UL 9540A Выпуск 6: Полное толкование испытания на большой пожар (LSFT)

— Самый высокий уровень безопасности для оценки риска пожара в системе хранения энергии аккумуляторов

1. Основание: Зачем проводить крупномасштабный огневой тест?

 

Под влиянием взрывного роста глобального рынка хранения энергии, пожарная безопасность систем хранения энергии на аккумуляторах (BESS) стала срочной приоритетом для отрасли. При экстремальных условиях, таких как перегрев, перезарядка или механические повреждения, литий-ионные аккумуляторы могут претерпеть тепловой разгон—выделяя значительные объемы горючих газов и вызывая серьезные пожары. Если огонь распространяется на соседние батарейные шкафы или окружающие сооружения, последствия могут быть катастрофическими.

13 марта 2026 года, Underwriters Laboratories (UL) официально опубликовала 6-е издание ANSI/CAN/UL 9540A. Основные обновления в этом выпуске сильно акцентируют внимание на Уровень установки – крупномасштабный огневой тест (КОТ). Выступая в качестве конечного критерия оценки пожарной безопасности системы хранения энергии в реальных условиях установки, LSFT также предусмотрен NFPA 855:2026 (Стандарт для установки стационарных систем хранения энергии).

В простых словах, LSFT включает в себя создание массива BESS в лаборатории, которое тщательно имитирует фактическую установку на поле, намеренно запуская Полностью разработанное пожарное состояние в пределах одного из кожухов, и наблюдая за тем, распространяется ли огонь на соседние батарейные кожухи или окружающие строительные конструкции. Собранные научно данные подтверждают минимальные расстояния между объектами, планы пожарной защиты и общую целостность системы.

2. Панорамный вид иерархии испытаний UL 9540A

Чтобы оценить роль крупномасштабного теста на пожар, сначала необходимо понять четырехуровневую систему испытаний UL 9540A. Последовательно переходя от микроразмера к макроразмеру, каждый уровень предоставляет критически важные исходные данные для последующего уровня:

Таблица 1: Обзор иерархии четырехуровневых испытаний UL 9540A

<р>3. <р>Основные цели LSFT

Согласно главе 10 стандартов UL 9540A, издание 6, тест на большой пожар разработан для ответа на четыре ключевых инженерных и безопасностных вопроса:

• Оценка теплового воздействия: Когда полностью развитый пожар возникает внутри блока BESS, какова степень термического воздействия на соседние или близлежащие системы? Есть ли риск вторичной термической деградации или воспламенения?
• Риск пожара конструкции: Представляет ли огонь угрозу воспламенения для близлежащих строительных конструкций (например, горючих стен или крыш)?
• Проверка расстояния разделения: Достаточны ли указанные производителем минимальные расстояния для установки, чтобы предотвратить распространение огня?
• Проверка плана пожарной защиты: Являются ли активные меры пожарной защиты в проекте здания (например, автоматические системы пожаротушения) эффективными для контроля распространения огня?

<р>4. <р>Детали метода тестирования

4.1 Требования к тестовой среде

LSFT требует строгих экологических условий для обеспечения надежности данных и воспроизводимости тестов. Для наружных испытаний должны быть выполнены следующие условия:

• Скорость ветра ≤19,3 км/ч (≈5,4 м/с), использование защитных экранов при необходимости
• Температура окружающей среды ≥ 0℃ (32°F)
• Относительная влажность < 90%
• Нулевое количество осадков во время тестирования
• Контролируемое управление растительностью и горючими материалами внутри испытательного периметра

Инвентарные испытания используют стандартизированную конфигурацию для непрофилированных зданий, с плоскими потолками постоянной высоты и тестовыми стенами, расположенными в углах. Это расположение предотвращает закрытие слоев горячего газа стенами, что позволяет экстраполировать данные на большие объемы помещений. Кроме того, внутренние установки позволяют использовать активные системы тушения пожара (обычно водяные спринклеры) для оценки их эффективности тушения.

4.2 Тестовая разметка

Макет теста должен представлять конфигурацию окончательной установки поля BESS. Основной принцип требует, чтобы Приложение к источнику быть полностью заполненными модулями аккумуляторов и вспомогательным оборудованием, в то время как окружающий Целевые корпуса и/или целевые стены расположены на минимальном расстоянии, указанном производителем. Ниже приведены примеры типичной конфигурации испытаний для внутреннего размещения на земле: 

На рисунках красная область указывает на место возгорания (полностью заполненная, место возгорания развитой огневой ситуации), синяя область представляет оставшиеся части Оболочки происхождения, а желтая область обозначает приборную Целевую Оболочку. Буквы A, B, C и D представляют минимально допустимые расстояния разделения в каждом направлении.

Целевые корпуса могут быть предоставлены в трех формах: полностью заполненный физический блок, представительная модельная проба или приборная структура целевой стены. Термопары должны быть расположены в виде сетки с расстоянием между ними не более 0.61 м (2 ft), покрывающие поверхности ячеек, поверхности модулей или внутренние поверхности корпуса на целевом блоке, в зависимости от фактической конфигурации внутреннего оборудования целевого корпуса.

4.3 Способы запуска пожара

Стандарт LSFT требует установления полностью развитого пожара внутри помещения-источника. Это вызывается одним из трёх стандартных методов:

• Плата нагрева + Вспомогательный источник зажигания: Плата нагрева приводит элементы в термическое разрушение, совместно с источником зажигания (свеча зажигания, искрообразователь или пламя свечи), расположенным вдоль пути выпуска газа, чтобы обеспечить сгорание горючего газа.
• Электрические/механические повреждения + Вспомогательный источник зажигания: Термический выброс вызывается перезарядкой, внешним коротким замыканием или механическим повреждением, совместно с источником газового воспламенения.
• Горелка газовая: Диффузионная, предварительно смешанная или полупредварительно смешанная газовая горелка действует непосредственно как источник тепла и источник зажигания.

Место запуска определяется с помощью структурного и теплового анализа для выявления местоположения, способного создавать максимальное термическое напряжение. Обычно это выбирается в нижней или второй снизу вертикальной модульной позиции рядом с внешней границей корпуса — там, где накопление тепла наиболее значительное и вентиляция ограничена.

4.4 Критерии для разработанной огневой ситуации

Стандарт устанавливает четкие критерии для подтверждения "установившегося пожара":

• Наружные установки: Предполагает тепловую дестабилизацию и активное распространение огня по крайней мере по одному целому вертикальному столбцу (рейку) модулей внутри Оболочки происхождения.
• Внутренние установки: Предполагает, что хотя бы один полный модуль испытывает полную распространение термического взрыва и воспламенение всех горючих материалов в этом модуле.

5. Тестирование систем многоуровневого хранения энергии

При увеличении плотности энергии, стекированные конфигурации BESS стали все более распространёнными. Версия 6 вводит конкретные требования к тестированию для многоуровневых стековых установок BESS:

Стековочное тестирование требует размещения целевых корпусов как рядом, так и непосредственно над Корпусом источника. Полный стек должен быть установлен при максимальной номинальной механической нагрузке, включая все крепежные детали и опорные скобы.

Во время испытания необходимо контролировать тепловую нагрузку на нижнюю сторону верхнего блока. Если этого потребует клиент, вся вертикальная стопка может быть оценена как единый корпус-источник (применяется в случае, если ожидается вертикальное распространение огня внутри структуры стопки).

6. Критерии прохождения/неудачи: Детальные показатели производительности

Критерии прохождения/не прохождения LSFT разделяются на внешние и внутренние установки, охватывая пределы температуры, ограничение термического выброса и структурную устойчивость.

Таблица 2: Сравнение критериев производительности LSFT (на открытом воздухе и в помещении)

Примечание о допустимых температурных отклонениях: Все измерения температуры оцениваются с использованием скользящего среднего за 60 секунд, чтобы устранить временные пики. Кроме того, для термопар, установленных на поверхностях модуля или внутренней оболочки, стандарт предусматривает допуск: измеренные значения могут превышать лимит в течение общего времени не более 5 минут (непрерывного или прерывистого), при условии, что они не превышают 120% от порогового значения. Это положение отражает практические инженерные соображения.

Экспозиции	Ограничение
Ячейки внутри целевых корпусов	Средняя температура вытяжки температуры с теста уровня ячейки
Модуль внутри целевых ограждений	Средняя температура вытяжки температуры с теста уровня ячейки
Внутренняя поверхность целевых корпусов	110% Средняя температура выпуска температуры из испытания на уровне ячейки
Инструментированный стеновой элемент, если используется вместо целевой коробки	110% Средняя температура выпуска температуры из испытания на уровне ячейки

Таблица 3: Ключевые критерии производительности для внешних установок LSFT

Экспозиции	Ограничение
Ячейки внутри целевых корпусов	Средняя температура вытяжки температуры с теста уровня ячейки
Модуль внутри целевых ограждений	Средняя температура вытяжки температуры с теста уровня ячейки
Внутренняя поверхность целевых корпусов	110% Средняя температура выпуска температуры из испытания на уровне ячейки

Таблица 4: Критерии ключевой производительности для внутренних установок LSFT

 

7. Условия завершения теста

LSFT — это расширенный, высоконагруженный тест. В обычных условиях тест завершается, когда выполняются все следующие условия:

1. Полностью потушены открытые огни внутри и вне Капсулы Происхождения.
2. После того как полностью развитое пожарное состояние будет установлено, температура внутри Оболочки происхождения остаётся ниже 100°C (212°F) в течение непрерывных 3 часов.
3. Целевые температуры BESS демонстрируют убывающий тренд и остаются ниже пределов критериев в течение как минимум 3 последовательных часов.
4. Если система подавления пожара на основе воды активируется, то 12-часовой период наблюдения должен быть выполнен после отключения подачи воды, чтобы исключить повторное возгорание.
5. Стековые конфигурации требуют дополнительного Период наблюдения 24 часов чтобы обеспечить долгосрочную структурную устойчивость.

Если термическое развитие распространяется на целевой корпус, стекающая структура обрушается, превышаются температурные пределы или угрожается безопасность персонала, испытание прекращается досрочно и считается неудачным.

8. Ключевые особенности обновлений 6-го издания

• Гармонизация с NFPA 855:2026: Формально связывает LSFT с NFPA 855 как обязательное требование соответствия, создавая согласованную систему "тест-код".
• Уточненные критерии освобождения: Явно определяет применимые условия, при которых тестирование уровня 3 (уровень модуля) может быть пропущено или освобождено.
• Стандартизированный стек-тест: Вводит точные процедуры тестирования и критерии оценки, адаптированные для многоуровневых стековых систем хранения энергии.
• Уточненные ограничения производительности: Включает в себя множитель 110% и допустимое время охлаждения 5 минут для критериев температуры поверхности, что ближе к реальным инженерным процессам.
• Улученный контроль повторного воспламенения: Требует 12-часового периода наблюдения после подавления для внутренних систем, чтобы убедиться в долгосрочной способности системы пожаротушения к удержанию огня.
• Обязательные требования к подробным отчетам: Требуются полные записи трассировки данных процесса от физической сборки испытаний до окончательных выводов.

9. Заключение

 

Испытание крупномасштабного пожара (LSFT) представляет собой самый высокий технический стандарт оценки пожарной безопасности систем хранения энергии аккумуляторов по всему миру. Превышая теоретические расчеты или лабораторные испытания на малом масштабе, оно использует полноразмерные физические испытания для решения основной проблемы безопасности:

"Когда действительно возгорание происходит внутри вашей системы хранения энергии, будет ли оно распространяться на соседние блоки или окружающие сооружения?"

Для производителей BESS, интеграторов и разработчиков проектов овладение нюансами LSFT является обязательным — не только для соблюдения нормативных требований и доступа на рынок, но и как критический путь для повышения встроенной безопасности продуктов хранения энергии.

— Эта статья написана ссылаясь на стандарт ANSI/CAN/UL 9540A-2026 (6-е издание). —