故障电弧产生后该怎么治理

简婷

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

1 电弧

1.1 定义

   电弧是一种气体游离放电现象，也是一种等离子体。电弧是指电流穿过绝缘层（含空气）时发光的放电现象，在放电的同时伴有热的产生，热量可以使局部温度迅速上升到3000度，金属可以被融化。电弧中的电流从微观上看是电子及正离子在电场作用下移动的结果，其中电子的移动构成电流的主要部分。

1.2特点

  温度很高，电流很小，持续时间短，一旦出现击穿点则会频繁出现。电弧产生时，会释放大量的热，有可能引燃周围的易燃易爆品，造成火灾甚至爆炸。

1.3类别

1）好弧

   电机旋转（如电钻、吸尘器等）产生的电弧。人们开关电器、插拔电器时产生的弧也属于“好弧"。

2）坏弧

   带电线路中出现非人类意愿电弧的一种电气故障。即故障电弧。

2 故障电弧

2.1产生原因

1）线路中导线的绝缘老化、破损；

2）导线的连接位置接触不良；

3）线束内部有断裂部分。

2.2危害

   主要危害是引发火灾，当故障电弧产生时，其中心温度高达3000℃~4000℃，并且伴有金属熔化物喷溅出来。故障电弧产生的高温高热，易引燃线路绝缘层导致线路起火，如果在故障点附近存在有可燃物时，也易引燃可燃物而导致火灾的发生。除此之外， 产生故障电弧时，线路中的电压会产生波动，电流也会发生突变，这容易造成用电设备故障。

2.3分类

   按照电弧故障发生时电弧与电路连接关系，可将电弧故障分为串联电弧故障、并联电弧故障、接地电弧故障和复合电弧故障。

1）串联电弧故障

   电弧电流流过负载并与负载串联的电弧故障。

2）并联电弧故障

   电弧电流流过带电导体之间并与负载并联的电弧故障。

3）接地电弧故障

   电弧电流从带电导体流入大地的电弧故障。

4）复合电弧故障

   无论并联电弧故障PAF还是接地电弧故障，故障电流均较大，等效于短路故障。复合电弧故障兼具串联电弧故障、并联电弧故障和接地电弧故障的特点。

3 解决方案

3.1 故障电弧治理存在问题

  电弧故障AF中，并联电弧故障PAF和接地电弧故障GAF表现为电路短路，故障电流大，可由断路器、熔断器等设备对其保护；串联电弧故障SAF和复合电弧故障CAF因受线路负载限制，其故障电流小，常为5~30A，甚至更低（荧光灯交流串联电弧故障ASAF电流有效值仅0.1A），以致现有由带门限断路器和熔断器组成的电气保护体系无法实现对其保护，存在潜在安全隐患。

3.2治理方案

1）故障电弧探测器

   对接入线路中的故障电弧传感器进行统一检测。故障电弧传感器可以对故障电弧（包括故障并联电弧、故障串联电弧）进行有效的检测，当检测到线路中存在引起火灾的故障电弧时，显示单元可以进行现场的声光报警，并将报警信息传输给电气火灾监控设备。可同时通过对配电回路的剩余电流、导线温度等火灾危险参数实施监控和管理。 

   探测器适用于工业与民用建筑中10KW及其以下的电气线路，其保护线路长度不宜大于100米。

2）故障电弧保护器

    AFDD-32型电弧故障保护电器（以下简称“保护器"）由小型断路器、脱扣结构、电弧检测模块组成，具有短路保护、过载保护和电弧故障保护的功能，用于额定电流32A及以下的交流电路中。

    AFDD-32型电弧故障保护电器*大额定电流为32A。保护器中的电弧故障保护单元能检测和辨别到线路中的串联电弧故障、并联电弧故障及接地电弧故障。当检测到线路中存在故障电弧或短路、过载时会自动脱扣，切断电源，从而预防电气火灾的发生。

特点：

短路保护功能：保护器实时监测用电线路电流，当线路发生短路故障时，快速脱扣，并发出光报警信号。

过载保护功能：当被保护线路的电流过载，保护器脱扣，并发出光报警信号。

电弧故障保护功能：当保护器检测到线路中存在电弧故障时，保护器脱扣，手柄断开，下端电源断开，发出光报警信号。

作者介绍

简婷，安科瑞电气股份有限公司，178 2117 0311,主要研究方向为故障电弧探测器。