风电场和光伏电站的火灾危险性和起火原因与防火设计.docx

风电场和光伏电站的火灾危险性和起火原因与防火设计

文章通过分析风电场和光伏电站存在的火灾隐患及火灾原因，分别从火灾危险性、总平面布局、消防设施等角度，分析风电场和光伏电站起火原因，为现有的风电场与光伏电站的防火设计提出建议，作为日后提高风电场和光伏电站防火设计的有效参考。

标签：风电场；光伏电站；火灾危险性；起火原因；防火设计

现阶段，我国不断加强对于风能和太阳能等新型清洁可再生能源的利用，使得这两种能源成为多种新能源中发展最为迅速、利用最为广泛、开发规模最大和商业前景最好的发电方式。特别是在我国西部地区，风能、太阳能资源极为丰富，开发风电与光伏发电，不仅能缓解我国的能源压力，更为促进西部地区可持续发展提供了重要途径。

1风电场和光伏电站的火灾危险性和起火原因

1.1风电场

风电场舱内一般包括液压油、润滑油、隔音海绵等大量易燃物质，只要接触到火源，极易被引燃，而风电场舱内的结构导致火灾一旦发生，必将在短时间内迅速蔓延。此外，机舱内部包括机舱底座、润滑散热系统、照明系统、传输电缆等在内的零件构成的整体也都是火灾隐患。通过分析近年来国内外的火灾事故原因，我们可以将风电场起火原因划分为以下几种：（1）电气原因。风电机组的电缆在使用过程中，会由于绝缘体老化、控制柜电气元件过热等原因导致产生短路，短路会引起机组变压器相见导致对地击穿、电弧、静电放电，而这些均是造成电气火灾的原因。据相关统计数据表明，在德国，仅2002-2005年间由于电气原因引起的火灾事故就有16起，占总火宅事故的72.7%。（2）机械故障原因。发电机设备在运行过程中一直处于高速运转状态，在长期运行过程中很容易因为过载导致设备发热，从而引发周围易燃物着火发生火灾。此外，由于发电机设备的工作原理，机械之间长时间进行摩擦，也很容易引起机械故障，或摩擦生热引起火灾。

1.2光伏发电站

光伏发电站容易引起火灾隐患的设备主要包括充油变压器、逆流箱、逆变器、配电柜等。

1.2.1带油电气设备引发火灾。光伏电站的设备中，油浸变压器内含易燃易爆的油气，在使用过程中，若变压器内部发生故障，极易产生电弧使油受热蒸发引起火灾。

1.2.2电缆引发火灾。光伏发电站火灾隐患主要集中在电缆和电气类设备。光伏电站发电量主要依赖太阳辐射量，电气设备的负荷量也与太阳辐射量密切相关，早晚为零，太阳辐射量最大的中午达到设计峰值，波动极大，在此期间，电流的急剧升降会引起电缆局部过热而引起的火灾。

1.2.3设备过热、短路等引起火灾。由于光伏发电以太阳辐射作为发电主要来源，在接收太阳辐射时，会产生电压，这种电压在经过光伏发电设备时，极易导致设备过热、短路从而引起火灾。

1.2.4人为原因造成火灾。光伏发电站大多建造在人烟稀少的自然环境中，自然环境恶劣，对设备的日常损害较大。设备在发生故障时往往不能及时发现并检修。此外，在设备维修过程中，由于电焊、气焊、磨削等高速摩擦产生的高温和火花也很容易引起火灾[1]。

2风电场和光伏电站防火设计

2.1设计标准。目前，风电场和光伏电站的防火设计，主要以：GB50016-2014《建筑设计防火规范》（以下简称《建规》）、GB50229-2006《火力发电厂与变电站设计防火规范》（以下简称《变电站设计防火规范》）和GB50797-2012《光伏发电站设计防火规范》（以下简称《光伏发电站设计防火规范》）作为消防工程设计标准。

2.2建筑分类与耐火等级。以《变电站设计防火规范》为主要参考，分析风电场与光伏电站建筑物的易燃特点，可将建筑物按火灾危险性与耐火程度进行一下分类。总体看来，风电场与光伏电站的所有建筑物耐火等级最低应为二级。综合控制室、继电器室、逆变器室和配电室火灾危险程度较低，为戊级；其次为干事变压器室，火灾危险性为丁级，在设计中应使用A类阻燃电缆保证安全；油浸变压室、无功补偿室、电缆夹层、事故油池火灾危险性最高，为丙级。

2.3总平面布局。风电场与光伏发电站的站点选择对于清洁可再生能源的依赖性较高，在选址时应充分参考国家在可再生能源中对于风能、太阳能资源以及当地环境保护等多种标准。站内建筑物间距严格按照《变电站设计防火规范》与《光伏发电站设计防火规范》的标准。此外，变配电站与升压站之间必须配备环形消防车道。

2.4平面布置。风电场与光伏发电站由于工作特点，在建筑物平面设计时必须加强对于事故贮油的设计。在建筑内部单台贮油总量达100kg以上，建筑物外单台油量达1000kg以上的油浸变压器等设施，必须设计相应地贮油池、挡油设施以及事故储油池。贮油池容积按变压器油量的20%设计，池内放置直径为50～80mm的卵石层和畅通的排油管道，在事故发生时，能保证事故油及时从管道排出并隔绝火源。

2.5防火墙设计。风电场及光伏发电站内部设置的油浸变压器在工