新能源充電樁的火災(zāi)分析及防范措施

1、充電樁的火災(zāi)分析及防范舉措湖北及安盾消防科技李華兵摘要：隨著充電樁的大力建設(shè),近年來充電樁火災(zāi)事故頻繁發(fā)生,由于防火舉措不完善,且無人值守,發(fā)生火情后難以撲滅,不但直接燒損了大量的設(shè)備,而且在電動(dòng)汽車充電時(shí)充電樁發(fā)生火災(zāi)后會(huì)引燃車輛,嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生爆炸,給人民帶來嚴(yán)重的人身平安隱患,給社會(huì)帶來嚴(yán)重影響.據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì),在我國發(fā)生的屢次充電樁火災(zāi)事故中直接和間接損失巨大.通過對充電樁火災(zāi)的成因及消除方法分析,采用合理有效的防火技術(shù)、和治理舉措,可以有效地預(yù)防充電樁火災(zāi)的發(fā)生,從而保人民的平安和充電設(shè)備的平安運(yùn)行.關(guān)鍵詞：充電樁,火災(zāi),氣溶膠一、充電樁消防的必要性分析據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),自2021至2021

2、年,電動(dòng)汽車火災(zāi)事故呈現(xiàn)不斷上升趨勢,造成起火的成因有14%是由于充電引起的.電動(dòng)汽車與充電設(shè)備通訊障礙導(dǎo)致的電池過充,短路、不能提前監(jiān)控,報(bào)警,充電時(shí)防護(hù)舉措不當(dāng),有些充電樁不符合國家標(biāo)準(zhǔn),缺少必備的保護(hù)裝置,產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)等,因此充電環(huán)節(jié)平安隱患不可無視.假設(shè)論及人身傷害,那么更多涉及漏電保護(hù)及充電槍插拔保護(hù)等.充電樁未接地或接地異常,就會(huì)出現(xiàn)人體觸電情況,當(dāng)100mA的電流通過人體1s就足可以使人致命.交流充電樁在負(fù)極絕緣不佳觸碰正極易導(dǎo)致人身觸電,人體觸碰車體或充電樁體也容易導(dǎo)致觸電危險(xiǎn).在新公布的GB/T18487.1-2021?電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)第1局部：通用要求?中,明確規(guī)定了

3、充電樁的平安性要求.在交流充電樁的充電模式下,要求在失去保護(hù)接地的情況下,電動(dòng)汽車供電設(shè)備應(yīng)在100ms內(nèi)切斷電源.應(yīng)急治理部天津消防研究所火災(zāi)理論研究室已經(jīng)開展了相關(guān)的充電樁火災(zāi)危險(xiǎn)性與滅火技術(shù)研究并取得了相關(guān)的指導(dǎo)性論文,為相關(guān)企業(yè)指明了火災(zāi)防控相關(guān)依據(jù).相關(guān)充電樁廠家在對于自身的產(chǎn)品有充分的認(rèn)知,在實(shí)際應(yīng)用及能量失控所處的狀態(tài)也能夠熟練的掌握,保證能夠?yàn)橄嚓P(guān)工程參與人員提供被測試的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品及依據(jù).充電樁火災(zāi)防控舉措,目前在市面上針對充電樁火災(zāi)進(jìn)行防控系統(tǒng)產(chǎn)品雜多,但都有一定的市場認(rèn)可度,也有一定的核心技術(shù)競爭力在,為此需要和充電樁防控系統(tǒng)技術(shù)人員保持一定的技術(shù)溝通.二、充電樁火災(zāi)隱患分析

4、充電樁火災(zāi)主要是電器短路和充電發(fā)熱.從本質(zhì)上而言,充電樁“火災(zāi)是一個(gè)能量失控釋放過程：充電樁電產(chǎn)熱的高溫度由于會(huì)導(dǎo)致其他配件變熱,變熱后樁內(nèi)密閉環(huán)境下空氣溫度升高,又反過來讓整個(gè)充電樁變得更熱,最終導(dǎo)致易燃物內(nèi)部存儲的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能產(chǎn)生火災(zāi).通過大量實(shí)際著火案例分析,充電樁內(nèi)著火風(fēng)險(xiǎn)源主要如下：1線纜老化.一般線纜的使用年限在15年-20年,電線主要靠外面一層包皮絕緣,時(shí)間一長,受到使用環(huán)境的腐蝕,絕緣性能逐漸降低,慢慢老化變硬,發(fā)脆或脫落,這時(shí)就不起絕緣作用.如果兩根電線碰在一起或火線碰到與大地相接的東西,就會(huì)發(fā)生跑電現(xiàn)象,使局部電線的溫度升高,產(chǎn)生火花,造成火災(zāi)；2充電引發(fā)的火災(zāi).電動(dòng)汽

5、車在大電流充電時(shí),相關(guān)電氣部件及導(dǎo)線會(huì)持續(xù)發(fā)熱,如果產(chǎn)品不符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或者散熱處理不當(dāng),會(huì)加速導(dǎo)線絕緣層老化甚至融化,造成相關(guān)電氣部件失效及短路,從而引發(fā)火災(zāi)；3本身工藝制造問題引發(fā)火災(zāi).由于充電樁柜體一般在停車場或者高速效勞區(qū)等場所,且在長期無人值守的情況下持續(xù)運(yùn)行,一旦發(fā)生火災(zāi)維保人員很難及時(shí)趕到現(xiàn)場,火勢極易蔓延,對人身平安進(jìn)和財(cái)產(chǎn)會(huì)帶來極大損失,因此,必須高度重視充電樁預(yù)防火災(zāi)工作,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并杜絕一切可能引發(fā)火災(zāi)的平安隱患.三、充電樁火災(zāi)防范舉措3.1充電樁滅火機(jī)理使用主動(dòng)探測報(bào)警限制,阻止外接能量的持續(xù)輸入提供充足救援時(shí)間,兼物理及化學(xué)抑制方式,撲滅充電樁火災(zāi),防止充電樁發(fā)生大規(guī)

6、模的燃燒.3.2充電柩滅火系統(tǒng)選型充電站內(nèi)充電樁數(shù)量一般較多,分布也比擬集中,對于單個(gè)充電樁進(jìn)行火災(zāi)防護(hù)更加適用于目前充電樁的分布情形.對于電氣火災(zāi),一般氣體滅火設(shè)備比擬適用,但傳統(tǒng)氣體滅火設(shè)備體型較大,不利于單個(gè)充電樁的防護(hù),一是體積較大,安裝時(shí)需要的空間較大；二是傳統(tǒng)氣體滅火設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性局限較大,且目前大多充電樁在室外分布,傳統(tǒng)滅火設(shè)備在室外運(yùn)用可靠性有待考察,且傳統(tǒng)氣體滅火設(shè)備大多采用壓力容器儲存,安裝在室外同時(shí)也增加了平安隱患.考慮到充電樁的運(yùn)用環(huán)境及自身結(jié)構(gòu)的特殊性,我們認(rèn)為選用一種體積小巧,安裝方便,環(huán)境適應(yīng)性好且無壓儲存,能內(nèi)置在充電樁內(nèi)部的滅火設(shè)備比擬適用.3.3充電樁滅火裝

7、置選型我國電動(dòng)汽車充電根底設(shè)施主要可分為交流充電樁、直流充電站和電池更換站三類.交流充電樁是固定在地面,采用傳導(dǎo)方式為具有車載充電機(jī)的電動(dòng)汽車提供交流電能的專用裝置,多建于室內(nèi)、地面或地下停車場.充電站一般由三臺及以上非車載充電機(jī)和或交流充電樁組成,可以為電動(dòng)汽車充電,并能夠在充電過程中對充電機(jī)、動(dòng)力電池進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控,主要有大型地下充電站、中型地面充電站、地面小型充電站等.電動(dòng)汽車電池更換站不僅要換電池,還要對換下的電池進(jìn)行充電和維護(hù),電池更換站根據(jù)其所在位置的不同和分為地上更換站和地下更換站兩種.電動(dòng)汽車充換電站建筑結(jié)構(gòu)多樣,功能也與傳統(tǒng)建筑具有很大的不同,動(dòng)力電池火災(zāi)危險(xiǎn)性的存在成為充換電

8、站防火設(shè)計(jì)的難點(diǎn).因此需針對不同的建筑、場所、使用用途等,對電動(dòng)汽車充換電站進(jìn)行防火設(shè)計(jì),內(nèi)容體量大,目前能滿足內(nèi)置在充電樁內(nèi)部且滿足滅火要求的滅火設(shè)施,S型熱氣溶膠滅火裝置比擬合適.3.4關(guān)于充電樁滅火裝置的要求：a充電樁滅火系統(tǒng)應(yīng)選用熱氣溶膠滅火裝置為滅火系統(tǒng)的滅火裝置；b滅火劑殘留物絕緣強(qiáng)度220MQ；充電樁內(nèi)部都為電器設(shè)備,假設(shè)滅火劑殘留物有導(dǎo)電性,那么會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部的電器設(shè)備短路燒毀,甚至發(fā)生二次火災(zāi).c滅火劑殘留物腐蝕性應(yīng)符合GA499.1-2021熱氣溶膠滅火裝置要求；假設(shè)滅火劑殘留有腐蝕性,那么同樣會(huì)腐蝕電子元器件,從而損壞充電樁.d毒性符合GA499.1-2021熱氣溶膠滅火裝置

9、要求；充電樁為公用設(shè)施,安裝位置一般為告高速效勞站、小區(qū)等人員聚集處,滅火劑需無毒,不能對人體有傷害.e滅火裝置應(yīng)為無壓儲存；儲壓滅火裝置需經(jīng)常維護(hù),而且本身具有一定的危險(xiǎn)性.f滅火裝置應(yīng)在Imin內(nèi)完成滅火,且抑制時(shí)間需要超過5min；充電樁內(nèi)部可燃物復(fù)雜,且具有著火后蔓延迅速、易復(fù)燃的特點(diǎn).g滅火裝置應(yīng)含有信息反應(yīng)功能,能夠在限制器或物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控滅火裝置；滅火裝置啟動(dòng)后須有反應(yīng)功能,告知充電樁運(yùn)維人員此處發(fā)生火情,及時(shí)處理.h滅火裝置使用壽命不小于6年,且在使用壽命內(nèi)免維護(hù)；3.4.1熱氣溶膠滅火裝置在充電樁內(nèi)噴射性能應(yīng)滿足以下要求：a噴射時(shí)間：W14s；b噴射滯后時(shí)間：W5s；c噴放后殼體外表溫