LSFT 大规模火灾测试规范 中文版（储能系统防火性能评估指南）

LSFT大规模火灾测试规范中文版（储能系统防火性能评估指南）前言本规范（LSFT，LargeScaleFireTest）旨在统一储能系统大规模火灾测试的流程、技术要求、判定标准及安全规范，聚焦储能系统（含电网侧大型储能电站、用户侧储能舱、分布式储能集群等）火灾发生、蔓延、熄灭的全流程，全面评估储能系统的防火分隔能力、灭火系统有效性、烟气控制能力、结构抗火性能及二次火灾防控能力，为检测机构、储能系统生产企业、工程建设单位、质量监督部门及相关从业人员提供标准化的防火性能评估指南。本规范严格参照GB44240-2024《储能电池安全要求》、GB50160《石油化工企业设计防火标准》、GB/T20285《材料产烟毒性危险分级》、UL9540A《储能系统热失控蔓延测试标准》、IEC62933-5-2《储能系统安全要求第5-2部分：柜级燃烧测试》等国内外核心标准，结合储能系统大规模火灾的特殊性——能量高度集中、链式反应风险高、烟气毒性强、易形成烟囱效应等特点，整合行业实操经验，摒弃表格形式，采用纯文字详细描述，确保内容完整、逻辑严谨、贴合实际应用场景，填补储能系统大规模火灾专项测试规范的空白。本规范的编制遵循“安全优先、科学严谨、实操可行、全面覆盖”的原则，明确测试的核心目标是评估储能系统在大规模火灾场景下的防火性能及安全冗余，防范火灾蔓延、有毒烟气泄漏等引发的二次灾害，保障人员生命、设备财产及环境安全。本规范适用于各类电化学储能系统（含锂离子电池、液流电池等）的大规模火灾测试，涵盖出厂检验、型式试验、工程验收、定期检测及安全评估等场景，不适用于机械储能、氢能储能等其他类型的储能系统，也不适用于储能电池单体、小型模组的小规模火灾测试。第一部分测试基础通用要求1.1测试样品要求待测试储能系统样品需为出厂检验合格、具备完整运行功能的成套系统，无外观破损、无部件缺失、无电解液泄漏、无线路松动等初始缺陷，系统规格参数需明确，包括系统标称容量、额定电压、电池类型、储能舱尺寸、防火分隔设计、灭火系统配置、通风系统参数等核心信息，确保样品能真实反映实际应用中的储能系统状态，具备代表性。样品数量需满足大规模火灾测试的有效性和重复性要求，单套储能系统（含储能舱、电池包集群、配套防火及灭火设施）测试每组不少于1套；若为大型储能电站集群测试，需选取不少于3个相邻储能舱组成测试单元，模拟实际集群布置场景。测试前需对样品进行预处理，将系统充电至100%SOC（StateofCharge，荷电状态），静置24小时，确保电池内部状态稳定，同时启动系统自检，确认防火分隔、灭火系统、通风系统、监测系统等均能正常工作，记录系统初始状态参数（包括各区域温度、电池电压、通风风速、灭火系统压力等），作为测试后性能对比的基准。测试过程中，若样品出现初始故障（如灭火系统无法启动、通风系统失效等），需及时排查修复或更换样品，重新进行预处理后再启动测试，确保测试过程的连续性和测试数据的准确性、可靠性。测试结束后，需保留样品残体，用于后续故障分析和性能评估。1.2测试设备要求测试设备需经过法定计量机构定期校准（每年至少1次），校准证书需在有效期内，确保测试数据准确、可追溯，所有设备需符合本规范及相关国家标准的精度要求。核心测试设备包括大规模火灾模拟装置、灭火系统测试设备、烟气监测设备、温度压力监测设备、结构变形监测设备，以及配套的安全防护设备和应急处理设备，具体要求如下：大规模火灾模拟装置需为开放式或半开放式试验平台，尺寸需匹配测试样品（储能舱或集群），具备模拟储能系统大规模火灾的点火功能，可通过多组加热源或触发多电芯热失控的方式引燃样品，点火功率可调节（范围10kW~100kW），能精准控制点火位置和点火时间，同时具备防火围挡，防止火灾蔓延至测试区域外，符合IEC62933-5-2相关要求。灭火系统测试设备需与储能系统配套的灭火系统兼容，包括喷淋系统、气溶胶灭火系统、惰性气体灭火系统（如氮气、二氧化碳）等对应的测试装置，可模拟灭火系统的自动启动和手动启动场景，监测灭火系统的启动时间、灭火介质喷射量、喷射压力、灭火覆盖范围等参数，灭火介质用量需符合实际工程配置要求，启动时间测量精度≤±1s。烟气监测设备需具备多组分检测功能，可实时监测火灾过程中烟气的浓度、温度及毒性，重点检测CO、CO₂、HF、HCN等有害气体浓度，检测范围：CO0~5000ppm、CO₂0~20%、HF0~100ppm、HCN0~50ppm，检测精度≤±5%；同时具备烟密度测量功能，符合ASTME662/NBS烟箱测试要求，可记录有焰模式和无焰模式下的烟密度变化，烟密度测量精度≤±2%。温度压力监测设备包括多点温度传感器和压力传感器，温度传感器测量范围-50℃~1200℃，精度≤±1℃，需均匀布置在储能系统内部（电池包表面、防火分隔处、通风口）、外部（周围环境、防火围挡）及烟气排放通道，每平方米至少布置1个温度传感器；压力传感器测量范围0~1.0MPa，精度≤±0.5%，布置在储能舱内部和烟气排放口，实时监测火灾过程中的压力变化，防止因压力过高导致结构破裂。结构变形监测设备采用位移传感器和应变传感器，可实时监测储能舱外壳、防火分隔构件、支撑结构的变形量和应变值，位移测量精度≤±0.1mm，应变测量精度≤±1με，用于评估火灾过程中系统结构的抗火性能。配套安全防护设备包括防爆围栏、防火服、防毒面具、耐高温手套、应急喷淋装置等，应急处理设备包括干粉灭火器、泡沫灭火器、有害气体净化装置等，确保测试过程中的人员和设备安全。1.3测试环境要求测试场地需设置在专用的大规模火灾测试区域，远离居民区、易燃易爆场所及重要设施，场地面积不小于测试样品占地面积的5倍，具备良好的通风、防爆、防火、防静电、防腐蚀功能，同时配备完善的烟气收集和净化系统，防止有毒烟气泄漏污染环境，符合环保要求。测试区域需划分安全隔离带，设置明显的警示标识，隔离带距离测试样品边缘不小于15米，隔离带内禁止无关人员进入。测试场地需具备可靠的接地系统，接地电阻≤4Ω，配备应急通道和应急避难场所，确保紧急情况下人员能快速撤离。常规测试环境需满足：环境温度25℃±5℃，相对湿度50%±5%，大气压力86kPa~106kPa，无明显气流干扰（风速≤2m/s），避免环境因素影响火灾蔓延速度和烟气扩散路径。测试过程中，需实时监测环境参数，若出现大风、暴雨、雷电等恶劣天气，需立即停止测试，待环境恢复正常后重新启动。测试结束后，需对测试区域进行彻底清理，处理火灾残体、灭火废液及有害残留物，经检测环境中有害气体浓度符合环保标准后，方可结束测试工作。测试人员需穿戴专业的个人防护装备，具备相应的专业资质和应急处置能力，熟悉本规范及相关操作流程，严格按照测试要求执行操作。第二部分核心测试项目及标准2.1大规模火灾蔓延控制测试本测试旨在验证储能系统在大规模火灾场景下的火灾蔓延控制能力，模拟储能系统多个电芯同时热失控引发的连锁反应，评估防火分隔设计、储能舱布局、通风系统等对火灾蔓延的抑制效果，防范火灾快速扩散引发的大面积灾害，符合GB44240-2024、UL9540A相关要求。测试流程：将预处理后的储能系统样品固定在测试平台上，按照实际应用场景布置防火分隔构件（如防火隔板、防火封堵），检查通风系统处于正常工作状态。采用多组加热源同时触发储能系统内部不少于5个电芯热失控（模拟大规模火灾初始场景），点火后立即启动所有监测设备，实时记录火灾蔓延速度、蔓延范围、各区域温度变化、烟气扩散路径及通风系统运行状态。测试持续至火灾蔓延趋于稳定（无进一步扩散）或达到规定时间（120分钟），期间每5分钟观察一次火灾状态，详细记录火灾蔓延的关键节点（如突破防火分隔的时间、蔓延至相邻储能舱的时间等）。技术要求：点火过程需平稳，加热源功率需精准控制，确保多电芯同时进入热失控状态，模拟真实大规模火灾的初始特征；防火分隔构件需按实际设计安装，不得随意更改位置或规格；通风系统需保持正常运行，模拟实际火灾场景下的通风状态，不得人为关闭或调整。测试过程中，需实时监测火灾蔓延速度，确保监测数据完整，无丢失、无测量误差；若火灾蔓延速度过快，需启动应急防护措施，防止火灾蔓延至测试区域外。合格判定：储能系统在大规模火灾蔓延控制测试中，火灾蔓延速度≤0.5m/min，且在120分钟内未突破预设的防火分隔界限，未蔓延至相邻储能舱或测试区域外，判定为合格；若火灾蔓延速度超过0.5m/min，或在120分钟内突破防火分隔、蔓延至相邻区域，判定为不合格。对于电网侧大型储能电站，需额外要求火灾蔓延至相邻储能舱的时间超过60分钟，确保具备足够的应急处置时间。2.2防火分隔性能测试本测试旨在评估储能系统防火分隔构件（防火隔板、防火封堵、储能舱墙体等）的抗火性能，验证其在大规模火灾高温环境下的完整性和隔热性，防止火灾通过分隔间隙蔓延，是储能系统防火设计的核心测试项目，符合GB50160、IEC62933-5-2相关要求。测试流程：选取储能系统中的防火分隔构件（按实际尺寸截取，长度不小于1.5m，宽度不小于1.0m），安装在测试专用支架上，模拟实际安装场景。将防火分隔构件一侧作为受火面，采用火灾模拟装置施加高温火焰（火焰温度800℃~1000℃，模拟大规模火灾的高温环境），持续受火60分钟，另一侧作为背火面，实时监测背火面的温度变化、构件变形量及完整性。测试过程中，每10分钟记录一次背火面平均温度、最高温度及构件状态，观察是否出现开裂、破损、脱落等现象，记录防火分隔构件失效时间（若有）。技术要求：火焰温度需稳定控制在800℃~1000℃，受火均匀，不得局部过热；防火分隔构件的安装方式需与实际应用一致，确保密封严密，无间隙；背火面温度监测需均匀布置不少于3个温度传感器，确保测量数据的准确性。测试过程中，需全程观察构件状态，若出现构件坍塌、大面积开裂等严重失效现象，需及时记录，并停止测试。合格判定：防火分隔构件在受火60分钟内，背火面平均温度≤180℃，最高温度≤220℃，无明显开裂、破损、脱落现象，完整性良好，无火焰穿透或烟气泄漏，判定为合格；若受火时间未达到60分钟即出现失效现象，或背火面温度超过规定限值，判定为不合格。对于关键部位的防火分隔构件（如储能舱之间的分隔），需要求受火时间不低于90分钟，确保防火可靠性。2.3灭火系统联动测试本测试旨在验证储能系统配套灭火系统（喷淋、气溶胶、惰性气体等）在大规模火灾场景下的联动响应能力和灭火效果，评估灭火系统的启动及时性、喷射均匀性及火灾扑救能力，确保能快速控制和扑灭大规模火灾，符合GB44240-2024、UL9540相关要求。测试流程：将储能系统样品按实际场景布置，确保灭火系统与监测系统、控制系统联动正常。采用多电芯热失控方式引燃样品，模拟大规模火灾场景，当监测系统检测到火灾信号（温度≥60℃或烟气浓度≥500ppm）时，触发灭火系统自动启动，同时记录灭火系统的启动时间、喷射压力、喷射量及灭火覆盖范围。测试过程中，实时监测火灾温度、烟气浓度的变化，观察灭火效果，若自动灭火系统未启动，可手动启动灭火系统，记录手动启动响应时间。测试持续至火灾完全熄灭，或灭火系统运行至额定时间，详细记录灭火过程中的关键参数及火灾变化情况。技术要求：灭火系统的联动逻辑需符合设计要求，自动启动时间≤30s，手动启动响应时间≤10s；灭火介质喷射需均匀，覆盖所有火灾区域，喷射压力波动范围≤±10%；测试过程中，需监测灭火系统的运行状态，确保无泄漏、无故障停机现象。对于惰性气体灭火系统，需监测灭火后储能舱内的氧气浓度，确保氧气浓度降至12%以下（抑制火灾复燃）；对于喷淋系统，需监测喷淋强度，确保喷淋强度≥8L/（min·m²）。合格判定：灭火系统在火灾发生后能及时启动（自动启动≤30s，手动启动≤10s），灭火介质喷射均匀、覆盖完整，能在60分钟内控制火灾蔓延并彻底扑灭火灾，灭火后无复燃现象，烟气浓度和温度快速下降至安全范围，判定为合格；若灭火系统启动延迟、喷射不均匀、无法控制火灾蔓延或灭火后出现复燃，判定为不合格。2.4烟气排放与毒性测试本测试旨在评估储能系统大规模火灾过程中烟气的排放特性和毒性，验证烟气处理系统的净化效果，防范有毒烟气泄漏对人员和环境造成的二次伤害，符合GB/T20285、ASTME662相关要求，结合储能电池火灾烟气毒性强的特点，重点检测HF、HCN等剧毒气体含量。测试流程：将储能系统样品固定在测试平台上，启动烟气收集和净化系统，确保系统正常运行。采用多电芯热失控方式引燃样品，模拟大规模火灾场景，实时监测烟气排放浓度（CO、CO₂、HF、HCN）、烟密度及烟气温度，记录烟气排放速率和排放总量。测试过程中，每15分钟采集一次烟气样品，进行毒性分析，同时监测烟气净化系统的净化效率，记录净化前后的烟气浓度变化。测试持续至火灾完全熄灭，详细记录烟气排放的全过程参数及毒性分析结果。技术要求：烟气监测设备需提前校准，确保检测精度符合要求；烟气收集系统需密封严密，无烟气泄漏，能全面收集火灾产生的烟气；烟气净化系统需按实际设计运行，不得人为调整参数。测试过程中，需控制烟气排放速度，避免烟气扩散过快，同时确保烟气毒性分析样品的代表性，采集位置需位于烟气排放口和测试区域上风向、下风向，确保数据全面。合格判定：火灾过程中，烟气中有害气体浓度需满足：CO≤1000ppm、HCN≤50ppm、HF≤50ppm、CO₂≤15%，有焰模式最大烟密度Dsmax≤200，无焰模式Dsmax≤100；烟气净化系统的净化效率≥90%，净化后的烟气排放浓度符合环保标准，无明显有毒烟气泄漏，判定为合格；若有害气体浓度超过规定限值，或烟密度超标，或烟气净化效率低于90%，判定为不合格。2.5火灾后结构完整性测试本测试旨在评估储能系统在大规模火灾高温作用后，其主体结构（储能舱外壳、支撑构件、电池包框架等）的完整性和稳定性，验证结构是否能承受火灾后的残余载荷，防止结构坍塌引发的二次事故，符合GB50160、IEC62933-5-2相关要求。测试流程：完成大规模火灾蔓延控制测试后，待储能系统冷却至常温（≤40℃），对系统主体结构进行全面检查和检测。采用结构变形监测设备测量储能舱外壳、支撑构件的变形量和应变值，检查结构是否出现开裂、坍塌、脱落等现象；检查电池包框架的完整性，是否出现变形、断裂；检查防火分隔构件的残余状态，是否仍具备基本的防火功能。同时，对结构的承载能力进行评估，模拟实际残余载荷（如电池自重、外部环境载荷），测试结构是否能稳定承载，无进一步变形或坍塌风险。技术要求：结构检测需全面、细致，重点检查关键承重部位和防火分隔部位；变形量和应变值的测量需精准，确保数据真实反映结构状态；承载能力评估需结合实际应用场景，模拟合理的残余载荷，不得超负荷测试。测试过程中，需做好结构检测记录，详细记录结构的损伤情况和检测数据，为后续结构修复和安全评估提供依据。合格判定：火灾后，储能系统主体结构无坍塌、大面积开裂等严重损伤，结构变形量≤允许变形限值（根据结构设计标准确定），应变值在安全范围内；电池包框架完整，无断裂、严重变形；防火分隔构件虽有损伤，但未完全失效，仍能起到基本的防火分隔作用；结构能稳定承受残余载荷，无进一步变形或坍塌风险，判定为合格；若结构出现坍塌、严重开裂，或变形量、应变值超过规定限值，或无法承受残余载荷，判定为不合格。2.6二次火灾防控测试本测试旨在验证储能系统在大规模火灾扑灭后，对二次火灾（如电池复燃、余烬起火）的防控能力，评估二次火灾监测系统和防控措施的有效性，避免火灾复燃引发的二次灾害，符合GB44240-2024相关要求，结合储能电池火灾易复燃的特点，重点测试余温监测和复燃防控效果。测试流程：完成灭火系统联动测试，确保火灾完全熄灭后，启动二次火灾监测系统（温度传感器、烟气传感器），持续监测储能系统内部及周围的温度、烟气浓度变化，监测时间不少于24小时。期间，每1小时记录一次监测数据，观察是否出现温度回升、烟气浓度升高、余烬起火等二次火灾迹象。若出现二次火灾迹象，触发二次防控措施（如再次启动灭火系统、通风降温），记录防控措施的响应时间和防控效果，评估二次火灾防控能力。技术要求：二次火灾监测系统需24小时连续运行，监测精度符合要求，能及时捕捉温度回升和烟气浓度变化信号；二次防控措施需与监测系统联动正常，响应时间≤20s，能快速有效控制二次火灾迹象。测试过程中，需保持测试区域通风良好，同时做好应急准备，若二次火灾无法控制，需立即启动应急处置措施，防止火灾扩大。合格判定：火灾扑灭后24小时内，储能系统内部及周围温度无明显回升（温度≤50℃），无烟气浓度升高、余烬起火等二次火灾迹象；若出现二次火灾迹象，二次防控措施能及时启动并有效控制，无火灾复燃现象，判定为合格；若出现明显温度回升、烟气浓度超标，或发生二次火灾且无法有效控制，判定为不合格。第三部分通用要求与注意事项1.测试操作规范：测试人员需具备相应的专业资质和应急处置能力，熟悉本规范及相关国家标准、行业规范，严格按照各测试项目的流程操作。测试前，需全面检查测试设备、样品及安全防护设施，确认无异常后再启动测试；测试过程中，实时监测测试参数、样品状态及设备运行情况，做好详细的数据记录（包括测试时间、测试工况、参数数据、样品状态、异常现象等），确保测试过程可追溯。测试过程中若出现火灾蔓延失控、有毒烟气泄漏、设备故障等紧急情况，需立即停止测试，切断相关电源，启动应急预案，组织人员撤离，妥善处理故障，防止事故扩大。2.判定标准说明：本规范所有测试项目的合格判定，均以GB44240-2024、GB50160、GB/T20285等相关国家标准及UL9540A、IEC62933-5-2等国际标准为核心依据，若测试项目有特殊要求，需结合储能系统的应用场景（如电网侧、户外、高寒地区）补充判定条件。所有测试项目均需满足本规范的技术要求，若出现任何一项不合格现象，即判定该储能系统LSFT大规模火灾测试不合格，需整改后重新测试。对于批量测试，若不合格率超过5%，需扩大样品测试数量，排查产品设计或生产质量问题。3.样品及废弃物处理：测试后的储能系统残体、火灾残留物、灭火废液等废弃物，需按照危险废物及环保处理规范进行分类、储存和处置，严禁随意丢弃，避免污染环境。废旧电池、破损构件需交由具备资质的专业机构回收处理；灭火废液需经中和、净化处理后排放；有毒残留物需进行无害化处理，确保符合环保