AFCI技术在电气防火领域的应用

刘丽萍

摘要：文章通过对故障电弧的分析，阐明了AFCI技术的原理和使用方法，在相关的检测要求下保证防火的安全，同时将电气技术与火灾管控相互协调，找寻出一条在火灾监控中使用AFCI技术最为合理的途径。

关键词：故障电弧；AFCI技术；电气防火；检测方法

中图分类号：X928 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）10-0014-02

在我国的经济快速发展的同时，城市化的进程速度也呈现快速发展的趋势，在现阶段，电能的使用消耗较上一个十年增长了73%，同时电能使用量增长的趋势还在扩大，电能已经逐渐成为我国使用最为广泛的科学能源。与此同时，相关的电气安全问题就显现出来了，越来越多的电气原因造成了火灾现象。

灾电气造成的火灾中，很大一部分是在电气线路中，线路的电流和电压值远远超过了线路中的额定电压、电流值，极易导致线路的短路和因电流过大产生故障电弧。故障电弧的发生可能是最初的设计中存在一些疏漏，或是整体线路在长时间的使用中出现了老化现象，电气绝缘出现了故障，导致线路漏电、电气装置出现不能检测的情况，在无法判明线路故障的情形下，电源装置及线路会在故障中一直处于工作状态，极易造成电气火灾的发生，在这种情况下，我们对故障电弧的检测方法进行探讨。

1 故障电弧产生的原理

在绝缘体使用过程中，会被过大的电流和电压经过时出现击穿的情况，绝缘体就会在不导电的状况下转变为导电，同时自身还会出现发光发热的情况，即电弧的出现，这些电弧会给人们的生活带来很大安全隐患，我们称为故障电弧。

故障电弧会由于线路的老化、接触错误等原因发生电气方面的故障，同时产生大量的光和热，在很短的时间内会发展成明火，极易导致电气周围的可燃物出现着火现象，不及时扑灭就会造成严重的火灾。所以，必须将故障电弧控制在规定的范围内。

在电气线路短路起火的现象中，接地故障电弧引发的火灾远多于带电导体间的电弧火灾，这首先是因为接地故障发生的几率远大于带电导体间短路的几率。在电气线路施工中，穿钢管拉电线时带电导体绝缘外皮与钢管间的摩擦使绝缘磨薄或受损；另外，发生雷击时地面上出现的瞬变电磁场，对电气线路感应瞬态过电压。所以，无论从机械的或电气的原因进行分析，线路对地的绝缘水平总是低于带电导体间的绝缘水平，发生接地故障的几率也就远远高于带电导体间短路的几率。问题还不止于此，一旦发生接地故障，由它引发出的危险电弧的几率也远远大于带电导体间产生危险电弧的几率，这可用下图说明。

图1中a，b，c和d各为相线、中性线和PE线的连接端子。a、b两端子如果连接不良或不导电，设备将不运转或运转不正常，可及时觉察予以修复，不会引发事故。但PE线端子c、d不导电或导电不良却不易觉察，设备仍能照常运转，这时c、d端子的连接不良成为一个事故隐患而持续存在。若一旦由于绝缘损坏发生相线碰外壳接地故障，如果c、d端子不导电，设备外壳将对地带相电压而导致电击事故。如果c、d端子连接松动导电不良，端子处将迸发出电火花或电弧（延续和集中的电火花即为电弧），很容易引燃近旁可燃物从而导致火灾。

2 AFCI技术的使用原理

AFCI技术是故障电弧的检测方法，关键的时候可以起到防止电气火灾的效果。在产生故障电弧过程中AFCI会自动将电源切断，并且与火灾预警装置相互连接，发出报警信息，以此来保证电气线路的安全。

在电气检测的使用中，故障电弧的检测装置不单单是在电路故障时做出切断电源的工作，而是要将线路的使用信息及时的与火灾的监控系统数据相互共享，并将事故发生的时间和地点详细地向报警中心传递，火灾监控设备再结合接收到的检测数据进行分析处理，最终得出事故的判断报告。这样就有效的减少了检测装置中出现的工作脱节的现象，也不会出现有检测数据而没有应答数据的情况，有效的保证了线路的安全。

在现有的AFCI技术中，检测的范围只能在220V以内，额定电流不超过60A，考虑到这些原因，故障电弧的检测装置一般都安装在监控的末端，用最大的供电量和最大的负荷检测来了解线路中的情况，这就同时要求AFCI技术中检测设备的数量增加，相应的会将检测的成本适当的提高。假设一台电气故障检测设备所连接的检测装置过少，不能达到设计的要求，则很难起到让过电保护装置正常使用的功效。对于电路的影响同样很大。

在对一些用电设备的干扰中，电磁干扰会直接对于电弧的检测造成一定的影响。为了形成可靠性较强的AFCI检测方式，必须了解测试的技术参数，提高对于误动作的识别能力，在整套检测中加入更多的抗干扰装置，添加一定的负载兼容设备，如新版本的UL1699要求。对于插座处的接触装置，保证连接良好，如果出现接头接触不良的情况，在电弧测试中就会被大电流击穿，造成严重的电气事故，继而导致火灾事故的发生。

3 结语

火灾的发生会带来很大的人员伤亡和财产损失，做好消防工作是防止火灾隐患最为直接的办法，在防火领域中，使用电气防火设备可以在线路出现故障时及时发现问题，并采取救援措施。本文中，详细介绍了AFCI技术的使用原理和方法，从故障电弧的特征出发，了解我国现阶段电弧检测仪器的使用情况，在大量实验中了解到故障电弧的发生机理，为进一步降低火灾风险做出坚实的保证。AFCI技术在使用中还存在很多问题，通过不断的总结完善AFCI技术的使用方法，切实地保证人们的生命和财产安全。

参考文献

[1] 邸曼，张明，齐梓博.2003年至2007年国内电气火灾事故的统计分析[A].第十一届中国科协年会会议论文集[C].2009，12（14）：36-39.

[2] 王厚余.低压电气装置的设计安装和检验[M].北京：中国电力出版社，2003，8（9）：11-13.