簡婷

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。電弧是指電流穿過絕緣層（含空氣）時發(fā)光的放電現(xiàn)象，在放電的同時伴有熱的產(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作用下移動的結(jié)果，其中電子的移動構(gòu)成電流的主要部分。

1.2特點

  溫度很高，電流很小，持續(xù)時間短，一旦出現(xiàn)擊穿點則會頻繁出現(xiàn)。電弧產(chǎn)生時，會釋放大量的熱，有可能引燃周圍的易燃易爆品，造成火災(zāi)甚至爆炸。

1.3類別

1）好弧

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

2）壞弧

   帶電線路中出現(xiàn)非人類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）線路中導(dǎo)線的絕緣老化、破損；

2）導(dǎo)線的連接位置接觸不良；

3）線束內(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，其中心溫度高達3000℃~4000℃，并且伴有金屬熔化物噴濺出來。故障電弧產(chǎn)生的高溫高熱，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，線路中的電壓會產(chǎn)生波動，電流也會發(fā)生突變，這容易造成用電設(shè)備故障。

2.3分類

   按照電弧故障發(fā)生時電弧與電路連接關(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

   電弧電流流過負載并與負載串聯(lián)的電弧故障。

2）并聯(lián)電弧故障

   電弧電流流過帶電導(dǎo)體之間并與負載并聯(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。

3 解決方案

3.1 故障電弧治理存在問題

  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)備對其保護；串聯(lián)電弧故障SAF和復(fù)合電弧故障CAF因受線路負載限制，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)有由帶門限斷路器和熔斷器組成的電氣保護體系無法實現(xiàn)對其保護，存在潛在安全隱患。

3.2治理方案

1）故障電弧探測器

   對接入線路中的故障電弧傳感器進行統(tǒng)一檢測。故障電弧傳感器可以對故障電弧（包括故障并聯(lián)電弧、故障串聯(lián)電弧）進行有效的檢測，當(dāng)檢測到線路中存在引起火災(zāi)的故障電弧時，顯示單元可以進行現(xiàn)場的聲光報警，并將報警信息傳輸給電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。可同時通過對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理。 

   探測器適用于工業(yè)與民用建筑中10KW及其以下的電氣線路，其保護線路長度不宜大于100米。

2）故障電弧保護器

    AFDD-32型電弧故障保護電器（以下簡稱“保護器"）由小型斷路器、脫扣結(jié)構(gòu)、電弧檢測模塊組成，具有短路保護、過載保護和電弧故障保護的功能，用于額定電流32A及以下的交流電路中。

    AFDD-32型電弧故障保護電器*大額定電流為32A。保護器中的電弧故障保護單元能檢測和辨別到線路中的串聯(lián)電弧故障、并聯(lián)電弧故障及接地電弧故障。當(dāng)檢測到線路中存在故障電弧或短路、過載時會自動脫扣，切斷電源，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。

特點：

短路保護功能：保護器實時監(jiān)測用電線路電流，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，快速脫扣，并發(fā)出光報警信號。

過載保護功能：當(dāng)被保護線路的電流過載，保護器脫扣，并發(fā)出光報警信號。

電弧故障保護功能：當(dāng)保護器檢測到線路中存在電弧故障時，保護器脫扣，手柄斷開，下端電源斷開，發(fā)出光報警信號。

作者介紹

簡婷，安科瑞電氣股份有限公司，178 2117 0311,主要研究方向為故障電弧探測器。