唐雪陽

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

一、背景

全球倡導(dǎo)綠色出行與可持續(xù)發(fā)展的大背景下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)迎來了迅猛發(fā)展的黃金時期。新能源汽車以其清潔、高效的獨(dú)特優(yōu)勢，逐漸成為汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵方向。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，近年來新能源汽車的銷售量和保有量呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長，持續(xù)穩(wěn)步擴(kuò)大。

隨著新能源汽車的快速普及，“加油+充電”一體化的綜合能源站應(yīng)運(yùn)而生，成為行業(yè)發(fā)展的新潮流。這種創(chuàng)新的能源補(bǔ)給模式，巧妙地將傳統(tǒng)加油站的成熟網(wǎng)絡(luò)與新興充電樁設(shè)施有機(jī)融合，為用戶提供了更為便捷、高效的能源補(bǔ)充服務(wù)，極大地提升了用戶體驗(yàn)。

然而，需要高度警惕的是，加油站本身屬于易燃易爆的高危場所，各類油氣揮發(fā)物充斥其中，稍有不慎就可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。而充電樁在運(yùn)行過程中，具有高電壓、大電流的電氣特性，一旦出現(xiàn)電氣故障，極易產(chǎn)生電火花、電弧或過熱等危險情況。加油站與充電樁的結(jié)合，使得安全風(fēng)險變得更加復(fù)雜和嚴(yán)峻，電氣安全問題成為了制約“加油+充電”一體化綜合能源站發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。

二、電氣火災(zāi)的危險性

電氣火災(zāi)往往具有突發(fā)性和快速蔓延的特點(diǎn)，一旦發(fā)生，火勢迅速擴(kuò)大，難以控制。在火災(zāi)現(xiàn)場，高溫、濃煙和有毒氣體不僅對人員的生命安全構(gòu)成直接威脅，還會對建筑物和設(shè)備造成嚴(yán)重的破壞。許多火災(zāi)事故導(dǎo)致了人員傷亡，給受害者家庭帶來了巨大的痛苦。電氣火災(zāi)還會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，包括建筑物修復(fù)、設(shè)備更換、生產(chǎn)中斷等直接損失，以及由此引發(fā)的間接經(jīng)濟(jì)損失。

三、加油站充電樁電氣風(fēng)險來源

1.設(shè)備風(fēng)險

充電樁作為加油站充電設(shè)施的核心設(shè)備，長期處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備老化問題日益突出。電纜老化是充電樁常見的設(shè)備風(fēng)險之一。隨著使用時間的增加，電纜的絕緣層會逐漸磨損、老化，導(dǎo)致絕緣性能下降。在高電壓、大電流的作用下，老化的電纜容易發(fā)生短路故障，產(chǎn)生電火花和高溫，從而引發(fā)火災(zāi)。接觸器氧化也是充電樁設(shè)備風(fēng)險的重要因素。接觸器在頻繁的開合過程中，觸頭容易受到氧化和腐蝕，導(dǎo)致接觸電阻增大。當(dāng)接觸電阻過大時，會產(chǎn)生大量的熱量，使接觸器溫度升高，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。

在加油站的油氣環(huán)境中，這些設(shè)備風(fēng)險的危害更加嚴(yán)重。油氣屬于易燃易爆物質(zhì)，一旦遇到火源，極易引發(fā)爆炸和火災(zāi)。充電樁設(shè)備老化產(chǎn)生的電火花和高溫，在油氣環(huán)境中就如同，隨時可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

2.環(huán)境風(fēng)險

加油站環(huán)境中，油氣揮發(fā)是不可避免的。汽油、柴油等油品在儲存和加油過程中，會不斷揮發(fā)產(chǎn)生油氣。這些油氣與空氣混合后，形成易燃易爆的混合氣體。當(dāng)混合氣體的濃度達(dá)到一定范圍時，遇到火源就會發(fā)生爆炸。

電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中，可能會產(chǎn)生電火花、電弧或高溫等火源。如果電氣設(shè)備的防爆等級不匹配，無法有效隔離這些火源，就可能引發(fā)油氣的燃爆。例如，在一些老舊的加油站中，部分電氣設(shè)備的防爆等級較低，無法滿足當(dāng)前加油站環(huán)境的安全要求。在這種情況下，一旦電氣設(shè)備出現(xiàn)故障，產(chǎn)生火源，就極有可能引發(fā)油氣燃爆事故，造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

3.人為風(fēng)險

用戶操作不規(guī)范是導(dǎo)致加油站充電樁安全事故的重要人為因素之一。部分用戶在使用充電樁時，可能會存在以下不規(guī)范行為：用力插拔充電槍，導(dǎo)致充電槍接口損壞；在充電過程中，隨意觸摸充電樁設(shè)備，影響設(shè)備正常運(yùn)行；在加油站內(nèi)使用明火或吸煙，忽視加油站的安全規(guī)定。這些不規(guī)范操作都可能引發(fā)電氣故障，產(chǎn)生火源，從而引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故。

員工應(yīng)急處置能力不足也是人為風(fēng)險的重要方面。當(dāng)加油站充電樁發(fā)生安全事故時，員工需要迅速、準(zhǔn)確地采取應(yīng)急措施，以減少事故損失。然而，一些員工可能缺乏相關(guān)的應(yīng)急培訓(xùn)，對應(yīng)急預(yù)案不熟悉，在事故發(fā)生時，無法迅速做出正確的反應(yīng)。例如，在電氣火災(zāi)發(fā)生時，員工可能不知道如何正確使用滅火器進(jìn)行滅火，或者不知道如何迅速切斷電源，導(dǎo)致火勢蔓延，事故擴(kuò)大。

四、智慧用電系統(tǒng)架構(gòu)

安科瑞電氣提出的智慧安全用電解決方案，采用了先進(jìn)的“云-管-邊-端”一體化架構(gòu)，這種架構(gòu)如同一個高效協(xié)同的智能體，為電氣安全管理提供了、多層次的保障。

1.全天候監(jiān)測：對漏電、溫度、電壓、電流、故障電弧等參數(shù)進(jìn)行24小時監(jiān)控；可以按站點(diǎn)名稱進(jìn)行篩選，顯示站點(diǎn)詳情、充電槍列表、統(tǒng)計(jì)訂單信息、故障記錄，點(diǎn)擊某個充電槍編號后在進(jìn)入充電槍監(jiān)控頁面實(shí)時監(jiān)測變壓器負(fù)荷（搭配ACM300T、ADW300），當(dāng)負(fù)荷超過50%時，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為50%，當(dāng)變壓器負(fù)荷超過80%時，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負(fù)荷下降為止。如圖所示：

2.多方式告警：支持APP、短信、語音外呼等多種告警方式，確保信息及時觸達(dá)；顯示限流式保護(hù)器的狀態(tài)，包括線路中的剩余電流、溫度及異常報(bào)警，如圖所示：

3.遠(yuǎn)程控制：當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到電氣設(shè)備出現(xiàn)故障，如短路、過載等可能引發(fā)嚴(yán)重安全事故的情況時，用戶可以通過手機(jī)APP、PC端等終端設(shè)備，遠(yuǎn)程發(fā)送分閘指令。系統(tǒng)接收到指令后，會迅速控制相應(yīng)的開關(guān)設(shè)備，切斷故障電路的電源，實(shí)現(xiàn)快速斷電。這一過程能夠在短時間內(nèi)完成，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大，減少事故造成的損失。例如，在加油站充電樁發(fā)生短路故障時，工作人員可以在監(jiān)控室或其他安全地點(diǎn)，通過遠(yuǎn)程控制迅速切斷充電樁的電源，防止火災(zāi)等嚴(yán)重事故的發(fā)生。

遠(yuǎn)程控制功能還可以實(shí)現(xiàn)故障隔離。當(dāng)某一區(qū)域的電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時，用戶可以通過遠(yuǎn)程控制，將故障區(qū)域的電路與其他正常運(yùn)行的電路隔離開來，確保其他設(shè)備不受影響，繼續(xù)正常運(yùn)行。這樣可以最大限度地減少故障對整個供電系統(tǒng)的影響，保障加油站的正常運(yùn)營。

在一些特殊情況下，如需要對電氣設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、檢修時，工作人員也可以通過遠(yuǎn)程控制提前切斷設(shè)備電源，確保工作環(huán)境的安全。遠(yuǎn)程控制功能還可以與其他系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，如與消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等。當(dāng)消防系統(tǒng)檢測到火災(zāi)發(fā)生時，智慧用電系統(tǒng)可以自動接收信號，遠(yuǎn)程切斷相關(guān)區(qū)域的電源，防止電氣火災(zāi)的蔓延，為消防救援工作提供有力支持。

4.隱患分析：系統(tǒng)會對采集到的漏電、溫度、電壓、電流等電氣參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和整理。通過大數(shù)據(jù)分析算法，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度的分析，包括數(shù)據(jù)的趨勢分析、相關(guān)性分析、異常值檢測等。通過趨勢分析，系統(tǒng)可以了解電氣參數(shù)隨時間的變化趨勢，判斷設(shè)備是否存在潛在的故障風(fēng)險。例如，如果發(fā)現(xiàn)某一設(shè)備的溫度持續(xù)上升，且超過了正常范圍，系統(tǒng)就可以判斷該設(shè)備可能存在過熱問題，需要進(jìn)一步檢查和維護(hù)。

五、設(shè)備本質(zhì)安全

1.選用達(dá)標(biāo)充電樁：在加油站充電樁的設(shè)備選型中，選用符合GB3836標(biāo)準(zhǔn)防爆等級的充電樁是確保設(shè)備本質(zhì)安全的關(guān)鍵。GB3836標(biāo)準(zhǔn)是我國針對爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備制定的一系列嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)及使用等多個環(huán)節(jié)，旨在確保設(shè)備在易燃易爆環(huán)境中能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。該標(biāo)準(zhǔn)將防爆電氣設(shè)備分為不同的類別、級別和組別，以適應(yīng)不同的危險環(huán)境。

2.安裝智慧用電探測器：ARCM600系列探測器是一種先進(jìn)的智慧用電監(jiān)測設(shè)備，它能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地監(jiān)測電氣參數(shù)，為保障加油站充電樁的電氣安全發(fā)揮著重要作用。該探測器采用了高精度的傳感器和先進(jìn)的信號處理技術(shù)，能夠?qū)芈肥Ｓ嚯娏鳌囟?、三相電流、電壓、頻率、功率和電能等參量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

3.配置限流式保護(hù)器：ASCP系列限流式保護(hù)器是一種具有性能的電氣安全設(shè)備，其核心優(yōu)勢在于能夠在極短的時間內(nèi)切斷短路電流，從而有效杜絕火花的產(chǎn)生，為加油站充電樁的安全運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保障。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，傳統(tǒng)的斷路器或空氣開關(guān)往往需要較長的時間（毫秒級響應(yīng)）來切斷電路，而在這段時間內(nèi)，短路電流會迅速增大，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧和高溫，極易引發(fā)火災(zāi)。ASCP系列限流式保護(hù)器則能夠在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)，其響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)設(shè)備。

4.安全距離與物理隔離

在加油站充電樁的布局設(shè)計(jì)中，確保充電區(qū)與加油區(qū)保持≥8米的安全距離，并設(shè)置物理隔離與標(biāo)識，是保障安全的重要規(guī)范。這一安全距離的設(shè)定是基于嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)和大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，旨在降低加油區(qū)油氣與充電區(qū)電氣設(shè)備之間的相互影響，減少安全隱患。物理隔離措施可以采用實(shí)體圍墻、柵欄或其他有效的隔離設(shè)施，將兩個區(qū)域明確分隔開來，防止油氣擴(kuò)散到充電區(qū)，同時也避免充電區(qū)的電氣故障引發(fā)加油區(qū)的危險。清晰醒目的標(biāo)識也是的，通過設(shè)置明顯的警示標(biāo)志和指示牌，提醒人員注意不同區(qū)域的功能和安全要求，規(guī)范人員和車輛的行為，避免因誤操作或誤入導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

5.智能視頻監(jiān)控與電子圍欄

部署智能視頻監(jiān)控與電子圍欄是防止人車誤入風(fēng)險區(qū)的重要技術(shù)手段，能夠?yàn)榧佑驼境潆姌兜陌踩\(yùn)行提供的監(jiān)控和防護(hù)。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用先進(jìn)的圖像識別技術(shù)和人工智能算法，對加油站內(nèi)的人員和車輛行為進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和分析。當(dāng)檢測到有人或車輛進(jìn)入危險區(qū)域時，系統(tǒng)能夠迅速發(fā)出警報(bào)，并將相關(guān)信息及時傳達(dá)給工作人員，以便采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。電子圍欄則通過在風(fēng)險區(qū)域周圍設(shè)置感應(yīng)裝置，形成一道無形的屏障。當(dāng)有人或車輛越過電子圍欄設(shè)定的邊界時，系統(tǒng)會立即觸發(fā)警報(bào)，阻止其進(jìn)一步進(jìn)入危險區(qū)域。這種智能視頻監(jiān)控與電子圍欄相結(jié)合的方式，不僅提高了監(jiān)控的效率和準(zhǔn)確性，還能夠及時發(fā)現(xiàn)和制止?jié)撛诘陌踩L(fēng)險，有效保障了加油站充電樁的安全運(yùn)營。

6.搭建充電樁安全監(jiān)測平臺

搭建充電樁安全監(jiān)測平臺是實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)防聯(lián)控的基礎(chǔ)，該平臺集成了多種環(huán)境傳感器，能夠?qū)崟r采集和分析各類關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為保障加油站充電樁的安全提供全面的信息支持。環(huán)境傳感器包括可燃?xì)怏w傳感器、溫濕度傳感器等。可燃?xì)怏w傳感器能夠?qū)崟r監(jiān)測加油站內(nèi)油氣的濃度，一旦油氣濃度超過安全閾值，系統(tǒng)會立即發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員采取通風(fēng)、檢查等措施，防止可燃?xì)怏w積聚引發(fā)爆炸事故。溫濕度傳感器則用于監(jiān)測環(huán)境的溫度和濕度，因?yàn)檫^高或過低的溫度、濕度都可能對充電樁設(shè)備的性能和安全產(chǎn)生影響。通過實(shí)時掌握溫濕度數(shù)據(jù)，工作人員可以及時調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)或采取相應(yīng)的防護(hù)措施，確保充電樁在適宜的環(huán)境條件下運(yùn)行。

六、安科瑞資質(zhì)