2015年8月12日23點30分，天津濱海新區發生了巨大爆炸，事故造成數百人傷亡，特別是犧牲了多名消防員，經濟損失數十億元，世界為之震驚。目睹鮮活的生命離我們而去，我們不禁要問：這是天災、還是人禍？事故真的不可避免嗎？逝者已去，天津事故的原因總會浮出水面，各種各業都在反思：從天津事故中我們應該吸取怎么的教訓？同類的事故如何避免再度發生？

光伏電站一般安裝在荒郊野外，或者屋頂，自然環境惡劣，不可避免會遇到天災人禍，臺風，雪災，沙塵等自然災害會損壞設備，老鼠等小動物咬壞設備，電纜也有可難被小偷剪斷。電站的安全性非常重要。

光伏電站的安全性問題

電，俗稱“電老虎”，是一個看不見，摸不著，在現代人的生活中有具大作用，但又是十分危險的東西。光伏發電工程，不管是分布式小型電站，還是集中式大型地面電站，都具有一定的危險性，光伏的安全事故并不罕見，此前出于各種原因，很少見諸報道，在蘋果工廠上的光伏電站發生火災后，行業內外一片嘩然。蘋果股價也應聲下跌，損失慘重。



光伏組件起火（圖片來源于網絡）

1、火災是光伏電站經濟效益損失最大的事故，光伏電站一旦發生火災，不能直接用水來滅火，如果是安裝在廠房或者民居屋頂上，還很容易危及人身安全。

光伏電站中的火災事故原因很多，主要有以下幾個方面：

1）設備和電纜老化或者故障，造成短路，

2）熔斷器、斷路器選型和安裝不當，造成直流拉弧；

3）系統設計缺陷，電纜或者開關載流量偏少，選成局部溫度過高；

4）施工不當，電氣設備螺絲擰得過松，電纜接頭壓接不牢，選成接頭處接觸電阻過大；或者螺絲擰得過緊，電纜接頭壓接變形，也會選成接頭處接觸電阻過大。

2、臺風、雷擊、冰雪，沙塵等自然災害，光伏電站在設計之初，就要考慮當地的氣候條件，自然災害對光伏電站的影響，合理設計和選型。



電站支架受到臺風襲擊（圖片來源于網絡）

圖為海南文昌一個光伏電站，受到臺風正面襲擊，組件幾乎全部損壞，逆變器廠家為陽光電源集中式逆變器，裝在兩個鋼結構逆變器室，逆變器及時斷開，因而沒有受到損壞。

3、爆炸事故：光伏電站發生爆炸事故雖然比較少，但影響大，對運維人員的安全帶來很大的陰影。爆炸主要來自逆變器的里面的IGBT和電容。一個電容爆炸的威力很大，可擊穿2毫米厚的鋼板。

光伏電站事故如何防患于未然

合抱之木，生于微毫。任何一起嚴重事故的背后，必然有29次輕微事故和300起未遂先兆，以及1000起事故隱患。這是飛機渦輪機的發明者德國人帕布斯•海恩提出的安全法則，被簡稱為“海恩法則”。

實際上，光伏電站并非洪水猛獸，和家用電力體系一樣，存在一定風險，但可以通過各種防護措施將事故發生率降至最低。針對光伏電站安全，要從設計之初就要考慮周到，從根源上避免事故隱患。由于光伏電站事故原因復雜，無法一一陳述，下面只說幾個典型例子，歡迎有興趣的朋友與本文作者聯系。

1、采用合適的熔斷器。電氣火災的特點是燃燒速度非常快，一瞬間就會把一個系統的設備損壞,電氣萬一發生了火災，首先要想辦法迅速切斷火災范圍內的電源回路。熔斷器俗稱保險絲，在電路發生短路時，能迅速切斷電路，避免更大的損失，因此在電力行業應用十分廣泛。但是，如果熔斷器選型不當，反而會給系統造成直流拉弧等危害。



（1）熔斷器要選擇合適的額定電流，電流過小容易誤判，電流過大起不到保護作用。

（2）短路、電弧和火花短路的主要原因是載流部分絕緣破壞，如：絕緣老化，耐壓與機械強度下降，過電壓使絕緣擊穿，錯誤操作或將電源投向故障線路，惡劣天氣，如大風帶來異物撞擊造成線路金屬絕緣層損壞，老鼠或其它小動物咬壞。接觸不良實際上是接觸電阻過大，形成局部過熱，也會出現電弧、電火花，造成潛在的點火源。

（3）匯流箱里面的熔斷器，要配專用直流陶瓷結構的熔芯，和相應防火防弧的底座，不可采用裸露的熔芯和PCB板設計方式。



可靠性高的方案 可靠性低的方案

2、光伏系統防雷設計：對太陽能光伏發電系統來說，主要應防止直擊雷、雷電感應和雷電波侵入，對直擊雷的防護包括對太陽電池陣列和光伏電站廠區的防護，防雷設備主要采用避雷針和避雷帶。雷電感應和雷電波侵入的主要途徑是架空導線和光伏陣列到機房的引入線，可以采取多級防護措施對太陽能光伏發電系統進行保護。在匯流箱，逆變器，交流配電柜都安裝防雷器。



光伏系統接地也是非常關鍵，一方面是系統防雷需要，另一方面是消除設備靜電，要嚴格按標準來施工，很多分布式光伏工程不是很重視，如果地線沒有裝好，再好的防雷器也沒有用。

3、光伏電站發生事故的預兆：

相對于危險化學品倉庫和化工廠而言，光伏電站的安全系數還是非常高的，只要在前期系統方案設計充分考慮到氣候因素，選用優質設備和重視施工質量，可以把事故發生率控制到最少。任何一次大事故的發生，事前必定有很多預兆和小事故，在光伏電站運維中，及時處理這些小問題，消除事故發生隱患。就可以避免大事故的發生。

1、檢查設備，電纜，接頭的溫度是否異常，設備在設計時，銅排、電纜、接頭的電流載流量都會留有一定的余量，正常工作時，溫度不會很高，用手可以觸摸紅外線層，當發生電纜老化、絕緣層破壞時，局部溫度會明顯升高。



電纜絕緣層破壞

2、注意電流，電壓的變化，當某一條線路，發電量和別的電路對比時明顯偏低，但沒有陰影，組件也正常，匯流箱顯示電壓低，電流少，就要斷開檢查這條線路，直到完全正常才能接上。

3、注意聲音的變化，逆變器運行時，風機的聲音是穩定的，當風道不暢通或者風機故障，聲音會有變化。當電纜絕緣層破壞時，會有對金屬在放電的聲音，還會產生細微的火花。

4、注意顏色的變化，當光伏電站停止運行時，可以拆開設備外殼，檢測各個器件的顏色是否有變化，如果發現電器設備局部顏色有變化，如變黑，應該檢測檢查。

5、注意氣味的變化，如果在巡視中，聞到有糊味或者燒焦的味道，應該馬上停機檢測。

注意：設備斷開時，不能馬上用手去觸摸裸露的電纜和銅排等元器件，因為系統存在大容量電容和其它發熱元器件，要防止電擊和燙傷，靜待30分鐘左右，等放完電和溫度降下來再開始檢修。

碼字不易，請各位轉載的朋友帶上下面這句話，謝謝。

作者簡介：劉繼茂，深圳晶福源市場部業務員，哈爾濱工業大學電力電子研究生。有15年設備維修工作經驗，2008年開始從事逆變器研發和光伏系統設計工作。長期跟蹤國內外100多個光伏電站運行情況，設計過1000多個并網和離網系統，對設備的選型，可靠性設計，運行維護有獨到的理解。