今日一學(xué)//產(chǎn)生故障電弧后該怎么治理

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1 電弧

1.1 定義

   電弧是一種氣體游離放電現(xiàn)象，也是一種等離子體。電弧是指電流穿過(guò)絕緣層（含空氣）時(shí)發(fā)光的放電現(xiàn)象，在放電的同時(shí)伴有熱的產(chǎn)生，熱量可以使局部溫度迅速上升到3000度，金屬可以被融化。電弧中的電流從微觀上看是電子及正離子在電場(chǎng)作用下移動(dòng)的結(jié)果，其中電子的移動(dòng)構(gòu)成電流的主要部分。

1.2特點(diǎn)

  溫度很高，電流很小，持續(xù)時(shí)間短，一旦出現(xiàn)擊穿點(diǎn)則會(huì)頻繁出現(xiàn)。電弧產(chǎn)生時(shí)，會(huì)釋放大量的熱，有可能引燃周?chē)囊兹家妆罚斐苫馂?zāi)甚至爆炸。

1.3類(lèi)別

1）好弧

   電機(jī)旋轉(zhuǎn)（如電鉆、吸塵器等）產(chǎn)生的電弧。人們開(kāi)關(guān)電器、插拔電器時(shí)產(chǎn)生的弧也屬于“好弧"。

2）壞弧

   帶電線(xiàn)路中出現(xiàn)非人類(lèi)意愿電弧的一種電氣故障。即故障電弧。

2 故障電弧

2.1產(chǎn)生原因

1）線(xiàn)路中導(dǎo)線(xiàn)的絕緣老化、破損；

2）導(dǎo)線(xiàn)的連接位置接觸不良；

3）線(xiàn)束內(nèi)部有斷裂部分。

2.2危害

   主要危害是引發(fā)火災(zāi)，當(dāng)故障電弧產(chǎn)生時(shí)，其中心溫度高達(dá)3000℃~4000℃，并且伴有金屬熔化物噴濺出來(lái)。故障電弧產(chǎn)生的高溫高熱，易引燃線(xiàn)路絕緣層導(dǎo)致線(xiàn)路起火，如果在故障點(diǎn)附近存在有可燃物時(shí)，也易引燃可燃物而導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。除此之外， 產(chǎn)生故障電弧時(shí)，線(xiàn)路中的電壓會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，電流也會(huì)發(fā)生突變，這容易造成用電設(shè)備故障。

2.3分類(lèi)

   按照電弧故障發(fā)生時(shí)電弧與電路連接關(guān)系，可將電弧故障分為串聯(lián)電弧故障、并聯(lián)電弧故障、接地電弧故障和復(fù)合電弧故障。

1）串聯(lián)電弧故障

   電弧電流流過(guò)負(fù)載并與負(fù)載串聯(lián)的電弧故障。

2）并聯(lián)電弧故障

   電弧電流流過(guò)帶電導(dǎo)體之間并與負(fù)載并聯(lián)的電弧故障。

3）接地電弧故障

   電弧電流從帶電導(dǎo)體流入大地的電弧故障。

4）復(fù)合電弧故障

   無(wú)論并聯(lián)電弧故障PAF還是接地電弧故障，故障電流均較大，等效于短路故障。復(fù)合電弧故障兼具串聯(lián)電弧故障、并聯(lián)電弧故障和接地電弧故障的特點(diǎn)。

3 解決方案

3.1 故障電弧治理存在問(wèn)題

  電弧故障AF中，并聯(lián)電弧故障PAF和接地電弧故障GAF表現(xiàn)為電路短路，故障電流大，可由斷路器、熔斷器等設(shè)備對(duì)其保護(hù)；串聯(lián)電弧故障SAF和復(fù)合電弧故障CAF因受線(xiàn)路負(fù)載限制，其故障電流小，常為5~30A，甚至更低（熒光燈交流串聯(lián)電弧故障ASAF電流有效值僅0.1A），以致現(xiàn)有由帶門(mén)限斷路器和熔斷器組成的電氣保護(hù)體系無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)其保護(hù)，存在潛在安全隱患。

3.2治理方案

1）故障電弧探測(cè)器

   對(duì)接入線(xiàn)路中的故障電弧傳感器進(jìn)行統(tǒng)一檢測(cè)。故障電弧傳感器可以對(duì)故障電弧（包括故障并聯(lián)電弧、故障串聯(lián)電弧）進(jìn)行有效的檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到線(xiàn)路中存在引起火災(zāi)的故障電弧時(shí)，顯示單元可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的聲光報(bào)警，并將報(bào)警信息傳輸給電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。可同時(shí)通過(guò)對(duì)配電回路的剩余電流、導(dǎo)線(xiàn)溫度等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理。 

   探測(cè)器適用于工業(yè)與民用建筑中10KW及其以下的電氣線(xiàn)路，其保護(hù)線(xiàn)路長(zhǎng)度不宜大于100米。

2）故障電弧保護(hù)器

    AFDD-32型電弧故障保護(hù)電器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“保護(hù)器"）由小型斷路器、脫扣結(jié)構(gòu)、電弧檢測(cè)模塊組成，具有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)和電弧故障保護(hù)的功能，用于額定電流32A及以下的交流電路中。

    AFDD-32型電弧故障保護(hù)電器*大額定電流為32A。保護(hù)器中的電弧故障保護(hù)單元能檢測(cè)和辨別到線(xiàn)路中的串聯(lián)電弧故障、并聯(lián)電弧故障及接地電弧故障。當(dāng)檢測(cè)到線(xiàn)路中存在故障電弧或短路、過(guò)載時(shí)會(huì)自動(dòng)脫扣，切斷電源，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。

特點(diǎn)：

短路保護(hù)功能：保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電線(xiàn)路電流，當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí)，快速脫扣，并發(fā)出光報(bào)警信號(hào)。

過(guò)載保護(hù)功能：當(dāng)被保護(hù)線(xiàn)路的電流過(guò)載，保護(hù)器脫扣，并發(fā)出光報(bào)警信號(hào)。

電弧故障保護(hù)功能：當(dāng)保護(hù)器檢測(cè)到線(xiàn)路中存在電弧故障時(shí)，保護(hù)器脫扣，手柄斷開(kāi)，下端電源斷開(kāi)，發(fā)出光報(bào)警信號(hào)。

作者介紹

未曉妃，安科瑞電氣股份有限公司，178 2117 0311,主要研究方向?yàn)槲㈦娋W(wǎng)能效管理和環(huán)保安全用電。