从太阳能光伏(PV)系统到电动汽车充电站(EVSEs)，全国各地正在建设数十万个新的高压直流(HVDC)电力系统。电工在工作时如何保证安全?在本次网络研讨会中EC&M杂志，由福禄克主办，高级电力工程师雷竞技app和专家电气安全培训师Tommy Northcutt讨论了每个电工应该知道的关于HVDC电力系统安全。
1.为什么HVDC技术在发展?pv和ev
北美的电力系统仍然主要由交流配电供电，但我们越来越多地采用和使用的设备(如计算机、led、太阳能电池和电动汽车)使用直流电源。推动当今快速增长的新型直流传动系统需求的两项关键技术是:
- 太阳能光伏系统，包括发电、电池存储和逆变电源，使其可用于交流应用。
- 电动汽车和电动汽车充电系统，包括大型直流动力电池系统和充电器。
现在HVDC系统正变得越来越普遍，一些电气专业人士对使用这些“新”技术提出了安全问题。
2.太阳能光伏和电池系统的危害是什么?
与任何电气系统一样，危险是众所周知的，也很容易理解:冲击、电弧故障和电弧闪光。光伏系统很复杂，因为面板本身只要暴露在光线下就会继续产生电能。
- 冲击:的NFPA 70 e标准将直流电压大于或等于50伏定义为危险电压。控制措施是使用绝缘材料和保持距离界限。具体到光伏技术，需要在建筑物中快速关闭系统，以保护紧急情况下的第一反应人员。
- 电弧故障:火灾是任何电气系统的潜在危险。电弧故障产生的热量会破坏电线绝缘，引起火花或电弧，从而引发火灾。PV系统既容易发生由导体连续性中断引起的串联电弧故障，也容易发生由两个导体之间或导体与地之间(接地故障)的无意电流引起的并联故障。控制措施是安装电弧故障电路断续器(afci)或接地故障电路断续器(GFCIs)，并为高压光伏系统使用额外的保护组件。
- 电弧闪光:具有较高电压的大规模光伏阵列容易受到电弧闪光的影响，在高达35,000华氏度的温度下，高温气体和辐射能的危险释放。对于在带电外壳中进行故障排除或维护的工人，以及在检查中高压开关设备和变压器或配电系统的其他部分时，这是一个特别危险的危险。NFPA 70E标准要求对超过100伏的直流系统进行电弧闪光危害风险分析，并使用个人防护设备(PPE);光伏系统中额外的弧闪缓解是针对直流侧(逆变器之前)或交流侧(逆变器之后)。控制措施包括在设计系统时尽量减少直流侧外壳内平行的太阳能电池板数量，在交流侧安装抗弧开关柜，以及使用适合系统的工具。
- 电池的危害:电池有多种形式和尺寸，从站式电池和太阳能电池组到高能电动汽车电池。它们都有类似的危险:震动、火灾风险和热失控(当电池不能像产生热量一样快地散热时)，以及大型电池系统的电弧闪光。他们也有类似的控制措施。
3.这些新的直流系统会带来新的危险吗?
虽然光伏系统、电池存储系统和EVSE系统会带来一些独特的安全风险，但它们真的是新的危害吗?或者只是您已经知道的危害的新应用?这里的建议是暂停。想清楚要执行的任务。然后将危险归结为基本的危险:电击危险和电弧闪光危险。
NFPA 70E全面有效地涵盖了冲击危害。虽然对直流电弧闪光分析的研究仍在进行中，但目前最好的方法是尽可能保持在电弧闪光边界之外，并使用NFPA 70E附录D来帮助计算一些保守的能量值，以确定合适的PPE。
最好的保护措施是教育您自己和您的团队了解您正在使用的直流系统的危害和减轻危害的技术。了解危害是什么，评估影响你暴露的具体情况和变量，并考虑如何保护你自己和你的团队。尽管这些系统中的一些看起来是新的、不同的、复杂的，但你面临的是电气行业相同的基本危险:电压和电流。您可以应用始终应用于NFPA 70E的相同原则来保持安全。
关于专家
汤米·诺斯卡特，PE, CRL, CMRP，他是Jacobs Technology, Inc.的高级动力工程师和分公司经理。作为电气工程师，项目经理，电弧闪光项目经理，电气安全培训师和公用事业经理，他在电气行业拥有20多年的经验，他对电气安全的热情带来了广泛的经验。作为认证的可靠性领导者，以及认证的维护和可靠性专业人员，他还清楚地了解电气设备的维护如何对人员安全产生直接影响。汤米拥有电气工程学士学位，是两个州的注册专业工程师。他也是NFPA 70B委员会电气设备维护建议实践的主要委员会成员。
在演讲结束时加入的是肖恩Silvey，福雷竞技app禄克应用专家，讨论一些最好的福禄克工具的光伏，电池系统，和电动汽车充电站的应用。