8月11日-12日,由中国安全产业协会应急创新分会、应急救援产业网、联众建筑产业数字化生态联盟主办及相关行业协会支持的FIOT2023中国消防物联网大会(以下简称“大会”)在厦门隆重召开!

600余位院士、学者、专家及行业同仁共同参与;7大权威院士、专家特邀报告,11位企业高管的主题报告,2场硬核高峰论坛,还有消防物联网特设奖项表彰,企业战略合作签约,精品技术展示等N个精彩环节共同加持。现场实时直播,线上参会观看量达30000+人次,200+大众主流媒体同时宣发,全网透传大会亮点。

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【宋朝盛在现场进行报告分享】

8月11日下午的“主题报告”环节,上海盐巴信息科技有限公司董事长兼首席技术官宋朝盛以《双碳及新能源大潮下电弧故障检测》为主题,进行了精彩的报告分享。他分别从双碳和新能源大潮下关于电气火灾的思考、电弧故障监测的重要性和急迫性、现有电弧故障标准的局限性、盐巴科技iAFD212介绍四个方面进行分享。

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双碳和新能源大潮下关于电气火灾的思考

随着双碳目标成为我国基本国策,最重要就是要将新能源在全球一次能源供应中的比重从20%提高到70%,特别是火电要逐步退出市场,但是新能源存也存在一些问题,就是不稳定性和间歇性。

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这是新能源领域的光伏电站发生火灾的一些照片,由电弧引起的,燃烧起来会非常的剧烈,房顶都被烧了。光伏电站,业界认为在生命周期里面每600个屋顶每年会有一起火灾事故。从前面发生的光伏事故来看,包括亚马逊、沃尔玛等等世界一流的企业屋顶也烧起来了,这块跟管理的水平的关系不大,更重要是找到里面根本的原因,并且用提升技术手段的方式才能够把这个问题解决掉。

统计表明,在光伏电站的起火事故82%是因为直流侧的事故,54%直接由电弧引起的。

新能源领域储能电站带来的直流电弧的风险,北京大红门事件发生以后,经过调查,最后结果是符合锂离子电池发生热失控的典型特征,但是到底是什么原因导致发生了热失控,目前信息有限,尚不能下定论,这是官方的报道,但是从锂电池的工作原理说起来,热失控经常是在电池生命后期,就是长期过充过放情况下造成金属态里的稀疏之后,发生内部的热失控,但是大红门电站刚建设,全部是新的电池,还没有投入使用,单纯说是热失控,其实并没有揭示根本的原因。

在我们的研究和模拟验证中,我们认为大红门这样的事件非常大的概率是直流电弧引起的电池单体外壳烧传,并且进一步引燃电池的单体,该电池单体发生绕少最终导致电池组的热失控,这块已经做过一些模拟的实验,已经验证了这一点。这块还没有展开更多的研究,其实特斯拉已经在这方面展开了相应的研究。

电气化是实现双碳目标的必然路径。刚才讲的是新能源,现在说的是电气化。因为随着能源结构的改变,对化石能源依赖少了以后,比如现在的车,更多车不烧油,改成用电,这就需要整个社会电气化的程度大幅度的提升。

但是在提升过程中必然意味着用电量大幅度的增加,这也是导致电气火灾的可能性和风险大幅度增加的重要的原因。只有整体性大幅度的提升对电气火灾防治的认知和技术水平,才能够支持电气化水平的提升,才能够最终完成双碳的目标。

电弧故障监测的重要性和急迫性

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电弧故障,简单来讲电弧故障有是通常说的打火,电火,可以烧起来。数据显示2到10A的电弧电流可以产生2000到4000摄氏度的高温,0.5A电弧电流,在周围如果有易燃物就足以引起火灾。

美国NEC显示40%的住宅火灾是由电弧引起的,美国消防署调查的结果是在所有电气火灾里面有65%的原因是电弧引起的,在韩国调查结果表明73.5%火灾是由电弧引起的。根据美国消防协会的结论,加上故障电弧断路器就可以防范75到80%的电气线路火灾。

光伏电站的火灾,烧起来的话就是非常厉害,有的屋顶光伏电站烧起来能烧到4到5个小时,而且上面带着电压,有的光伏电站电压达到1400伏。

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这是2021年4月16日北京市的火灾,造成两名消防员的牺牲。在储能电站上不光中国发生了这类事件,在海外也是这样。

可以看到,消防安全问题已成为储能规模化发展“掣肘”,只有解决安全问题,储能产业才能走向健康发展。

最后一个是新能源汽车的起火、爆炸,这一点跟大家日常是息息相关的,2020年到2022年平均每周一起新能源起火事故,但是到了2022年第一季度新能源起火640起,平均每天发生7起,目前电动车起火事件的调查结果都指向热失控,但为何导致热失控却无法进一步追查。单纯热失控的理论已经不足以解释爆炸的原因。特斯拉已经在进行电池组起火中电弧故障的相关问题的研究。特斯拉不管是在储能电站还是在电动车领域都是走的非常靠前的。

现有电弧故障标准的局限性

下面讲一下电弧故障标准的局限性。最早美国出了UL1199,中国逐步推出了标准,经过仔细的研究以后,目前的标准相对来讲性能还是比较低,不足以在中国的市场环境下推广,主要原因是:

第一,最低试验电流过大。中国的标准是3A,中国采用是220伏的电压,但是美国采用120伏电压的时候,检定电弧故障监测设备的最低电流为2.5A,在美国的检测里是要响应,但是国内很多产品,在3A电流以下的时候就不再去报警了。所以说就相当于漏掉了3A以下的电弧可能引起的恶性事故。有一个关系是电压越高的话在比较的电流下可以产生稳定的电弧,比如说家用的脉冲点火器电压高达几万伏,但是可以产生持续的电弧,但是它电流非常小,所以电压越高产生电弧的风险越高,这一块我国最低的检定电流是要设定比美国2.5A更低可以真正的预防电弧引起火灾。

第二,电弧的强度信息缺失。现在的监测设备普遍使用回路电流的大小和持续的时间来作为判断电弧故障的依据,根据美国IEC62606相关标准,中国在定标准的时候,假定电弧的电压是30伏,所以最后定了3A。对于单回路这个假定没有问题,但是在感性、容性及整流器等负载条件下特别是复合负载条件下是不可能满足的,要精确的检测出电弧本身强度信息,才能够真正有效对电弧风险做出正确的评估。

第三,缺乏自检功能。我们通常永的漏保有一个质检的功能但是现在电弧监测的设备没有这样质检的功能。

盐巴科技iAFD212介绍

下面介绍盐巴科技iAFD212的芯片,总结一下,盐巴有五个首创的点。

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这个是性能指标,有基本的工作原理和现实是完全不一样,所以我们提供了一些非常高的指标,这一点基本上也是找不到其他的产品能够跟我们作对标。

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这个是评估板,上面有一排灯,最右边有一个传感器,发生电弧的时候这灯会按照电流的强度来评估。它的应用领域非常的广,故障电弧检测的装置、安全的插座、智能断路器、工业设备、家电设备、电动自行车、充电桩等这些全部都可以应用我们的技术和芯片。我们预计在2024年推出符合车规的电弧故障监测芯片,正式进军电动汽车电池领域。

我的分享到此结束,谢谢大家!

盐巴科技荣获“数字消防优秀方案”奖项

驾驭时代之风,激励行业力量,本届会议特设“消防物联网创新产品”和“数字消防优秀方案”两大奖项,经过线上报名、网络投票、视频拉票、专家评审等环节后,最终在大会现场这一荣耀时刻揭晓FIOT2023中国消防物联网大会特设奖项获奖榜单。

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盐巴科技是一家基于自主创新的电力载波通信与互联网大数据技术,为现有电力需求侧用户提供智慧用电服务的科技服务企业。基于独创的新流派故障电弧检测技术,不断提高识别精度的故障电弧检测芯片,从源头遏制电气火灾事故的发生,有效防范化解电气火灾风险,为全面提升电气火灾治理能力和治理水平提供助力。实力铸就品牌,荣誉见证辉煌,恭喜上海盐巴信息科技有限公司荣获“数字消防优秀方案”奖项。