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摘要：本文通过对风力发电机组火灾原因进行分析，提出加强设备管理、采取相应的技术措施等方法进行火灾防范，取得了良好的效果，有效解决了风力发电机组如何防止发生火灾的问题。
关键词：风力发电机组；火灾事故；原因分析；设备管理；技术措施
1风电机组火灾原因分析
1.1非人为因素
1.1.1发电机电缆与接线盒原因
风力发电机定转子出口电缆在相间或单相对地绝缘降低或短路的情况下会放电引燃电缆。此外，部分风机设计的机舱内加热器距离发电机出口电缆较近，机舱加热器保护失灵等使得加热器持续工作易引燃电缆。部分风机由于设计或出厂质量等原因，接线盒端子排间隙较小，方形螺丝垫片易发生尖端放电。
1.1.2发电机轴承过热
发电机轴承自动注油系统故障（如发电机加脂机损坏或油路堵塞），润滑油脂劣化、轴承摩擦大，导致轴承过热，引燃附近易燃物，如油污、遗落布条等。另外，发电机轴承冷却风扇不工作也会导致轴承温度过高。
1.1.3刹车系统产生高温
在机组报安全链故障或人为手动紧急停机的情况下，机组会紧急停机，此时刹车瞬间投入，如机组在高速运转，刹车片和高速旋转的刹车盘之间摩擦产生大量火花，可能引燃周围易燃物。另外，在沿海地区，台风期间如风机没有正常切出停机，叶片没有处于顺桨状态而在30m/s以上风速仍然受力，也会导致刹车盘发热严重。
1.1.4雷击
虽然风电机组都配备了从叶尖—轮毂—机舱—塔筒—基础的避雷系统，但一旦避雷设施维护不当，70m以上高空中的风机遭受雷击并发生火灾的风险就大大提高。进入夏季5月—8月期间，雷雨日增加，由于机组长时间处于振动状态或日常检查不到位，可能出现接地系统导通不良，或者遭遇超强雷电超出风电防雷设计标准等情况时，就会造成雷电流无法顺利导入大地，局部连接点过热放电引起机组火灾。按照目前风电设备的发展趋势，为了进一步开发中低速风区，风电机组在向高塔筒和长叶片的方向发展，而高塔筒和长叶片使得风机遭受雷击的可能性进一步增大。
1.1.5发电机绕组短路
由于发电机绕组加热装置出现故障或控制回路出现异常，会持续对绕组进行加热，导致绕组绝缘老化引起短路。
1.1.6控制柜、变频柜短路
风机控制柜和变频柜等盘柜内各电源、控制回路接线端子松动造成接触不良或短路，将会同时引起火花。电弧放电温度将会达到2000℃～3000℃，极其容易引发火灾。
1.2人为因素
1.2.1维护工作质量方面
根据以上分析，风机内部尤其是机舱内部空间狭窄且火灾隐患多，维护工作质量的好坏对隐患因素有一定影响。维护后对漏油油污、酒精、抹布、纸张、手套等物品的清理至关重要。如果维护人员在进行日常维护、定期检修、卫生打扫等工作时违反规定在机舱内抽烟，易引发火灾。
1.2.2工器具使用不当
工作人员在使用电焊机、电动扳手等大功率电动工器具时，随意接入电源或者防护措施不当，容易造成线路过热引发火灾，电焊机火花会引燃周围易燃物等。
1.2.3管理不当
设备厂家为保证机组可利用率而掩盖部分故障问题，如屏蔽安全链告警信息，为此国内已发生过数起风机火灾事故。设备保护定值设置不当也会导致事故。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆风机设备保护定值与电网设备（如机组变）保护定值由不同部门出具，风电场管理人员如没有认真审核，箱变低压侧断路器自动跳闸功能形同虚设也会导致火灾事故产生和蔓延。近年来因此类原因导致风机烧损的例子也有不少。
2风电机组火灾管理措施
2.1尽可能通过对设备本身的维护和利用消防设施来消除火灾隐患
为了提高风电行业管控机组火灾事故水平，应将重点放在设备上。提高风电机组主要部件的质量，尤其是提高齿轮箱润滑油系统、刹车系统、发电机出线和接线盒、变频柜和控制柜等部件的生产和安装质量。此外，风电场业主严格要求风机生产厂家按照行业主管部门的有关要求生产设备：风机叶片、机舱保温层和隔热吸音棉应选用不燃、难燃或经阻燃处理的材料，机舱内涂刷防火涂料；机舱和塔筒电缆采用阻燃电缆；风机机舱、塔筒内应装设火灾报警系统。按照《电力设备典型消防规程》要求“750kW以上的风机机舱内应设置无源型悬挂式超细干粉灭火装置或气溶胶灭火装置，采用自身热敏元件探测并自动启动”等，但要探讨避免灭火装置误报和误动的措施，否则误动也会造成设备损害，甚至人员伤亡。另外，直驱型风机由于机舱设备少，结构简单，火灾隐患较非直驱型风机大大降低。
2.2细化管理制度，形成良好的运行维护习惯
加强运行维护人员和厂家维护队伍的安全教育，提高防火意识，进入风机内的所有人员严禁吸烟，严禁携带挥发性液体进入机舱[1]。可实行维护班组责任制，班组负责人对工作区域（特别是塔筒和机舱内）的作业前、作业中、作业后负全责，不遗留油污、手套、抹布、纸张等易燃物。严格限制在塔筒和机舱内部开展动火作业。
2.3定期检查与专项检查相结合
针对风机的定期检查工作除了维护质量检查、叶片检查（重点接闪点）、消防检查等以外，还应增加对发电机出口电缆绝缘测试、机舱内部（如刹车盘周围、自动注油系统）周围卫生状况检查、各盘柜内端子连接情况检查。专项检查工作应结合地区环境和季节特点明确开展内容，如设备发热观测，风机接地导通性检查，风机基础防雷检测等。定期检查与专项检查内容和频率均通过表样控制，达到检查工作有条不紊地开展的目的。
2.4加强验收
风电场从开工到正式运营会经历多个验收节点。对风电设备防火安全而言，设备带电前验收和基建转生产验收是最关键的节点。验收应侧重于消防设施数量和摆放位置、电气设备生产质量、电气设备（接线）的安装质量、风电机组和箱变的保护定值配置、电缆防火涂料、电缆出线和塔筒平台的防火封堵、消防隐患的整改、应急预案的编制等内容[2]。验收中如发现上述消防问题，建议作为验收的否决性条目。
2.5行业标准的整合提升
经实际调研发现，适用风电的阻燃动力电缆分A、B、C三类，外观上无任何区别，价格会由于阻燃配方不同而产生差异。由于每个风电项目的电缆供货量大，项目建设周期短，业主对电缆阻燃性能的把关往往形同虚设。即便是符合试验标准的阻燃电缆，仅是对电缆本身按照标准要求其排布方式和阻燃性能，而风机电缆的排布方式与试验标准并非完全一致，塔筒内空气供给状况也与实验条件不完全一致；加上塔筒内产生火灾的火源与试验标准也不一，可能存在多处持续着火点，例如：控制电缆着火[3]。风电行业没有对控制电缆等细节上有明确阻燃要求。因此，需要有行业协会或主管部门牵头对风电用电缆（动力电缆、控制电缆及各种线缆）阻燃标准要求进一步细化，必要时针对风机塔筒和机舱的着火特点研发制定专用的电缆阻燃等级，以有效地控制因电缆着火而形成的火灾事故。
结束语：
综上所述，我国风力发电具有极大的优势，是一种利用可再生资源的绿色清洁的发电手段。管理人员需要全面总结以往发生火灾的经验，找到引发火灾的各项因素，并针对每一项因素进行全面的分析，制定出相应的管理措施和手段。对风电机组火灾防控，应优先考虑设备管控，按行业标准要求执行和提高，加强重要节点的验收，加强检查手段等以总体提高管控能力。
参考文献：
[1]郭永刚，惠鹏，鞠伟.风电场风力发电机组火灾预防分析[J].科技资讯，2017，15（36）：26-27.
[2]张晋，徐大军，薛岗，田亮.火灾探测器在风力发电机组的性能试验研究[J].消防科学与技术，2015，34（12）：1634-1637.
[3]张亚洲.风力发电机组自动消防系统设计技术探究[J].机电信息，2015（27）：83-84.
论文作者:关唯
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/21
标签：风机论文; 机舱论文; 电缆论文; 火灾论文; 机组论文; 风电论文; 发电机论文; 《防护工程》2018年第33期论文;