今日一學//產生故障電弧后該怎么治理

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1 電弧

1.1 定義

   電弧是一種氣體游離放電現象，也是一種等離子體。電弧是指電流穿過絕緣層（含空氣）時發光的放電現象，在放電的同時伴有熱的產生，熱量可以使局部溫度迅速上升到3000度，金屬可以被融化。電弧中的電流從微觀上看是電子及正離子在電場作用下移動的結果，其中電子的移動構成電流的主要部分。

1.2特點

  溫度很高，電流很小，持續時間短，一旦出現擊穿點則會頻繁出現。電弧產生時，會釋放大量的熱，有可能引燃周圍的易燃易爆品，造成火災甚至爆炸。

1.3類別

1）好弧

   電機旋轉（如電鉆、吸塵器等）產生的電弧。人們開關電器、插拔電器時產生的弧也屬于“好弧"。

2）壞弧

   帶電線路中出現非人類意愿電弧的一種電氣故障。即故障電弧。

2 故障電弧

2.1產生原因

1）線路中導線的絕緣老化、破損；

2）導線的連接位置接觸不良；

3）線束內部有斷裂部分。

2.2危害

   主要危害是引發火災，當故障電弧產生時，其中心溫度高達3000℃~4000℃，并且伴有金屬熔化物噴濺出來。故障電弧產生的高溫高熱，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，也易引燃可燃物而導致火災的發生。除此之外， 產生故障電弧時，線路中的電壓會產生波動，電流也會發生突變，這容易造成用電設備故障。

2.3分類

   按照電弧故障發生時電弧與電路連接關系，可將電弧故障分為串聯電弧故障、并聯電弧故障、接地電弧故障和復合電弧故障。

1）串聯電弧故障

   電弧電流流過負載并與負載串聯的電弧故障。

2）并聯電弧故障

   電弧電流流過帶電導體之間并與負載并聯的電弧故障。

3）接地電弧故障

   電弧電流從帶電導體流入大地的電弧故障。

4）復合電弧故障

   無論并聯電弧故障PAF還是接地電弧故障，故障電流均較大，等效于短路故障。復合電弧故障兼具串聯電弧故障、并聯電弧故障和接地電弧故障的特點。

3 解決方案

3.1 故障電弧治理存在問題

  電弧故障AF中，并聯電弧故障PAF和接地電弧故障GAF表現為電路短路，故障電流大，可由斷路器、熔斷器等設備對其保護；串聯電弧故障SAF和復合電弧故障CAF因受線路負載限制，其故障電流小，常為5~30A，甚至更低（熒光燈交流串聯電弧故障ASAF電流有效值僅0.1A），以致現有由帶門限斷路器和熔斷器組成的電氣保護體系無法實現對其保護，存在潛在安全隱患。

3.2治理方案

1）故障電弧探測器

   對接入線路中的故障電弧傳感器進行統一檢測。故障電弧傳感器可以對故障電弧（包括故障并聯電弧、故障串聯電弧）進行有效的檢測，當檢測到線路中存在引起火災的故障電弧時，顯示單元可以進行現場的聲光報警，并將報警信息傳輸給電氣火災監控設備。可同時通過對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數實施監控和管理。 

   探測器適用于工業與民用建筑中10KW及其以下的電氣線路，其保護線路長度不宜大于100米。

2）故障電弧保護器

    

    AFDD-32型電弧故障保護電器（以下簡稱“保護器"）由小型斷路器、脫扣結構、電弧檢測模塊組成，具有短路保護、過載保護和電弧故障保護的功能，用于額定電流32A及以下的交流電路中。

    AFDD-32型電弧故障保護電器*大額定電流為32A。保護器中的電弧故障保護單元能檢測和辨別到線路中的串聯電弧故障、并聯電弧故障及接地電弧故障。當檢測到線路中存在故障電弧或短路、過載時會自動脫扣，切斷電源，從而預防電氣火災的發生。

特點：

短路保護功能：保護器實時監測用電線路電流，當線路發生短路故障時，快速脫扣，并發出光報警信號。

過載保護功能：當被保護線路的電流過載，保護器脫扣，并發出光報警信號。

電弧故障保護功能：當保護器檢測到線路中存在電弧故障時，保護器脫扣，手柄斷開，下端電源斷開，發出光報警信號。

作者介紹

未曉妃，安科瑞電氣股份有限公司，178 2117 0311,主要研究方向為微電網能效管理和環保安全用電。