专家报告：建筑光伏电气防火技术的研究

在2024年末， 中国土木工程学会工程防火技术分会电气安全与火灾报警分论坛 上，湖南省建筑设计研究院股份有限公司电气副总工、教授级高级工程师龙海珊作了一场题为“ 建筑光伏电气防火技术的研究 ”的报告。报告从多个角度深入探讨了光伏建筑电气防火的现状、火灾隐患类别及原因分析、相关标准条文解读以及存在的问题与思考。

1. 建筑光伏电气防火现状

随着全球对可再生能源需求的增加，光伏建筑一体化（BIPV）技术得到了广泛应用。然而，光伏系统的电气防火问题也日益凸显。龙海珊指出，目前光伏建筑电气防火存在以下几点现状：

• 光伏系统的光伏组件、逆变器、汇流箱等电气组件在运行过程中可能产生过热、短路等故障，从而引发火灾。

• 光伏组件使用的EVA胶膜属于快速易燃物，在高温下会释放含烃类的气体，增加了火灾风险。

• 光伏电站中的火灾事故绝大多数是由组件热斑、电气线路虚接以及直流拉弧问题等 直流侧故障 引发的火灾。

• 运维通道简陋 （ 如爬梯、通风口、彩钢瓦屋面等） 或没有运维通道， 火灾初期很难迅速扑救或扑救过程中难以撤离。

• 消防救援难度大， 光伏系统中直流侧电压高达600~1500V。水灭火存在触电危险。

龙海珊详细分析了建筑光伏中常见的火灾隐患类别及其原因：

• 组件 “ 热斑 ” 效应： 光伏板在通电运行中，由于被遮挡、隐裂等导致局部温度升高，形成“热斑效应”，可点燃组件内EVA胶膜及EPT背板。

• 直流电弧： 直流回路中连接头脱落、接线断裂、绝缘破裂等形成空气间隙，空气间隙被击穿形成直流电弧，电弧高温可轻易点燃光伏连接器、线缆绝缘层、组件背板及其他可燃物。

• 线路接触不良： 线路连接点接触不良导致接触电阻增大从而发热，可能烧毁光伏连接器、组件接线盒绝缘层以及光伏电池。

4. 存在的问题与思考

龙海珊指出，尽管已有相关标准和规范，但在实际应用中仍存在一些问题：

消防标准体系不完善： 目前，建筑光伏防火方面标准体系建立不够完善，标准条文实施落地性不强，这可能导致在设计、施工和维护过程中存在安全隐患。

防火性能研究不足： 现有的光伏组件火灾性能研究多侧重于产品本体的性能研究，对于光伏组件在建筑应用方面的防火性能的研究较少。

BIPV 防火技术亟待提升： BIPV对越来越多的建筑具有吸引力，也对建筑消防安全提出了更大的挑战，太阳能薄膜防火机理研究滞后，制约了BIPV电气防火技术的发展。

针对这些问题，龙海珊提出以下几点思考和建议：

总之，建筑光伏电气防火是一项系统工程，需要从设计、施工、维护等多个环节入手，确保光伏系统的电气安全。龙海珊的报告为光伏建筑电气防火技术的研究提供了宝贵的参考和指导。