光伏火灾事故原因分析与预防措施.docx

一、分布式光伏发电系统的构成
光伏发电系统主要由光伏电池组件、光伏逆变器、直流汇流箱、升压变压器、光伏支架以及一些测试、监控、防护等附属设施构成。
（一）光伏电池组件
光伏电池组件（俗称太阳能电池板）是系统的核心发电单元，其作用是将太阳光能直接转换为直流电能。多个组件通过串并联可组成光伏方阵，以满足不同规模的发电需求。
（二）光伏逆变器
逆变器负责将光伏组件产生的直流电转换为交流电，以供用户使用或并入电网。为提高发电效率，逆变器通常具备最大功率点跟踪功能，可自动调整电压使组件输出功率最大化。
（三）直流汇流箱
直流汇流箱用于汇集光伏方阵中多路直流输出，经内部熔断器、断路器、电涌保护器等装置进行保护与监测后，统一输送至逆变器。该设计便于局部检修，保障系统持续稳定运行。
（四）附属设施
主要包括监控检测系统与防雷接地装置。监控系统可实时采集组件、逆变器、方阵电气数据及环境信息，支持远程访问，实现电站运行状态的全面监测与智能管理。
二、行业事故原因分析
据统计，2023年至今全省共发生光伏火灾事故8起，死亡5人，均为一般事故。
（一）典型案例分析
1.杭州钱塘杭州通普机电科技有限公司“5˙19”一般火灾事故。
2024年5月19日8时，杭州市钱塘区杭州通普机电科技有限公司发生一起火灾，过火面积约3700平方米，无人员伤亡。事故原因：作业人员未取得特种作业操作证，未经动火作业审批、违法开展电焊作业，电焊焊渣跌落引燃企业厂房内部夹层上方摆放物品引发火灾的一般生产安全责任事故。
2.温州龙湾浙江长江汽车电子有限公司光伏发电站“4·9”火灾事故。
2024年4月9日13时，位于温州经济技术开发区的浙江长江汽车电子有限公司楼顶光伏发电站发生一起火灾事故，事故未造成人员伤亡，过火面积约210m2。起火原因：违规将光伏板下方空间作为仓库使用，堆放有塑料制品等可燃材料，且贴近光伏板堆放，光伏板下方线路（包括连接器）发生故障后引燃下方可燃材料蔓延成灾。
3.临海市红乐天照明有限公司“4·15”火灾事故。
2024年4月15日14时，位于临海市的临海市红乐天照明有限公司发生火灾，火灾烧毁（损）简易棚、灯饰用品、光伏设备等，过火面积约1000m2，无人员伤亡。火灾原因：可以排除人为放火、遗留火种、物品自燃、外来飞火等原因，不能排除厂房内部电气线路故障和光伏设备故障引发火灾。
4.诸暨市恒实化纤有限公司“6·6”火灾事故。
2024年6月6日14时17分许，诸暨市陶朱街道兴都路27号诸暨市恒实化纤有限公司发生火灾，烧损部分厂房、原料等，无人员伤亡。起火点排除电焊作业、抽烟、雷击、生活用火不慎、接地导通引发起火等可能。无法排除电气线路故障。不能排除部分光伏组件存在裂纹漏电或是PV线材在潮湿环境存在绝缘阻抗问题，PV线材绝缘破损后拉弧起火，火势随着线材蔓延到逆变器。浙江省涉光伏火灾事故主要原因为违规电焊作业、电气线路故障和光伏设备组件故障，引燃光伏板下方堆放可燃物，导致火蔓延。
（二）火灾原因分析
据TÜV莱茵数据统计，在引发光伏电站火灾事故的主要原因中，组件阴影遮挡（含灰尘、植物、建筑物及其他遮挡物等）造成的热斑效应占比约35%，直流拉弧约24%，线缆长期高温运行约21%，人员维护操作不当约10%，还有电池片质量问题造成热斑效应、设备电能质量异常造成箱变零部件烧毁。
1.热斑效应引起火灾。
在光伏板的运行过程中，若其表面受到鸟屎、泥浆、树叶或严重积尘等杂物的覆盖遮挡，会导致被遮挡区域温度升高，形成热斑效应。随着温度的升高，该区域会持续发热，最终可能引发火灾。
2.直流拉弧引起火花。
组件接线盒内部接线不良或焊点焊接面积过小：接线盒内引线若未卡紧容易出现打火起火；而焊点焊接面积过小也会导致电阻加大从而造成组件烧毁；引线长时间接触接线盒塑胶件会因受热而造成起火。
3.光伏汇流箱、直流柜。
引起汇流箱、直流柜被毁的原因是多方面的：（1）接地不可靠；（2）线缆绝缘电阻过低；（3）连接头接触不良；（4）接线混乱等等。图3.11汇流箱接地虚接或老化
4.电缆走线不规范。
在分布式光伏电站中，屋顶没有良好的排水措施，电缆也未进行桥架或穿线管的敷设，容易导致常年积水，不仅引起光伏效率的降低，更重要的是导致光伏组件进水，电缆的老化、腐蚀加快，造成漏电火灾的产生。
（一）严禁光伏板下堆放可燃物品。
光伏板下方空间应严格禁止堆放任何可燃物品，包括但不限于塑料制品、纸张、木材等。在光伏电站设计和建设阶段，应明确规划光伏板下方的空间用途，确保其不被用作仓库或堆放杂物。对于已建成的光伏电站，应立即开展全面排查，清理光伏板下方的可燃物品，并设置明显的警示标识，防止类似情况再次发生。同时，加强日常巡检和维护，确保光伏板下方空间保持清洁和畅通。
（二）必须落实运维单位定期巡检、测试。
运维单位应制定详细的巡检计划，明确巡检周期、巡检内容和巡检标准。巡检过程中，要对光伏电池组件、光伏逆变器、直流汇流箱等关键设备进行仔细检查，及时发现并处理设备故障、线路老化等安全隐患。同时，要定期对光伏电站进行性能测试，确保电站发电效率稳定可靠。对于发现的问题，要立即进行整改，并跟踪整改情况，确保问题得到彻底解决。
（三）定期清洁光伏板，清除周围遮挡因素。
运维单位需安排专业人员定期对光伏板进行全面清洁，使用合适的清洁工具和清洁剂，避免对光伏板造成损伤。在清洁过程中，要仔细检查光伏板表面是否存在鸟屎、泥浆、树叶等遮挡物，及时清除这些可能导致热斑效应的因素。同时，对光伏板周围的树木、建筑物等进行监测，若发现有遮挡光伏板的情况，应及时与相关部门沟通协调，采取修剪树木、调整建筑物位置等措施，确保光伏板能够充分接收阳光照射，降低火灾发生的风险。
（四）加强火源管理，严格执行动火作业审批。
光伏电站应建立严格的火源管理制度，明确动火作业的审批流程和责任人。在进行任何可能产生火花的作业，如电焊、切割等，必须事先向相关部门提交动火作业申请，详细说明作业内容、时间、地点及安全防护措施。经审批同意后，方可进行作业，并确保作业现场有专人监护，配备足够的灭火器材。同时，加强对作业人员的安全教育和培训，提高其防火意识和应急处理能力，确保在火灾发生时能够迅速有效地进行扑救，防止火势蔓延。
（五）建议通过红外热成像技术，光纤传感技术，无人机巡检技术等对光伏组件和设备进行监控和预警。
红外热成像技术能够精准捕捉光伏组件表面的温度差异，及时发现热斑效应等潜在火灾隐患，为运维人员提供有力的数据支持。光纤传感技术则通过监测光伏电站内的温度、应变等参数，实现对火灾风险的实时感知和预警。无人机巡检技术则能够高效、全面地巡查光伏电站，及时发现并处理设备故障、线路老化等问题，降低火灾发生的可能性。这些先进技术的应用，将大大提升光伏电站的防火能力和安全水平。