AFCI技術在電氣防火領域的應用

劉麗萍

摘要：文章通過對故障電弧的分析，闡明了AFCI技術的原理和使用方法，在相關的檢測要求下保證防火的安全，同時將電氣技術與火災管控相互協調，找尋出一條在火災監控中使用AFCI技術最為合理的途徑。

關鍵詞：故障電弧；AFCI技術；電氣防火；檢測方法

中圖分類號：X928 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）10-0014-02

在我國的經濟快速發展的同時，城市化的進程速度也呈現快速發展的趨勢，在現階段，電能的使用消耗較上一個十年增長了73%，同時電能使用量增長的趨勢還在擴大，電能已經逐漸成為我國使用最為廣泛的科學能源。與此同時，相關的電氣安全問題就顯現出來了，越來越多的電氣原因造成了火災現象。

災電氣造成的火災中，很大一部分是在電氣線路中，線路的電流和電壓值遠遠超過了線路中的額定電壓、電流值，極易導致線路的短路和因電流過大產生故障電弧。故障電弧的發生可能是最初的設計中存在一些疏漏，或是整體線路在長時間的使用中出現了老化現象，電氣絕緣出現了故障，導致線路漏電、電氣裝置出現不能檢測的情況，在無法判明線路故障的情形下，電源裝置及線路會在故障中一直處于工作狀態，極易造成電氣火災的發生，在這種情況下，我們對故障電弧的檢測方法進行探討。

1 故障電弧產生的原理

在絕緣體使用過程中，會被過大的電流和電壓經過時出現擊穿的情況，絕緣體就會在不導電的狀況下轉變為導電，同時自身還會出現發光發熱的情況，即電弧的出現，這些電弧會給人們的生活帶來很大安全隱患，我們稱為故障電弧。

故障電弧會由于線路的老化、接觸錯誤等原因發生電氣方面的故障，同時產生大量的光和熱，在很短的時間內會發展成明火，極易導致電氣周圍的可燃物出現著火現象，不及時撲滅就會造成嚴重的火災。所以，必須將故障電弧控制在規定的范圍內。

在電氣線路短路起火的現象中，接地故障電弧引發的火災遠多于帶電導體間的電弧火災，這首先是因為接地故障發生的幾率遠大于帶電導體間短路的幾率。在電氣線路施工中，穿鋼管拉電線時帶電導體絕緣外皮與鋼管間的摩擦使絕緣磨薄或受損；另外，發生雷擊時地面上出現的瞬變電磁場，對電氣線路感應瞬態過電壓。所以，無論從機械的或電氣的原因進行分析，線路對地的絕緣水平總是低于帶電導體間的絕緣水平，發生接地故障的幾率也就遠遠高于帶電導體間短路的幾率。問題還不止于此，一旦發生接地故障，由它引發出的危險電弧的幾率也遠遠大于帶電導體間產生危險電弧的幾率，這可用下圖說明。

圖1中a，b，c和d各為相線、中性線和PE線的連接端子。a、b兩端子如果連接不良或不導電，設備將不運轉或運轉不正常，可及時覺察予以修復，不會引發事故。但PE線端子c、d不導電或導電不良卻不易覺察，設備仍能照常運轉，這時c、d端子的連接不良成為一個事故隱患而持續存在。若一旦由于絕緣損壞發生相線碰外殼接地故障，如果c、d端子不導電，設備外殼將對地帶相電壓而導致電擊事故。如果c、d端子連接松動導電不良，端子處將迸發出電火花或電弧（延續和集中的電火花即為電弧），很容易引燃近旁可燃物從而導致火災。

2 AFCI技術的使用原理

AFCI技術是故障電弧的檢測方法，關鍵的時候可以起到防止電氣火災的效果。在產生故障電弧過程中AFCI會自動將電源切斷，并且與火災預警裝置相互連接，發出報警信息，以此來保證電氣線路的安全。

在電氣檢測的使用中，故障電弧的檢測裝置不單單是在電路故障時做出切斷電源的工作，而是要將線路的使用信息及時的與火災的監控系統數據相互共享，并將事故發生的時間和地點詳細地向報警中心傳遞，火災監控設備再結合接收到的檢測數據進行分析處理，最終得出事故的判斷報告。這樣就有效的減少了檢測裝置中出現的工作脫節的現象，也不會出現有檢測數據而沒有應答數據的情況，有效的保證了線路的安全。

在現有的AFCI技術中，檢測的范圍只能在220V以內，額定電流不超過60A，考慮到這些原因，故障電弧的檢測裝置一般都安裝在監控的末端，用最大的供電量和最大的負荷檢測來了解線路中的情況，這就同時要求AFCI技術中檢測設備的數量增加，相應的會將檢測的成本適當的提高。假設一臺電氣故障檢測設備所連接的檢測裝置過少，不能達到設計的要求，則很難起到讓過電保護裝置正常使用的功效。對于電路的影響同樣很大。

在對一些用電設備的干擾中，電磁干擾會直接對于電弧的檢測造成一定的影響。為了形成可靠性較強的AFCI檢測方式，必須了解測試的技術參數，提高對于誤動作的識別能力，在整套檢測中加入更多的抗干擾裝置，添加一定的負載兼容設備，如新版本的UL1699要求。對于插座處的接觸裝置，保證連接良好，如果出現接頭接觸不良的情況，在電弧測試中就會被大電流擊穿，造成嚴重的電氣事故，繼而導致火災事故的發生。

3 結語

火災的發生會帶來很大的人員傷亡和財產損失，做好消防工作是防止火災隱患最為直接的辦法，在防火領域中，使用電氣防火設備可以在線路出現故障時及時發現問題，并采取救援措施。本文中，詳細介紹了AFCI技術的使用原理和方法，從故障電弧的特征出發，了解我國現階段電弧檢測儀器的使用情況，在大量實驗中了解到故障電弧的發生機理，為進一步降低火災風險做出堅實的保證。AFCI技術在使用中還存在很多問題，通過不斷的總結完善AFCI技術的使用方法，切實地保證人們的生命和財產安全。

參考文獻

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