安科瑞 Acrel-Tu1990
0引言
隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，火災(zāi)發(fā)生的頻率也呈上升勢頭，給國家財產(chǎn)和人民的生命安全造成的損失與日俱增，據(jù)統(tǒng)計，我國每年超過30%的火災(zāi)由電氣問題引起，因此預(yù)防電氣火災(zāi)對保障安全至關(guān)重要。我國正在積極發(fā)展電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，早前的預(yù)警系統(tǒng)主要監(jiān)控電氣線路的剩余電流和溫度，取得了一定成效。但存在探測手段單一、技術(shù)應(yīng)用不足等問題。進(jìn)一步分析表明，短路、接觸不良、漏電、過載是電氣火災(zāi)的主要原因，應(yīng)成為防控重點。
1重特大電氣火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
1．1電氣火災(zāi)場所分布
電氣火災(zāi)發(fā)生的場所分布比例分析如圖1所示，我們可以清晰地看到，工廠是電氣火災(zāi)發(fā)生比例高的場所，其次是商業(yè)建筑。住宅、賓館、寫字樓以及其他場所的電氣火災(zāi)發(fā)生比例大約為10%?；谶@些數(shù)據(jù)，我們應(yīng)當(dāng)將工廠、商業(yè)建筑和住宅視為電氣火災(zāi)防護(hù)的重點區(qū)域。
圖 1 電氣火災(zāi)發(fā)生場所比例
1．2電氣火災(zāi)發(fā)生部位
電氣火災(zāi)發(fā)生部位所占比例的分析如圖2所示，我們可以發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)可能發(fā)生在電氣系統(tǒng)的電氣線路、用電設(shè)備、電氣設(shè)備以及其他相關(guān)區(qū)域等多個部位。電氣線路由于年久失修或施工不規(guī)范，極易引發(fā)火災(zāi)；而由用電設(shè)備引起的火災(zāi)也占有相當(dāng)?shù)谋壤Ｏ啾戎?，電氣設(shè)備，如變電所和變電房，通常設(shè)有專業(yè)人員管理，因此火災(zāi)發(fā)生率相對較低，大約為10%。根據(jù)圖2的分析，為了有效預(yù)防電氣火災(zāi)，應(yīng)將防護(hù)重點放在電氣線路和用電設(shè)備上，尤其是加強(qiáng)電氣線路的保護(hù)措施，并輔以提升用電設(shè)備的安全使用和管理，這樣可以有效避免大部分電氣火災(zāi)的發(fā)生。
圖 2 電氣火災(zāi)發(fā)生部位比例分析
1．3電氣火災(zāi)起火原因分析
國家消防救援局公布的2023年1-10月份全國火災(zāi)形勢報告顯示，從火災(zāi)種類來看，在引起火災(zāi)事故的各類原因中，電氣火災(zāi)仍然高居榜首，占火災(zāi)總數(shù)的29.1%。
電氣火災(zāi)發(fā)生的原因是多種多樣的，有的是電氣線路、設(shè)備過負(fù)載或線路短路、接觸不良以及雷擊、靜電等因素引起；有的是人為因素造成的，如違章操作、疏忽管理等。
從電氣火災(zāi)管理的角度上看，電氣設(shè)備質(zhì)量不高、操作者的安全意識不強(qiáng)、電氣設(shè)備和電氣線路安裝使用不當(dāng)、保養(yǎng)不良是造成電氣火災(zāi)的主要原因。
2預(yù)防電氣火災(zāi)的關(guān)鍵探測技術(shù)
2．1剩余電流和測溫電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器
檢測導(dǎo)線溫度、電流、電壓和漏電流的電氣火災(zāi)探測器發(fā)生分為剩余電流式電氣火災(zāi)探測器、測溫式電氣火災(zāi)探測和組合式電氣火災(zāi)探測器。
剩余電流式電氣火災(zāi)探測器通過不間斷的監(jiān)控配電回路中的剩余電流，有效預(yù)防接地性故障，同時監(jiān)測配電線路及用電設(shè)備的絕緣狀況并精準(zhǔn)定位故障部位，為接地故障的排查提供便捷。Acrel-Tu1990
測溫式電氣火災(zāi)探測器主要預(yù)防過熱引發(fā)的故障，通過實時監(jiān)測配電系統(tǒng)內(nèi)電纜或用電設(shè)備（如配電柜、配電箱、配電線路連接部位及用電設(shè)備等）的溫度變化，當(dāng)溫度異常升高超出報警設(shè)定值時，會觸發(fā)報警信號，以此預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。
組合式電氣火災(zāi)探測器主要是檢測線纜溫度異常、短路、過載、過壓、欠壓及漏電，當(dāng)保護(hù)線路中探測器參數(shù)超過報警設(shè)定值，能產(chǎn)生報警和控制信號，以便管理人員及時處理從而來消除電氣隱患。
2.2故障電弧式火災(zāi)監(jiān)控探測器
低壓配電線路中常見的故障電弧分為三類：串聯(lián)、并聯(lián)和接地故障電弧。
1）串聯(lián)故障電弧的產(chǎn)生，源于導(dǎo)體的機(jī)械斷裂、接合部位的松動或插頭接觸不良等問題，當(dāng)線路中發(fā)生串聯(lián)故障電弧時，線路中的剩余電流不發(fā)生變化，導(dǎo)致電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)無法對該類故障電弧進(jìn)行監(jiān)控。
2）并聯(lián)故障電弧屬于短路電弧的一種，通常與負(fù)載形成并聯(lián)連接。該電弧的電流大小受絕緣損壞程度及線路阻抗的影響，。因此，常規(guī)的過電流保護(hù)裝置和剩余電流保護(hù)裝置無法有效檢測串聯(lián)及并聯(lián)電弧故障。
3）接地故障電弧通常發(fā)生在帶電導(dǎo)線與接地體接觸，或絕緣材料損壞導(dǎo)致與接地金屬導(dǎo)體接觸的情況下。故障電弧電流的強(qiáng)度與接地電阻的大小密切相關(guān)。
傳統(tǒng)的電氣保護(hù)裝置有時無法檢測到此類故障，而故障電弧式火災(zāi)探測器則具備識別這三種類型故障電弧的能力，同時還可以監(jiān)控電氣線路和用電設(shè)備的線纜溫度異常、漏電及故障電弧。此外，故障電弧式火災(zāi)監(jiān)控探測器能夠有效地預(yù)防短路性電弧故障和接觸不良故障，具備故障報警和保護(hù)雙重功能。
3故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的重要性
3.1故障電弧探測的必要性
傳統(tǒng)的熔斷器與空氣斷路器在檢測故障電弧方面存在局限性。這些斷路器主要針對短路和過載電流的檢測而設(shè)計，而故障電弧可能在電流極低的情況下（通常超過0.5安培）引發(fā)火災(zāi)。在電流較小且伴有故障電弧的情況下，由于電流值未達(dá)到保護(hù)裝置的熱保護(hù)動作閾值，保護(hù)裝置不會作出相應(yīng)的反應(yīng)。而在電流較大且伴有故障電弧的情況下，由于電弧燃燒時間短暫，不足以觸發(fā)傳統(tǒng)斷路器的保護(hù)動作，這可能導(dǎo)致電氣火災(zāi)的發(fā)生。故障電弧探測器通常通過檢測電壓和電流的頻域及時域特征來識別故障電弧，其保護(hù)動作受電流大小的影響較小，這與傳統(tǒng)斷路器的特性存在顯著差異。
3.2故障電弧的危害
故障電弧的主要危害是引發(fā)火災(zāi)，當(dāng)故障電弧產(chǎn)生時，其中心溫度高達(dá)3000℃~4000℃，并且伴有金屬熔化物噴濺。故障電弧產(chǎn)生的高溫高熱，極易引燃線路絕緣層導(dǎo)致線路起火，如果在故障點附近存在有可燃物時，也極易引燃可燃物而導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。Acrel-Tu1990
4故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器安裝使用及注意事項
4.1故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的安裝及使用
故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器通常安裝于配電線路的末端或用電設(shè)備的供電端，其主要保護(hù)對象為配電線路及用電設(shè)備。在常規(guī)情況下，推薦將其安裝于終端用戶配電箱的入戶端或大功率用電設(shè)備的供電端。故障電弧式電氣火災(zāi)探測器的電氣接線圖如圖所示。
圖 4 AAFD-DU 型故障電弧探測器典型接線圖
故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器隸屬于電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，其本身具備監(jiān)控報警功能，同時也能滿足接入現(xiàn)有電氣火災(zāi)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的要求。含有故障電弧探測器的電氣火災(zāi)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖所示。
4.2故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的注意事項
故障電弧式電氣火災(zāi)探測器的基本探測原理是通過監(jiān)測電氣回路中電流和電壓特征點的方法來區(qū)分故障電弧和正常電弧，這就要求被監(jiān)測線路中某一回路產(chǎn)生故障電弧時的電流特征參數(shù)能被探測器區(qū)分，因此，安裝故障電弧探測器的被保護(hù)線路的分支應(yīng)盡量少。
故障電弧式電氣火災(zāi)探測器的探測原理主要基于對電氣回路中電流與電壓特征點的監(jiān)測，以此來辨識故障電弧與正常電弧。因此，為了確保探測器能夠準(zhǔn)確區(qū)分出故障電弧的電流特征參數(shù)，被保護(hù)線路的分支數(shù)量應(yīng)盡可能減少。
電氣火災(zāi)通常是從一個小點開始的，然后慢慢蔓延開來。故障電弧探測器適合在小范圍內(nèi)安裝多個。一旦發(fā)現(xiàn)有故障電弧，它不僅能發(fā)出警報，還能迅速切斷出問題的電源，這樣就不會影響到其他電器的使用。
5結(jié)語
為了讓電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)真正起作用，咱們得用各種探測技術(shù)來盯著那些可能引起電氣火災(zāi)的故障信號，還得在容易發(fā)生電氣火災(zāi)的地方多放點監(jiān)控設(shè)備。電氣線路和用電設(shè)備是電氣火災(zāi)的高發(fā)區(qū)，得重點保護(hù)。短路、接觸不良、接地問題這些故障產(chǎn)生的電弧，是導(dǎo)致電氣線路和用電設(shè)備著火的主要原因，也是目前電氣防火的一個薄弱環(huán)節(jié)。所以，咱們得大力推廣故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，這樣才能更有效地減少電氣火災(zāi)的發(fā)生。
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