電弧故障斷路器的電氣防火“使命”-工業電器網
[電弧故障斷路器的電氣防火“使命”]:近期熱映中高樓火災下的“逃出生天”驚心動魄,不幸遭遇火災的人們終得解救,進一步引發了民眾對如何應對建筑物火災的關注。高居火災危害首位的電氣火災的防治愈發重要,防范火患于未“燃”更趨重視。實現在最初阻止...
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使命之“WHY”
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電氣火災主要源于:(1)電氣線路接觸不良或絕緣受損(多是線路老化形成碳化)導致的“串聯電弧”或“并聯電弧”短路;(2)電氣線路對地絕緣受損導致的接地(電弧)故障;(3)電氣線路接觸不良、電氣設備布置不當、過負荷導致的異常溫升。其中,電弧性短路隱蔽不易發現成為電氣防火的首要。每次電弧的溫度超過5500℃,高強熱電弧發射出的熱粒子經時間累積易引燃線路周圍絕緣層材料,引起電氣火災。
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串聯故障電弧的電流值小于回路額定電流,并聯故障電弧的電流值可能大于額定電流,而家用電器的啟動涌流大于額定電流。針對兩種電弧故障實施保護并需繞過設備啟動涌流,傳統的熱磁系統(如終端過電流保護或漏電保護裝置)無法檢測出故障電弧電流并識別出電弧故障,達不到防范電氣火災的要求。據統計:中國2005至2009年電弧故障導致的火災占總電氣火災的51%,直接經濟損失占總火災的36%。
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配電智能化技術的發展及應用使得電弧檢測、故障信號識別得以實現的AFCI依靠保護算法可以達到電弧故障保護要求,避免電氣火災發生。美國國家電氣規程(NEC)定義其為:一種當檢測到電弧,通過識別電弧特性,切斷電路,提供電弧故障保護的裝置。
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使命之“HOW”
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AFCI包括操作機構、觸頭系統、脫扣機構、測試按鈕、接線端子、殼架等一般結構,其特征結構還包括電弧檢測電路、電弧故障
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AFCI實施保護的流程:(1)電弧檢測。通過先進的電子技術監測電路中的電弧。(2)電弧特性識別。針對檢測到的電弧,分析其特性,識別是否為故障電弧。在AFCI制造中,需測試數以百計可能的運行狀態,并編程存入電弧特性篩選器,用以識別“正常”和“危險”電弧。(3)保護特性匹配分析。保護特性滿足UL1699標準規定:在交流供電線路上,當AFCI在0.5s內檢測到8個半周波的故障電弧時,AFCI執行脫扣切斷電路,且脫扣時間應小于0.2s。(4)切斷電路,實現故障保護。當滿足電弧故障保護特性時,發出脫扣信號,切斷電路。
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AFCI檢測到故障電弧,經保護算法分析,滿足保護特性時即觸發脫扣。典型方式:檢測負載電流,將電流信號放大并傳送至電弧特性篩選器,判定電流信號頻率是否大于供電頻率并小于電力線通信頻率。篩選器輸出的信號與設定的電弧電流門檻值比較,大于該電流門檻值時即加入累加器。AFCI定期檢查累加器的輸出,超過閾值時即觸發脫扣。
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AFCI與GFCI(或RCCB)配合使用,可提供電弧和漏電兩種故障保護兼有的家居電氣故障保護,通常是AFCI-GFCI插座方式。美國EATON公司已開發出在AFCI殼體內集成接地故障(漏電)保護功能的終端產品。
近期熱映中高樓火災下的“逃出生天”驚心動魄,不幸遭遇火災的人們終得解救,進一步引發了民眾對如何應對建筑物火災的關注。高居火災危害首位的電氣火災的防治愈發重要,防范火患于未“燃”更趨重視。實現在最初阻止電氣火災發生的電弧防護開關設備——電弧故障 斷路器 (AFCI),應求而生。電氣火災主要源于:(1)電氣線路接觸不良或絕緣受損(多是線路老化形成碳化)導致的“串聯電弧”或“并聯電弧”短路;(2)電氣線路對地絕緣受損導致的接地(電弧)故障;(3)電氣線路接觸不良、電氣設備布置不當、過負荷導致的異常溫升。其中,電弧性短路隱蔽不易發現成為電氣防火的首要。每次電弧的溫度超過5500℃,高強熱電弧發射出的熱粒子經時間累積易引燃線路周圍絕緣層材料,引起電氣火災。串聯故障電弧的電流值小于回路額定電流,并聯故障電弧的電流值可能大于額定電流,而家用電器的啟動涌流大于額定電流。針對兩種電弧故障實施保護并需繞過設備啟動涌流,傳統的熱磁系統(如終端過電流保護或漏電保護裝置)無法檢測出故障電弧電流并識別出電弧故障,達不到防范電氣火災的要求。據統計:中國2005至2009年電弧故障導致的火災占總電氣火災的51%,直接經濟損失占總火災的36%。配電智能化技術的發展及應用使得電弧檢測、故障信號識別得以實現的AFCI依靠保護算法可以達到電弧故障保護要求,避免電氣火災發生。美國國家電氣規程(NEC)定義其為:一種當檢測到電弧,通過識別電弧特性,切斷電路,提供電弧故障保護的裝置。AFCI包括操作機構、觸頭系統、脫扣機構、測試按鈕、接線端子、殼架等一般結構,其特征結構還包括電弧檢測電路、電弧故障 電子 識別電路(含微處理器),其基于PCB硬件及預設的保護算法,實現智能化的電弧檢測、故障電弧識別。AFCI實施保護的流程:(1)電弧檢測。通過先進的電子技術監測電路中的電弧。(2)電弧特性識別。針對檢測到的電弧,分析其特性,識別是否為故障電弧。在AFCI制造中,需測試數以百計可能的運行狀態,并編程存入電弧特性篩選器,用以識別“正常”和“危險”電弧。(3)保護特性匹配分析。保護特性滿足UL1699標準規定:在交流供電線路上,當AFCI在0.5s內檢測到8個半周波的故障電弧時,AFCI執行脫扣切斷電路,且脫扣時間應小于0.2s。(4)切斷電路,實現故障保護。當滿足電弧故障保護特性時,發出脫扣信號,切斷電路。AFCI檢測到故障電弧,經保護算法分析,滿足保護特性時即觸發脫扣。典型方式:檢測負載電流,將電流信號放大并傳送至電弧特性篩選器,判定電流信號頻率是否大于供電頻率并小于電力線通信頻率。篩選器輸出的信號與設定的電弧電流門檻值比較,大于該電流門檻值時即加入累加器。AFCI定期檢查累加器的輸出,超過閾值時即觸發脫扣。AFCI與GFCI(或RCCB)配合使用,可提供電弧和漏電兩種故障保護兼有的家居電氣故障保護,通常是AFCI-GFCI插座方式。美國EATON公司已開發出在AFCI殼體內集成接地故障(漏電)保護功能的終端產品。
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