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    當前位置:首頁  >  技術(shù)文章  >  限流式保護器在接線松動時火災(zāi)預(yù)防中的應(yīng)用

    限流式保護器在接線松動時火災(zāi)預(yù)防中的應(yīng)用

    更新時間:2024-03-18      點擊次數(shù):345

    1電氣引燃源

         電氣火災(zāi)是由電氣引燃源引起的火災(zāi),電氣引燃源的主要形式包括危險溫度、電火花和電弧。

    1.1危險溫度

          電流通過電氣設(shè)備或線路時的發(fā)熱量與電流的平方、導(dǎo)體的電阻、時間成正比,如果電流產(chǎn)生的熱量不能及時散發(fā)出去,將導(dǎo)致溫度異常升高,進而引起火災(zāi)。導(dǎo)致危險溫度的原因主要有以6個方面:

          一是短路。線路短路時的電流是正常時的數(shù)倍乃至數(shù)十倍,溫度將急劇上升。短路的原因包括:電氣設(shè)備安裝和檢修中的接線和操作錯誤,運行中的電氣設(shè)備或線路發(fā)生絕緣老化、變質(zhì)、失去絕緣能力,導(dǎo)電性粉塵、纖維、動植物進入電氣設(shè)備內(nèi)部等。

          二是過載。過載的原因主要包括:電氣線路或設(shè)備設(shè)計選型不合理,或沒有考慮足夠的裕量;電氣設(shè)備或線路使用不合理,負載超過額定值或連續(xù)使用時間過長,超過線路或設(shè)備的設(shè)計能力;設(shè)備故障運行造成設(shè)備和線路過負載;電氣回路諧波能使線路電流變大而過載。

          三是漏電。當漏電電流集中在某一點時,可能引起比較嚴重的局部發(fā)熱,引燃成災(zāi)。

          四是接觸不良。電氣線路或電氣裝置中的電路連接部位是系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié),是產(chǎn)生危險溫度的主要部位之一。電氣接頭連接不牢、焊接不良或接頭處夾有雜物,都會增加接觸電阻而導(dǎo)致接頭過熱。

          五是電壓異常。電壓過高和過低均屬電壓異常。電壓過高時,會使鐵心發(fā)熱增加;電壓過低時,可能造成電動機堵轉(zhuǎn)、電磁鐵銜鐵吸合不上,使線圈電流大大增加而發(fā)熱。

          六是其他原因。包括機械故障、鐵心過熱、散熱不良、電熱器具和照明器具、電磁輻射能量等。

    1.2電火花和電弧

          電火花是電極間的擊穿放電,電弧是大量電火花匯集而成的。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)成危險的火源、甚至引發(fā)爆炸。電火花和電弧分為工作電火花及電弧、事故電火花及電弧。工作電火花及電弧是指電氣設(shè)備正常工作或正常操作過程中所產(chǎn)生的電火花,如刀開關(guān)、斷路器、接觸器、控制器接通和斷開線路時會產(chǎn)生電火花,插銷拔出或插入時的火花,電動機的電刷與換向器或滑環(huán)的滑動接觸處產(chǎn)生的電火花等。事故電火花及電弧是線路或設(shè)備發(fā)生故障時出現(xiàn)的火花,如絕緣損壞、導(dǎo)線斷線或連接松動導(dǎo)致短路或接地時產(chǎn)生的火花,熔絲熔斷時產(chǎn)生的火花等。

    2典型事故原因分析

          對典型火災(zāi)進行系統(tǒng)安全分析,找出事故原因,有助相關(guān)單位采取針對性的預(yù)防措施。例如20171118日,位于北京市大興區(qū)西紅門鎮(zhèn)新建二村的一幢建筑發(fā)生火災(zāi),事故造成聚福緣公寓內(nèi)19人死亡8人受傷,并造成重大經(jīng)濟損失。經(jīng)調(diào)查,事故的直接原因是在冷庫制冷設(shè)備調(diào)試過程中,被覆蓋在聚氨酯保溫材料內(nèi)為冷庫壓縮冷凝機組供電的鋁芯電纜電氣故障造成短路,引燃周圍可燃物,可燃物燃燒產(chǎn)生的一氧化碳等有毒有害煙氣蔓延導(dǎo)致人員傷亡。針對此次事故,"""環(huán)"4個方面分析(如1所示),可以看出"的問題主要包括違規(guī)操作、違章建設(shè)、安全意識不強、逃生自救能力差等;"的問題主要包括電纜短路,消防設(shè)計、設(shè)施及建設(shè)有缺陷,電氣保護裝置故障,保溫材料可燃等;"的問題主要包括消防制度不健全、違法出租、監(jiān)督檢查不力、消防責任制不落實、應(yīng)急管理不完善教育培訓(xùn)不夠等環(huán)"的問題主要包括通風不良、存在有毒煙氣、人員密集等。

    img1 

    1火災(zāi)因果分析圖

    3預(yù)防對策

    3.1保障電氣安全設(shè)計和電氣產(chǎn)品安全

          保障建設(shè)工程電氣安全設(shè)計和電氣產(chǎn)品的質(zhì)量安全,是預(yù)防電氣火災(zāi)的源頭。對此,各相關(guān)單位,一是要嚴格人員密集場所消防安全設(shè)計審核和驗收,嚴格電器產(chǎn)品及其線路施工進場檢查驗收。二是要嚴查施工單位不按設(shè)計圖紙施工、偷工減料、使用劣質(zhì)電線及質(zhì)量不合格電器產(chǎn)品等問題和隱患。三是要規(guī)范消防設(shè)施的設(shè)計和建設(shè),配備合格的消防器材,按要求設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。四是嚴格落實電器產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)資質(zhì)審批、認證管理,嚴厲查處無證非法生產(chǎn)行為和偽劣產(chǎn)品。五是嚴格查處電線電纜、開關(guān)插座等生產(chǎn)企業(yè)在絕緣材料、阻燃原料、線芯材質(zhì)、線徑等方面不按標準或降低標準生產(chǎn)的違法行為,嚴查質(zhì)量不合格電器產(chǎn)品在工程上使用和安裝。

    3.2加強電氣設(shè)備使用安全管理

          各相關(guān)單位要嚴格按照電氣設(shè)備的技術(shù)要求正確使用電氣設(shè)備,及時進行定期檢測、維護保養(yǎng),強化電氣安全隱患排查治理,尤其對于人員密集場所來說,相關(guān)單位要嚴格排查電氣線路敷設(shè)不規(guī)范、用電負荷超額、電源插座數(shù)量不足以及未設(shè)短路保護裝置、私拉亂接電線、使用無證電器產(chǎn)品等問題,避免施工不規(guī)范造成電線絕緣層損壞、電纜井(溝)封堵不嚴密等隱患。對于整治難度大的電氣安全隱患,應(yīng)實行掛牌督辦,限期整改。同時,各相關(guān)單位還應(yīng)積極推智慧用"。所智慧用",是一種基于大數(shù)據(jù)的電氣火災(zāi)隱患治理系統(tǒng),可以實現(xiàn)電氣火災(zāi)等涉電安全隱患的準確定位、準確排查。其主要是利用智能傳感終端對電氣引發(fā)火災(zāi)的主要因素,如線纜溫度、電流負荷、剩余電量等進行實時監(jiān)測監(jiān)控,然后通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集上傳電氣線路實時運行數(shù)據(jù),經(jīng)大數(shù)據(jù)技術(shù)分析隱患成因,并實時將隱患信息推送給用電單位和管理人員手機終端處理,監(jiān)管隱患信息并向監(jiān)管部門提供火災(zāi)隱患風險評估報告,從而實現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患從發(fā)現(xiàn)、監(jiān)管到治理的有效閉環(huán),減少電氣火災(zāi)等涉電安全事故的發(fā)生。

    3.3加強有關(guān)人員的安全教育培訓(xùn)

          一是各相關(guān)單位要確保電工持證上崗,并定期開展教育培訓(xùn)。二是加強電氣設(shè)備管理、使用和維護等相關(guān)從業(yè)人員安全教育培訓(xùn)、考核和管理工作,健全規(guī)范電氣相關(guān)資格證書的發(fā)放、考核機制,切實提高電氣從業(yè)人員的技能水平。三是政府監(jiān)管部門應(yīng)通過多種形式開展安全用電宣傳教育,利用各類媒介宣傳涉電安全生產(chǎn)事故和火災(zāi)事故教訓(xùn),普及安全用電常識。

    3.4加強應(yīng)急管理工作

         各相關(guān)單位,尤其是人員密集場所的管理單位和經(jīng)營單位要按照法律法規(guī)要求,制定火災(zāi)或電氣火災(zāi)專項應(yīng)急預(yù)案,并保證其科學(xué)性、有效性和實用性;配備報警裝置和必要的應(yīng)急救援設(shè)備、設(shè)施,注明其使用方法,并在顯著位置標明安全撤離的通道、路線,保證安全通道、出口的暢通;應(yīng)定期檢測、維護報警裝置和應(yīng)急救援設(shè)備、設(shè)施,使其處于良好狀態(tài),確保正常使用。同時,各相關(guān)單位還應(yīng)通過積極組織開展必要的應(yīng)急演練,使工作人員掌握必要的自救、互救、急救知識。

    4限流式保護器在電氣防火的應(yīng)用

    4.1限流式保護器的功能及應(yīng)用方案

    4.1.1限流式保護器的設(shè)計

          電氣防火限流式保護器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chǎn)生的電弧火花大,以及使用壽命短等當弊端,發(fā)生短路故障時,能以微秒級速度快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護,從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故,保障使用場所人員和財產(chǎn)的安全。

          安科ASCP200-1電氣防火限流式保護器的主要元件是固態(tài)開關(guān),不同于傳統(tǒng)家用的空氣開關(guān)(微斷)。我們知道,傳統(tǒng)空氣開關(guān)的斷開是一種機械運動過程,分斷時間需要幾十毫(3050ms),帶負載斷開時通常伴隨有電弧的產(chǎn)生。而固態(tài)開關(guān)的斷開則是依靠半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子運動實現(xiàn),分斷時間微秒級,速度快,無電弧產(chǎn)生。

          1所示,當發(fā)生短路故障時,傳統(tǒng)空氣開關(guān)在電流升C點時才能動作,且無法瞬時切斷電流,而固態(tài)開關(guān)則可以在電流升B點時即瞬間切斷短路電流。

     

    img2 

    2短路故障前后電流與時間關(guān)系圖

          從流過電阻的電流熱量公Q=I2Rt,可以很容易看出,傳統(tǒng)空氣開關(guān)與固態(tài)開關(guān)在短路時所釋放的能量差別可以達到數(shù)千倍之多。因此當裝配限流式保護器的回路發(fā)生短路故障時,就可以避免電弧的產(chǎn)生,從而有效降低了電氣火災(zāi)。

    4.1.2 ASCP200-1功能特點

     

    img3 

          ASCP200-1型電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器,較大額定電流63A。主要功能如:

          A)短路保護功能,線路發(fā)生短路故障時,能150微秒內(nèi)實現(xiàn)快速限流保護;

         B)過載保護功能,線路持續(xù)過載時,保護器限流保護;

         C)表內(nèi)超溫保護功能,保護器內(nèi)部器件工作溫度過高時,保護器限流保護;

         D/欠壓保護功能,線路欠壓或過壓時,保護器告警或限流保護(可設(shè));

         E)電纜溫度監(jiān)測功能,被測線纜溫度超過報警設(shè)定值時,保護器告警或限流保護(可設(shè));

         F)漏電流監(jiān)測功能,線路漏電超過報警設(shè)定值時,保護器告警或限流保護(可設(shè));

         G)通訊功能,保護器配1RS485接口,12G無線通訊,可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到安科Acrel-6000安全云平臺,或第三方監(jiān)控軟件或平臺,從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

    4.1.3 ASCP200-1技術(shù)參數(shù)

    img4 

    4.1.4應(yīng)用方案圖示

          ASCP200-1型電氣防火限流式保護器建議安裝在入戶開關(guān)下端,額定電流值根據(jù)入戶開關(guān)的具體規(guī)格進行設(shè)置,典型應(yīng)用示意圖如2所示:

     img5

    3 ASCP200-1家用防火解決方案安裝示意圖

    4.1.5使用注意事項

          在選用限流式保護器時,限流式保護器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其前一級的斷路器的額定電流保持一致。例如,當限流式保護器輸入端斷路器的額定電流32A時,應(yīng)將限流式保護器的額定電流設(shè)置32A。為保障限流式保護器的正常使用,嚴禁將其使用于與其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線路中。

          ASCP200系列采用限流式保護器采用壁掛式安裝,可以掛墻安裝,也可以安裝在箱體內(nèi),應(yīng)確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學(xué)氣體和沉淀物質(zhì),并注意環(huán)境溫度和通風散熱。

          為確??煽窟B接,接線時應(yīng)按接線圖進行,同時為了防止接頭處接觸電阻過大而導(dǎo)致局部過熱,也避免因接觸不良而導(dǎo)致保護器工作不正常,線頭應(yīng)采用合適大小U形冷壓頭壓接后,再插入保護器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實。

          保護器內(nèi)部帶有交流電,嚴禁非專業(yè)人士擅自打開產(chǎn)品外殼。保護器在使用期間,若被保護線路發(fā)生短路或過載故障而被限流保護時,保護器仍處于帶電狀態(tài),不允許隨意碰觸用電線路的金屬部分。待檢查線路,并排除故障后,長按保護器的復(fù)位按鍵2秒鐘,使保護器恢復(fù)正常運行時。

          當保護器因超溫而發(fā)生限流保護時,則可能是因為負載電流過大,環(huán)境溫度過高或通風散熱不良等原因?qū)е?,可通過加強通風等措施,等保護器溫度降下來后,再長按復(fù)位鍵,使保護器復(fù)位,恢復(fù)正常運行。

    參考文獻

    [1]謝振華,中國勞動關(guān)系學(xué)院

    [2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手.2020.06

     


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