Системы хранения энергии на батареях создают риск утечки, который стандартное промышленное коммутационное оборудование не предназначено для управления. Взрывозащищённое оборудование для систем хранения энергии на батареях должно выбираться исходя из поведения при выделении газов, потенциала дуги постоянного тока и совместимости оборудования внутри герметичных корпусов, а не исходя из общего ярлыка Zone 1. Самая распространённая ошибка в спецификациях систем хранения энергии — это восприятие контейнера с батареями как обычной электрической комнаты: атмосфера обычно чистая, но она может измениться за секунды при тепловом пробое. В этой статье рассматриваются категории оборудования, условия окружающей среды и проверки приемки, которые определяют, остаётся ли установка хранения батарей безопасной.
Как система хранения энергии на батареях создает опасную зону?
Система хранения энергии на батареях не является постоянной опасной зоной при нормальной эксплуатации. Риск возникает, когда ячейка входит в тепловой пробой и выделяет воспламеняющуюся смесь водорода, метана, моноокиси углерода и паров электролитного растворителя. Этот газ может накапливаться быстрее, чем система вентиляции и кондиционирования воздуха его удаляет, особенно в герметичном контейнере с минимальным свободным объемом. В результате получается именно то состояние, для которого предназначена защита от взрыва: обычно чистое пространство, которое может стать взрывоопасным без предупреждения.
Это сосредоточение спецификаций на двух вещах. Первое — группа газа. Водород приближает смесь к условиям группы IIC, поэтому оборудование, рассчитанное только на IIA или IIB, может не учитывать фактическую химию выделения газа. Второе — химия аккумуляторных элементов. Литий-железо-фосфатные (LFP), NMC и натрий-ионные элементы не выделяют одинаковое количество газа или его состав, и один и тот же конфигурация контейнера может вести себя по-разному в условиях воспламенения. Письменная оценка опасной зоны — это отправная точка. Без нее невозможно составить технически обоснованный список оборудования.
Цепь постоянного тока также важна. Последовательность батарей может легче поддерживать дугу постоянного тока, чем цепь переменного тока при одинаковом напряжении. Это означает, что точки отключения и завершения внутри контейнера или непосредственно рядом с ним необходимо оценивать как для нормального прерывания тока, так и для устранения аварийных ситуаций. Недостаточно выбрать взрывозащищённый светильник и оставить остальную электросеть в виде стандартного промышленного продукта.
Какое взрывозащищённое оборудование действительно необходимо для комплекта BESS?
Большинство комплектов BESS требуют меньше категорий продуктов, чем нефтяные компании.химической завод, но каждая категория должна выдерживать окружающую среду батареи. Контейнеры для батарей обычно представляют собой высокоплотные электрические сборки с ограниченным доступом для замены, поэтому выбранное оборудование должно быть обслуживаемым без необходимости чаще, чем необходимо, открывать взрывозащищённые корпуса в рабочем состоянии.
Где расположено освещение и оборудование для наблюдения?
Внутреннее пространство контейнера и зона обслуживания вокруг контейнера обычно требуют светодиодного освещения, способного выдерживать внешнюю жару и пыль. Серия BAT86 от Warom, например, соответствует стандартам IEC 60079 и EN 60079 с защитой от коррозии IP66 и W F2, с источником света на светодиодах и рабочим диапазоном окружающей среды до 60°C. Это подходит для стенки контейнера, где дневная солнечная нагрузка значительно повышает температуру поверхности выше окружающей среды. Взрывозащищенная камера, такая как серия BJK-S/G, может покрывать зоны 1, 2, 21 и 22 с защитой IP66/IP68 для объектов, где батарейные залы наблюдаются удаленно.
Какие корпуса и входы кабелей имеют значение?
Настоящая работа связана с завершением, распределением и соединением. Контейнер BESS содержит сотни управляющих и силовых соединений. Распределительный ящик серии BXJ8050 с защитой Ex e IIC и степенью защиты IP66 обеспечивает чистую точку для соединения измерительных и управляющих проводов без накопления соединений в пылезащитном корпусе. Для освещения и вспомогательных цепей распределительный ящик BXM(D)8050 с корпусом из GRP и защитой Ex e может организовать исходящие цепи до 250А. Клеммные вводы кабелей Должен быть сертифицирован по стандарту Ex d и протестирован на тип кабеля, используемый в системе, поскольку комбинация пламегасителя и внешней оболочки кабеля обеспечивает целостность системы защиты.
| Функция BESS | Типовое оборудование | Ключевые характеристики для проверки |
|---|---|---|
| Освещение контейнера | BAT86 светодиодный прожектор | IP66, W F2, IEC/EN 60079, окружающая среда до 60°C |
| Удалённое наблюдение | Камера BJK-S/G | Зона 1,2,21,22, IP66/IP68 |
| Питание и подключение приборов управления | BXJ8050 шартами коробок | Ex e IIC, IP66, максимум 690В переменного тока |
| Распределение вспомогательных цепей | Распределительные ящики BXM(D)8050 | GRP, Ex e, максимум 250А |
| Подключение кабеля в полевом оборудовании | Клеммные коробки DQM-III/II | Ex db IIC Gb, IP66, соответствие диапазона кабелей |
| Местное питание и соединение сигналов | BHD91 распределительные коробки | Взрывозащита, IP66, максимум 500В |
Эта таблица не является графиком оборудования. Это проверка категории перед составлением графика. Фактические параметры соответствуют оценке опасной зоны, доступному короткозамыканию и конструкции установленного кабеля.
Что неправильно понимают проектировщики о тепловом пробеге и обнаружении газа?
Самое большое заблуждение — считать BESS электрической комнатой, в которой случайно находятся батареи. Большинство электрических помещений не запечатаны в такой степени, и их пожарный риск скорее связан с изоляцией кабелей или отказом коммутационной аппаратуры. Контейнер с батареями может выделить воспламеняющуюся облако до появления пламени. Это меняет порядок необходимых действий.
На объекте компании General Paint в Мексике, над которым я работал, были установлены обычные электрические аксессуары в зонах с присутствием воспламеняющих паров растворителей и горючей пыли. Решением было не одно оборудование, а комплекс: газовые детекторы, взрывозащищённые вилки и розетки, соединительные коробки, распределительные ящики, устройства статического разряда и коррозионностойкие фитинги. Объект стал безопаснее, потому что электрическая инфраструктура соответствовала химической реальности, а не потому, что был установлен один премиум-компонент. Такой же принцип применим к хранению батарей. Обнаружение газа должно быть связано с вентиляцией, системой сигнализации и логикой отключения, а не рассматриваться как отдельное предупредительное устройство.
Водород обладает плавучестью и склонен собираться в верхней части контейнера. Испарения растворителя могут быть тяжелее и скапливаться внизу. Один датчик на уровне дыхания не обнаружит оба. Практический ответ — многослойное обнаружение с определённой реакцией: при какой концентрации система HVAC увеличит мощность, при какой концентрации цепь батареи изолируется, а при какой концентрации контейнер вентиляции или подавляется. Эти пороговые значения должны входить в управленческий сценарий. Если в вашей программе есть интерфейс обнаружения газа, который должен быть связан с основными системами управления, подтвердите последовательность тревоги и отключения до окончательного утверждения проекта панели управления.
Если BESS является частью более крупной поставки EPC, <Указание взрывобезопасных электроприборов для EPC-проектов: безопасность и соответствие требованиям> описывает, как должна осуществляться документация по пакету и разделение ответственности между электрическими, инструментальными и механическими областями.
Как работают взрывозащищённые корпуса и кабельные вводы в условиях хранения батарей?
Условия хранения батарей механически суровы даже до возникновения пожара. Суточные и ночные тепловые циклы вызывают движение болтов корпусов, зазоров фланцев и уплотнений кабельных вводов. Взрывозащищённый корпус зависит от состояния зазоров, поэтому плоские обработанные поверхности и крепеж должны оставаться без коррозии и правильно затянутыми. В прибрежных или влажных местах алюминий может корродировать без защиты, и GRP или нержавеющая сталь могут быть лучшими материалами для терминальных ящиков и распределительных панелей.
То же касается кабельных вводов. Вводной кабельный ввод серии DQM-III/II имеет рейтинг IP66 и широкий температурный диапазон, но сохраняет свою защиту только при соответствии внешнего диаметра кабеля и брони требованиям вводного устройства. Когда в терминальный ящик входит несколько кабелей, входная пластина должна быть спроектирована так, чтобы ни один ввод не был смещён. В контейнере, вибрирующем из-за инвертора или системы охлаждения, неправильно установленный ввод становится точкой входа газа задолго до того, как это заметят.
Здесь помогает подход, ориентированный на корпус. В проекте Tilenga в Уганде взрывозащищённое освещение и электросистемы должны были оставаться надёжными в экстремальных условиях, пока объём работ перемещался по скважинам, центральному перерабатывающему объекту и трубопроводам. Оборудование выжило, потому что пакет был спроектирован с учётом условий окружающей среды до установки, а не корректировался после жалоб на месте. Хранение батарей заслуживает такой же дисциплины.
Контейнеризированные BESS в условиях высокой окружающей температуры требуют превышения стандартных предположений о охлаждении. <Взрывобезопасный кондиционер для 50°C: Решения для экстремальной жары> охватывает проектирование при температуре окружающей среды 50°C и объясняет, почему охлаждение должно быть определено до выбора теплового класса корпуса.
Что должно входить в комплект взрывозащищённого оборудования для хранения батарей перед отправкой?
Электрический пакет BESS должен приниматься только на основании документа, соответствующего фактическому оборудованию. Основные документы — сертификат IECEx или ATEX для каждой модели, спецификация продукта с рейтингами, график терминалов и кабельных вводов, а также отчёты о тестировании собранных шкафов, если в распределительный щит встроено несколько устройств. Если сертификат отмечен для другого типа резьбы кабельного ввода, чем поставленный, пакет недопустим.
Дополнительные проверки перед отправкой: проверить класс температуры и газовую группу на табличке, проверить степень защиты от проникновения и класс коррозии для всех наружных корпусов, а также подтвердить чертежи подъёма и вставки для панелей, установленных в контейнере. Пакет хранения батарей может включать обычное промышленное оборудование, такое как инверторы, зарядные устройства и сборки шин. Взрывозащита обычно применяется к полевым корпусам, освещению, камерам, локальным пунктам управления и кабельным вводам, а не ко всем компонентам цепочки. В рамках приёма необходимо явно определить эти границы.
Для пакета, предназначенного для более крупного проекта EPC, запрос должен включать химический состав батареи, общий план контейнера, однолинейную схему и график кабелей. Инженеры затем проверяют, достаточно ли внутреннего объёма каждого взрывозащищённого или повышенной безопасности корпуса, покрыта ли уже система охлаждения, и соответствует ли заземление клиента внутренним/внешним заземляющим болтам. Отсутствие одного из этих элементов приводит к предложению, соответствующему цене, но не требованиям площадки.
Закупка оборудования для хранения энергии батарей часто идет неправильно, когда оборудование рассматривается как товар из каталога. Последняя проверка — соответствие газовой группы, схемы цепи постоянного тока, задачи охлаждения и документации по приёму — должна быть выполнена до выделения средств. Инженеры Warom Technology могут проверить предварительную однолинейную схему, химию элементов и план контейнера, а также подтвердить необходимые взрывозащищённое оборудование, материал корпуса и входы кабелей. Отправьте эти документы на gm*@***om.com или позвоните по номерам +86 21 39977076 / +86 21 39972657. Сначала укажите химию батареи и общий план контейнера, а также уточните, безопасна ли ваша схема терминалов и вводов для предполагаемых сценариев выброса газа.
Что спрашивают команды закупок о взрывозащищённом оборудовании для хранения батарей?
Нужен ли каждому контейнеру для хранения батарей полный взрывозащищённый комплект?
Нет. Риск связан с аномальным выбросом газов, а не с нормальной работой. Если системы HVAC поддерживают температуру внутри контейнера ниже предела воспламенения при всех определённых сценариях отказа, внутреннее пространство может оставаться неклассифицированным. Каждое место установки оборудования всё равно требует документированной оценки опасных зон. Без такой оценки использование обычных промышленных корпусов и вводов — это догадка, и событие с воспламенением газа наступит слишком поздно, чтобы обнаружить ошибку.
Можно ли использовать оборудование зоны 1, которое также имеет рейтинг по пыли для хранения батарей?
Только если спецификация действительно требует обработки пыли. Многие поставщики предлагают двойные рейтинги по газу и пыли, например, Zone 1 и Zone 21, потому что объект может находиться рядом с воспламеняющейся пылью от производства или строительства инверторной комнаты. Дополнительный рейтинг безвреден, но он не заменяет проверку газовой группы. Если BESS установлен рядом с угольной пылью или обработкой биомассы, оборудование с двойным рейтингом имеет смысл. В противном случае он мало что добавляет, кроме стоимости.
Что важнее, рейтинг IP или сертификация Ex?
Сертификация Ex идет первой. IP66 не является методом защиты от взрыва. IP66 защищает от воды и пыли, в то время как Ex d или Ex e содержит или ограничивает энергию воспламенения внутри. Влагозащищенный корпус с IP66, но без сертификата, все равно недопустим там, где может возникнуть воспламеняющаяся атмосфера. Комплекты BESS должны требовать оба: правильную маркировку Ex для зоны и газовой группы, а также IP66 или лучше для уличной эксплуатации. Отсутствие одного из них оставляет открытым другой путь отказа.
Как мы проверяем сертификаты перед доставкой?
Я прошу поставщиков присылать номер сертификата, а не его первую страницу. Номер можно проверить у выдающего органа, такого как IECEx или ATEX, и он должен совпадать с табличкой на каждом изделии. Мы также требуем указания номинального напряжения, тока, газовой группы, температурного класса и формы резьбы входа кабеля в предоставленной документации. Если что-то из этого не совпадает, это ошибка в документации, а не просто административная проблема. Поделитесь своим списком закупок с gm*@***om.com и мы можем проверить требования к маркировке в соответствии с графиком вашего оборудования.
Если вас интересует, ознакомьтесь с этими связанными статьями:
NEMA 7 против ATEX Сертифицированные взрывозащищённые станции управления
WAROM на OTC 2025
Обеспечение безопасности: незаменимая роль взрывозащищённых люминесцентных ламп
ПЕТРОЛЕЙНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРЕЗЕНТАЦИИ 2024
Энергетические инновации · Умная зелёная энергия · Цифровой драйв · 2024 год выставка нефти ADIPEC в Абу-Даби
С более чем десятилетним опытом он — опытный инженер по взрывобезопасности электротехники, специализирующийся на проектировании и производстве безопасной и взрывобезопасной продукции. Он обладает глубокими знаниями в ключевых сферах, включая системы взрывозащиты, освещение для атомной энергетики, морскую безопасность, пожарную защиту и интеллектуальные системы управления. В Warom Technology Incorporated Company он занимает две руководящие должности: заместитель главного инженера по международному бизнесу и руководитель отдела международных НИОКР, где курирует исследования и разработки и обеспечивает точную передачу проектной документации для международных проектов. Стремясь к продвижению глобальной промышленной безопасности, он сосредоточен на преобразовании сложных технологий в практические решения, помогающие клиентам внедрять более безопасные, умные и надёжные системы управления по всему миру.
Qi Lingyi