1、AFCI-16A/2P故障電弧斷路器技術(shù)參數(shù):

2、 電氣火災(zāi) 的類型

為了研究我國火災(zāi)事故發(fā)生的特點,采用統(tǒng)計學(xué)方法從事故發(fā)生起數(shù)、傷亡人數(shù)、財產(chǎn)損失、區(qū)域、城鎮(zhèn)鄉(xiāng)對比、事故等級、事故起因、發(fā)生事故時間、事故場所情況等方面進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:2013～2016年全國火災(zāi)事故起數(shù)與傷亡人數(shù)呈下降趨勢,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)超出其余場所,問題突出且近年來沒有明顯改善的趨勢?；谶@些特點提出減少我國火災(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 、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 保護元件 不能有效保護并可能 引起火災(zāi) 的電弧類故 障。美 國火災(zāi)保護 協(xié)會 的統(tǒng)計資料 顯示 ：“電氣問題是引起火災(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 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 國州消 防署 署長全 國協(xié) 會 (NASFM)在 電氣 火 災(zāi)原因調(diào)查研究報告 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 ，特點為溫度高。電弧放 電時 ，會產(chǎn)生大量 的熱 ，伴隨高溫殘渣濺射 ，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時仍可使 電弧 連續(xù)穩(wěn)定 地存 在 ，是建 筑 電氣 火災(zāi)點火源 的主要起 因。

4、國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用

國外 使用 故 障 電弧 保 護裝 置 的時 間并 不長 ，美國最早 開 始 使 用 的故 障 電 弧斷 路 器 (AFCI-16A/2P)也 只有20年左右 。AFCI-16A/2P經(jīng)在住 宅 中使用后 ，被認(rèn) 為對 電氣

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

電弧保護使用 的強制性規(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 裝 置 。NEC 2008(210．12B)版擴大 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 國國消防協(xié)會 (NFPA)對 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 國要 求 在市 場銷 售 的家 用 空調(diào) 必 須帶 具有 電弧保護 功能 的電源 插頭 。2007年 。美 國 電氣 制造 商 協(xié)會 (NEMA)發(fā) 布 《電弧故 障斷 路 器提 高 家居 安全 》 白皮 書 ，該 白皮 書認(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 UL 474要求 2017年 以后 銷往 北美 的除 濕機 必須 裝配帶 故 障 電弧防 護功 能的保護器 。相 比美 國對故 障 電弧 斷路 器 的應(yīng)用 ，直 到 2013年歐洲 國際 電工 委員會才推 出故障 電弧的 防護 標(biāo)準(zhǔn) ：IEC62606—-2013(Generalrequirementsforarcfaultdetection devices)。亞洲的許多國家對電弧檢測 和保護的研究相對起步更晚 。也正在進(jìn)行故障電弧防火技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)起草。

5、國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

隨著設(shè)計 標(biāo)準(zhǔn) GB 50116—2013《火災(zāi) 自動 報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī) 范》的出臺 ，我 國相關(guān)部 門相 繼制定 并發(fā)布 了與故 障 電弧檢 測 有關(guān) 的 2個 國家標(biāo) 準(zhǔn) ：GB／T31143—2014《電弧故 障保護 電器 (AFCI-16A/2P)的一 般要求 》 (2015年 4月 1日實 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 測器 》(2015年 6月 1日實施 )。上 述標(biāo)準(zhǔn) 的技 術(shù)性 能和相關(guān)檢測 方法 目前適 用于額定 電壓不超過 240V、額定電流 (，n)不超 過 63A、末端安裝的 AFCI-16A/2P產(chǎn) 品。

6 國 內(nèi)外故障 電弧保護技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀在 國外 ，美 國最 先提 出了 電弧 防護技術(shù) ，伊頓 、西 門子 、德 州儀器 、施 耐德 、G  E公 司也相應(yīng) 推 出了故障 電弧防護產(chǎn) 品 (AFCI-16A/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 率也阻礙了故 障 電弧 產(chǎn) 品 的發(fā) 展 。韓 國 K E S CO公 司 推 出 了AFCI-16A/2P產(chǎn) 品 ，但 也僅 生產(chǎn) 適用 于 120V 60Hz線 路 的產(chǎn)品 ，不適合 中國國情 。在 國內(nèi)。研究適用于中 國市場的故障 電弧保護產(chǎn)品也 剛剛起步 ．有十幾 家公 司正在進(jìn) 行產(chǎn)品的開發(fā) ．雖 然大多還 沒有成 熟 的產(chǎn) 品推出市 場 ．但 已有一些公 司從故 障 電弧 的起因出發(fā) ，通過 對故 障電弧檢測 信號 源 、低壓 配電線路 系統(tǒng)傳輸 函數(shù) 、故 障 電弧信號衰減理論 、可靠性 、采樣互感 器等 一些列研究 與試驗 ，找 出了故 障電弧 的有效判 據(jù) ，開發(fā)出了高 可靠性 AFCI-16A/2P產(chǎn) 品。

7、2013年，IEC國際電工委員會和中國低壓電氣標(biāo)委會推出對應(yīng)的故障電弧斷路器(AFCI-16A/2P)國際和國家標(biāo)準(zhǔn)，國家消防總局推出故障電弧探測器(AFCI-16A/2P)國家標(biāo)準(zhǔn)，推動我國對該技術(shù)在低壓電器、電氣消防監(jiān)控領(lǐng)域的研發(fā)。

2016年，我們團隊在國內(nèi)率先研發(fā)成功了實用智能型故障電弧保護技術(shù)，具有完全國內(nèi)知識產(chǎn)權(quán)，且特別適合中國的電網(wǎng)國情，當(dāng)前處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。

 可以預(yù)見，在不久的將來，國內(nèi)外所有的低壓電氣線路、家用電器產(chǎn)品都會積極采用成熟可靠的故障電弧保護技術(shù)（裝置）——就像采用短路保護器、過載保護器和漏電保護器一樣，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

為了使 AFCI-16A/2P產(chǎn)品順利通過試驗， 更好地進(jìn)入 市場， 還需要完善下述兩方面的工作： 一方面完善 電弧檢測算法。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， 可通過對具體 試驗數(shù)據(jù)的分析來嘗試新的算法或綜合 已有的算 法來更好地解決 電弧判斷的問題。另一方面解決 產(chǎn)品誤動作高的問題。防止誤動作是 AFCI-16A/2P技術(shù) 的重要課題， 若 AFCI-16A/2P誤動作而影響電器設(shè)備的正 常運行， 那就失去了保護電路的意義。只有很好解 決了這些問題， AFCI-16A/2P才能得到市場認(rèn)可。