1、AFCI-63A/2P故障電弧斷路器技術(shù)參數(shù):

2、 電氣火災(zāi) 的類(lèi)型

為了研究我國(guó)火災(zāi)事故發(fā)生的特點(diǎn),采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法從事故發(fā)生起數(shù)、傷亡人數(shù)、財(cái)產(chǎn)損失、區(qū)域、城鎮(zhèn)鄉(xiāng)對(duì)比、事故等級(jí)、事故起因、發(fā)生事故時(shí)間、事故場(chǎng)所情況等方面進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:2013～2016年全國(guó)火災(zāi)事故起數(shù)與傷亡人數(shù)呈下降趨勢(shì),較大及以上火災(zāi)事故起數(shù)逐年減少；東部地區(qū)火災(zāi)事故起數(shù)最多,東北地區(qū)最少；城鎮(zhèn)鄉(xiāng)分布大體均勻；1～3月份是全國(guó)火災(zāi)事故高峰期；住宅及宿舍火災(zāi)造成的傷亡人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其余場(chǎng)所,問(wèn)題突出且近年來(lái)沒(méi)有明顯改善的趨勢(shì)。基于這些特點(diǎn)提出減少我國(guó)火災(zāi)事故相關(guān)措施和建議。

電氣火災(zāi)一般是指 由于 電氣線路 、用 電設(shè)備 、器

具 以及供配 電設(shè)備 出現(xiàn)故 障性釋放 的熱能 (如 電器故

障引起 高溫 )，電弧 以及非 故障性 釋放 的能量 (如 電

熱器具 的熾熱表 面)．在具 備燃燒條 件下 引燃本體或

其他可燃物而造成 的火災(zāi) 。

3、 電氣火災(zāi)的重要誘 因 —— 故障 電弧

3．1 故障 電弧

電弧是不同電位的導(dǎo) 電體 ，非接觸 放 電的產(chǎn) 物 ，廣 泛存 在于 配 電系統(tǒng) 中 。公 安部 消 防局 火災(zāi) 數(shù)據(jù) 顯示 ，電氣火災(zāi) 中，電氣聯(lián)結(jié)松動(dòng) 、絕緣老化 以及材料故 障等約 50％ 的故 障 ，是 斷路器等傳 統(tǒng) 電氣 保護(hù)元件 不能有效保護(hù)并可能 引起火災(zāi) 的電弧類(lèi)故 障。美 國(guó)火災(zāi)保護(hù) 協(xié)會(huì) 的統(tǒng)計(jì)資料 顯示 ：“電氣問(wèn)題是引起火災(zāi)的第 二大元 兇 ，故 障電弧又是 電氣火災(zāi) 的重要誘 因之一 。”美國(guó) NEC (NationalElectricalCode)資料顯示約有 40％ 的住宅火災(zāi)是 由故障 電弧引起的 。美 國(guó)州消 防署 署長(zhǎng)全 國(guó)協(xié) 會(huì) (NASFM)在 電氣 火 災(zāi)原因調(diào)查研究報(bào)告 中也指出 ．故障電弧引發(fā) 的火災(zāi) 占電氣火災(zāi)的 83％。

3．2

故障電弧的產(chǎn)生及危害

電弧是一種氣體放電現(xiàn)象 ．是 電流擊穿 絕緣介質(zhì)所產(chǎn)生 的瞬間火花 ，特點(diǎn)為溫度高。電弧放 電時(shí) ，會(huì)產(chǎn)生大量 的熱 ，伴隨高溫殘?jiān)鼮R射 ，極易引燃周 圍的易燃易爆 品 ，造成火災(zāi)甚至爆炸 。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn) ，略大于 0．5A的電流所產(chǎn)生電弧的溫度就可高達(dá) 3000oC，足 以引 燃 任 何 可 燃 物 。而且 電 弧 的 維 持 電壓 低 至20V時(shí)仍可使 電弧 連續(xù)穩(wěn)定 地存 在 ，是建 筑 電氣 火災(zāi)點(diǎn)火源 的主要起 因。

4、國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用

國(guó)外 使用 故 障 電弧 保 護(hù)裝 置 的時(shí) 間并 不長(zhǎng) ，美國(guó)最早 開(kāi) 始 使 用 的故 障 電 弧斷 路 器 (AFCI-63A/2P)也 只有20年左右 。AFCI-63A/2P經(jīng)在住 宅 中使用后 ，被認(rèn) 為對(duì) 電氣

火災(zāi)防護(hù)有效 ，1999年美 國(guó) UL制定并頒 布 了故 障電弧保護(hù) 的第 一部標(biāo)準(zhǔn) ：UL 1699 (故障 電弧斷路器標(biāo)準(zhǔn) )。美 國(guó)國(guó)家 電氣規(guī) 范 (NEC)2002版制定 了故 障

電弧保護(hù)使用 的強(qiáng)制性規(guī)定 (NEC 2002—210．12A、B)：① 所有在臥室內(nèi)安裝的支路 ，都要安裝故障電弧斷路器 ，以保護(hù)整條支路 ；② 單相電源線加插頭連 接 的 室 內(nèi)空 氣 調(diào) 節(jié) 器 需 要 安 裝 電 弧 保 護(hù) 裝 置 。NEC 2008(210．12B)版擴(kuò)大 了故障 電弧斷路器使 用范 圍，要求所有 分支 電路 都要安裝故 障電弧斷路器 。2003年 ，美 國(guó)國(guó)消防協(xié)會(huì) (NFPA)對(duì) 安裝故障 電弧斷 路器 作 出 了以下結(jié) 論 ：故障 電弧 斷路器 可以 防范 75％ 一80％ 的 電氣 線路 火災(zāi) 。2004年 8月1日后 ，美 國(guó)要 求 在市 場(chǎng)銷(xiāo) 售 的家 用 空調(diào) 必 須帶 具有 電弧保護(hù) 功能 的電源 插頭 。2007年 。美 國(guó) 電氣 制造 商 協(xié)會(huì) (NEMA)發(fā) 布 《電弧故 障斷 路 器提 高 家居 安全 》 白皮 書(shū) ，該 白皮 書(shū)認(rèn) 為 電弧故 障斷路 器 能在 火 災(zāi)起 始 階段 就 阻 止其 發(fā) 生 ，是 “防 患 于未 然 ”的技術(shù) 。2014年 ，美 國(guó) UL 474要求 2017年 以后 銷(xiāo)往 北美 的除 濕機(jī) 必須 裝配帶 故 障 電弧防 護(hù)功 能的保護(hù)器 。相 比美 國(guó)對(duì)故 障 電弧 斷路 器 的應(yīng)用 ，直 到 2013年歐洲 國(guó)際 電工 委員會(huì)才推 出故障 電弧的 防護(hù) 標(biāo)準(zhǔn) ：IEC62606—-2013(Generalrequirementsforarcfaultdetection devices)。亞洲的許多國(guó)家對(duì)電弧檢測(cè) 和保護(hù)的研究相對(duì)起步更晚 。也正在進(jìn)行故障電弧防火技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)起草。

5、國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

隨著設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn) GB 50116—2013《火災(zāi) 自動(dòng) 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī) 范》的出臺(tái) ，我 國(guó)相關(guān)部 門(mén)相 繼制定 并發(fā)布 了與故 障 電弧檢 測(cè) 有關(guān) 的 2個(gè) 國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn) ：GB／T31143—2014《電弧故 障保護(hù) 電器 (AFCI-63A/2P)的一 般要求 》 (2015年 4月 1日實(shí) 施 )；GB 14287．4—2014《電氣火 災(zāi) 監(jiān)控 系統(tǒng) 第 4部分 ：故 障 電弧探 測(cè)器 》(2015年 6月 1日實(shí)施 )。上 述標(biāo)準(zhǔn) 的技 術(shù)性 能和相關(guān)檢測(cè) 方法 目前適 用于額定 電壓不超過(guò) 240V、額定電流 (，n)不超 過(guò) 63A、末端安裝的 AFCI-63A/2P產(chǎn) 品。

6 國(guó) 內(nèi)外故障 電弧保護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀在 國(guó)外 ，美 國(guó)最 先提 出了 電弧 防護(hù)技術(shù) ，伊頓 、西 門(mén)子 、德 州儀器 、施 耐德 、G  E公 司也相應(yīng) 推 出了故障 電弧防護(hù)產(chǎn) 品 (AFCI-63A/2P)，但 是這些產(chǎn) 品僅適 用于北 美 電網(wǎng) AC120 60Hz．而且產(chǎn)品 的高誤報(bào) 率也阻礙了故 障 電弧 產(chǎn) 品 的發(fā) 展 。韓 國(guó) K E S CO公 司 推 出 了AFCI-63A/2P產(chǎn) 品 ，但 也僅 生產(chǎn) 適用 于 120V 60Hz線 路 的產(chǎn)品 ，不適合 中國(guó)國(guó)情 。在 國(guó)內(nèi)。研究適用于中 國(guó)市場(chǎng)的故障 電弧保護(hù)產(chǎn)品也 剛剛起步 ．有十幾 家公 司正在進(jìn) 行產(chǎn)品的開(kāi)發(fā) ．雖 然大多還 沒(méi)有成 熟 的產(chǎn) 品推出市 場(chǎng) ．但 已有一些公 司從故 障 電弧 的起因出發(fā) ，通過(guò) 對(duì)故 障電弧檢測(cè) 信號(hào) 源 、低壓 配電線路 系統(tǒng)傳輸 函數(shù) 、故 障 電弧信號(hào)衰減理論 、可靠性 、采樣互感 器等 一些列研究 與試驗(yàn) ，找 出了故 障電弧 的有效判 據(jù) ，開(kāi)發(fā)出了高 可靠性 AFCI-63A/2P產(chǎn) 品。

7、2013年，IEC國(guó)際電工委員會(huì)和中國(guó)低壓電氣標(biāo)委會(huì)推出對(duì)應(yīng)的故障電弧斷路器(AFCI-63A/2P)國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家消防總局推出故障電弧探測(cè)器(AFCI-63A/2P)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)我國(guó)對(duì)該技術(shù)在低壓電器、電氣消防監(jiān)控領(lǐng)域的研發(fā)。

2016年，我們團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)率先研發(fā)成功了實(shí)用智能型故障電弧保護(hù)技術(shù)，具有完全國(guó)內(nèi)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，且特別適合中國(guó)的電網(wǎng)國(guó)情，當(dāng)前處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

 可以預(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，國(guó)內(nèi)外所有的低壓電氣線路、家用電器產(chǎn)品都會(huì)積極采用成熟可靠的故障電弧保護(hù)技術(shù)（裝置）——就像采用短路保護(hù)器、過(guò)載保護(hù)器和漏電保護(hù)器一樣，成為低壓電網(wǎng)和電器用電安全領(lǐng)域的基本裝備。

8、 結(jié) 語(yǔ)

為了使 AFCI-63A/2P產(chǎn)品順利通過(guò)試驗(yàn)， 更好地進(jìn)入 市場(chǎng)， 還需要完善下述兩方面的工作： 一方面完善 電弧檢測(cè)算法。由于電弧波形的復(fù)雜性 ，目前的算 法或多或少都存在不同程度的缺陷， 可通過(guò)對(duì)具體 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析來(lái)嘗試新的算法或綜合 已有的算 法來(lái)更好地解決 電弧判斷的問(wèn)題。另一方面解決 產(chǎn)品誤動(dòng)作高的問(wèn)題。防止誤動(dòng)作是 AFCI-63A/2P技術(shù) 的重要課題， 若 AFCI-63A/2P誤動(dòng)作而影響電器設(shè)備的正 常運(yùn)行， 那就失去了保護(hù)電路的意義。只有很好解 決了這些問(wèn)題， AFCI-63A/2P才能得到市場(chǎng)認(rèn)可。