一、直流側(cè)火災(zāi)——光伏電站的隱形威脅

眾所周知，當(dāng)下光伏組件價(jià)格持續(xù)下跌，導(dǎo)致全球裝機(jī)量不斷激增，直流電所帶來的直流側(cè)火災(zāi)就成為許多光伏場運(yùn)維人員不得不面對(duì)的重大問題。

不同于交流電系統(tǒng)，直流電弧具有持續(xù)燃燒特性，當(dāng)組件接頭老化、絕緣破損時(shí)，超過一千伏的直流系統(tǒng)產(chǎn)生的電弧至少可達(dá)4000℃以上，極易引發(fā)火災(zāi)。

而傳統(tǒng)監(jiān)測手段，卻總有這樣那樣的局限性，如?紅外測溫?，因?yàn)闊o法穿透組件背板，對(duì)光伏設(shè)備內(nèi)部接頭的監(jiān)測就顯得力不從心，而且本身易受環(huán)境光干擾，監(jiān)測效果并不理想；

再如?無線傳感監(jiān)測，在光伏陣列所形成的強(qiáng)電磁環(huán)境干擾下，自身信號(hào)丟包率成為阻礙監(jiān)測及時(shí)性的最大殺手；?又如比較小眾的煙霧傳感監(jiān)測，其滯后性更足以讓運(yùn)維巡檢人員成為光伏場的綁定掛件，因?yàn)檫@種監(jiān)測手段觸發(fā)警報(bào)時(shí)，火勢往往已蔓延至支架結(jié)構(gòu)。

這些傳統(tǒng)監(jiān)測方式，就像后知后覺的哨兵，等運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)災(zāi)情狀況時(shí)，火焰可能早已吞噬了整片光伏陣列。

二、破局創(chuàng)新——熒光光纖測溫系統(tǒng)

光伏場內(nèi)的電氣設(shè)備（如逆變器、電纜和其他電氣元件）在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，這些干擾就可能會(huì)影響到敏感的電子溫度監(jiān)測設(shè)備，尤其是那些沒有良好屏蔽或抗干擾設(shè)計(jì)的設(shè)備。同時(shí)，溫度監(jiān)測設(shè)備通常依賴于電子信號(hào)來傳輸數(shù)據(jù)，如果光伏場產(chǎn)生的電磁場與溫度傳感器的工作頻率相近，可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的失真或噪聲增加，從而影響溫度讀數(shù)的準(zhǔn)確性。

而熒光光纖測溫裝置是專門針對(duì)高壓開關(guān)柜、刀閘開關(guān)、電纜接頭、變壓器等高壓電力設(shè)備因絕緣老化或接觸不良所引發(fā)故障和火災(zāi)的早期預(yù)測而設(shè)計(jì)的。開關(guān)柜、刀閘開關(guān)、電纜接頭、變壓器等設(shè)備都屬于強(qiáng)電流、高電壓的電氣設(shè)備，其電氣環(huán)境條件相對(duì)惡劣（諸如電磁場輻射、浪涌、電脈沖等強(qiáng)電磁干擾），而光纖具有對(duì)電絕緣、本征安全、不受電磁干擾等特性，所以傳感器可以直接以接觸的方式安裝在被測點(diǎn)上，“零距離”地監(jiān)測開關(guān)觸頭、電纜接頭的溫度異常，從而預(yù)測可能發(fā)生的故障，防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。

三、技術(shù)密碼——熒光光纖測溫系統(tǒng)工作原理

這種新型測溫裝置的核心是一段特殊的熒光光纖。當(dāng)光纖末端的熒光物質(zhì)受到特定波長的光照射時(shí)，會(huì)發(fā)出獨(dú)特的熒光信號(hào)，通過熒光信號(hào)將危險(xiǎn)信息傳回控制中心，實(shí)現(xiàn)高精度和高靈敏度的實(shí)時(shí)監(jiān)測，且熒光持續(xù)的時(shí)間長短與溫度精確相關(guān)，即溫度越高，熒光消失得越快，系統(tǒng)會(huì)通過測量這段熒光的持續(xù)時(shí)間，結(jié)合預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行分段式預(yù)警。

精確到0.1℃的溫度變化，能夠讓運(yùn)維人員面對(duì)可能出現(xiàn)的各種情況更加游刃有余，而光纖材質(zhì)對(duì)強(qiáng)電場、強(qiáng)磁場的天然免疫特性，更令光纖測溫技術(shù)成為光伏場高溫火災(zāi)預(yù)警的最佳解決方案。

在具體應(yīng)用中，1.2米長的傳感光纖像神經(jīng)纖維般植入接線盒，通過ST接頭與8米延長線相連。這種設(shè)計(jì)完美適配光伏陣列的組串式布局，且完全不受電磁干擾影響。當(dāng)某處接頭溫度超過70℃（一級(jí)報(bào)警）或85℃（二級(jí)報(bào)警）時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過RS485接口聯(lián)動(dòng)PLC，實(shí)現(xiàn)“測溫——斷電——滅火”三級(jí)響應(yīng)。

結(jié)語

依靠材質(zhì)和技術(shù)的優(yōu)勢，熒光光纖測溫系統(tǒng)已成為光伏場站直流側(cè)安全監(jiān)測的可靠手段，通過植入式光纖網(wǎng)絡(luò)精準(zhǔn)感知組件溫度異常，有效預(yù)防接頭過熱等隱患，適應(yīng)各類光伏系統(tǒng)環(huán)境。它就像給光伏場站裝上了“溫度+結(jié)構(gòu)”的雙重保險(xiǎn)，讓每一縷陽光都能安全地轉(zhuǎn)化為清潔電力。

審核編輯 黃宇