Комплексная противопожарная защита литий-ионных установок хранения энергии: раннее обнаружение off-gas, интеграция с BMS и SCADA, аварийное отключение, управление вентиляцией, локализация и пожаротушение вспомогательных отсеков.
Раннее обнаружение опасности важнее реагирования на развившийся пожар
Противопожарная защита УЗЭ должна объединять контроль состояния батарей, обнаружение паров электролита, аварийное отключение, управление вентиляцией, локализацию и средства пожаротушения, подобранные для конкретной конструкции BESS.
Установка хранения энергии (УЗЭ, англ. BESS) — это не только батарейные модули. В ее состав входят системы управления батареями, преобразователи, инверторы, силовое и коммутационное оборудование, вентиляция, автоматика, связь и вспомогательные системы. Поэтому противопожарная защита должна проектироваться для всей установки, а не только для батарейного блока.
Основной специфический риск литий-ионных BESS — тепловой разгон: неконтролируемый саморазогрев ячейки, который может распространиться на соседние ячейки и модули, сопровождаться выделением горючих и токсичных газов, воспламенением или образованием взрывоопасной среды.
Законодательство Украины и нормативные требования к УЗЭ
В Украине требования к установкам хранения энергии формируются одновременно энергетическим законодательством, нормами гражданской защиты, правилами пожарной безопасности и строительными нормами. Поэтому проект BESS должен учитывать не только технологию батарей, но и размещение установки, противопожарные расстояния, доступ пожарно-спасательных подразделений, эвакуацию, вентиляцию и системы противопожарной защиты.
Правовой статус установки хранения энергии
Закон Украины «О рынке электрической энергии» определяет установку хранения энергии как электроустановку, в которой осуществляется хранение энергии, и регулирует деятельность операторов УЗЭ. Необходимость лицензирования, порядок присоединения и модель работы на рынке определяются отдельно для конкретного проекта.
Ответственность за пожарную безопасность
В соответствии со статьей 55 Кодекса гражданской защиты Украины , обеспечение пожарной безопасности является составляющей деятельности субъекта хозяйствования, а ответственность за ее организацию возлагается на собственника и руководителя объекта в пределах их полномочий.
Организационные и технические мероприятия
Правила пожарной безопасности в Украине, утвержденные приказом МВД № 1417 , требуют сочетания организационных мероприятий и технических средств: инструкций, обучения персонала, контроля состояния электрооборудования, исправности систем пожарной сигнализации, пожаротушения и эвакуации.
Строительные нормы и системы противопожарной защиты
При размещении контейнерных или стационарных BESS учитывают ДБН В.1.1-7:2016 и ДБН В.1.2-7:2021 . Проектирование пожарной сигнализации, автоматического пожаротушения, оповещения и диспетчеризации выполняется по актуальной редакции ДБН В.2.5-56:2014 «Системы противопожарной защиты» с изменениями.
Как развивается авария литий-ионной батареи
Начальное повреждение
Причиной могут быть внутренний дефект, механическое повреждение, короткое замыкание, превышение допустимой температуры, перезаряд или нарушение режима эксплуатации.
Выделение off-gas
На ранней стадии деградации могут выделяться пары электролитических растворителей. Этот признак часто возникает раньше, чем дым, пламя или существенное повышение температуры.
Тепловой разгон и распространение
Если аварийный процесс не остановить, ячейка интенсивно выделяет тепло и газы. Возможны воспламенение, повторное воспламенение и передача тепла соседним ячейкам.
Дымовое обнаружение остается необходимым, но может быть недостаточно ранним
Пожарная сигнализация, тепловые извещатели, контроль температуры и BMS являются обязательными уровнями защиты. Однако они контролируют другие параметры и не всегда первыми фиксируют начальное разрушение ячейки.
Для критических BESS целесообразно добавлять специализированное обнаружение паров электролита. Это создает дополнительный временной интервал для автоматического прекращения заряда или разряда, электрического отделения аварийного сегмента и передачи сигнала персоналу.
Раннее обнаружение off-gas с помощью Li-ion Tamer GEN 3
Li-ion Tamer GEN 3 контролирует появление паров электролитических растворителей, которые могут выделяться при начальной деградации литий-ионной ячейки. Система дополняет BMS, пожарную сигнализацию и другие средства контроля, а не заменяет их.
Сигнал раннего предупреждения может использоваться для:
- остановки заряда и разряда батарей;
- отключения инвертора или PCS;
- электрического отделения аварийного шкафа, стойки или стринга;
- передачи тревоги в PLC, BMS, SCADA или диспетчерскую систему;
- запуска предусмотренного проектом алгоритма вентиляции и оповещения.
Конкретный алгоритм определяется матрицей причин и следствий для конкретной УЗЭ.
Мониторинг литий-ионных батарей
Для BESS раннее обнаружение опасных изменений в батарейных модулях является одним из ключевых уровней превентивной защиты. Дополнительную информацию о доступных решениях для мониторинга Li-ion батарей смотрите в отдельных разделах:
Мониторинг Li-ion батарей
Обзор решений для раннего контроля состояния литий-ионных батарей и интеграции мониторинга в комплексную систему безопасности BESS.
Kentec K-Detect iON
Специализированная система раннего обнаружения признаков опасного состояния литий-ионных батарей для BESS и других Li-ion применений.
Многоуровневая концепция противопожарной защиты УЗЭ
Непрерывный контроль нормального режима
BMS контролирует напряжение, ток, температуру и состояние заряда. Дополнительные системы контролируют off-gas, дым, тепло, водород или другие параметры, предусмотренные оценкой рисков.
Раннее предупреждение
После подтверждения раннего сигнала автоматика останавливает заряд или разряд, отделяет соответствующий сегмент, формирует тревогу и сохраняет диагностические данные.
Управление газовой средой
При наличии риска накопления горючих газов активируется алгоритм вентиляции или взрывозащиты, определенный проектом. Работа вентиляции и системы газового пожаротушения должна быть согласована единой причинно-следственной матрицей.
Подтверждение пожара и локализация
Система передает сигнал пожара, отключает технологическое оборудование, управляет противопожарными клапанами и дверями, ограничивает распространение события за пределы контейнера или отдельного отсека.
Пожаротушение и охлаждение
Тип системы определяется конструкцией BESS и результатами испытаний. Газовое пожаротушение может защищать электротехнические и вспомогательные отсеки, а водяное охлаждение — ограничивать передачу тепла между модулями.
Послеаварийный контроль
После видимого прекращения горения сохраняется риск повторного воспламенения. Необходимы контроль температуры и газов, безопасное проветривание, ограничение доступа и согласованный план реагирования аварийных служб.
Зонирование BESS: что именно необходимо защищать
Батарейные шкафы
Раннее off-gas-обнаружение, контроль температуры, локализация и предотвращение распространения.
Инверторный отсек
Обнаружение электрического пожара, автоматическое отключение и чистое газовое пожаротушение.
Электротехнический отсек
Защита распределительных щитов, кабелей, коммутационной аппаратуры и систем управления.
Контейнер и площадка
Вентиляция, противопожарные расстояния, доступ пожарных подразделений и отведение стоков.
Сравнение основных способов пожаротушения BESS
| Способ | Тушение открытого пламени | Охлаждение батарей | Остановка реакции внутри аварийной ячейки | Защита электрооборудования | Основное ограничение |
|---|---|---|---|---|---|
| Водяное тушение / охлаждение | Высокая | Высокая | Не гарантирует | Ограниченно | Необходимы достаточный расход воды, отведение стоков и учет электрических рисков. |
| Газовые огнетушащие вещества | Высокая | Ограниченная | Нет | Высокая | Не прекращают внутренний тепловой разгон; необходимы герметичность и правильный алгоритм вентиляции. |
| Аэрозольное пожаротушение | Средняя | Низкая | Нет | Зависит | Нет достаточного охлаждения; после пуска возможны твердые остатки и сложная очистка. |
| Порошковое пожаротушение | Быстрое | Практически отсутствует | Нет | Низкая | Значительное загрязнение, отсутствие охлаждения и высокий риск повторного воспламенения. |
Роль газового пожаротушения в комплексе защиты УЗЭ
Газовое пожаротушение целесообразно рассматривать как отдельный уровень комплексной системы, а не как самодостаточный способ остановки теплового разгона батарей. Оно эффективно для ликвидации пламени в защищаемом объеме и для защиты оборудования, которое не должно быть повреждено водой или порошком.
Целесообразные зоны применения
- инверторные и PCS-отсеки;
- шкафы управления и автоматики;
- электротехнические помещения;
- кабельные и коммутационные отсеки;
- вспомогательные технологические системы контейнера.
Обязательные проектные условия
- расчет концентрации по ДСТУ EN 15004 / EN 15004;
- проверка герметичности защищаемого объема;
- согласование вентиляции и клапанов;
- автоматическое отключение оборудования;
- блокировки, задержки пуска и безопасное удаление ГОТВ.
Для таких зон могут применяться системы газового пожаротушения «Импульс» с выбором типа модуля и газового огнетушащего вещества по результатам проектного расчета.
Исходные данные для проектирования защиты BESS
Характеристики батарейной системы
- тип химии, производитель и модель ячеек;
- емкость, мощность, максимальный SOC;
- компоновка ячейка → модуль → стойка → контейнер;
- данные испытаний на распространение теплового разгона;
- алгоритмы BMS и доступные команды отключения.
Характеристики объекта
- планы контейнеров, отсеков и площадки;
- вентиляция, клапаны, отверстия и герметичность;
- расстояния между установками и соседними объектами;
- наличие водоснабжения и отведения стоков;
- интерфейсы PLC, SCADA, пожарной автоматики и диспетчеризации.
Часто задаваемые вопросы о пожарной безопасности BESS
Может ли газовое пожаротушение остановить тепловой разгон батареи?
Нет. Газовое огнетушащее вещество может ликвидировать открытое пламя и защитить вспомогательное электрооборудование, но не гарантирует прекращения экзотермической реакции внутри уже поврежденной литий-ионной ячейки.
Что именно обнаруживает Li-ion Tamer GEN 3?
Система обнаруживает пары электролитических растворителей, которые могут выделяться на ранней стадии повреждения ячейки. Это дает сигнал для запуска превентивных действий до появления дыма или пламени.
Достаточно ли стандартной пожарной сигнализации?
Нет, для критической BESS целесообразна многоуровневая система: BMS, off-gas-обнаружение, дымовые и тепловые извещатели, контроль горючих газов, технологическое отключение, вентиляция, локализация и пожаротушение.
Какой способ пожаротушения лучше для BESS?
Единого решения нет. Вода обеспечивает эффективное охлаждение, чистые газовые вещества защищают электротехническое оборудование, а раннее обнаружение и автоматическое отключение могут не допустить развития аварии. Конфигурация определяется проектом.
Зачем нужна вентиляция, если предусмотрено газовое пожаротушение?
Вентиляция может быть необходима для контроля накопления горючих газов. При этом во время выпуска газового огнетушащего вещества вентиляцию обычно блокируют для удержания расчетной концентрации. Последовательность определяет проектная матрица причин и следствий.
Какие документы необходимо запросить у производителя BESS?
Необходимы техническая документация на батареи и контейнер, данные по химии ячеек, сценарии BMS, результаты испытаний на тепловой разгон и его распространение, требования к вентиляции, пожаротушению, аварийному отключению и реагированию после события.
Нужна концепция противопожарной защиты УЗЭ?
«Бранд Мастер» выполняет анализ пожарных рисков, подбор систем обнаружения и пожаротушения, разработку алгоритмов автоматики, проектирование и комплектацию оборудования для контейнерных и стационарных BESS.
Нормативные и технические источники
- Закон Украины «О рынке электрической энергии» .
- Кодекс гражданской защиты Украины , в частности статья 55 об обеспечении пожарной безопасности.
- Правила пожарной безопасности в Украине, приказ МВД от 30.12.2014 № 1417 .
- ДБН В.1.1-7:2016 «Пожарная безопасность объектов строительства. Общие требования» .
- ДБН В.1.2-7:2021 «Основные требования к зданиям и сооружениям. Пожарная безопасность» .
- ДБН В.2.5-56:2014 «Системы противопожарной защиты» с изменениями .
- NFPA 855 — Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems .
- IEC 62933-5-2:2025 — Safety requirements for electrochemical energy storage systems .
- IEC 62933-5-4:2026 — Safety test methods for lithium-ion BESS .
- UL 9540A — оценка распространения теплового разгона и пожарных опасностей BESS .
- Fire Industry Association — Guidance on Li-ion Battery Fires .
- Honeywell Li-ion Tamer — официальная информация о раннем off-gas-обнаружении .
