新能源设备火灾防范控制装置的研发技术背景
所属分类:解决方案 阅读次数:102 发布时间:2025-08-25





造成如此严重后果的主要原因是直流电弧能量高,电弧熄灭困难。逆变器、汇流箱等直流系统直流电压高达800-1500v,起弧风险大,一旦因局部故障发生电弧放电,极易起火燃烧,造成严重的火灾事故。光伏系统为电流源,电弧 电流在大多数情况下小于断路器整定电流,断路器无法有效切断直流电源。且直流电气火灾事故灭火难度大,多数情况下会将设备完全化为灰烬,甚至会出现“火烧连营”事故,多台设备被电弧烧毁,造成极为惨重的电气事故。
IGBT 是逆变器设备的核心元件,工作电压高,功率密度大,随着设备的老化,IGBT 驱动功率不足、波形劣化等运行参数恶化,在设备运行中极易发生短路炸裂起弧,是逆变设备的恶性事故高风险元件。绝大多数逆变器火灾事故均由该元件产生。据经验分析,IGBT击穿炸裂后约有30%的可能性因IGBT内部灭弧剂无法熄灭电弧而造成电弧持续燃烧。在集中式光伏系统中电弧故障产生的功率可高达MW级,温度可达到20000℃,其照度约100000 勒克斯,有效的工作照度约为20000 勒克斯,弧光爆发速度达 300m/s ,燃烧的电弧将周围的空气加热,引起空气膨胀并在逆变器柜内部产生巨大的压力。
电弧将电气材料熔化和蒸发,这些热量通过辐射形式使可燃烧材料,起火,非可燃性材料热分解。同时材料熔化、蒸发产生高温高压气体,形成炽热的金属和非金属材料颗粒射流喷出,给IGBT及周边电力电子元器件造成严重损坏。故障电弧燃烧所产生的能量,主要与故障电流及电弧燃烧的时间有关。若电弧燃烧持续时间超过100ms,所释放的能量开始急剧增加,4--6s内烧毁IGBT驱动板及周边线缆,7--10s烧毁母排滤波电容并引发爆燃,火势将失控!
因此在火灾初期立即切断直流电源是避免事故扩大的有效方法。
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