化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
故障電弧探測器防止電氣火災(zāi)和爆炸
閱讀：460 發(fā)布時(shí)間：2023-7-10為了防止電氣火災(zāi)和爆炸，首先應(yīng)當(dāng)了解電氣火災(zāi)和爆炸的原因。電氣線路、電動(dòng)機(jī)、油浸電力變壓器、開關(guān)設(shè)備、電燈、電熱設(shè)備等不同電氣設(shè)備，由于其結(jié)構(gòu)、運(yùn)行各有其特點(diǎn)，引發(fā)火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)性和原因也各不相同。但總的來看，除設(shè)備缺陷、安裝不當(dāng)?shù)仍O(shè)計(jì)和施工方面的原因外，在運(yùn)行中，電流的熱量和電流的火花或電弧是引發(fā)火災(zāi)和爆炸的直接原因，需要安裝故障電弧探測器。
一、危險(xiǎn)溫度
危險(xiǎn)溫度是電氣設(shè)備過熱造成的，而電氣設(shè)備過熱主要是由電流的熱量造成的。導(dǎo)體的電阻雖然很小，但其電阻總是客觀存在的。因此，電流通過導(dǎo)體時(shí)要消耗一定的電能。
電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)總要發(fā)熱的。但是，正確設(shè)計(jì)、正確施工、正確運(yùn)行的電氣設(shè)備，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，即發(fā)熱與散熱平衡時(shí)，其最高溫度和最高溫升(即最高溫度與周圍環(huán)境溫度之差)都不會(huì)超過某一允許范圍。
這就是說，電氣設(shè)備正常的發(fā)熱是允許的。但當(dāng)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行遭到破壞時(shí)，發(fā)熱量增加，溫度升高，在一定條件下可以引起火災(zāi)。
引起電氣設(shè)備過度發(fā)熱的不正常運(yùn)行大體包括以下幾種情況。
1、短路
發(fā)生短路時(shí)，線路中的電流增加為正常時(shí)的幾倍甚至幾十倍，而產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，使得溫度急劇上升。當(dāng)溫度達(dá)到可燃物的自燃點(diǎn)，即引起燃燒，從而可以導(dǎo)致火災(zāi)。
由于電氣設(shè)備的絕緣老化變質(zhì)，或受到高溫、潮濕或腐蝕的作用而失去絕緣能力，即可能引起短路事故。例如把絕緣導(dǎo)線直接纏繞、鉤掛在鐵釘或其他金屬導(dǎo)體物件上時(shí)，因?yàn)殚L時(shí)間的磨損腐蝕，很容易破壞導(dǎo)線的絕緣層從而造成短路。
由于在設(shè)備的安裝檢修過程中，操作不當(dāng)或工作疏忽，可能使電氣設(shè)備的絕緣受到機(jī)械損傷、接線和操作錯(cuò)誤而形成短路。相線與零線直接或通過機(jī)械設(shè)備金屬部分短路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生更大的短路電流而加大危險(xiǎn)性。
由于雷擊等過電壓的作用，電氣設(shè)備的絕緣可能被擊穿而造成短路。小動(dòng)物、生長的植物侵人電氣設(shè)備內(nèi)部，導(dǎo)電性粉塵、纖維進(jìn)人電氣設(shè)備內(nèi)部沉積，或電氣設(shè)備受潮等都可能造成短路。
2、過載
過載也會(huì)引起電氣設(shè)備過熱。造成過載大體上有如下三種情況:
一是設(shè)計(jì)選用線路設(shè)備不合理，或沒有考慮適當(dāng)?shù)脑Ａ?，以致在正常?fù)載下出現(xiàn)過熱。
二是使用不合理。即管理不嚴(yán)、亂拉亂接造成線路或設(shè)備超負(fù)荷工作，或連續(xù)使用時(shí)間過長導(dǎo)致線路或設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間超出設(shè)計(jì)承受極限，或設(shè)備的工作電流、電壓或功率超過設(shè)備的額定值等都會(huì)造成過熱。
三是設(shè)備故障運(yùn)行會(huì)造成設(shè)備和線路過負(fù)載。如三相電動(dòng)機(jī)缺一相運(yùn)行或三相變壓器不對(duì)稱運(yùn)行均可能造成過載。
3、接觸不良
接觸部位是電路中的薄弱環(huán)節(jié)，是發(fā)生過熱的一個(gè)重點(diǎn)部位。不可拆卸的接頭連接不牢、焊接不良或接頭處混有雜質(zhì)，都會(huì)增加接觸電阻而導(dǎo)致接頭過熱?？刹鹦兜慕宇^連接不緊密或由于震動(dòng)而松動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致接頭發(fā)熱，這種發(fā)熱在大功率電路中，表現(xiàn)得尤為嚴(yán)重。
至于電氣設(shè)備的活動(dòng)觸頭，如刀開關(guān)的觸頭、接觸器的觸頭、插式熔斷器(插保險(xiǎn))的觸頭、插銷的觸頭、滑線變阻器的滑動(dòng)接觸處等，如果沒有足夠的接觸壓力或接觸表面粗糙不平，均可能增大接觸電阻，導(dǎo)致過熱而產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。
由于各種導(dǎo)體間的物理、化學(xué)性質(zhì)差異，不同種類的導(dǎo)體連接處極容易產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度，如銅和鋁電性不同，銅鋁接頭易因電解作用而腐蝕從而導(dǎo)致接頭處過熱。
由于電氣設(shè)備接地線接觸不良或未接地，導(dǎo)致漏電電流集中在某一點(diǎn)引起嚴(yán)重的局部過熱，產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。
4、鐵芯發(fā)熱
變壓器、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的鐵芯，如因?yàn)殍F芯絕緣損壞或長時(shí)間超電壓，渦流損耗和磁滯損耗增加而過熱，產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。帶有電動(dòng)機(jī)的電氣設(shè)備，如果軸承損壞或被卡住，造成停轉(zhuǎn)或堵轉(zhuǎn)，都會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。
5、散熱不良
各種電氣設(shè)備在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)都考慮有一定的散熱或通風(fēng)措施，如果這些措施受到破壞，即造成設(shè)備過熱。如油管堵塞、通風(fēng)道堵塞或安裝位置不好，都會(huì)使散熱不良，造成過熱。
日常生活的家用電器，如電磁爐、白熾燈泡外殼、電熨斗燈表面都有很高溫度，若安裝或使用不當(dāng)，均可能引起火災(zāi)。
二、火花和電弧
電火花是電極間的擊穿放電，電弧是大量的電火花匯集成的。
一般電火花的溫度很高， 特別是電弧，溫度可高達(dá)3000 ~6000。C，因此，電火花和電弧不僅能引起可燃物燃燒，還能使金屬熔化、飛濺，構(gòu)成危險(xiǎn)的火源。在有爆炸危險(xiǎn)的場所，電火花和電弧是十分危險(xiǎn)的因素。在日常生產(chǎn)和生活中，電火花很常見。電火花大體包括工作火花和事故火花兩類。
工作火花是指電氣設(shè)備正常工作時(shí)或正常操作過程中產(chǎn)生的火花，如直流電機(jī)電刷與整流子滑動(dòng)接觸處、交流電機(jī)電刷與滑環(huán)滑動(dòng)接觸處電刷后方的微小火花，開關(guān)或接觸器開合時(shí)的火花，插銷拔出或插人時(shí)的火花等。
事故火花包括線路或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)的火花。如電路發(fā)生故障，保險(xiǎn)絲熔斷時(shí)產(chǎn)生的火花;又如導(dǎo)線過松導(dǎo)致短路或接地時(shí)產(chǎn)生的火花。事故火花還包括由外來原因產(chǎn)生的火花，如雷電火花、靜電火花、高頻感應(yīng)電火花等。
燈泡破碎時(shí)瞬時(shí)溫度達(dá)2000 ~3000。C的燈絲有類似火花的危險(xiǎn)作用。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和定子發(fā)生摩擦(掃膛)或風(fēng)扇與其他部件碰撞產(chǎn)生的火花，屬于機(jī)械性質(zhì)火花，同樣可以引起火災(zāi)爆炸事故，也應(yīng)加以防范。
電氣設(shè)備本身，除斷路器可能爆炸，電力變壓器、電力電容器、充油套管等充油設(shè)備可能爆裂外，一般不會(huì)出現(xiàn)爆炸事故。但電氣設(shè)備的周邊環(huán)境在以下情況，可能由于電弧、電火花引發(fā)空間爆炸:
(1)周圍空間有爆炸性混合物，在危險(xiǎn)溫度或火花作用下引發(fā)空間爆炸;
(2)充油設(shè)備的絕緣油在電弧作用下分解和汽化，噴出大量油霧和可燃?xì)怏w，引發(fā)空間爆炸;
(3)發(fā)電機(jī)氫冷裝置漏氣、酸性蓄電池排出氫氣等，形成爆炸性混合物，由電弧、火花引發(fā)空間爆炸。
即使您小心地保持電線不受傷害并且僅使用經(jīng)過認(rèn)證的插頭和適配器，電弧故障情況也可能會(huì)在視線之外形成。在所有家庭中，您的電力使用在高峰和待機(jī)消耗期間交替進(jìn)行。這種模式會(huì)對(duì)電纜和連接造成壓力，導(dǎo)致絕緣和松動(dòng)電線磨損。因此，您的電路中會(huì)有弱點(diǎn)。這就是電弧發(fā)生的地方。你無從知曉。直到為時(shí)已晚。除非，即你有一個(gè)故障電弧探測器。
金特萊故障電弧探測器是對(duì)低壓配電系統(tǒng)（400V）引起的火災(zāi)、人身觸電、系統(tǒng)故障、L/N線對(duì)地線、L線對(duì)N線等發(fā)生的故障電弧或者電設(shè)備接觸不良進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警。故障電弧會(huì)產(chǎn)生電火花直接引燃物體然后產(chǎn)生火災(zāi)。
故障電弧探測器依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB14287.4-2014、GB50045-95（2014版）、GB13955-2014，同時(shí)參考國際電工標(biāo)準(zhǔn)呢IEC62020，IEC60755、IEC60364。
金特萊故障電弧探測器的主要能進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示電流、電壓值、故障電弧數(shù)量；故障電弧次數(shù)報(bào)警值（針對(duì)不同的應(yīng)用場所在國標(biāo)內(nèi)設(shè)置）；手動(dòng)自檢、設(shè)置功能；設(shè)置好地址后自動(dòng)對(duì)接金特萊等一系列的功能。金特萊故障電弧探測器也主要應(yīng)用于住宅交流低壓配電系統(tǒng)、工業(yè)的交流低壓配電系統(tǒng)、醫(yī)院交流低壓配電系統(tǒng)、商業(yè)交流低壓配電系統(tǒng)等系統(tǒng)中。
電弧在我們的生活工作中是很常見的，比如電焊時(shí)的焊條電弧、電氣閘刀開關(guān)動(dòng)作時(shí)的接觸電弧和毛衣摩擦產(chǎn)生的靜電電弧等。電弧的本質(zhì)是：在外加電場的作用下，大量電子定向移動(dòng)將空氣擊穿導(dǎo)致的氣體游離放電，并伴隨強(qiáng)烈的弧光放電現(xiàn)象，這就是我們看到的電弧。
總的來說，國外在電弧性電氣火災(zāi)檢測技術(shù)方面已經(jīng)日趨成熟，且相關(guān)產(chǎn)品面向市場多年，但是其檢測裝置的誤報(bào)率仍然限制著產(chǎn)品的推廣和普及。國內(nèi)在電弧性電氣火災(zāi)檢測技術(shù)方面的研究還不是很成熟，一些公司推出的相關(guān)產(chǎn)品還有待市場檢驗(yàn)，因此電弧性電氣火災(zāi)檢測技術(shù)的發(fā)展還有很大的空間。