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    1、故障電弧探測器為什么對電弧靈敏
    大家都知道在電路傳輸過程中難免會出現(xiàn)電弧的現(xiàn)象，而電弧產(chǎn)生過程中發(fā)出的大量熱，如果電弧連續(xù)頻繁的出現(xiàn)很容易就引起火災(zāi)，因此必須有一款設(shè)備能連續(xù)監(jiān)控頻繁的電弧現(xiàn)象，這個就是故障電弧探測器。故障電弧探測器之所以對電弧敏感，因為它的工作原理和其他控保設(shè)備不同，電弧探測器監(jiān)控的是整個電路的波形，某區(qū)域產(chǎn)生電弧之后會對相對應(yīng)控波形造成影響，如果發(fā)生連續(xù)的電弧現(xiàn)象會引起波形的連續(xù)不正常，就可以判斷此區(qū)域發(fā)生了故障電弧，進而根據(jù)之前設(shè)定進行報警或其他操作。
    2、故障電弧探測裝置的實際使用?
    生活中電能輸送線路雖然防護等級很高，但是也難免要經(jīng)受高溫、低溫、外力擠壓的影響，而這些因素都可以加劇線路絕緣層老化受損，進而增加故障電弧產(chǎn)生的幾率。因此故障電弧探測器在實際中的應(yīng)用量還是比較大的，由于只用來檢測故障電弧，所以設(shè)備體型不大，安裝也相對簡單，一般直接從線路供電即可。
    3、應(yīng)用意義
    電能設(shè)備的大量應(yīng)用，導致因電器引發(fā)的火災(zāi)的數(shù)量逐年上升，故障電弧探測裝置能夠在電弧出現(xiàn)時進行警報，讓管理人員第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，大大降低了火災(zāi)發(fā)生的可能?？梢赃@么認為，電弧探測器是完善控保電路功能的一款不可缺少的設(shè)備，尤其是在老舊的供電系統(tǒng)中故障電弧探測裝置作用更不可忽視

    JTL-A-AF 故障電弧探測器是對低壓配電系統(tǒng)（400V）引起的火災(zāi)、人身觸電、系統(tǒng)故障、L/N線對地線、L線對N線等發(fā)生的故障電弧或者電設(shè)備接觸不良進行監(jiān)控報警。故障電弧會產(chǎn)生電火花直接引燃物體然后產(chǎn)生火災(zāi)。下面來介紹下故障電弧探測器的三種檢測方法：

    1、通過電流進行檢測


    故障電弧探測器中對電弧進行檢測最簡單的方法，是通過電弧發(fā)生時的電流幅值和電流的波形斜率的特性來進行判斷。不過這種僅僅通過時域來進行判斷在一定程度有局限性，可能造成判斷的失誤。


    2、通過頻域分析信號進行檢測


    通過頻域的角度進行分析和判斷電流心臟電壓的信號，這種分析方式比時域的分析更加簡單方便，而且在物理上表現(xiàn)的更為直觀。對故障電弧的判斷也會比較精確。可是如果信號的頻率和采樣的頻率不一致的時候，就會產(chǎn)生頻譜的泄露和柵欄的效應(yīng)，使計算得出的結(jié)果失去準確，從而影響到電弧的檢測。


    3、通過小波變更來進行檢測


    小波的變換對于時域還有頻域能夠同時產(chǎn)生良好的局部變化特性。而且對信號有良好的適應(yīng)性。從而使大部分的信號都能夠原始數(shù)據(jù)中提取出來。這種方法主要是利用了小波變換中對故障電弧的電流信號產(chǎn)生的分析，不僅能夠反映電流的信號產(chǎn)生的突變，還可以檢測到這種突變產(chǎn)生的大小。通過對于這些信息的研究分析，能夠進一步的增加對電弧準確性的判斷。
    電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)作為一套專業(yè)預防電氣火災(zāi)的工具，已經(jīng)在多個地區(qū)推廣開來，技防結(jié)合人防，幫助用戶有效預防電氣火災(zāi)的危害。系統(tǒng)主要組成由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器以及測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器.



    電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是通過對線路中的電流、剩余電流、線纜溫度這些易發(fā)電氣火災(zāi)的因素進行全天候監(jiān)控，一旦發(fā)生異常情況預警報警，提醒相關(guān)人員排查異常，消除電氣火災(zāi)隱患。但是，往往在很多重大火災(zāi)事故中卻是故障電弧引起的。
    故障電弧是什么？故障電弧是一種氣體游離放電的現(xiàn)象，引起故障電弧的原因有很多，電氣線路或者設(shè)備中絕緣層老化破損、電壓電流過高、空氣潮濕等原因都可能引起空氣擊穿所導致的氣體游離放電現(xiàn)象。故障電弧電氣火災(zāi)探測器的出現(xiàn)，就是應(yīng)對這種現(xiàn)象的措施。
    故障電弧電氣火災(zāi)探測器已經(jīng)成為電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中不可或缺的組成結(jié)構(gòu)，彌補了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)存在的技術(shù)缺陷，消除了電氣火災(zāi)防患的盲區(qū)，有效的提高監(jiān)測的準確性、可靠性、穩(wěn)定性，幫助用戶更好的管理電氣火災(zāi)隱患。


    1、精準判定


    對于故障電弧探測器來說，如果能夠精準判斷每一個線路使用電量的情況就可以保證電弧的正常性。如果電弧出現(xiàn)了故障，也能夠及時予以回饋。故障電弧探測器就有這樣的功能，它可以監(jiān)控到每一個線路，如果這些線路出現(xiàn)了異常就會及時的做出反應(yīng)，讓人們知道需要進行檢修。


    2、遠程控制


    故障電弧探測器的接口是標準接口，可以和其他的消防監(jiān)控設(shè)備實時的進行連接和通訊，對于工作人員來說，這樣就可以更好地觀察電弧的使用情況，從源頭上杜絕電弧導致的電氣火災(zāi)。


    3、及時反饋


    當故障電弧探測器檢測到有故障點的時候，裝置就會及時的將這些相關(guān)的信息反饋到監(jiān)控的設(shè)備上，故障的具體位置和區(qū)域這些信息也會及時的做出報告，這樣能夠幫助工作人員更快的進行維護。


    4、聲光報警


    當故障電弧探測器檢測到出現(xiàn)故障的電火之后就會發(fā)出聲光報警，可以讓工作人員第一時間就發(fā)現(xiàn)故障，并進行處理。正是由于故障電弧探測器有這樣的特性，所以不管什么時候出現(xiàn)了問題，管理者都可以及時解決，保證用電安全


    5、自我檢測


    故障電弧探測器不僅可以檢測電弧的故障點，還會進行自我的檢測，如果探測器本身出現(xiàn)了問題也會及時報警，這樣可以保證整個電路監(jiān)控系統(tǒng)的正常作業(yè)，讓人們的生活用電變得更加安全。在生活當中，為了能夠讓故障電弧探測器更加正常的作業(yè)，我們一定要及時對他進行維護和檢修，只有這樣才能夠保證他正常的作業(yè)，維護我們的生命財產(chǎn)安全。
    1、故障電弧探測的必要性


    電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成包括：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器以及測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。該系統(tǒng)能夠?qū)Ρ槐Ｗo線路中的電流、剩余電流、溫度進行監(jiān)視，并及時發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患，預防電氣火災(zāi)發(fā)生。但許多嚴重的火災(zāi)事故僅僅是由線路中低于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(fā)生在設(shè)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(nèi)部線束或零部件絕緣。當故障電弧發(fā)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(fā)火災(zāi)。


    2、故障電弧最主要的危害是引發(fā)火災(zāi)


    故障電弧的最主要危害是引發(fā)火災(zāi)，當故障電弧產(chǎn)生時，其中心溫度高達3000℃~4000℃，并且伴有金屬熔化物噴濺出來。故障電弧產(chǎn)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(zāi)的發(fā)生。


    3、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)無法監(jiān)測的幾類故障電弧


    1）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(zāi)遠多于帶電導體間的故障電弧火災(zāi)。這首先是因為接地故障發(fā)生的幾率遠大于帶電導體間短路的幾率。


    由于接地性故障電弧發(fā)生時，電流波形會發(fā)生畸變且故障電弧電流時有時無，導致剩余電流式探測器無法準確可靠地檢測到該類故障。


    2）串聯(lián)故障電弧


    電氣連接點在電氣連通、機械強度和保護措施三方面都是最薄弱或最易出現(xiàn)故障的環(huán)節(jié)，會直接導致電弧或發(fā)熱，進而引起電氣火災(zāi)。


    當線路中發(fā)生串聯(lián)故障電弧時，線路中的剩余電流不發(fā)生變化，導致電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)無法對該類故障電弧進行監(jiān)控。


    ⑶ 帶電導體間的并聯(lián)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。


    在并聯(lián)電弧建立初期，由于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并切斷電源，從而使電弧持續(xù)存在。


    符合標準


    GB14287-2011《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第4部分：故障電弧探測裝置》；


    本標準依據(jù)GB/T1.1-2009《標準化工作導則 第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)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(shù)委員會火災(zāi)探測和報警分技術(shù)委員會歸口。


    本部分負責起草單位：公安部沈陽消防科學研究所。


    中國建筑標準設(shè)計研究院編制的《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》國家建筑標準設(shè)計參考圖集；


    國家標準GB50116-2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》增加的故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的相關(guān)規(guī)定；


    應(yīng)用場所


    現(xiàn)代大體量建筑、公共集聚場所建筑和一類高層建筑；


    商場、體育館、禮堂、影劇院、大型醫(yī)院、學校；
    電信樓、財貿(mào)金融樓、大型辦公樓、展覽館、高級酒店；地鐵設(shè)施、火車站、汽車站、隧道、大型企業(yè)廠房等建筑。
    名稱：故障電弧探測器
    品牌：金特萊,dh-a

    產(chǎn)品簡介：


    故障電弧探測器是對低壓配電系統(tǒng)（400V）引起的火災(zāi)、人身觸電、系統(tǒng)故障、L/N線對地線、L線對N線等發(fā)生的故障電弧或者電設(shè)備接觸不良進行監(jiān)控報警。故障電弧會產(chǎn)生電火花直接引燃物體然后產(chǎn)生火災(zāi)。 故障電弧探測器依據(jù)國家標準GB14287.4-2014、GB50045-95（2014版）、GB13955-2014，同時參考國際電工標準呢IEC62020，IEC60755、IEC60364。






    故障電弧探測器應(yīng)用范圍：住宅交流低壓配電系統(tǒng)、工業(yè)的交流低壓配電系統(tǒng)、醫(yī)院交流低壓配電系統(tǒng)、商業(yè)交流低壓配電系統(tǒng)


    產(chǎn)品特點 ：
    ● L、N線穿透本設(shè)備
    ● 使用32位高速處理器
    ● 開關(guān)量一路IO輸出\一路IO輸入
    ● 使用OLED顯示屏幕（低功耗、高亮度）
    ● CAN總線標準工業(yè)協(xié)議
    ● 導軌安裝，自動固定，免螺絲固定
    ● 體積小省空間靈活安裝


    ● 使用獨創(chuàng)的算法（提高誤報率）





    產(chǎn)品功能：
    ● 實時顯示電流、電壓值、故障電弧數(shù)量
    ● 故障電弧次數(shù)報警值（針對不同的應(yīng)用場所在國標內(nèi)設(shè)置）
    ● 參數(shù)可遠程設(shè)置
    ● 手動自檢、設(shè)置功能
    ● 設(shè)置好地址后自動對接故障電弧探測器
    1內(nèi)部故障電弧及其危害

    1.1故障電弧產(chǎn)生的原因


    開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧產(chǎn)生的原因很多，但一般可總結(jié)歸納為以下5種[3]：


    (1) 絕緣故障的因素


    主要包括使用的絕緣材料爬距不足、材質(zhì)缺陷，年久失修、強磁場電場引起的絕緣老化等都可能造成絕緣故障。


    (2) 回路不良的因素


    主要包括連接處接頭截面過小、緊固螺栓松動、接觸面腐蝕及觸頭接觸不良等缺陷，在過流時容易引起發(fā)熱、起火進而導致相間、對地擊穿短路等。


    (3) 外物進入的因素


    主要包括小動物等的誤闖誤入，維修人員在工作后將工具遺漏在柜內(nèi)等。


    (4) 人為操作的因素


    主要包括操作人員走錯間隔、誤操作、對工作區(qū)域未接地和未驗電等。


    (5) 系統(tǒng)方面的因素


    主要包括系統(tǒng)增容、改變接地方式、大量應(yīng)用電纜、保護及自控裝置配置不當以及系統(tǒng)諧振過電壓的存在等。


    1.2故障電弧的危害


    當開關(guān)柜的某個部位或隔室產(chǎn)生故障電弧后，故障電弧首先在中心導體和殼體間燃燒，而在內(nèi)部磁場電磁力的作用下，電弧通常是不穩(wěn)定的，會在電磁力的作用下沿中心導體做圓周方向或徑向轉(zhuǎn)動，使柜內(nèi)電弧溫度快速上升，并加熱周圍的空氣致其膨脹，并產(chǎn)生巨大的壓力，使開關(guān)柜內(nèi)外產(chǎn)生強大的壓力差，將導致柜門被炸開、內(nèi)部不牢固的部件飛出。


    開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧燃燒所產(chǎn)生的能量可高達幾十兆，甚至幾百兆，它與故障電流的平方及電弧燃燒的持續(xù)時間成正比。在燃燒持續(xù)時間超過100ms后，所釋放的能量開始急劇增加并呈指數(shù)級上升，引起包括弧光、弧聲、熱量及壓力等效應(yīng)。接著這些故障效應(yīng)對開關(guān)設(shè)備的電纜、銅排以及鋼材造成嚴重損壞。同時高溫高壓氣體伴隨電弧效應(yīng)所產(chǎn)生熾熱的金屬和非金屬材料顆粒將由柜內(nèi)逸出，隨時可能造成人身傷害，甚至引起火災(zāi)[3]?？梢?，開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧的危害性非常大。


    2故障電弧的保護與檢測技術(shù)


    2.1傳統(tǒng)的保護方案


    據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料表明，如果在35ms內(nèi)切除故障，損壞程度比較輕，檢查絕緣沒有問題后便可繼續(xù)投入使用；在100ms內(nèi)切除故障，有較小的損壞，只需進行簡單的清理、檢測及維修后便可繼續(xù)投入運行；但超過500ms后切除故障，就會造成部分設(shè)備嚴重損壞，甚至人員傷亡，需要更換損壞的設(shè)備才能夠投入運行[4]。可見，開關(guān)柜故障的切除時間是關(guān)鍵性指標，與危害程度呈正相關(guān)的關(guān)系，故障切除保護系統(tǒng)的設(shè)計要求滿足低于100ms的硬性指標，才能達到滿意的效果。


    傳統(tǒng)的故障電弧保護方案有[2]：變壓器后備過流保護，國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的保護方案，但其保護跳閘時間長達1.2～2.0s，遠不能滿足需求；饋線過流保護閉鎖變壓器后備保護，保護動作時間一般為300～400ms，有一定程度的縮短但也不能滿足100ms切除故障的要求；采用環(huán)流原理的高阻抗母線差動保護，動作時間可控制在35～60ms，可滿足，但成本高，應(yīng)用局限性大，難推廣。因此，能夠快速實現(xiàn)動作保護的故障電弧檢測技術(shù)及其保護裝置應(yīng)運而生。


    2.2現(xiàn)代檢測技術(shù)


    故障電弧的現(xiàn)代檢測技術(shù)主要是通過傳感器檢測弧光、弧聲、電壓電流、壓力等電量和非電量信號，并對檢測到的信號進行分析或與相應(yīng)的設(shè)定值進行比較，判斷出是否產(chǎn)生故障電弧，從而提供適當?shù)念A防保護措施，避免電弧災(zāi)害的發(fā)生。歸納起來，現(xiàn)代電弧檢測技術(shù)主要有以下幾種：


    (1) 弧光檢測技術(shù)[3,5]


    通過檢測開關(guān)柜內(nèi)部故障發(fā)生時所發(fā)出的電弧光來判斷故障并切斷電流。弧光保護系統(tǒng)主要由光纖探頭、弧光信號檢測單元、故障分析處理單元等組成，而弧光是電弧最明顯且變化最快的特征物理量，因此該系統(tǒng)具有超高速的動作性能，是比較理想的解決方案。文獻[5]通過對一系列多種光源的研究后，確定了開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧弧光的特征，研發(fā)了一種實用的分布式多點內(nèi)部故障電弧保護裝置。


    (2) 弧聲檢測技術(shù)[6,7]


    利用故障電弧伴生的放電聲的特征頻率，建立故障電弧弧聲預測預警機制，將故障電弧消滅在萌芽階段。文獻[7]據(jù)此提出基于三層小波包解的頻帶能量特征弧聲識別算法，構(gòu)建了基于DSP的弧聲早期預警系統(tǒng)，并通過實驗驗證了該系統(tǒng)的可靠性。


    (3) 電流檢測技術(shù)[1,8]


    故障電弧發(fā)生時，回路中的電流會發(fā)生明顯的變化，通過分析電流波形突變的特征來實現(xiàn)對故障電弧的判斷。文獻[1]提出了利用積分、均方根運算、小波和頻譜分析提取表征電弧電流突變信息的特征信息，再用突變理論建立低壓開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧判別的模型，通過特征量信息融合判斷故障電弧的情況；


    (4) 壓力檢測技術(shù)[2]


    當開關(guān)柜內(nèi)產(chǎn)生故障電弧時，電能就會轉(zhuǎn)換為大量的熱能，使柜內(nèi)周圍的空氣溫度異常升高，進而使柜內(nèi)部的壓力增大，對柜體產(chǎn)生沖擊力。
    第一：適用范圍廣泛
    它在許多領(lǐng)域都能夠被使用，例如一些大型的建筑高樓，或者學校醫(yī)院等等都可以使用。這么廣泛的應(yīng)用面積，證明了它的實際使用功能非常的強大，能夠為我們經(jīng)常出入和停留的公共場所帶來非常安全的保障，避免發(fā)生火災(zāi)等一系列事故的出現(xiàn)，造成不必要的損失和生命健康危害。
    第二：高精準性的判斷故障
    故障電弧探測器的精準性非常的高，對于故障的判斷幾乎可以做到零誤差，能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)故障，并且做出準確的判斷。也能夠在每一區(qū)域內(nèi)對正常操作電弧和故障電弧進行有效的區(qū)分，這樣會減少我們在工作中遇到的麻煩，這種便利性也是十分符合現(xiàn)代人群的檢測故障需求。
    第三：定位功能強大
    故障電弧探測器在設(shè)置時于消防人員的監(jiān)控室中的系統(tǒng)想通，當有故障發(fā)生時，先會對故障電弧的位置進行定位，然后將其位置信息及時的傳送至監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠讓工作人員第一時間發(fā)現(xiàn)故障并解決，保證工作的針對性和時效性。
    第四：自身靈敏的報警
    故障一發(fā)生，探測器就會發(fā)出聲光形式的報警信號，那么這樣就可以及時的收到報告并解除，預防很多災(zāi)害的發(fā)生。
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