故障電弧探測裝置

一、故障電弧探測裝置的產生背景
1.故障電弧探測的必要性
電氣火災監控系統的基本組成包括：電氣火災監控設備、剩餘電流式電氣火災監控探測器以及測溫式電氣火災監控探測器。該系統能夠對被保護線路中的電流、剩餘電流、溫度進行監視，並及時發現電氣火災隱患，預防電氣火災發生。但許多嚴重的火災事故僅僅是由線路中低於額定電流或預期短路電流的故障電弧引起的。這些危險的電弧可能發生在設計不合理或者老化的供電線路、電器插頭以及家用電器的電源線、內部線束或零部件絕緣。當故障電弧發生時，線路上的漏電、過流和短路等保護裝置，可能無法檢測到或者無法迅速動作切斷電源，極易引發火災。
2.故障電弧最主要的危害是引發火災
故障電弧的最主要危害是引發火災，當故障電弧產生時，其中心溫度高達3000℃~4000℃，並且伴有金屬熔化物噴濺出來。故障電弧產生的高溫高熱，極易引燃線路絕緣層導致線路起火，如果在故障點附近存在有可燃物時，也極易引燃可燃物而導致火災的發生。
3.電氣火災監控系統無法監測的幾類故障電弧
⑴接地故障電弧
在電氣線路短路起火中，接地故障電弧引起的火災遠多於帶電導體間的故障電弧火災。這首先是因為接地故障發生的幾率遠大於帶電導體間短路的幾率。
由於接地性故障電弧發生時，電流波形會發生畸變且故障電弧電流時有時無，導致剩餘電流式探測器無法準確可靠地檢測到該類故障。
⑵串聯故障電弧
電氣連線點在電氣連通、機械強度和保護措施三方面都是最薄弱或最易出現故障的環節，會直接導致電弧或發熱，進而引起電氣火災。
當線路中發生串聯故障電弧時，線路中的剩餘電流不發生變化，導致電氣火災監控系統無法對該類故障電弧進行監控。
⑶帶電導體間的並聯故障電弧
電氣線路的兩線芯相互接觸而短路時，線芯未焊死而融化成團，兩熔化金屬團收縮脫離時可能建立電弧。
在並聯電弧建立初期，由於電弧具有很大的阻抗和電壓降，限制了故障電流，線路上的斷路器無法及時可靠動作並切斷電源，從而使電弧持續存在。
二、故障電弧探測裝置
1.概述
HS-E系列故障電弧探測裝置是從電氣火災的起因入手，將電流波形特徵值檢測技術套用到故障電弧探測領域，結合國內電力行業的特點，具有高可靠性高、穩定性強、方便用戶使用和維護的特點。該探測裝置的廣泛套用將彌補目前市場上電氣火災監控系統產品的技術缺陷，產品通過對電氣線路的實時檢測，能夠區分每一相線上的正常操作電弧和故障電弧，消除電氣火災隱患探測的盲區，該產品廣泛適用於家庭、民用建築、工廠、網咖、倉儲、學校等建築的火災預警系統。
2.HS-E系列故障電弧探測裝置功能
• 精準判斷每一相線上的正常電弧和故障電弧
• 具有標準RS485接口，可與消防控制室的監控設備進行通訊，實現遠程監控
• 故障電弧發生時，將故障點的位置信息傳送至監控設備，定位故障的區域
• 檢測到故障電弧時，自身發出聲光報警信號，並同時向監控設備發出報警信號
• 具有功能試驗按鍵，模擬發出大於11個半周期的故障電弧，對裝置性能的進行測試
3.符合標準
• GB14287-2011《電氣火災監控系統第4部分：故障電弧探測裝置》[1]；
本標準依據GB/T1.1-2009《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫規則》起草。
本標準由中華人民共和國公安部提出，由全國消防標準化技術委員會火災探測和報警分技術委員會歸口。
本部分負責起草單位：公安部瀋陽消防科學研究所。
• 中國建築標準設計研究院編制的《電氣火災監控系統》國家建築標準設計參考圖集[2]；
• 國家標準GB50116-2013《火災自動報警系統設計規範》增加的故障電弧式電氣火災監控探測器的相關規定[3]；
4.套用場所
• 現代大體量建築、公共集聚場所建築和一類高層建築；
• 商場、體育館、禮堂、影劇院、大型醫院、學校；
• 電信樓、財貿金融樓、大型辦公樓、展覽館、高級酒店；捷運設施、火車站、汽車站、隧道、大型企業廠房等建築。
5.HS系列電氣火災監控系統組成及功能
HS系列電氣火災監控系統由HS-L系列電氣火災監控探測器、HS-Z系列剩餘電流及溫度感測器、HS-E系列故障電弧探測裝置及HS-S1000電氣火災監控設備（主機）組成，用於線上實時監測漏電、溫度、故障電弧等信號，當採集數值達到設定值時，發出預、報警信號，提醒工作人員及時檢查線路，並儘早排除故障隱患。
參考資料
• 1．GB14287-2011《電氣火災監控系統第4部分：故障電弧探測裝置》（報批稿）
• 2．中國建築標準設計研究院編制的《電氣火災監控系統》國家建築標準設計參考圖集
• 3．GB50116-2013《火災自動報警系統設計規範》