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                        淺談故障電弧式電氣火災(zāi)探測(cè)器在電氣防火中的應(yīng)用
日期:2025-09-17 18:14
            瀏覽次數(shù):697
        
            摘要:
 	張娟
 
 
 	安科瑞電氣股份有限公司 
 
 
 	摘 要:分析了重大電氣火災(zāi)數(shù)據(jù)。結(jié)合目前國(guó)內(nèi)前沿的電氣火災(zāi)探測(cè)技術(shù), 介紹了故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器在火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)中的重要作用,給出了基于多種探測(cè)技術(shù)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。
 
 
 	關(guān)鍵詞:故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器; 測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器; 熱解粒子式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器; 電氣防火
 
 
 	 
 
 
 	0 引	言 
 
 
 	由*近幾年的火災(zāi)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,我國(guó) 每年 30% 以上的火災(zāi)事故是由電氣火災(zāi)直接引起的,有效地預(yù)防電氣火災(zāi)對(duì)于保障人民生命和 財(cái)產(chǎn)**具有...
        
    張娟
安科瑞電氣股份有限公司
摘 要:分析了重大電氣火災(zāi)數(shù)據(jù)。結(jié)合目前國(guó)內(nèi)前沿的電氣火災(zāi)探測(cè)技術(shù), 介紹了故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器在火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)中的重要作用,給出了基于多種探測(cè)技術(shù)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。
	關(guān)鍵詞:故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器; 測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器; 熱解粒子式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器; 電氣防火
	0 引	言 
	由*近幾年的火災(zāi)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,我國(guó) 每年 30% 以上的火災(zāi)事故是由電氣火災(zāi)直接引起的,有效地預(yù)防電氣火災(zāi)對(duì)于保障人民生命和 財(cái)產(chǎn)**具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前,我國(guó) 正大力發(fā)展電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)以預(yù)防電氣火災(zāi)?,F(xiàn)階段廣泛使用的預(yù)警系統(tǒng)是對(duì)電氣線(xiàn)路進(jìn) 行監(jiān)控,監(jiān)測(cè)配電線(xiàn)路的剩余電流和溫度兩類(lèi)信 號(hào),在預(yù)防電氣火災(zāi)發(fā)生方面取得了一定成效。但因?yàn)樘綔y(cè)手段單一,新技術(shù)推廣應(yīng)用力度小,監(jiān) 測(cè)范圍面小等原因,致使該措施仍有一定的局限 性。為了更好地解決這一問(wèn)題,通過(guò)對(duì)大量電氣 火災(zāi)的起火原因進(jìn)一步分析得知,電氣起火的主 要部位是電氣線(xiàn)路和用電設(shè)備,主要是短路、接觸 不佳、漏電、過(guò)載等故障引起。因此這幾類(lèi)故障都 應(yīng)作為我們下一階段的防控要點(diǎn)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)也應(yīng)具備應(yīng)對(duì)這種故障的預(yù)警能力。國(guó)內(nèi)新的科研成果“故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器”對(duì)電氣線(xiàn)路和用電設(shè)備接觸不佳、短路、接地故障所產(chǎn)生的電弧具有很高的識(shí)別能力。大力推廣并應(yīng)用這種新技術(shù)將對(duì)我國(guó)的電氣火災(zāi)預(yù)防具有意義[1]。
	1 重特大電氣火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析[1] 
	1.1電氣火災(zāi)場(chǎng)所分布
	電氣火災(zāi)發(fā)生場(chǎng)所所占比例分析如圖 1 所示。
 
		圖 1 電氣火災(zāi)發(fā)生場(chǎng)所比例
	
	
		由圖 1 可見(jiàn),工廠發(fā)生電氣火災(zāi)的比例大, 商業(yè)建筑次之,住宅、賓館、寫(xiě)字樓及其他場(chǎng)所所 占比例約為 10% 。因此,應(yīng)將工廠、商業(yè)建筑、住宅作為電氣火災(zāi)的防護(hù)對(duì)象。
	
	
		1.2電氣火災(zāi)發(fā)生部位
	
	
		電氣火災(zāi)發(fā)生部位所占比例分析如圖 2 所示。由圖 2 可見(jiàn),電氣火災(zāi)可能發(fā)生于電氣系統(tǒng)的電氣線(xiàn)路、用電設(shè)備、電氣設(shè)備及其他部位。電氣線(xiàn)路年久老化、不規(guī)范施工等,容易導(dǎo)致電氣火災(zāi); 用電設(shè)備導(dǎo)致的電氣火災(zāi)所占比例次之。電氣設(shè)備有專(zhuān)用的變電所、變電房,且一般有專(zhuān)人管理, 火災(zāi)概率僅占約10% 。由圖2 可知,電氣火災(zāi)中的防護(hù)應(yīng)集中在電氣線(xiàn)路和用電設(shè)備兩大部位, 以電氣線(xiàn)路的防護(hù)為主,以加強(qiáng)用電設(shè)備的**使 用、管理為輔,可以避免大部分的電氣火災(zāi)。
	
	
 
	
			圖 2 電氣火災(zāi)發(fā)生部位比例分析
		
		
						2 故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的重要性 
					
					
						2.1故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的保護(hù)特性
					
					
						傳統(tǒng)的熔斷器和空氣斷路器不能滿(mǎn)足故障電弧檢測(cè)的要求,這是因?yàn)閿嗦菲髦饕且詸z測(cè)短路和過(guò)載電流為目的,故障電弧具備在很小電流的情況下( 一般大于 0. 5A) 就引發(fā)火災(zāi)的可能性。對(duì)于小電流并伴隨著有故障電弧發(fā)生的情況,因電流值達(dá)不到保護(hù)裝置熱保護(hù)的動(dòng)作電流值,故保護(hù)裝置不會(huì)動(dòng)作,對(duì)于大電流并伴隨有故障電弧發(fā)生的情況,因燃弧持續(xù)的時(shí)間短,不足以使傳統(tǒng)斷路器保護(hù)動(dòng)作,從而引發(fā)電氣火災(zāi)。通常,故障電弧探測(cè)器主要是采用檢測(cè)電壓、電流頻 域和時(shí)域的特征來(lái)識(shí)別故障電弧,保護(hù)動(dòng)作受電 流的大小影響較小,其特性有別于傳統(tǒng)斷路器。斷路器和故障電弧探測(cè)器保護(hù)特性的區(qū)別如圖 8 所示。
					
					
 
					
							圖 8 斷路器和故障電弧探測(cè)器保護(hù)特性
						
						
							2.2故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的作用及意義
						
						
							在低壓配電終端線(xiàn)路中常見(jiàn)的有 3 類(lèi)故障電弧: 串聯(lián)故障電弧、并聯(lián)故障電弧、接地故障電弧。串聯(lián)故障電弧是由于一根導(dǎo)體發(fā)生機(jī)械斷裂、接頭處松開(kāi)或插頭接觸不好等產(chǎn)生,其故障電弧與負(fù)載是串聯(lián)的。并聯(lián)故障電弧是一種短路電弧故障,故障電弧往往是與負(fù)載并聯(lián)的。并聯(lián)電弧電流決定于絕緣損壞程度和線(xiàn)路阻抗的大小,并且往往是間隙性的故障[4]。因而,一般的過(guò)電流和剩余電流保護(hù)裝置是不能檢測(cè)串聯(lián)和并聯(lián)電弧故障的。接地故障電弧發(fā)生于帶電導(dǎo)線(xiàn)接地或因絕緣損壞與接地金屬導(dǎo)體接觸的情況。故障電弧電流的大小與接地電阻大小有關(guān),一般的電氣保護(hù)裝置有時(shí)會(huì)檢測(cè)不到故障,而故障電弧探測(cè)器具備識(shí)別上述 3 類(lèi)故障電弧的能力,因此通過(guò)廣泛推廣故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器,可以很好地預(yù)防故障電弧引發(fā)的電氣火災(zāi)。
						
						
							故障電弧探測(cè)器既可用于電氣線(xiàn)路的監(jiān)控,也可用于對(duì)用電設(shè)備的監(jiān)控,覆蓋了可能發(fā) 生電氣火災(zāi)的絕大數(shù)部位。同時(shí)故障電弧式火 災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器作為一種新型的電氣火災(zāi)探測(cè)裝 置,可以有效地對(duì)短路性電弧故障和接觸不佳 故障進(jìn)行防控,兼有故障報(bào)警和保護(hù)兩種功能, 其電弧故障保護(hù)功能是其他保護(hù)電器不可替代的,也是目前電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中探測(cè)技術(shù)的重要補(bǔ)充。故障電弧探測(cè)器將在電氣火災(zāi)防護(hù)中發(fā)揮巨大的作用。
						
						
							故障電弧探測(cè)技術(shù)在國(guó)外很早就得到了廣泛地推廣和應(yīng)用,并且取得了很好的電氣火災(zāi)防控效果。典型的產(chǎn)品有故障電弧斷路器 AFCI,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為UL 1699《電弧故障斷路器》。該技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用目前還處于初始階段。我國(guó)GB 14287. 4— 2014 的正式發(fā)布有助于該項(xiàng)技術(shù)快速推廣并走向國(guó)內(nèi)應(yīng)用市場(chǎng),進(jìn)一步提升我國(guó)電氣火災(zāi)的防控水平。
						
						
							3 故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器安裝使用及注意事項(xiàng) 
						
						
							3.1故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的安裝及使用
						
						
							故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器一般安裝于配電線(xiàn)路的末端,或者是用電設(shè)備的供電端。主要保護(hù)對(duì)象是配電線(xiàn)路和用電設(shè)備。通常情況下建議安裝在終端用戶(hù)配電箱的入戶(hù)端,或者一些大功率用電設(shè)備的供電端。典型的故障電弧式電氣火災(zāi)探測(cè)器的電氣接線(xiàn)圖如圖 9 ~ 圖 11 所示。
						
						
 
					
					圖 9  電氣火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警示意圖
				
				
 
				
						圖 10 故障電弧探測(cè)器電氣接線(xiàn)圖( 電表箱)
					
					
 
					
						圖 11 故障電弧探測(cè)器電氣接線(xiàn)圖( 公共場(chǎng)所配電箱)
					
					
							故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器隸屬于電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),其本身具備監(jiān)控報(bào)警功能,同時(shí)也能滿(mǎn)足接入現(xiàn)有電氣火災(zāi)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的要求。含有故障電弧探測(cè)器的電氣火災(zāi)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖 12所示。
						
						
 
						
								圖 12 含有故障電弧探測(cè)器的電氣火災(zāi)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)示意圖
							
							
								3.2故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的注意事項(xiàng)
							
							
								故障電弧式電氣火災(zāi)探測(cè)器的基本探測(cè)原理是通過(guò)監(jiān)測(cè)電氣回路中電流和電壓特征點(diǎn)的方法
							
							
								來(lái)區(qū)分故障電弧和正常電弧,這就要求被監(jiān)測(cè)線(xiàn)路中某一回路產(chǎn)生故障電弧時(shí)的電流特征參數(shù)能被探測(cè)器區(qū)分,因此,安裝故障電弧探測(cè)器的被保護(hù)線(xiàn)路的分支應(yīng)盡量少。
							
							
								電氣火災(zāi)產(chǎn)生的初期一般是一個(gè)點(diǎn),然后逐漸 擴(kuò)大到面,故障電弧探測(cè)器適合小范圍多點(diǎn)布設(shè)。當(dāng)探測(cè)到故障電弧發(fā)生時(shí),發(fā)出報(bào)警的同時(shí)還可立 即斷開(kāi)故障點(diǎn)的供電電源,不影響其他用電設(shè)備。
							
							
								4  安科瑞故障電弧式保護(hù)器選型 
							
							
								4.1產(chǎn)品外形
							
							
 
							
									4.2AAFD系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的功能:
								
								
									1.監(jiān)測(cè)單相回路的故障電??;
								
								
									2.通過(guò)對(duì)電氣線(xiàn)路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)電氣線(xiàn)路中的故障和異常狀態(tài),可幫助用戶(hù)迅速查明電氣故障發(fā)生的區(qū)域,以便及時(shí)消除電氣火災(zāi)隱患;
								
								
									3.具有聲光報(bào)警功能;
								
								
									4.本探測(cè)器尺寸小巧、安裝方便,采用標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌安裝;
								
								
									5.具有故障電弧模擬發(fā)生功能,可以通過(guò)模擬故障電弧對(duì)本機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試;
								
								
									6.具有通用485總線(xiàn)接口,采用標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,信號(hào)兼容性強(qiáng)。
								
								
									4.3技術(shù)參數(shù)
								
							
 
							
									5  結(jié)語(yǔ) 
								
								
									要使電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)有效地運(yùn)行,需要應(yīng)用多種探測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)可能引發(fā)電氣火災(zāi)的故障信 息,同時(shí)應(yīng)在易產(chǎn)生電氣火災(zāi)的場(chǎng)所廣泛布控; 電氣線(xiàn)路、用電設(shè)備為電氣火災(zāi)發(fā)生的重災(zāi)區(qū),應(yīng)作為監(jiān)控對(duì)象加以保護(hù); 而因短路、接觸不佳、接地性等故障產(chǎn)生的故障電弧又是電氣線(xiàn)路、用 電設(shè)備發(fā)生電氣火災(zāi)的主要原因,也是目前電氣防火領(lǐng)域的空白。所以,故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器應(yīng)得到積極、大力的推廣,從而有效地減少電氣火災(zāi)的發(fā)生。
								
							
        
        
        
        
    
    


