项目一 充（换）电站的认识 任务4 充电站的紧急应对措施 课件-《新能源汽车充电桩安装检测与维修》电子工业出版社

新能源汽车充电桩安装 检测与维修 目录 项目一 充（换）电站的认识 项目二 交流充电桩的控制与运维 项目四 充电桩的安装与测试 项目三 直流充电桩的控制与运维 项目五 充电桩常见故障的检修 《新能源汽车充电桩安装检测与维修》 项目一 充（换）电站的认识 任务4 充电站的紧急应对措施 【知识目标】 1.能正确进行电动汽车充电站的火灾风险分析。 2.能简述电动汽车充电站消防安全存在的问题。 3.能简述充电站的火灾预防措施。 4.简述充电站发生火灾的类型及处置分析方法。 5.能简述充电站内发生火灾须坚持的原则。 【技能目标】 能正确使用灭火器扑救电气火灾。 【素养目标】 1.养成认真负责的工作态度及严谨细致的思维方式。 2.养成高压安全防护意识，规范高压安全操作行为，树立团队协作精神。 3.养成自主学习知识的能力及知识迁移的能力。 学习目标 电动汽车集中充电站主要由供电系统、充电系统、监控系统及配套设施四部分组成，主要的设备有控制电缆、电气设备及线路、变压器等。提高充电站系统的技术水平是充电站正常稳定运行的关键，也是防范火灾的重要保证。对于电动汽车，尽量选用稳定性强、充放电不易自燃且耐高温的电池，如钛酸锂电池。对于充电站电气系统，须选用导电性能好的阻燃材料，避免设备接地不良，造成系统积累电荷。此外，还需要建立实时监控与警报系统，对电动汽车集中充电站的运行状态进行实时监控，及时预测可能会发生的火灾安全隐患，并采取有效措施进行预防。 通过本任务的学习，学生能了解电动汽车充电站消防安全存在的问题，掌握充电站火灾预防措施，以及充电站发生火灾的类型及处置分析等内容，并能正确使用灭火器扑救电气火灾。 工作任务 一、电动汽车充电站的火灾风险分析 目前在建的电动汽车充电站选址、建筑面积、运营能力等具有较大的差异，充电站种类多，体量大。周边建筑物，如住宅、宿舍、学校建筑或商务楼等，与周边建筑物的距离大多较近，有的直接设置在建筑物的外墙，有些毗邻建筑物只有1m的距离。因此，在防火设计中要根据建筑类型、规模、选址、运营能力等进行分类，并有针对性地提出消防安全要求。充电站火灾现场如图1-4-1所示。 图1-4-1 充电站火灾现场 一、电动汽车充电站的火灾风险分析 电动汽车集中充电站主要由供电系统、充电系统、监控系统及配套设施四部分组成，主要的设备有控制电缆、电气设备及线路、变压器等。下面介绍控制电缆和电气设备及线路的起火原因。 （1）控制电缆：充电站主要使用聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套控制电缆，通过地下电缆沟将其引入充电设备。引起控制电缆燃烧的因素较多，如控制电缆绝缘材料质量差、导线有缺陷，也包括一些自然条件等外在因素，如电缆沟进水等。这些原因都可能造成绝缘线路提前老化，过载超温，导致控制电缆短路起火。 （2）电气设备及线路：充电站的各设备主要由电气设备及线路组成，而电气设备及线路又是电气火灾的主要发生点。电气设备间的线路由于质量或施工问题，可能造成接触不良、短路及过载，加之电气设备通风散热不足，极易造成设备及线路局部高温，引起电气火灾和爆炸。另外，各电气设备接头处易产生电火花和电弧，可直接引燃系统中的易燃易爆物质，最终导致火灾的发生。 现阶段，市场上主要的电动汽车为锂电池电动汽车。锂电池具有工作电压高、循环寿命长、自放电率低、比能量大、无记忆效应等优点。但是，作为电动汽车主要部件的锂电池在安全性能方面仍存在一定的不足。例如，所有的动力锂电池都有不同程度的不耐过充电和过放电，电池在过充电或过放电时，可能产生冒烟和起火等风险；锂电池在高温下使用时会释放气体，使电池压力过高，可能产生泄漏和自燃，从而烧毁整辆汽车，造成人员伤亡和财产损失。 6 二、电动汽车充电站消防安全存在的问题 电动汽车充电站的建筑结构多种多样，功能也与传统建筑有很大的不同，动力电池存在的火灾危险性成为充电站防火设计的难点。目前，电动汽车充电站消防设计和审批验收缺乏专门的标准规范依据，导致既有电动汽车充换电站部分陷入停运状态，新建站点没有通过消防审批就开始投入运营。 现有消防设施配置情况复杂，灭火效果不明确。电动汽车充电站站内设施主要有室内消火栓箱、推车式（或手提式）水基（或干粉）灭火器、灭火毯、消防沙等。国外相关资料显示，大量持续的消防水是扑灭电动汽车火灾最有效的方法，而目前很多充电站内出于消防水导电的顾虑，大多未设置室内消火栓，消防员灭火时只能依靠市政供水或消防车供水，给火灾扑救带来一定的困难。根据以往的火灾案例来看，灭火器对于扑灭电动汽车火灾效果不明显，甚至无法控制火灾的发展。消防沙池的设置往往距离充电站较远，若车辆发生火灾，消防沙运送过去的时间较长，火势一旦蔓延开来，人员无法靠近，便无法将消防沙释放到火场中。 消防安全管理未得到重视，消防设施使用状况不佳。有专人管理的电动公交车充电站基本都制定了安全管理规定和应急操作规程，站内人员均经过一定的消防安全培训，消防设施配置虽然不统一，但基本都有配置，且由专人管理，均处于可用状态。无人看管的私人电动小轿车充电站往往没有消防安全管理规定，且大多未配置消防设施或消防设施处于无法使用的状态，存在很大的消防安全隐患。 三、充电站的火灾预防措施 1.技术措施 提高充电站的技术水平是充电站正常稳定运行的关键，也是防范火灾的重要保证。对于电动汽车，尽量选用稳定性强、充放电不易自燃且耐高温的材料，如钛酸锂电池。对于充电站的电气系统，须选用导电性能好的阻燃材料，避免设备接地不良，造成系统电荷积累。此外，还需要建立实时监控与警报系统，对电动汽车集中充电站的运行状态进行实时监控，及时发现可能会发生的火灾安全隐患，并采取有效措施进行预防。 2.管理措施 电动汽车充电站自投运之日起，应建立一套完整健全的管理体制，充电站的管理人员应加强日常工作的安全与防火意识，严格按照规章制度开展作业，避免因不规范行为而发生火灾事故。尤其是针对电气系统的运行管理，需要制定各种规章制度，避免出现触电、着火甚至爆炸等事故。 对于充电站的管理人员与工作人员，要经常组织业务学习和安全教育活动。新上岗的工作人员必须熟悉掌握各项业务技能和安全应急知识，才可以进行实际操作。只有不断地学习培训，才能使员工们适应新设备、新技术，并将管理制度落实到位，保障充电系统安全稳定运行。 三、充电站的火灾预防措施 3.用户使用约束 据统计，充电站电动汽车火灾的主要原因是驾驶员对电动汽车与充电系统的使用不当，部分驾驶员安全意识淡薄，不按规定对电动汽车进行充电，在车辆起火时也不能采取正确的措施进行扑救。 为此，必须提高驾驶员的火灾防范意识，普及基本常识和火灾扑救知识。例如，在充电站的充电桩上标注重点安全注意事项，使用安全警示牌，或者在使用的充电App中定期提示安全常识。此外，对于电动汽车这一新兴事物，政府及充电站厂商应大力宣传安全充电常识，杜绝过度充电，或低压充电车型使用高电压充电的现象。 4.充电站选址、平面布局 充电站不宜设置在地下车库中。但由于城市用地紧张，许多城市都把充电站设置在地下停车库中。相比传统汽车，这样设置具有特殊的危害性：一是电动汽车发生火灾会产生大量的有毒、有害气体；二是电动汽车具有爆炸风险。因此，对于电动汽车充电站选址和平面布局应重点考虑以下两点。 （1）充电站宜设置在地面一层，如必须设置在地下，不应设置在地下二层及以下的楼层。 （2）充电站应设置在人员密集场所常年主导风向的下风向，不应设置在人员密集场所的主出入口处。 三、充电站的火灾预防措施 5.充电站防火设计 充电站由于存储锂电池的数量和规模不同，防火设计应分别考虑。GB50016—2014《建筑设计防火规范（2018年版）》作为建筑物防火设计的基本规范，应尽量参照此规范设计；在无法满足的情况下，应根据电池火灾特点对电动汽车充电站采取一些额外措施，以保障充换电站消防安全。例如，考虑到电池飞溅，现有距离居民区较近的充换电站建议增加防飞溅的铁丝网；储存电池的地方建议增加防撞装置，避免因撞击引起电池短路而发生事故。 6.充电站消防设施设置 充电站消防设施应包括灭火系统、自动报警系统、防排烟设施等。 （1）灭火系统：大量持续的消防水对于电动汽车火灾的降温和隔绝氧气等具有很好的效果，因此，应在充电站内设置室内消火栓、室外消火栓，以满足火灾时消防车辆用水需求。另外，对各类灭火剂、灭火系统的有效性展开实验研究，研究或开发能够有效扑灭锂电池火灾的灭火系统。 三、充电站的火灾预防措施 6.充电站消防设施设置 （2）自动报警系统：根据动力电池火灾特点，动力电池燃烧前内部温度升高，且伴随有大量气体产生，电池内部温度升高有电池管理系统（Battery Management System，BMS）进行监控，可以辅助报警，因此，应特别要求电池管理系统与消防监控系统进行联动。同时，应采用可燃气体报警装置或感烟报警系统增加火灾预警能力。 （3）防排烟设施：现有的地面充电站一般为敞开式建筑，密闭空间较少。而设置在地下的充电站，火灾时的排烟问题，尤其是大量有毒、有害气体的排放也是重点、难点问题，应展开系统研究。 四、充电站发生火灾的类型及处置分析 1.充电站内电动汽车火灾处置分析 近年来，电动汽车的火灾一半以上是由锂电池泄漏导致的，过度充电或电压过高易导致锂电池高温起火。充电站内的汽车发生火灾时，须本着“先控制，后扑灭”的原则，第一时间进行扑救。当电动汽车在充电过程中发生火灾时，驾驶员不要惊慌，首先应立即切断电源，优先按下充电桩急停开关，拔掉充电插头并断开充电设施总电源；人员应向上风方向撤离至50m以外的安全区域，避免吸入氟化氢、氰化氢等有毒气体，远离燃烧产生的高温（可达1000℃）；拨打119时应明确说明“电动汽车充电火灾”，提供起火车辆品牌、型号及动力电池种类，以便于消防员进行针对性处置；同时告知起火位置、火势规模及人员受困情况。如火势可控，可开展扑救，使用干粉灭火器或二氧化碳灭火器，保持40cm以上安全距离喷射火源根部；禁止用水灭火，避免触电风险或引发二次短路。若车门解锁，直接开门协助逃生；若锁闭则破窗（优先破侧窗），避免接触高压部件，使用湿布防护口鼻低姿逃生。 为了防止火灾范围扩大，当值的工作人员应切断部分充电电源与设备电源，隔离其他车辆及易燃物，同时向控制中心及时汇报事故的时间、地点、火灾类型及现状。如果火势严重，必须马上向消防单位求助。消防单位本着“快速、就近”原则出动消防力量，确保救援队尽快到达火灾现场。 四、充电站发生火灾的类型及处置分析 2.充电站内电缆火灾处置分析 电动汽车充电站内电缆多集中在用电设备密集区域，因此，电缆隧道具有空间大、距离长、布置集中、潜在火源较多等特征，电缆隧道内一旦发生火情，影响范围极广。电缆火灾可能危及整个用电区域，甚至影响整个电网的安全稳定运行。一旦电缆起火，电缆隧道烟雾大、温度高，并可能伴有有毒气体产生，施救难度大且易对救援人员健康安全产生影响。 因此，电缆起火时须立即进行以下处置工作。 （1）立即切断电缆电源，根据火灾情况，判断是否需要关闭所有通往电缆夹层的门、窗。 （2）有自动灭火系统的地方，确保灭火装置可以及时启动，否则立即人工开启消防系统；无自动灭火系统的地方，可以就近选用适合的灭火器（或用沙子）进行扑救。 （3）由于电缆沟内可能存在有毒气体，救援人员应佩戴合格的防毒面具，以防中毒。 （4）立即隔离着火源，将着火源附近的电动汽车迅速移动到安全区域。 （5）救援人员必须穿戴绝缘鞋和胶皮手套，禁止直接触摸不接地的金属，禁止触摸电缆托架和移动电缆。 四、充电站发生火灾的类型及处置分析 3.充电站内变压器火灾处置分析 充电站内变压器出现下列情况之一时，应立即退出运行。 （1）变压器套管破损严重，并伴有放电现象。 （2）变压器运行声响明显增大，或声响时大时小，并同时伴有崩裂声。 （3）变压器的温度异常升高，超过警戒值且无法降温。 （4）供电系统发生危及变压器安全的故障，而变压器保护装置没有动作。 （5）变压器邻近设备着火或爆炸，对变压器的设备安全造成威胁。 （6）变压器冒烟着火。 当变压器发生爆炸或着火时，必须立即断开变压器与供油系统间的线路，将冷却系统的电源断开，使变压器设备及附属设备停止运行，并马上开展扑救。充电站内变压器火灾处置必须分秒必争，尤其在变压器刚刚起火时要尽快扑救，避免火情扩散。若充电站变压器有自动灭火系统，先开启高压水泵，再把电动喷雾阀门打开进行喷雾灭火。可用于变压器消防处置的灭火剂有干粉、四氯化碳及沙子等，原则上变压器消防处置使用的灭火剂不可导电。泡沫灭火器的灭火剂有一定的导电性，不可用于变压器及附属设备的带电灭火。若变压器中的油发生泄漏并着火，则使用泡沫灭火器进行灭火，并及时向消防单位求助。 四、充电站发生火灾的类型及处置分析 4.充电站内充电系统火灾处置分析 充电站内的充电系统以电气设备为主，当充电系统发生电气火灾时，首先断开相关电源，避免发生大规模电气着火。若情况紧急，必须要扑救人员带负荷切断相关电源时，扑救人员要佩戴橡胶手套，并使用适合的绝缘工具。当火场远离开关或因火势无法切断电源时，也应设法将相关线路切断，相线和中线应分开错位剪断，以免在钳口处造成短路，并防止电源线掉在地上造成短路，致使现场人员触电。 充电系统初起火时，现场人员应立即选用合适的灭火器进行扑救，处置时所选用灭火器的灭火剂必须有良好的绝缘性能，如二氧化碳灭火器、干粉灭火器或灭火沙箱，不可使用具有导电性灭火剂的灭火器（如水基灭火器和泡沫灭火器）进行处置。情况严重的，应立即拨打“119”报警，请求消防单位援助。 5.充电站内火灾综合处置分析 电动汽车充电站多位于百货商场、居民小区、集中办公区等人员密集的大型公众场所附近，一旦发生火灾事故，火势扩展速度快，人员疏散困难，且易造成人员伤亡及财产损失。充电站发生火灾的主要特征如下。 （1）起火点多，起火原因比较复杂。 （2）火灾荷载大，即充电站发生火灾，全部可燃物燃烧所释放的总热量高。 （3）火灾蔓延迅速，易造成大规模火灾。 （4）起火后人员疏散及施救困难。 五、充电站内发生火灾须坚持的原则 （1）坚持“救人第一”的基本原则，先救人，再进行火灾扑救与财产施救，当到场的消防力量较多时，救人与扑救火灾可同时进行。 （2）控制火势蔓延，迅速将火源附近电动汽车等可燃物转移至安全地点，并且将消防力量部署在火势发展的主要方向和受火势威胁严重的部位上，保证人员密集区与贵重财产的消防安全。 （3）将各着火源切断，逐个逐片处置，有效使用室内外的消防系统，正确选择灭火手段和灭火设施。 六、提高充电站危险化学品安全性的技术措施 1.替代 提高危险化学品安全性、降低其危害性最为理想的方法就在于，原料选择时通过替代技术，将有毒或高毒性化学品用无毒或低毒性化学品替代，将易燃物用可燃物替代等，从而有效降低危险化学品可能会对人体造成的伤害，减少火灾爆炸等安全事故的风险。 2.提高技术工艺 当替代措施难以满足工艺技术、安全管理要求时，可积极进行技术改造，优化技术指标与工艺流程，不断提高、完善危险化学品生产与使用的技术水平，选择具有更高安全性、更低危害性的技术工艺，从而降低甚至消除危险化学品可能带来的危害。 六、提高充电站危险化学品安全性的技术措施 3.防火防爆隔离 通过封闭、屏障设置等方法，将危险化学品与操作人员进行有效隔离，拉开危险源与相关人员之间的距离，是目前安全管理与控制较为有效的方法之一。一方面，要重视对危险化学品储罐、各种压力容器的使用与日常安全检测，如对浓硫酸罐区的隔离管理，需要设计容积、高度都足够的围堰，围堰内侧还要做防腐处理，储罐内要安装防护型液位计，检修储罐时要将罐内的气体全部放空，避免与潜在火源发生接触；注意防腐设计，对于收容后的废酸，还要用石灰粉进行中和排放；储罐要注意安置通气除湿装置，做好保湿措施，至少每两年要检测一次储罐厚度，至少每四年要检测一次储罐内部。另一方面，也可以通过防火堤、防爆墙、排水沟等隔离措施进行安全管理，严格按照相关规范做好防火堤、防爆墙、排水沟的修建与整改，做好防腐蚀处理，内侧要注意喷涂防火隔热涂料。 4.加强充电间、仓储区的通风与温度管理 （1）温度管理：蓄电池在充电时温度、电压会过高，当使用环境为高温环境或充电器出现失控、失效或过放等问题时，若这些热量不及时疏散，可能会导致漏液、冒烟、放气等安全问题，严重时还可能会出现剧烈燃烧或爆炸，引发安全事故。但在低温下，又会使蓄电池出现充放电效率低、电池性能差等问题，因此，充电站的温度管理成为重要的安全问题。不同类型的蓄电池对于充电间有不同的温度要求，铅酸蓄电池要求的温度为5～35℃，锌银蓄电池要求的温度为15～35℃，镉镍蓄电池要求的温度为18～25℃。当充电间温度过高时，蓄电池在充电时出现的过热反应会加重充电站的温度过高问题，从而加剧产生安全隐患。 六、提高充电站危险化学品安全性的技术措施 4.加强充电间、仓储区的通风与温度管理 （2）通风管理：在作业场所要加强通风措施管理，这能够有效降低场所内的有毒有害气体、酸雾、蒸气、粉尘等危险化学品及其释放物的浓度，使作业人员的人身安全得到更有效的保障，降低发生燃烧、爆炸等安全事故的风险。目前，敞开式屋顶等自然通风措施与排风系统等机械通风措施相结合，能够加快作业场所内的空气置换速度，确保室内空气流通。充电过程中会产生一些酸雾，因其密度大于空气会向下散发，而密度相对较小的氢气则会向上散发。在充电区域底部安装排风系统，吹动酸雾降落在充电间底部，并沿地沟向酸雾净化收集装置中排放，而氢气则会继续向顶部扩散，经顶部敞开式屋顶或排气口、天窗等出口排放至充电间外部，以提高充电间的安全性。充放电作业区要做好防火分隔，通过自然通风与机械通风双重通风模式，充分发挥自然通风设施的作用，同时利用常开防爆风机加强防火分隔。 （3）作业人员加强个体防护：充电站对于作业人员有严格的个体防护要求，需要配备防化服、防毒面具、耐酸碱腐蚀手套和口罩、绝缘棒、绝缘手套、绝缘服、绝缘鞋、绝缘垫、安全护目镜等个人安全防护用品。这一措施是目前防止危险化学品及其释放的有毒有害物质进入人体的最后一道屏障，充电站必须严格落实相关防护用品的佩戴要求。 七、加强充电站危险化学品安全组织管理的措施 1.做好危险化学品识别管理 危险化学品识别是安全管理措施的重要基础，要对危险化学品进行风险评估与安全警示。由具有丰富经验与较高能力的，对物质、设备与操作危险有充分了解的工作人员对危险化学品进行缜密的评估。评估范围包括作业人员人身伤害、公众伤害、环境影响、设备损害、火灾、爆炸及环境影响与污染等，充分掌握所有危险化学品及电解液配置等过程中存在的危险或潜在风险，进而制定针对性措施，同时需要立即向当地主管部门上报。 2.制定安全防范措施 要制定全面的安全防范措施，包括：化学品暴露杜绝措施与使用量减少措施；可替代方法；工艺变更方法；带有局部通风设备的局部密封措施；局部排气通风措施；个人防护设备；上岗培训等。要对工作人员开展安全教育，要求了解相关内容，包括：所涉及化学品的相关化学数据及其发生泄漏或污染时可能造成的危害，以及应急处理措施；工艺操作流程；个人防护用品等制度；正确的物料、半成品、成品的处理方法和运输方法等；化学品泄漏处理技术；特殊装置或设备操作技术；化学品浓度日常检测等。 七、加强充电站危险化学品安全组织管理的措施 3.落实“一书一签”机制 危险化学品储区、操作区要落实“一书一签”制度，即安全技术说明书与安全标签制度，通过安全技术说明书告知危险化学品的危害信息，通过安全标签加强警示，安全标签文字、图形都要做到通俗易懂。 4.加强储存与运输安全管理 危险化学品的储存与运输是安全管理的两个重要环节，要严格按照国家的相关标准执行，落实铁门铁窗、双人双锁、专人管理、出入登记、据实消耗、定期检查等制度。储存区应具备耐酸、耐腐蚀、排水、防火、热源隔离、排风等措施。在储存区与运输设备之间，应加强明火、火花、电弧隔离措施，并配备通风设备。在工作期间，应保持每小时通风换气不少于8次。 5.制定应急预案 充电站要制定严格、有效的应急预案，以应对火灾、化学品泄漏、爆炸等可预见的安全事故，做好电解液配置区、危险化学品储存区、整个现场的相关应急预案，要求所有人员熟知自身职责，明白在事故发生时应该做的事情，加强培训与安全事故演练，确保所有人员都熟知应急预案处理方法。 谢谢聆听 $