李婧婧
安科瑞電氣股份有限公司
【摘要】當(dāng)前，隨著我國(guó)人民群眾生活水平的不斷提高，各種各樣的家用電器走進(jìn)居民家庭，成為日常生活中離不開(kāi)的必需品。然而，隨著家用電器的日益增多，生活用電的大量使用，潛在的電氣方面的火災(zāi)隱患也在不斷地上升，發(fā)生了許多令人深思令人心痛的火災(zāi)故。家庭電器防火已成為我們當(dāng)前火災(zāi)預(yù)防工作的一項(xiàng)十分重要和緊迫的工作。
【關(guān)鍵詞】家庭火災(zāi)；漏電；短路；過(guò)載
0前言
所謂的電氣火災(zāi)一般是指由于電氣線(xiàn)路、用電設(shè)備、器具以及供配電設(shè)備出現(xiàn)故障性釋放的熱能，如高溫、電弧、電火花以及非故障性釋放的能量；如電熱器具的熾熱表面，在具備燃燒條件下引燃本體或其他可燃物而造成的火災(zāi)，也包括南雷電和靜電引起的火災(zāi)。
家庭電氣火災(zāi)其成因主要表現(xiàn)在：一是電氣線(xiàn)路上；二是用電設(shè)備和器具上。只要我們很好地抓住這兩方面工作，就能很好地預(yù)防電氣火災(zāi)。怎樣預(yù)防用電設(shè)備和器具火災(zāi)?使用過(guò)程中主要是正確按照操作規(guī)章，使用合格的用電設(shè)備和器具，并仔細(xì)做好用電設(shè)備和器具的管理。但對(duì)于電氣線(xiàn)路為何會(huì)造成火災(zāi)，怎樣預(yù)防電氣線(xiàn)路火災(zāi)，許多居民都感到很茫然，無(wú)從下手下面就著重地談?wù)勲姎饩€(xiàn)路火災(zāi)的成因及其預(yù)防措施。通過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究表明：南電氣線(xiàn)路引起的火災(zāi)原因主要是線(xiàn)路漏電、短路、過(guò)負(fù)荷、接觸電阻過(guò)大或絕緣擊穿造成高溫、電火花和電弧等。
在家庭火災(zāi)事故調(diào)查中，由于線(xiàn)路漏電、短路、過(guò)負(fù)荷、接觸電阻過(guò)大等所造成火災(zāi)事故的比例居多，而且一直呈上升趨勢(shì)。下面逐一介紹和分析引起家庭電氣火災(zāi)的四種情況：
1漏電火災(zāi)
所謂漏電，就是線(xiàn)路的某一個(gè)地方因?yàn)槟撤N原因(自然原因或人為原因，如風(fēng)吹雨打、潮濕、高溫、碰壓、劃破、摩擦、腐蝕等)使電線(xiàn)的絕緣或支架材料的絕緣能力下降，導(dǎo)致電線(xiàn)與電線(xiàn)之間(通過(guò)損壞的絕緣、支架等)、導(dǎo)線(xiàn)與地面之間(電線(xiàn)通過(guò)水泥墻壁的鋼筋、馬口鐵皮等)有一部分電流通過(guò)．這種現(xiàn)象就是漏電。
當(dāng)漏電發(fā)生時(shí)，如遇電阻較大的部位時(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部高溫，致使附近的可燃物著火．從而引起火災(zāi)。此外，在漏電點(diǎn)產(chǎn)生的漏電火花，同樣也會(huì)引起火災(zāi)。
2短路火災(zāi)
電氣線(xiàn)路中的裸導(dǎo)線(xiàn)或絕緣導(dǎo)線(xiàn)的絕緣體破損后，火線(xiàn)與火線(xiàn)，或火線(xiàn)與地線(xiàn)(包括接地從屬于地面)在某一點(diǎn)碰在一起，引起電流突然大量增加的現(xiàn)象就叫短路，俗稱(chēng)碰線(xiàn)、混線(xiàn)或連電。
由于短路時(shí)電阻突然減少，電流突然增大，瞬間的發(fā)熱量也很大，大大超過(guò)了線(xiàn)路正常工作時(shí)的發(fā)熱量，并在短路點(diǎn)易產(chǎn)生強(qiáng)烈的火花和電弧，不僅能使絕緣層迅速燃燒，而且能使金屬熔化，引起附近的易燃可燃物燃燒，造成火災(zāi)。
3過(guò)負(fù)荷火災(zāi)
所謂過(guò)負(fù)荷是指當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)電流量超過(guò)了安全載流量時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)的溫度不斷升高，這種現(xiàn)象就叫導(dǎo)線(xiàn)過(guò)負(fù)荷：當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)過(guò)負(fù)荷時(shí)，加快了導(dǎo)線(xiàn)絕緣層老化變質(zhì)。當(dāng)嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)的溫度會(huì)不斷升高，甚至?xí)饘?dǎo)線(xiàn)的絕緣發(fā)生燃燒，并能引燃導(dǎo)線(xiàn)附近的可燃物，從而造成火災(zāi)。
4接觸電阻過(guò)大火災(zāi)
眾所周zhi：凡是導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)、導(dǎo)線(xiàn)與開(kāi)關(guān)、熔斷器、儀表、電氣設(shè)備等連接的地方都有接頭，在接頭的接觸面上形成的電阻稱(chēng)為接觸電阻當(dāng)有電流通過(guò)接頭時(shí)會(huì)發(fā)熱，這是正常現(xiàn)象、如果接頭處理良好，接觸電阻不大，則接頭點(diǎn)的發(fā)熱就很少，可以保持正常溫度。如果接頭巾有雜質(zhì)，連接不牢靠或其他原兇使接頭接觸不良，造成接觸部位的局部電阻過(guò)大，當(dāng)電流通過(guò)接頭時(shí)，就會(huì)在此處產(chǎn)生大熱量。形成高溫，這種現(xiàn)象就是接觸電阻過(guò)大。
在有較大電流通過(guò)的電氣線(xiàn)路上，如果在某處H{現(xiàn)接觸電阻過(guò)大這種現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)在接觸電阻過(guò)大的局部范同內(nèi)產(chǎn)生極大的熱量，使金屬變色甚至熔化，引起導(dǎo)線(xiàn)的絕緣層發(fā)生燃燒，并引燃附近的可燃物或?qū)Ь€(xiàn)上積落的粉塵、纖維等，從而造成火災(zāi)。
以上總結(jié)了造成家庭電氣火災(zāi)的四種主要原因下面，相應(yīng)地淺談一下預(yù)防漏電火災(zāi)、短路火災(zāi)、過(guò)負(fù)荷火災(zāi)和接觸電阻過(guò)大火災(zāi)所應(yīng)采取的措施和對(duì)策。
主要是認(rèn)真做好日常生活中以下幾個(gè)方面事項(xiàng)：
1．對(duì)用電線(xiàn)路進(jìn)行巡查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題
2．在設(shè)計(jì)和安裝電氣線(xiàn)路時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)和電纜的絕緣強(qiáng)度不應(yīng)低于網(wǎng)路的額定電壓，絕緣子也要根據(jù)電源的不同電壓進(jìn)行選配。
3．安裝線(xiàn)路和施工作過(guò)程中，要防止劃傷、磨損、碰壓導(dǎo)線(xiàn)絕緣，并注意導(dǎo)線(xiàn)連接接頭質(zhì)量及絕緣包扎質(zhì)量。
4．在特別潮濕、高溫或有腐蝕性物質(zhì)的場(chǎng)所內(nèi)，嚴(yán)禁絕緣導(dǎo)線(xiàn)明鋪，應(yīng)采用套管布線(xiàn)，在多塵場(chǎng)所，線(xiàn)路和絕緣子要經(jīng)常打掃，勿積油污。
5．嚴(yán)禁亂接亂拉導(dǎo)線(xiàn)，安裝線(xiàn)路時(shí)，要根據(jù)用電設(shè)備負(fù)荷情況合理選用相應(yīng)截面的導(dǎo)線(xiàn)：并且，導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)之間、導(dǎo)線(xiàn)與建筑構(gòu)件之間及固定導(dǎo)線(xiàn)用的絕緣子之間應(yīng)符合規(guī)程要求的間距。
6．定期檢查線(xiàn)路熔斷器，選用合適的保險(xiǎn)絲，不得隨意調(diào)換保險(xiǎn)絲，更不準(zhǔn)用銷(xiāo)線(xiàn)和銅線(xiàn)等代替保險(xiǎn)絲。
7．檢查線(xiàn)路上所有連接點(diǎn)是否牢固可靠，要求附近不得存放易燃可燃物品。
5安科瑞限流式保護(hù)器的介紹與選型
5.1限流式保護(hù)器的設(shè)計(jì)
電氣防火限流式保護(hù)器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開(kāi)關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長(zhǎng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等當(dāng)弊端，發(fā)生短路故障時(shí)，能以微秒級(jí)速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，保障使用場(chǎng)所人員和財(cái)產(chǎn)的安全。
安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護(hù)器的主要元件是固態(tài)開(kāi)關(guān)，不同于傳統(tǒng)家用的空氣開(kāi)關(guān)（微斷）。我們知道，傳統(tǒng)空氣開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)是一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分?jǐn)鄷r(shí)間需要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負(fù)載斷開(kāi)時(shí)通常伴隨有電弧的產(chǎn)生。而固態(tài)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)則是依靠半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，分?jǐn)鄷r(shí)間微秒級(jí)，速度快，無(wú)電弧產(chǎn)生。
如圖1所示，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，傳統(tǒng)空氣開(kāi)關(guān)在電流升至C點(diǎn)時(shí)才能動(dòng)作，且無(wú)法瞬時(shí)切斷電流，而固態(tài)開(kāi)關(guān)則可以在電流升至B點(diǎn)時(shí)即瞬間切斷短路電流。
從流過(guò)電阻的電流熱量公式Q=I2Rt，可以很容易看出，傳統(tǒng)空氣開(kāi)關(guān)與固態(tài)開(kāi)關(guān)在短路時(shí)所釋放的能量差別可以達(dá)到數(shù)千倍之多。因此當(dāng)裝配限流式保護(hù)器的回路發(fā)生短路故障時(shí)，就可以避免電弧的產(chǎn)生，從而有效降低了電氣火災(zāi)。
5.2 ASCP200-1功能特點(diǎn)
ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器是單相限流式保護(hù)器，較大額定電流為63A。主要功能如下:
A）短路保護(hù)功能，線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)；
B）過(guò)載保護(hù)功能，線(xiàn)路持續(xù)過(guò)載時(shí)，保護(hù)器限流保護(hù)；
C）表內(nèi)超溫保護(hù)功能，保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過(guò)高時(shí)，保護(hù)器限流保護(hù)；
D）過(guò)/欠壓保護(hù)功能，線(xiàn)路欠壓或過(guò)壓時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；
E）電纜溫度監(jiān)測(cè)功能，被測(cè)線(xiàn)纜溫度超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；
F）漏電流監(jiān)測(cè)功能，線(xiàn)路漏電超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；
G）通訊功能，保護(hù)器配置1路RS485接口，1路2G無(wú)線(xiàn)通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺(tái)，或第三方監(jiān)控軟件或平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
5.3 ASCP200-1技術(shù)參數(shù)
5.4應(yīng)用方案圖示
ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器建議安裝在入戶(hù)開(kāi)關(guān)下端，額定電流值根據(jù)入戶(hù)開(kāi)關(guān)的具體規(guī)格進(jìn)行設(shè)置，典型應(yīng)用示意圖如圖2所示：
5.5使用注意事項(xiàng)
在選用限流式保護(hù)器時(shí)，限流式保護(hù)器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其前上級(jí)的斷路器的額定電流保持一致。例如，當(dāng)限流式保護(hù)器輸入端斷路器的額定電流為32A時(shí)，應(yīng)將限流式保護(hù)器的額定電流設(shè)置為32A。為保障限流式保護(hù)器的正常使用，嚴(yán)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(xiàn)路中。
ASCP200系列采用限流式保護(hù)器采用壁掛式安裝，可以?huà)靿Π惭b，也可以安裝在箱體內(nèi)，應(yīng)確保安裝場(chǎng)所無(wú)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(fēng)散熱。
為確?？煽窟B接，接線(xiàn)時(shí)應(yīng)按接線(xiàn)圖進(jìn)行，同時(shí)為了防止接頭處接觸電阻過(guò)大而導(dǎo)致局部過(guò)熱，也避免因接觸不良而導(dǎo)致保護(hù)器工作不正常，線(xiàn)頭應(yīng)采用合適大小的U形冷壓頭壓接后，再插入保護(hù)器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實(shí)。
保護(hù)器內(nèi)部帶有交流電，嚴(yán)禁非專(zhuān)業(yè)人士擅自打開(kāi)產(chǎn)品外殼。保護(hù)器在使用期間，若被保護(hù)線(xiàn)路發(fā)生短路或過(guò)載故障而被限流保護(hù)時(shí)，保護(hù)器仍處于帶電狀態(tài)，不允許隨意碰觸用電線(xiàn)路的金屬部分。待檢查線(xiàn)路，并排除故障后，長(zhǎng)按保護(hù)器的復(fù)位按鍵約2秒鐘，使保護(hù)器恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)。
當(dāng)保護(hù)器因超溫而發(fā)生限流保護(hù)時(shí)，則可能是因?yàn)樨?fù)載電流過(guò)大，環(huán)境溫度過(guò)高或通風(fēng)散熱不良等原因?qū)е拢赏ㄟ^(guò)加強(qiáng)通風(fēng)等措施，等保護(hù)器溫度降下來(lái)后，再長(zhǎng)按復(fù)位鍵，使保護(hù)器復(fù)位，恢復(fù)正常運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]易偉.家庭電氣火災(zāi)威因及預(yù)防.
[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)，2020.06版.
作者簡(jiǎn)介：李婧婧，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣防火限流式保護(hù)器的研發(fā)與應(yīng)用
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