探测装置
AAFD-40系列故障电弧探测装置是从电气火灾的起因入手,将电流波形特征值检测技术应用到故障电弧探测领域,结合国内电力行业的特点,具有高可靠性高、稳定性强、方便用户使用和维护的特点。该探测装置的广泛应用将弥补前市场上电气火灾监控系统产品的技术缺陷,产品通过对电气线路的实时检测,能够区分每一相线上的正常操作电弧和故障电弧,消除电气火灾隐患探测的盲区,该产品广泛适用于家庭、民用建筑、工厂、网吧、仓储、学校等建筑的火灾预警系统。
参考标准
1.国家标准GB14287.1-2005《电气火灾监控系统:电气火灾监控设备》
2.臧桂丛;电气火灾监控系统对接地故障电弧性短路引起火灾的预防;《消防技术与产品信息》2011年12期
3.国家标准GB14287-2011《电气火灾监控系统 4部分:故障电弧探测装置》
1.故障电弧
1.1什么是故障电弧
在了解故障电弧前,我们首先要清楚什么是电弧?
电弧在我们的生活工作中是很常见的,比如电焊时的焊条电弧、电气闸刀开关动作时的接触电弧和毛衣摩擦产生的静电电弧等。电弧的本质是:在外加电场的作用下,大量电子定向移动将空气击穿导致的气体游离放电,并伴随强烈的弧光放电现象,这就是我们看到的电弧。
在清楚什么是电弧后,我们根据电弧的产生机理,将电弧分为好弧和坏弧。
好弧即为正常电弧,是电气设备正常工作时产生的一种电弧,如上文举例的焊条电弧,对电气设备不产生影响。
坏弧就是故障电弧,主要是由于电气线路或设备中绝缘老化破损、电气连接松动、空气潮湿、电压电流急剧升高等原因引起的。故障电弧持续时间长,局部温度高,能够对电气设备产生很大影响,并且能引起火灾。在电气设备保护中,故障电弧的防护是重中之重。
另外需要注意的是,有些电弧产生的原因是一样的,但产生电弧时电气设备的工作阶段不同、电弧持续时间不同,对电弧判断是好弧还是坏弧也是有差异的。如当我们将用电设备的插头接入开关插座时产生的电弧,产生原因是插头和插座之间存在间隙,导致气体放电,但由于放电时间短暂,紧密接触之后设备正常工作,因此是正常电弧;但如果插头和插座接触不良产生电弧,原因也是插头和插座之间存在间隙,但电弧持续产生,导致设备异常工作,那这些电弧就变成了故障电弧。
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故障电弧探测的必要性
电气火灾监控系统的基本组成包括:电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器。该系统能够对被保护线路中的电流、剩余电流、温度进行监视,并及时发现电气火灾隐患,预防电气火灾发生。但许多严重的火灾事故仅仅是由线路中额定电流或预期短路电流的故障电弧引起的。这些危险的电弧可能发生在设计不合理或者老化的供电线路、电器插头以及家用电器的电源线、内部线束或零部件绝缘。当故障电弧发生时,线路上的漏电、过流和短路等保护装置,可能无法检测到或者无法动作切断电源,易引发火灾。
1.3故障电弧的预防与监控
对预防故障电弧的产生,目前没有相对有效可靠的方法。究其原因,故障电弧大多是由设备老化、线路绝缘层破损及连接松动等因素所引起的。这些隐患一般藏于设备外壳、墙体或敷管桥架内,肉眼不易察觉,定期检修成本巨大;而如连接松动等现象又具有随机性,因此无法做到有效的预防。
那无法预防故障电弧的产生,我们就对故障电弧束手无策了吗?答案显然是否定的。
根据故障电弧的产生原理可以发现一个特点:故障电弧的持续时间长。利用这个特性,就可对故障电弧进行监控,在故障电弧发生之后,及时切断电源或报警,以达到消除故障电弧隐患的目的。
2.故障电弧探测器
2.1故障电弧探测器的历史发展
由于故障电弧所造成的巨大危害,早在上世纪30年代,国外,特别是欧美等发达国家通过建立电弧的数学模型对故障电弧的特性进行了不断深入的理论研究。到了上世纪90年代,一些科学家通过故障电弧点附近常常伴随着声、光、热、电磁辐射和压力等物理现象,利用温度、声音、光敏及压力等传感器,制作了故障电弧检测系统,但这些系统主要用于防范低压开关柜中的故障电弧,对于配电线路中发生的故障电弧,由于其电流较小,物理现象微弱,而且燃弧位置难以预测,这些特点大大增加了低压配电线路中故障电弧检测的难度。
随着研究的深入,相关发现配电系统出现故障电弧时,线路中的电流、电压波形会相应变化,因此开始转向了对电弧电流、电压的检测技术的研究。经过十几年的发展,在电弧探测装置的开发方面也了较大的突破,特别是1999年美国率先颁布了用于规范AFCI产品(电弧故障断路器,ArcFaultCircuitInterrupt)的UL1699标准以来,大的推动了电弧故障检测技术的发展。
在我国,2014年国内标准GB14287.4《电气火灾监测系统4部分:故障电弧探测器》、JB/T11681《电弧故障检测装置(AFDD)的一般要求》相继发布,大的促进了国内对于故障电弧监控装置的研究发展,加快了该类产品的市场推进步伐,完善了我国在电气*领域的监控部署。
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安科瑞电气股份有限公司[代码:300286.SZ]是一家为智能电网用户端提供智能电力监控、电能管理、电气安全等系统性解决方案的国内少数几家企业之一。 公司自2003年6月成立以来,专注于用户端智能电力仪表的研发应用、生产和销售,致力于为用户提供35(10)/0.4kV变电所自动化系统、建筑光伏发电系统、电能质量治理系统、电能分项计量系统、电气火灾监控系统、IT配电系统、数据中心能耗监测系统、通信基站电源管理系统、消防设备电源监控系统、消防应急照明和疏散指示系统、*门监控系统以及智能照明系统、电池管理系统、电动汽车充电系统等产品和服务,提高客户用电效率和用电安全。 公司是火炬计划重点和软件企业。先后参与GB/T22264-2008《安装式数字电测量仪表》、JB/T10736-2007《低压电动机保护器》、GB/T15576-2008《低压成套无补偿装置》、GB/T22387-2008《剩余电流动作继电器》等多项电力仪表标准和行标的起草或编制。截至2018年6月30日,公司拥有5项商标,已获得授权的178项,拥有软件着作权143项。ACR网络电力仪表列为重点新产品,公司被上海经信委列为智能电网产业重点企业之一。 公司设在江阴的生产基地——江苏安科瑞电器制造有限公司,采用无铅生产工艺;采用的信息化管理系统,是江苏省两化融合试点企业;拥有能完善的产品试验中心,可开展环境、电磁兼容、安全性、可靠性等多种试验;制造过程中严格执行ISO9001管理标准,为公司产品产业化、规模化实施提供了**。 安科瑞商标和产品先后被评为上海市着名商标和产品,产品广泛应用于上海世博工程、广州亚运会工程、援哥斯达黎加体育场工程、京津高铁电力监控、敦煌10MW光伏**电站、银行浦东数据中心、印度50万吨焦化等国内外重大项目中,赢得了较好的市场声誉。