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安科瑞故障电弧探测器在建筑电气的设计与应用

点击次数:575更新时间:2023-05-16

安科瑞 刘秋霞

【摘要】: 电气设备是建筑中的一部分,具有为重要的作用和意义,在应用过程中不仅能够提升建筑本身实用性能,而且可为消费者提供更加优良的生活环境。但设备一旦在运行过程中出现故障,不仅会影响居民正常生活,还会产生安全隐患,威胁人身安全。因此对设备电弧进行保障显得为重要本文主要对建筑电气故障电弧保护设计进行分析探究,阐述电弧保护基本原理。

【关键词】:建筑电气;故障电弧探测器

1 引言

随着中国经济和科学技术的迅速发展,城市建设越来越快,进入城市的人口越来越多,城市建设逐渐向高密集型、智能化方向发展,现代大体量建筑、公众集聚场所建筑和一类高层建筑越来越多,随之而来的火灾隐患也在大大增加。电气设备在使用过程可能因自身故障引发安全事件从而造成难以估量的后果。究其原因发现,设备设计、制造、 安装以及后期使用维护、电气设备故障、线路老化等均是导致安全事件出现的主要因素。基于此,一定要对电气设备使用给予足够重视,为内部电弧增添相应保护设施,以免电气设备功能受到影响。

2 故障电弧相关标准

为了减少电气火灾的发生,特别是对末端负载的故障电弧进行检测,我国针对故障电弧检测出台了一系列的标准和政策。

l 《故障电弧探测器》GB14287.4-2014

由上述国标要求可知:故障电弧主要针对的是末端负载,负载功率在10KW以下。

l 《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013

9.1.6 电气火灾监控系统的设置不应影响供电系统的正常工作,不宜自动切断供电电源。

9.2.4 具有探测线路故障电弧功能的电气火灾监控探测器,其保护线路长度不宜大于100m

12.4.6 电气线路应设置电气火灾监控探测器,照明线路上应设置具有探测故障电弧功能

的电气火灾监控探测器。

12.4.6条文说明 高度大于12m的空间场所大的隐患就是电气火灾,因此设置电气火灾监控系统。照明线路故障引起的火灾占电气火灾的10%左右,此类建筑的顶部较高,发火灾在不容易被发现,也没法在其上面设置其他探测器,只有设置具有探测故障电弧功能的电气火灾监控探测器,才能保证对照明线路故障引起的火灾的合理探测。

由上述国标要求可知:故障电弧主要针对的是末端的照明回路,且检测回路长度不超过100米。

3 故障电弧产生原因及危害

故障电弧是指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空气击穿所导致的气体游离放电现象。故障电弧发生时,其中心温度可高达3000 ℃左右,并伴随有金属喷溅物,足以引燃任何可燃物,引发电气火灾,对人民群众的生命财产安全造成危害。

电弧的分类

电弧分为好弧与坏弧,好弧是指电路正常时产生的火花,例如,插头脱离插座时生成的电弧会快速熄灭,并不会对设备造成负面影响,这类电弧不会威胁设备以及使用人员生命安全。坏弧主要是因线路老化、空气潮湿、短路等因素所导致。根据电弧出现时电流大小不同,可将电弧细分为大电弧及小电弧;若将故障出现位置作为划分标准,又可分为串联电弧故障、并联电弧故障等。

②故障电弧探测器检测原理

探测器通过对电路中电弧电流的检测、处理、分析,判 别故障电弧是否发生及持续,决定是否需要分断电路及发出警报。探测器采用智能微控制器(MCU)作为控制中心,对电流互感器线圈采集到的微弱电流信号进行实时波形处理,分析波形特点, 并与存储的电弧故障波形数据库进行比较、判别,确认电弧故障是否发生。 通常,探测器需具备如下特性: 其一,准确的电弧电流检测功能(mA)。其二,快速的电弧 波形分析能力(ms 级)。其三,准确的故障波形特征库,并有一定学习"功能,能准确判断不同负载下的串联或并联电弧故 障。其四,可靠的动作特性,发生串、并联电弧故障时快速分 断电路,电路正常工作时不误动作,进而保障供电连续。

4 安科瑞一站式保护方案

在末端电箱设置故障电弧探测器


系统组网图如下:



故障电弧可以对接AcrelEMS企业微电网能效管理平台,具备强大的数据接收、处理、存储、访问能力,平台融入了电力监控、电能统计、电气安全等功能,互联互通,合理互动。

5 结束语

伴随时代发展变化以及社会进步,电气设备已经成为现代建筑的一部分,是决定建筑安全性、实用效果的关键因素。但设备在运行过程中偶尔会出现一些故障,在影响居民日常生活的同时可能会造成难以估量的后果,这种情况之所以出现主要是因电弧的产生。由此可见,对其进行深入研究分析并设计电弧保护具有为重要的意义与作用,能够合理降低故障出现概率,延长生命周期,减少故障维修时投入的资金成本,具有为显著的经济效益。

参考文献

[1].李莹莹.建筑电气故障电弧保护设计分析.中国科技投资

[2].安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版

[3].GB 14287.4-2014 故障电弧探测器[S].

[4].GB 50116-2013 火灾自动报警系统设计规范[S].




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