安(ān)科(kē)瑞電氣(qì)股份(fèn)有(yǒu)限公(gōng)司  上海(hǎi)嘉定 201801

【摘要】： 分析了重大電(diàn)氣(qì)火(huǒ)災(zāi)數據。結合目前(qián)國內前沿的電(diàn)氣(qì)火(huǒ)災探(tàn)測技(jì)術(shù)，重點介紹了故(gù)障(zhàng)電弧(hú)式(shì)電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器在火(huǒ)災預(yù)警係統中的重(zhòng)要作用，給(gěi)出(chū)了基於多種(zhǒng)探測技術(shù)的電(diàn)氣火災監控(kòng)係統(tǒng)的(dí)實(shí)現方(fāng)案(àn)。

【關鍵詞】：故(gù)障(zhàng)電(diàn)弧(hú)式電(diàn)氣火災監控探(tàn)測器(qì); 測(cè)溫式(shì)電(diàn)氣(qì)火(huǒ)災監控(kòng)探測(cè)器; 電氣(qì)防(fáng)火(huǒ)

0引言(yán)

由(yóu)最近(jìn)幾年(nián)的火災(zāi)調查統計結(jié)果顯示，我(wǒ)國每(měi)年(nián) 30% 以上的(dí)火(huǒ)災事故(gù)是(shì)由(yóu)電氣火(huǒ)災(zāi)直接引(yǐn)起的(dí)，有效(xiào)地(dì)預防電(diàn)氣(qì)火災對(duì)於保障人民生命和(hé)財(cái)產(chǎn)安全具(jù)有極為重(zhòng)要的現(xiàn)實意義。目前，我國正(zhèng)大力發展(zhǎn)電氣火(huǒ)災監(jiān)控係統(tǒng)以(yǐ)預(yù)防電氣(qì)火災。現階(jiē)段廣泛(fàn)使(shǐ)用(yòng)的(dí)預警係(xì)統(tǒng)重(zhòng)點(diǎn)是(shì)對(duì)電氣綫路進行監(jiān)控(kòng)，監測配(pèi)電(diàn)綫(xiàn)路(lù)的(dí)剩餘(yú)電流(liú)和(hé)溫(wēn)度(dù)兩類(lèi)信號(hào)，在(zài)預(yù)防(fáng)電氣火災(zāi)發生方(fāng)麵取得(dé)了一(yī)定成(chéng)效(xiào)。但因為(wéi)探測手段單(dān)一，新(xīn)技(jì)術推廣(guǎng)應用力度小(xiǎo)，監測範(fàn)圍麵(miàn)小(xiǎo)等原(yuán)因(yīn)，致使該(gāi)措(cuò)施(shī)仍(réng)有(yǒu)一定的局(jú)限(xiàn)性。為了更好(hǎo)地解(jiě)決這一問題，通(tōng)過對大量電氣火災的起火(huǒ)原因(yīn)進一(yī)步(bù)分析(xī)得知，電(diàn)氣起火的主(zhǔ)

要(yào)部位是電氣綫(xiàn)路和(hé)用(yòng)電(diàn)設備(bèi)，主要(yào)是短路，接觸不(bù)良，漏電(diàn)，過載(zǎi)等故(gù)障引起(qǐ)。因(yīn)此(cǐ)這幾類(lèi)故障都應(yīng)作為(wéi)我們下一階段(duàn)的防控重點。電(diàn)氣火(huǒ)災監控係統也應(yīng)具備(bèi)應對這種(zhǒng)故障的預警能力。國內科研成果“故障(zhàng)電(diàn)弧(hú)式電氣(qì)火災監控探測(cè)器(qì)"對電(diàn)氣(qì)綫(xiàn)路(lù)和(hé)用(yòng)電設備接觸(chù)不良，短(duǎn)路(lù)接地(dì)故障(zhàng)所產(chǎn)生的(dí)電(diàn)弧(hú)具有很高的識(shí)別(bié)能力。大(dà)力推廣並(bìng)應用這種新技術將(jiāng)對我(wǒ)國的(dí)電氣火災(zāi)預防具有重(zhòng)要(yào)的意義。

1重(zhòng)特大(dà)電氣火(huǒ)災(zāi)數據統(tǒng)計分析

1.1電(diàn)氣火災(zāi)場所分布

電(diàn)氣(qì)火災發(fā)生(shēng)場所所(suǒ)占比例(lì)分(fēn)析(xī)如圖(tú)1所示。由圖1可(kě)見，工廠(chǎng)發(fā)生電(diàn)氣火(huǒ)災的(dí)比例較(jiào)大， 商業建築次之(zhī)，住(zhù)宅(zhái)，賓館(guǎn)，寫字(zì)樓及其(qí)他場所所(suǒ)占比(bǐ)例約(yuē)為(wéi)10%。因此，應將(jiāng)工廠，商業(yè)建築，住宅作為電(diàn)氣(qì)火災的(dí)重點防護對(duì)象(xiàng)。

圖 1 電氣(qì)火災發生場所比(bǐ)例(lì)

1.2電氣(qì)火(huǒ)災發(fā)生部(bù)位(wèi)

電(diàn)氣火災(zāi)發生(shēng)部位所占比例分(fēn)析如(rú)圖2所示。由圖2可見(jiàn)，電氣火災可能(néng)發生於電氣係(xì)統的電(diàn)氣綫(xiàn)路，用(yòng)電(diàn)設備(bèi)，電氣設備(bèi)及(jí)其他部位(wèi)。電氣綫路年久(jiǔ)老化，不規範(fàn)施(shī)工(gōng)等，容易(yì)導(dǎo)致電氣火(huǒ)災；用電設備導致的(dí)電氣(qì)火(huǒ)災所(suǒ)占比例(lì)次之(zhī)。電(diàn)氣(qì)設備(bèi)有(yǒu)專(zhuān)用的(dí)變電(diàn)所(suǒ)，變電(diàn)房，且一般(bān)有專人管理(lǐ)，火災(zāi)概率僅占10%。綜上(shàng)，電(diàn)氣(qì)火(huǒ)災中的防護重(zhòng)點應(yīng)集中在電(diàn)氣綫路和用電設備兩大部(bù)位，以(yǐ)電氣(qì)綫路的防(fáng)護為主，以加強用電(diàn)設(shè)備的安全使用，管理為輔，可以避(bì)免(miǎn)大部分(fēn)的電(diàn)氣火災。

圖(tú) 2 電(diàn)氣火災(zāi)發(fā)生(shēng)部位比例分析(xī)

1.3電氣(qì)火災起火原(yuán)因(yīn)分析(xī)

電(diàn)氣火災的起火原因主要(yào)分為(wéi)突(tū)發性(xìng)故(gù)障和漸(jiàn)變(biàn)性(xìng)故障兩種，起火(huǒ)原因(yīn)所占比(bǐ)例如圖3 所示(shì)。突(tū)發性(xìng)故(gù)障(zhàng)有(yǒu)短路和雷(léi)擊，其中短(duǎn)路(lù)原(yuán)因中(zhōng)相間(jiān)短路(lù)故障和金(jīn)屬(shǔ)接地性(xìng)短路(lù)故障(zhàng)各占 50% 。突發(fā)性(xìng)故障(zhàng)主(zhǔ)要由(yóu)配電(diàn)係(xì)統解(jiě)決(如(rú)空(kōng)氣(qì)斷路(lù)器(qì)，漏電(diàn)斷(duàn)路(lù)器等)，部分配(pèi)電係統(tǒng)無法(fǎ)處理(lǐ)的突發性(xìng)故障，如電弧性短路故(gù)障(zhàng)可由電氣(qì)火災監控(kòng)係統(tǒng)作為(wéi)輔(fǔ)助性監控(kòng)手段，預防突(tū)變(biàn)性(xìng)故(gù)障引發電(diàn)氣(qì)火(huǒ)災。漸(jiàn)變性故(gù)障有過(guò)熱(rè)，接觸(chù)不良(liáng)，過負(fù)荷，電氣故(gù)障，漏電等(děng)。電(diàn)氣火災(zāi)監控係統(tǒng)應主要(yào)解(jiě)決(jué)漸(jiàn)變性(xìng)故(gù)障，通(tōng)過采用多種探測技(jì)術相(xiāng)配合(hé)的方法(fǎ)，對配電係(xì)統(tǒng)及(jí)用(yòng)電設備(bèi)進行全(quán)麵監視，能很(hěn)好地(dì)避(bì)免(miǎn)此類(lèi)故障，從(cóng)而減少(shǎo)電氣火災(zāi)的發生。

圖 3 起(qǐ)火原(yuán)因比例(lì)分析

2預防電(diàn)氣(qì)火(huǒ)災(zāi)的關(guān)鍵(jiàn)探(tàn)測(cè)技(jì)術

2.1剩(shèng)餘(yú)電流式電氣火災(zāi)監控探(tàn)測器(qì)

剩餘電流式電(diàn)氣(qì)火災(zāi)監控(kòng)探(tàn)測(cè)器(qì)如圖4所(suǒ)示(shì)。

圖4 剩餘電流(liú)式電氣火災監控探測器(qì)

剩(shèng)餘(yú)電(diàn)流(liú)為電氣火災發生(shēng)的主(zhǔ)要(yào)原因之(zhī)一(yī)，剩餘(yú)電流式電(diàn)氣(qì)火災探測器通(tōng)過(guò)監測配(pèi)電回路(lù)的(dí)剩餘(yú)電流(liú)來(lái)預防(fáng)配電回路的接地(dì)性故障，同時(shí)對配(pèi)電綫路和用電設(shè)備(bèi)的(dí)絕(jué)緣進行(háng)監(jiān)測，其次也(yě)為配回路判(pàn)斷正常泄(xiè)放電流提供了(liǎo)參(cān)考依據(jù)。

剩餘(yú)電(diàn)流式(shì)電氣火災探測(cè)器(qì)可(kě)以對(duì)整(zhěng)個配電回路的泄(xiè)漏(lòu)電(diàn)流進(jìn)行(háng)監(jiān)測。通常布置在一級或(huò)二(èr)級(jí)配電係統(tǒng)中，也可(kě)布(bù)置(zhì)到(dào)三(sān)級(jí)配(pèi)電係統，從(cóng)而更準確地定(dìng)位(wèi)故(gù)障(zhàng)部位，為接(jiē)地(dì)故障的(dí)排查工作(zuò)提(tí)供(gōng)便(biàn)捷(jié)。

2.2剩(shèng)餘電流(liú)式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器

測(cè)溫式電氣火(huǒ)災(zāi)監(jiān)控(kòng)探測器如圖 5 所示。

圖5 測溫式電氣火災監控探測器

過熱也是產生電氣火(huǒ)災(zāi)的主要(yào)原因之(zhī)一(yī)，測(cè)溫(wēn)式(shì)電氣火(huǒ)災探測(cè)器主要針對過(guò)熱故(gù)障(zhàng)進行防(fáng)控(kòng)。常用的測(cè)溫(wēn)式(shì)電氣火災(zāi)探測器(qì)按照其探(tàn)測區(qū)域可分為(wéi)基於點式的測溫(wēn)探(tàn)測器( 如熱電(diàn)偶，鉑電(diàn)阻(zǔ)) ，基於(yú)綫(xiàn)式的測溫探(tàn)測器(qì)( 如(rú)光纖(xiān)感溫，感溫電纜) 和基於(yú)麵(miàn)式(shì)的(dí)測溫(wēn)探(tàn)測器( 如紅(hóng)外熱像(xiàng)儀) 。這些(xiē)探(tàn)測(cè)器通過監測(cè)配(pèi)電係(xì)統中(zhōng)某一(yī)配(pèi)電裝(zhuāng)置(zhì)或用電設備( 配電(diàn)櫃，配電(diàn)箱，配(pèi)電綫路連(lián)接部位，用(yòng)電設(shè)備等) 的溫(wēn)度(dù)變化(huà)超(chāo)標時產(chǎn)生報警信號(hào)，從而達到預防電(diàn)氣(qì)火災的目(mù)的(dí)。其(qí)特點(diǎn)是隻(zhī)對(duì)監測(cè)對象的某(mǒu)一(yī)點(diǎn)或(huò)局部範圍(wéi)有(yǒu)效。

基於(yú)點(diǎn)式測溫探測(cè)器(qì)一般布置(zhì)在(zài)一級(jí)，二(èr)級(jí)配電(diàn)櫃或(huò)配電箱內(nèi)的電纜和(hé)配(pèi)電設備連接處，用(yòng)於(yú)監測電(diàn)氣接(jiē)點(diǎn)處的溫(wēn)度變化; 也(yě)可布(bù)置(zhì)於(yú)配電櫃(guì)或配(pèi)電(diàn)箱(xiāng)的(dí)頂(dǐng)端(duān)，用(yòng)於監測整(zhěng)個(gè)櫃子的溫度(dù)變(biàn)化; 還可布置在係(xì)統(tǒng)中(zhōng)關鍵設(shè)備和關鍵綫路易出(chū)現過溫的故(gù)障點。

基(jī)於(yú)綫(xiàn)式(shì)測(cè)溫探測器(qì)一般布置在敷設綫纜(lǎn)的橋(qiáo)架，地(dì)下(xià)電纜(lǎn)管道，豎井等處(chǔ)，用(yòng)於對敷設綫纜的溫度(dù)進行監(jiān)控。也可布置於大型的變配電設(shè)備，用電設備(bèi)等(děng)易發生(shēng)過熱的(dí)部位，如變壓器，電動機(jī)等。

基(jī)於(yú)麵(miàn)式測溫探(tàn)測器一(yī)般(bān)采用(yòng)紅外(wài)測溫技術，其工作(zuò)原理(lǐ)為(wéi): 一切(qiē)溫度(dù)高(gāo)於零(líng)度(dù)的物(wù)體都在不(bù)停地向周圍(wéi)空間(jiān)發(fā)射出紅外(wài)輻(fú)射能量，物(wù)體紅外能量輻射的大(dà)小(xiǎo)及(jí)波長(cháng)的分(fēn)布(bù)與(yǔ)其(qí)表麵的(dí)溫度(dù)有(yǒu)著密(mì)切(qiē)關(guān)係(xì)，因(yīn)此通(tōng)過對(duì)物(wù)體自身輻射(shè)紅外(wài)能量的測量就(jiù)能得(dé)到(dào)其溫度(dù)。紅(hóng)外(wài)熱(rè)像儀就(jiù)是由(yóu)多個(gè)紅外探(tàn)測傳感器組成的(dí)矩(jǔ)陣實(shí)現(xiàn)的(dí)。這類探(tàn)測器(qì)一般(bān)價(jià)格(gé)比(bǐ)較(jiào)高，適合配置於(yú)安全級(jí)別和可靠(kào)性要求(qiú)較(jiào)高的配電裝或(huò)用(yòng)電設備(bèi)。

2.3熱(rè)解粒子式電氣火(huǒ)災監控(kòng)探(tàn)測(cè)器

熱解粒子(zǐ)式(shì)電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器如(rú)圖 6 所示。

圖(tú)6熱解粒子式電氣火(huǒ)災(zāi)監控探(tàn)測器(qì)

熱(rè)解(jiě)粒子顧名(míng)思義就是物質受熱(rè)時分(fēn)解出的(dí)粒子，粒子是由能夠以自(zì)由狀態存在的(dí)較(jiào)小物(wù)質(zhì)組成(chéng)。無論何種原(yuán)因引(yǐn)起的電氣(qì)火(huǒ)災(zāi)，都(dū)體現(xiàn)為導(dǎo)體(tǐ)發熱。低壓配電(diàn)櫃內發生電(diàn)氣故(gù)障(zhàng)時(shí)主要的發(fā)熱體是電綫(xiàn)與保(bǎo)護電(diàn)器(qì)，在低(dī)壓配電櫃內發(fā)熱分解(jiě)出的粒子主要(yào)是煙粒(lì)子及氣體粒(lì)子。利(lì)用(yòng)粒徑分(fēn)析儀器進行(háng)相關試驗(yàn)，發現(xiàn)試(shì)驗(yàn)材料( 電綫(xiàn)與(yǔ)保護(hù)電器) 存(cún)在臨界熱(rè)解溫(wēn)度。低(dī)於(yú)該溫(wēn)度，熱解(jiě)產(chǎn)生(shēng)的煙氣量極低，無法(fǎ)進行(háng)可靠探(tàn)測; 當受熱溫度(dù)高於該臨(lín)界(jiè)溫(wēn)度(dù)後，煙氣開(kāi)始(shǐ)加劇析出。電綫(xiàn)及保護電器(qì)材(cái)料的臨界(jiè)溫(wēn)度一般在 150 ℃ ～220 ℃。通過(guò)光學(xué)煙密(mì)度(dù)計，測(cè)量該(gāi)溫度(dù)區(qū)間的煙粒(lì)子濃度(dù)響(xiǎng)應範圍為0． 02% obs/m ～ 0． 52% obs/m。前(qián)可(kě)對該範(fàn)圍(wéi)煙(yān)粒子(zǐ)濃(nóng)度進行早(zǎo)期探(tàn)測的主要(yào)吸氣式探測器和激光探測(cè)器，但(dàn)這(zhè)兩(liǎng)種(zhǒng)設(shè)備(bèi)的探測(cè)原(yuán)理均(jūn)由激(jī)光(guāng)LED 作為光源(yuán)，探測(cè)器直接根據(jù)散射的(dí)狀況作(zuò)為火(huǒ)災(zāi)判定的(dí)依據(jù)，無法避免(miǎn)灰塵(chén)，水(shuǐ)汽等原因(yīn)引(yǐn)起的(dí)誤報，即使加裝過濾器也無法有效避(bì)免(miǎn)。試驗同(tóng)時發現，當試驗材料(liào)受(shòu)熱達到 150 ℃後(hòu)，就(jiù)會發出一種燒膠(jiāo)皮，燒(shāo)塑(sù)料的(dí)難聞氣味(wèi)，主(zhǔ)要是電綫因(yīn)過熱(rè)燒焦(jiāo)絕緣外皮所散(sàn)發(fā)的(dí)味道(dào)，氣味(wèi)的出現甚(shèn)至早於(yú)煙(yān)粒子的析出。低壓(yā)配電櫃內發生(shēng)電氣故(gù)障時(shí)主(zhǔ)要(yào)的發熱體是(shì)電綫與保護電(diàn)器，發出難(nán)聞氣味(wèi)的(dí)也主(zhǔ)要是電綫(xiàn)的(dí)聚(jù)氯乙(yǐ)烯(xī)( PVC) 絕緣(yuán)外(wài)皮及保護(hù)電(diàn)器的絕緣(yuán)護套(tào)( ABS料(liào)) 。熱解(jiě)粒(lì)子式(shì)電氣火災監(jiān)控(kòng)探(tàn)測器(qì)是在此(cǐ)基(jī)礎(chǔ)上開發的新(xīn)技(jì)術，該技(jì)術不但(dàn)可以(yǐ)進行配(pèi)電櫃內電(diàn)氣(qì)火災(zāi)的早期探(tàn)測，還(huán)能很(hěn)好地解決配電櫃內(nèi)灰塵的幹(gān)擾問題。

熱解(jiě)粒子(zǐ)式電(diàn)氣火(huǒ)災監控探(tàn)測器一般配置於一級或二級(jí)的低壓配(pèi)電(diàn)櫃內(nèi)，大型數據中心的(dí)網(wǎng)絡(luò)機櫃內，通訊基(jī)站的(dí)重要(yào)通信設備(bèi)機櫃內等，補充配(pèi)電設(shè)備監(jiān)控的(dí)空白，有(yǒu)助於實現(xiàn)配(pèi)電(diàn)設備發(fā)生(shēng)電(diàn)氣火災(zāi)的(dí)早(zǎo)期預警。

2.4故障(zhàng)電弧(hú)式(shì)電氣(qì)火(huǒ)災監(jiān)控探測器

故障(zhàng)電弧式電氣(qì)火災(zāi)監控(kòng)探測(cè)器如圖7所示。

圖7 故(gù)障電(diàn)弧式電氣火災監(jiān)控探(tàn)測(cè)器(qì)

短(duǎn)路和接(jiē)觸(chù)不(bù)良也是產生電(diàn)氣(qì)火災的(dí)主要(yào)原(yuán)因，大部(bù)分短(duǎn)路性故障可以由配電係統(tǒng)功能解決(jué)，還有(yǒu)一部分短(duǎn)路性故障表(biǎo)現(xiàn)為(wéi)短路(lù)產(chǎn)生故(gù)障電(diàn)弧。現階段的(dí)配(pèi)電(diàn)係(xì)統還(huán)存在(zài)一(yī)定的盲(máng)區，不(bù)能對(duì)此類(lèi)故障進(jìn)行(háng)有效地(dì)監(jiān)測(cè)與防(fáng)護，主要(yào)原因是(shì)短路接(jiē)觸麵(miàn)或產生故障(zhàng)電(diàn)弧(hú)的綫路(lù)阻(zǔ)抗限製了短(duǎn)路電(diàn)流(liú)的(dí)大小(xiǎo)，常使斷(duàn)路器達不到動作條件。這(zhè)種故(gù)障危害(hài)性非(fēi)常大(dà)，致(zhì)使配(pèi)電綫路的絕緣物(wù)質迅速(sù)碳化起(qǐ)火，或由(yóu)於局(jú)部高溫(wēn)引燃故(gù)障點周圍(wéi)的(dí)易(yì)燃物(wù)質從而(ér)產生電氣火災。故障電(diàn)弧式(shì)電氣(qì)火災(zāi)監控探測器(qì)是(shì)一種(zhǒng)能夠(gòu)識(shí)別故障(zhàng)電(diàn)弧的(dí)電(diàn)氣(qì)火災(zāi)探測(cè)裝置(zhì)，方便(biàn)接入現有電(diàn)氣火(huǒ)災(zāi)監控係統(tǒng)，能實時監測被(bèi)監控綫路(lù)或設(shè)備的電壓(yā)，電流及故障(zhàng)電弧(hú)數據，可(kě)在(zài)故(gù)障電弧監(jiān)測(cè)值超出報(bào)警(jǐng)閾值後立即發(fā)出報警信號。這(zhè)種(zhǒng)技術可以有效(xiào)彌(mí)補現有(yǒu)電氣火災(zāi)探(tàn)測(cè)技術(shù)的(dí)不足(zú)，通(tōng)過提前預警(jǐng)或切斷故障電(diàn)源從(cóng)而有效減少(shǎo)因故障電弧引(yǐn)起(qǐ)的(dí)電氣(qì)火災。

3故(gù)障(zhàng)電(diàn)弧式電氣(qì)火災(zāi)監控(kòng)探(tàn)測器的(dí)重(zhòng)要性

3.1故障(zhàng)電弧(hú)探(tàn)測器的保(bǎo)護(hù)特性(xìng)

傳統的(dí)熔斷(duàn)器(qì)和空(kōng)氣斷路器不能(néng)滿(mǎn)足故障電(diàn)弧檢測的(dí)要求，這是因為(wéi)斷路器主要是(shì)以檢測短路過載(zǎi)電流為(wéi)目的(dí)，故(gù)障(zhàng)電弧(hú)具(jù)備(bèi)在很小電流的情況下(xià)( 一(yī)般(bān)大於 0． 5A) 就引發火災的(dí)可能性。對於小電(diàn)流並(bìng)伴隨著(zhuó)有(yǒu)故障電(diàn)弧(hú)發(fā)生(shēng)的情(qíng)況，因(yīn)電(diàn)流(liú)值(zhí)達(dá)不到保護(hù)裝(zhuāng)置(zhì)熱保(bǎo)護(hù)的動(dòng)作(zuò)電流(liú)值，故(gù)保(bǎo)護(hù)裝(zhuāng)置(zhì)不(bù)會(huì)動作(zuò)，對於大電(diàn)流並(bìng)伴(bàn)隨有故障(zhàng)電弧發(fā)生的(dí)情況，因燃(rán)弧持續(xù)的(dí)時(shí)間短(duǎn)，不足(zú)以(yǐ)傳統斷路(lù)器(qì)保(bǎo)護動作(zuò)，從(cóng)而引(yǐn)發電氣火災(zāi)。通(tōng)常(cháng)，故障電弧探測(cè)器主要是采(cǎi)用檢測(cè)電(diàn)壓，電流(liú)頻(pín)域和時(shí)域的(dí)特征來(lái)識(shí)別故(gù)障電弧(hú)，保護動(dòng)作受(shòu)電流的(dí)大(dà)小(xiǎo)影響較小，其特(tè)性有(yǒu)別(bié)於傳(chuán)統斷(duàn)路(lù)器。斷路器(qì)和故(gù)障電弧探測(cè)器保(bǎo)護特(tè)性的區別(bié)如圖(tú) 8所(suǒ)示

圖 8 斷路器和(hé)故障(zhàng)電弧(hú)探測(cè)器(qì)保護特性

3.2故(gù)障電(diàn)弧(hú)探測器(qì)的作用和意義

在(zài)低壓配電(diàn)終端(duān)綫路(lù)中常(cháng)見(jiàn)的有 3 類故障電弧: 串聯故障電弧，並聯(lián)故障(zhàng)電弧，接(jiē)地(dì)故障電弧。串(chuàn)聯故(gù)障(zhàng)電(diàn)弧是由於(yú)一(yī)根(gēn)導體(tǐ)發(fā)生機(jī)械斷裂，接(jiē)頭處(chǔ)鬆(sōng)開或(huò)插頭(tóu)接(jiē)觸不(bù)好等產(chǎn)生(shēng)，其故(gù)障電弧與(yǔ)負載是(shì)串聯(lián)的。並聯(lián)故(gù)障(zhàng)電弧(hú)是一種(zhǒng)短路(lù)電(diàn)弧故(gù)障，故障(zhàng)電(diàn)弧(hú)往往(wǎng)是與負(fù)載(zǎi)並聯的。並(bìng)聯(lián)電弧(hú)電流決定於絕緣(yuán)損壞程度(dù)和綫路阻抗的(dí)大小(xiǎo)，並(bìng)且往往是(shì)間隙性(xìng)的故(gù)障。因(yīn)而，一般的過電流和(hé)剩餘電流(liú)保(bǎo)護(hù)裝置(zhì)是(shì)不(bù)能檢測(cè)串(chuàn)聯(lián)和(hé)並(bìng)聯電弧(hú)故障(zhàng)的(dí)。接地(dì)故障電弧發生(shēng)於(yú)帶(dài)電導綫接(jiē)地(dì)或因絕緣損壞與(yǔ)接地金(jīn)屬導(dǎo)體(tǐ)接觸的情(qíng)況(kuàng)。故障電弧(hú)電(diàn)流的(dí)大小與接地電阻(zǔ)大小(xiǎo)有關(guān)，一(yī)般的電氣(qì)保護裝置(zhì)有(yǒu)時會(huì)檢測(cè)不到(dào)故(gù)障(zhàng)，而故障(zhàng)電弧(hú)探(tàn)測器具備識別上述 3類故障(zhàng)電弧(hú)的能力，因(yīn)此通過(guò)廣泛(fàn)推廣故障電弧式電氣(qì)火(huǒ)災監(jiān)控探測(cè)器，可(kě)以(yǐ)很好地預防(fáng)故(gù)障電弧引發(fā)的電(diàn)氣(qì)火災(zāi)。

故障電弧(hú)探(tàn)測器既可(kě)用(yòng)於電(diàn)氣(qì)綫路(lù)的(dí)監控(kòng)，也可用於(yú)對用電(diàn)設備的(dí)監控(kòng)，覆蓋(gài)了(liǎo)可能發生(shēng)電氣(qì)火災的絕大(dà)數部(bù)位(wèi)。同時(shí)故(gù)障電弧式(shì)火災監控(kòng)探測器(qì)作(zuò)為一種新型的電氣(qì)火(huǒ)災探測(cè)裝(zhuāng)置，可以有(yǒu)效(xiào)地對短(duǎn)路性電(diàn)弧故障(zhàng)和接(jiē)觸(chù)不良(liáng)故(gù)障進行(háng)防控(kòng)，兼有(yǒu)故(gù)障(zhàng)報警和保(bǎo)護(hù)兩種功(gōng)能，其(qí)電弧故(gù)障(zhàng)保護(hù)功(gōng)能是(shì)其(qí)他保護電器不(bù)可替代(dài)的(dí)，也(yě)是目(mù)前(qián)電氣火災(zāi)監(jiān)控係統中探(tàn)測技術(shù)的(dí)

重(zhòng)要(yào)補充(chōng)。故障電弧(hú)探測(cè)器將(jiāng)在電氣(qì)火災防(fáng)護(hù)中發揮巨大的(dí)作(zuò)用。

故障(zhàng)電弧探測(cè)技(jì)術在(zài)國(guó)外很早就(jiù)得到了廣泛地推廣和(hé)應用(yòng)，並且(qiě)取得了很(hěn)好(hǎo)的電氣火(huǒ)災防控效果(guǒ)。典型的產品有故(gù)障(zhàng)電(diàn)弧斷(duàn)路(lù)器 AFCI，產品標準為 UL 1699《電(diàn)弧故障斷路器》。該技術在(zài)國(guó)內的(dí)應用目(mù)前還處於(yú)初始(shǐ)階段。我國GB 14287． 4—2014 的(dí)正(zhèng)式發布(bù)有(yǒu)助(zhù)於(yú)該(gāi)項(xiàng)技術快速推廣(guǎng)並(bìng)走(zǒu)向(xiàng)國(guó)內應(yīng)用市場，進一步(bù)提升我國(guó)電(diàn)氣火災(zāi)的防控水平。

4故障(zhàng)電弧探測器安裝使用及注意事項

4.1故障(zhàng)電(diàn)弧(hú)探測(cè)器(qì)的安裝(zhuāng)與(yǔ)使(shǐ)用(yòng)

故障電(diàn)弧(hú)探(tàn)測器一(yī)般(bān)安裝於(yú)配電綫(xiàn)路的末端，或者(zhě)是用電設(shè)備的(dí)供電端(duān)。主(zhǔ)要(yào)保護對象是配電(diàn)綫(xiàn)路(lù)和用(yòng)電設備(bèi)。通(tōng)常(cháng)情況下建(jiàn)議安裝(zhuāng)在(zài)終端用(yòng)戶配電箱的入戶(hù)端(duān)，或者(zhě)一些大(dà)功(gōng)率用電設備(bèi)的供電(diàn)端。公(gōng)共照(zhào)明部(bù)分(fēn)典型(xíng)設置示(shì)例如(rú)圖9-11所示。

故障電(diàn)弧式(shì)電(diàn)氣火災監控探測(cè)器(qì)隸屬於(yú)電氣(qì)火災(zāi)監控係統，其(qí)本身具備監控報警功能，同(tóng)時(shí)也能(néng)滿足接(jiē)入現(xiàn)有電氣(qì)火災監控(kòng)網絡的要求(qiú)。含(hán)有(yǒu)故(gù)障(zhàng)電(diàn)弧探測(cè)器(qì)的電(diàn)氣火災監控網絡示意圖如圖9所(suǒ)示。

4.2故障(zhàng)電弧式電(diàn)氣(qì)火(huǒ)災(zāi)監(jiān)控探(tàn)測(cè)器的注(zhù)意事項

故(gù)障電弧式(shì)電氣火災探(tàn)測(cè)器(qì)的基(jī)本探(tàn)測原(yuán)理是通過監測電氣回路中(zhōng)電流和電(diàn)壓特征(zhēng)點的方(fāng)法(fǎ)來(lái)區分(fēn)故障電(diàn)弧和正常(cháng)電弧，這就(jiù)要求被(bèi)監測綫路(lù)中(zhōng)某一回(huí)路產(chǎn)生故障(zhàng)電(diàn)弧時(shí)的電流特征參(cān)數能被(bèi)探測器區(qū)分(fēn)，因此，安(ān)裝故(gù)障(zhàng)電(diàn)弧探測(cè)器(qì)的(dí)被(bèi)保護綫路(lù)的分(fēn)支應盡量少。電(diàn)氣(qì)火(huǒ)災產生(shēng)的初(chū)期一般是(shì)一(yī)個(gè)點(diǎn)，然後(hòu)逐漸(jiàn)擴大到(dào)麵，故障電(diàn)弧探測器適合小範圍多點布設。當探測到故障電弧(hú)發生時，發(fā)出報(bào)警(jǐng)的同時(shí)還(huán)可(kě)立即(jí)斷(duàn)開故(gù)障點(diǎn)的供電電源，不(bù)影響(xiǎng)其他(tā)用電(diàn)設備。

5安科(kē)瑞(ruì)故(gù)障(zhàng)電(diàn)弧(hú)探測器

5.1概述

故障電弧探(tàn)測器對接入綫(xiàn)路中(zhōng)的故(gù)障(zhàng)電弧（包括故障(zhàng)並聯電弧，故障(zhàng)串聯(lián)電弧）進行有效的檢(jiǎn)測，當檢測(cè)到綫(xiàn)路中存在引起火災(zāi)的故障(zhàng)電弧時(shí)，可以(yǐ)進(jìn)行(háng)現(xiàn)場(cháng)的聲(shēng)光報警，並將報警(jǐng)信息傳輸給電氣(qì)火災監(jiān)控設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)預警(jǐng)火災(zāi)發(fā)生的目的(dí)。

故障電弧集(jí)中顯示(shì)單元(yuán)適(shì)用於工(gōng)業與(yǔ)民用(yòng)建築中10KW及(jí)其以下(xià)的電氣綫(xiàn)路(lù)，其保(bǎo)護(hù)綫路(lù)長(cháng)度不(bù)宜(yí)大於100米(mǐ)。產(chǎn)品遵循國(guó)標(biāo)GB 14287.4-2014。

5.2 應用場合(hé)

適用於(yú)醫院，養老(lǎo)院(yuàn)，學校(xiào)，商(shāng)業建築，賓(bīn)館，工廠，庫(kù)房，圖(tú)書館，辦(bàn)公(gōng)室(shì)，家庭住(zhù)宅(zhái)，以及(jí)娛樂場所(suǒ)等(děng)等領域。

5.3 係統結構(gòu)

5.4 係(xì)統功能(néng)

1）監(jiān)控設備能(néng)接收多(duō)台(tái)探測器(qì)的剩(shèng)餘(yú)電流(liú)，溫度信(xìn)息，報警(jǐng)時(shí)發(fā)出聲(shēng)，光報警信號(hào)，同時設備上紅色“報(bào)警"指(zhǐ)示(shì)燈(dēng)亮，顯示(shì)屏指(zhǐ)示(shì)報(bào)警部位及(jí)報警(jǐng)類型，記(jì)錄報警時(shí)間，聲光報警一直(zhí)保(bǎo)持，直至按設備的“復(fù)位"按(àn)鈕(niǔ)或(huò)觸摸屏的“復位"按鍵遠程(chéng)對(duì)探測器實現(xiàn)復(fù)位(wèi)。對於聲音(yīn)報警(jǐng)信號(hào)也可(kě)以使(shǐ)用觸摸(mō)屏(píng)“消聲"按(àn)鍵手(shǒu)動(dòng)消除(chú)。

2）當(dāng)被(bèi)監測回路報警時(shí)，控(kòng)製輸(shū)出(chū)繼電(diàn)器閉合，用於(yú)控(kòng)製(zhì)被保(bǎo)護電(diàn)路或(huò)其他設(shè)備(bèi)，當報(bào)警(jǐng)消除後(hòu)，控製(zhì)輸(shū)出(chū)繼電器(qì)釋放(fàng)。

3）通(tōng)訊(xùn)故障報警(jǐng)：當監(jiān)控設(shè)備與所(suǒ)接(jiē)的(dí)任一台探(tàn)測器(qì)之間(jiān)發生通訊故(gù)障或(huò)探(tàn)測器本(běn)身發生(shēng)故障時，監控畫麵(miàn)中相應(yīng)的探(tàn)測器顯(xiǎn)示(shì)故(gù)障(zhàng)提(tí)示，同時設備上的(dí)黃色(sè)“故障"指示燈亮，並發(fā)出(chū)故(gù)障報(bào)警聲(shēng)音。電(diàn)源(yuán)故障(zhàng)報(bào)警(jǐng)：當(dāng)主電源(yuán)或(huò)備(bèi)用(yòng)電源發生故障時，監控(kòng)設(shè)備也發出聲(shēng)光報警信號(hào)並顯示(shì)故障(zhàng)信息，可進(jìn)入(rù)相(xiāng)應的界(jiè)麵查看詳(xiáng)細(xì)信息並(bìng)可解(jiě)除(chú)報(bào)警聲(shēng)響。

4）當發(fā)生(shēng)剩(shèng)餘(yú)電(diàn)流，超(chāo)溫(wēn)報警或通訊，電源(yuán)故(gù)障時，將報警(jǐng)部位，故障信息，報警時(shí)間等(děng)信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，當報警解除(chú)，排除故障(zhàng)時，同樣(yàng)予(yú)以記(jì)錄(lù)。歷(lì)史數(shù)據提(tí)供多(duō)種便(biàn)捷(jié)，快(kuài)速的查詢方法(fǎ)。

5.5配(pèi)置(zhì)方(fāng)案(àn)

6結束語

要(yào)使電氣火災監控(kòng)係(xì)統有效地運行，需要(yào)應用多種(zhǒng)探(tàn)測技術(shù)監(jiān)測(cè)可(kě)能(néng)引發電氣(qì)火災的故障信息，同(tóng)時(shí)應在易(yì)產生電氣(qì)火(huǒ)災的(dí)場所廣泛布(bù)控(kòng); 電(diàn)氣綫路(lù)，用(yòng)電(diàn)設(shè)備為電氣火災發(fā)生的(dí)重災區(qū)，應(yīng)作(zuò)為重(zhòng)點監控(kòng)對象加以(yǐ)保(bǎo)護; 而(ér)因(yīn)短(duǎn)路(lù)，接觸(chù)不良，接地(dì)性等故障(zhàng)產(chǎn)生的故障(zhàng)電弧又(yòu)是電(diàn)氣綫路，用電設(shè)備發生電氣火(huǒ)災(zāi)的主(zhǔ)要原(yuán)因，也是(shì)目前(qián)電(diàn)氣防火領(lǐng)域(yù)的(dí)空白。所以，故障電(diàn)弧(hú)式(shì)電氣火(huǒ)災(zāi)監控探測器(qì)應得(dé)到(dào)積極(jí)，大(dà)力的(dí)推廣(guǎng)，從而(ér)有(yǒu)效地(dì)減(jiǎn) 少(shǎo)電氣火災(zāi)的發(fā)生(shēng)。

參(cān)考(kǎo)文獻(xiàn)

［1］鄔(wū)洲雄，劉(liú)漢(hàn)寧，劉慶瑞．故(gù)障電弧探(tàn)測(cè)裝(zhuāng)置(zhì)的研究及(jí)發展趨勢(shì)[J].低壓電器，2014( 5) : 5-7．

［2］餘(yú)穎(yǐng)，顧偉國(guó)．電氣火(huǒ)災(zāi)監控(kòng)係(xì)統(tǒng)的應用[J].現代(dài)建築電(diàn)氣，2013( 9) : 11-15．

［3］李(lǐ)寧寧． 低(dī)壓配電櫃電(diàn)氣火(huǒ)災監控新技術(shù)研(yán)究[J].建築電氣(qì)，2014( 7) : 26-28．

［4］GREGORY G D，WONG K，DVORAKR E． More about arc-fault circuit interrupters   [J].IEE Transactions on Industry App Lictions，2004，40( 4) : 1006-1011．

［5］ 周(zhōu)積(jī)剛，劉(liú)金琰．電弧故障(zhàng)斷(duàn)路器檢(jiǎn)測(cè)技術及(jí)相關標準［J］． 低(dī)壓(yā)電(diàn)器，2013( 22) : 50-56．

［6］ 張(zhāng)天福.淺談故障電(diàn)弧(hú)式(shì)電(diàn)氣火災(zāi)監控探測器在電(diàn)氣防(fáng)火中(zhōng)的(dí)作用.電器與(yǔ)能效管理技術，2015No.21