外,光伏系统中潜在的故障电弧包括不同电势下相邻电缆间局部短路导致的并联电弧及绝缘故障导致的接地电弧。有效的等电位体连接和接地,可以减小线间及对地电势差,降低故障电弧的强度和损失。

 

  对屋面电站,方阵等电位体连接和接地的难度较大,已建成的屋面分布式电站,部分未按标准要求进行等电位体连接和接地保护,存在安全隐患,需引起重视。

 

  三、选择与系统适配的过流保护装置,并保证过流保护设备的可靠性


警钟长鸣!聚焦分布式、户用光伏设备质量与安全,实例深度解析安全防范技术要点(内附火灾事故现场图片)

 

  上图为某电站逆变器前端发生短路故障后,逆变器烧损情况照片。从图中可以看出,A支路的断路器自动断开;与B支路连接的铜牌已烧损,支路电流明显超过标称的过流保护值,断路器并未响应。

 

  目前,IEC标准中对光伏发电系统各类保护装置的选择和安装已有详细规定,国内这方面的标准尚有欠缺。国内的光伏电站建设,包括工程设计、设备采购和安装,对系统各类安全保护装置的重视程度也不够,随意性较强,需要引起注意,特别对屋面分布式电站。

 

  四、注重敷设和运行过程中电缆的防护,确保电缆的绝缘层不发生损伤


警钟长鸣!聚焦分布式、户用光伏设备质量与安全,实例深度解析安全防范技术要点(内附火灾事故现场图片)

 

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