AFCI技術(shù)，為故障電弧的檢測與防范找到有效的解決方案

時間：2019-08-05作者：東莞市樂鳥電氣科技有限公司瀏覽：111

據(jù)gong an部消防局公布統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018年1至8月，全國共接報火災(zāi)16.61萬起，亡933人，傷560人，直接財產(chǎn)損失20.53億元，其中因電氣引發(fā)的火災(zāi)占比高達(dá)34%。隨著社會的不斷發(fā)展，電氣化程度越來越高，電氣火災(zāi)的防控便成為了重中之重。

故障電弧是電氣線路中較常見的安全隱患。因其能量大，溫度高等特性，十分*引起火災(zāi)，危害性巨大。雖然傳統(tǒng)的斷路器可以對漏電、過流和短路等險情進行保護，但許多嚴(yán)重的火災(zāi)事故卻是由**額定電流的故障電弧所引起的，傳統(tǒng)的斷路器根本無法起到防護作用。因此故障電弧成為了電氣火災(zāi)防控領(lǐng)域中的一大難題。在此背景下，AFCI技術(shù)應(yīng)運而生，為故障電弧的檢測與防范找到了行之有效的解決方案。

AFCI是什么？

AFCI是英文“ArcFaultCircuitInterrupt”的縮寫，中文譯為“電弧故障斷路器”。傳統(tǒng)的斷路器只對短路和過流起到保護作用，普通的漏電保護開關(guān)RCD（GFCI）也只對“相/地”或“零/地”起到保護作用，二者對“相/零”間的故障電弧的防護卻無能為力。

AFCI技術(shù)是一項較xin的電路保護技術(shù)，可在傳統(tǒng)斷路器的基礎(chǔ)上，對“相/零”和“相/地”間的故障電弧起到保護作用。故障電弧的高發(fā)點一般位于電氣布線、插頭與插座連接點及電器內(nèi)部的線束、電源線等位置。當(dāng)故障電弧發(fā)生時，電弧可以在瞬間產(chǎn)生大約4000℃的高溫，較易點燃附近的易燃物，引發(fā)電氣火災(zāi)。

美國電氣火災(zāi)和AFCI情況

在美國，根據(jù)CPSC(美國消費品安全**)1998年的統(tǒng)計，每年由于配電線路老化引起電弧造成的火災(zāi)有**過40000起，造成直接經(jīng)濟損失$16.8億美元。美國州消防署署長全國協(xié)會（簡稱NASFM）在后來的電氣火災(zāi)原因調(diào)查研究報告中指出，故障電弧是引發(fā)電氣火災(zāi)的主要原因，占比高達(dá)83％。

為了有效減少電氣火災(zāi)，NEC2002（美國電氣規(guī)范）要求在新舊民宅的臥室中安裝AFCI斷路器和AFCI墻插座。由于安裝后作用明顯，NEC2008增加了AFCI的使用范圍，要求分支電路也必須安裝故障電弧斷路器AFCI。

美國國家消防協(xié)會（NFPA）在2003年對安裝AFCI的經(jīng)濟情況做出了結(jié)論：AFCI可以防范大約75％－80％的電氣線路火災(zāi)，據(jù)NFPA估算，全美民宅裝設(shè)AFCI所花費的成本與假設(shè)未裝設(shè)AFCI可能造成的火災(zāi)預(yù)估損失相比較來看，在AFCI壽命期（20－30年）內(nèi)可以節(jié)省大約雙倍的成本投入，可以給全美帶來巨大的社會效益。

我國電氣火災(zāi)的發(fā)生幾率較高

據(jù)我有關(guān)部門統(tǒng)計，我國由于電路老化所引起的火災(zāi)在所有火災(zāi)事故中占比較大，電氣火災(zāi)發(fā)生數(shù)量較是美國的3倍。由于電氣線路分布不合理、電器質(zhì)量參差不齊等原因，導(dǎo)致我國電氣火災(zāi)的發(fā)生幾率較高。再有，我國使用的是220V標(biāo)準(zhǔn)電壓，而美國只有110V，電壓越高產(chǎn)生故障電弧風(fēng)險就越大，嚴(yán)重增加了我國發(fā)生電氣火災(zāi)的風(fēng)險。



電氣電弧知識

電弧的產(chǎn)生： 當(dāng)電氣線路絕緣老化，破損，接插件虛接，線路虛接，短路都會發(fā)生故障電弧，（弧光放電）即使在額定電流范圍內(nèi)也會有電弧發(fā)生，發(fā)生電弧的同時會產(chǎn)生熱，（大于3000度）足以點燃附近的可燃物。

線路上的電弧可分為兩種：一種是正常的操作弧，也稱‘好弧’，另一種是故障電弧，可稱‘壞弧’。

1，‘好弧’是指當(dāng)電機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的弧，如電鉆，吸塵器等。另外當(dāng)人們開關(guān)電器，插拔電器時產(chǎn)生的弧也是‘好弧’。

2，‘壞弧’是故障電弧，故障電弧的類型基本上可分三類，A類B類和C類。A類稱串型電弧，B類稱并型電弧，圖示如下：

C類是火線和零線對地的故障電?。╇姡捎谖覀兊碾姎獗Ｗo一般均帶漏電保護器，所以C類電弧可以有效防范。（在接地完好的情況）

美國的UL1699標(biāo)準(zhǔn)介紹

UL1699是規(guī)范AFCI的美標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，UL1699發(fā)展于上世紀(jì)90年代初，用以識別過電流和短路產(chǎn)生的電弧造成的家庭火災(zāi)。但研究發(fā)現(xiàn)在沒有過電流發(fā)生的情況下由小電流引起的故障電弧也有足夠的能量引發(fā)打火從而引起火災(zāi)。

UL1699的規(guī)范可分成三種電弧測試方式：電弧檢驗測試，誤動作測試，和負(fù)載起動測試。較初UL1699起草時，重點是防止普通負(fù)載（如電機、燈、電子控制系統(tǒng)等）在非錯誤電弧發(fā)生時的誤動作。如今隨著AFCI技術(shù)強制在家用空調(diào)電源插頭上的應(yīng)用，使得AFCI技術(shù)既要能符合UL1699的安全規(guī)范，同時又要能滿足空調(diào)運行條件的要求（我們稱之為品適用性），然而目前UL1699對于產(chǎn)品適用性這一點并無要求，但在產(chǎn)品實際使用中這點卻非常重要。

根據(jù)UL1699的標(biāo)準(zhǔn)，在AC線路上，AFCI要識別‘好弧’和‘壞弧’，當(dāng)AFCI在0.5秒內(nèi)察覺到8個半周的故障電弧《壞弧》信號時，斷路器執(zhí)行脫扣，及時切斷AC線路。

另外在發(fā)生‘好弧’時，如，電鉆，電機啟動，不可誤動作，現(xiàn)UL1699的2008版已經(jīng)出版。（樂鳥科技）


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