AFDD電弧故障探測器裝置的使命

發布時間：2018-10-09 13:10:26    來源：www.xiaoanjia.com.cn    作者：保定奧特電力器材公司    瀏覽量：54

高居火災損害首位的電氣火災的防治愈發重要，防備火患于未“燃”更趨重視。完成在開端阻止電氣火災發作的電弧防護開關設備——電弧毛病斷路器(AFCI/AFDD)應求而生。

任務之“WHY”

電氣火災首要源于：

電氣線路接觸不良或絕緣受損(多是線路老化構成碳化)導致的“串聯電弧”或“并聯電弧”短路;

電氣線路對地絕緣受損導致的接地(電弧)毛病;

電氣線路接觸不良、電氣設備布置不妥、過負荷導致的異常溫升。

其間，電弧性短路蔭蔽不易發現成為電氣防火的首要。每次電弧的溫度超越5500℃，高強熱電弧發射出的熱粒子經時刻累積易引燃線路周圍絕緣層資料，引起電氣火災。

串聯毛病電弧的電流值小于回路額定電流，并聯毛病電弧的電流值可能大于額定電流，而家用電器的發動涌流大于額定電流。針對兩種電弧毛病施行維護并需繞過設備發動涌流，傳統的熱磁體系(如終端過電流維護或漏電維護設備)無法檢測出毛病電弧電流并辨認出電弧毛病，達不到防備電氣火災的要求。據統計：我國2005至2009年電弧毛病導致的火災占總電氣火災的51%，直接經濟損失占總火災的36%。

配電智能化技能的開展及運用使得電弧檢測、毛病信號辨認得以完成的AFCI/AFDD依靠維護算法能夠達到電弧毛病維護要求，避免電氣火災發作。美國國家電氣規程(NEC)界說其為：一種當檢測到電弧，經過辨認電弧特性，堵截電路，供給電弧毛病維護的設備。

任務之“HOW”

AFCI/AFDD包含操作組織、觸頭體系、脫扣組織、測驗按鈕、接線端子、殼架等一般結構，其特征結構還包含電弧檢測電路、電弧毛病電子辨認電路(含微處理器)，其根據PCB硬件及預設的維護算法，完成智能化的電弧檢測、毛病電弧辨認。

AFCI/AFDD施行維護的流程：(1)電弧檢測。經過先進的電子技能監測電路中的電弧。(2)電弧特性辨認。針對檢測到的電弧，剖析其特性，辨認是否為毛病電弧。在AFCI/AFDD制造中，需測驗數以百計可能的運轉狀況，并編程存入電弧特性挑選器，用以辨認“正常”和“危險”電弧。(3)維護特性匹配剖析。維護特性滿意UL1699規范規則：在交流供電線路上，當AFCI/AFDD在0.5s內檢測到8個半周波的毛病電弧時，AFCI/AFDD履行脫扣堵截電路，且脫扣時刻應小于0.2s。(4)堵截電路，完成毛病維護。當滿意電弧毛病維護特性時，宣布脫扣信號，堵截電路。

AFCI/AFDD檢測到毛病電弧，經維護算法剖析，滿意維護特性時即觸發脫扣。典型方法：檢測負載電流，將電流信號擴大并傳送至電弧特性挑選器，斷定電流信號頻率是否大于供電頻率并小于電力線通訊頻率。挑選器輸出的信號與設定的電弧電流門檻值比較，大于該電流門檻值時即加入累加器。AFCI/AFDD定時查看累加器的輸出，超越閾值時即觸發脫扣。

AFCI/AFDD與GFCI(或RCCB)合作運用，可供給電弧和漏電兩種毛病維護兼有的家居電氣毛病維護，通常是AFCI/AFDD-GFCI插座方法。美國EATON公司已開宣布在AFCI/AFDD殼體內集成接地毛病(漏電)維護功能的終端產品。

任務之“WHAT”

技能現狀

AFCI/AFDD選用電子技能辨認電弧狀況，毛病電弧檢測是電弧毛病維護的關鍵環節。關于電弧及毛病電弧檢測的研討始于20世紀80年代末和90年代初的美國。利用電弧放電的光、熱、聲和電磁等特性，首要的電弧檢測及毛病辨認方法：

(1)根據電弧波形特性：經過判別電流波形導數以及累積電弧周期是否均超越設定閥值來辨認電弧毛病。

(2)根據電弧高頻能量驟變：經過檢測電流信號高頻部分的能量驟變辨認電弧，并經過檢測電弧次數來辨認電弧毛病。

(3)選用高頻小波改換：對負載電流高頻取樣，核算非過零離散小波系數，連同低頻電流過零信號斷定是否滿意閾值。

(4)選用傅式改換：選用短時傅利葉改換剖析采樣信號的基波重量、奇次和偶次諧波重量的改變，提取和判別串聯電弧毛病特征。

(5)選用時頻剖析：根據反映電流驟變的凹凸脈沖經延時衰減時刻的差異，以高于和低于閾值的時域作為判別根據。

(6)選用高頻信號對比：經過判別周期性發生的高頻電流是否差異于正常的開關電弧，并檢測頻譜規模是否差異于因為電力電子器件等運用發生的一般高頻諧波。

(7)選用弧光波長切換：將所接收到的電弧光中的紫外光改換為可見光，由光電轉換器轉換成觸發信號。

職業競態

AFCI/AFDD作為有用避免電弧毛病引起電氣火災的終端維護電器，已在北美迅速得到遍及和推行，而國內對AFCI/AFDD的研討及運用尚在初始階段，重要的立異主體有：泰西電氣、和瑞電子、伊頓、西門子、通用電氣、施耐德等。由上海電器科學研討院擔任起草的2011年機械職業規范《電弧毛病檢測器設備(AFDD)》，以及由沈陽消防所擔任起草的GB 14287.4《毛病電弧勘探設備》規范均進入報批階段。在修建電氣防火范疇，電弧毛病維護技能將具有寬廣市場前景和開展潛力。

任務之“WHERE”

根據電弧放電發生的各種理化特性，以及電弧波形特征，各種新的檢測技能運用于電弧的檢測和電弧毛病的辨認，將進一步進步電弧防護水平。完善電弧動態模型，模仿電弧特性，選用新算法進步毛病信息處理速度，是電弧毛病維護范疇一個重要的研討課題。

(1)電弧檢測及毛病辨認方面

將成熟的智能操控理論及模式辨認技能，運用于電弧檢測和毛病辨認斷定，將大大進步電弧毛病辨認速度和準確性。

(2)多維護集成合作方面

處理AFCI/AFDD地點配電體系中各節點開關的和諧合作，為電路供給全面毛病維護。集成過載、短路、接地毛病、電弧毛病等多維護為一個復合型斷路器，并優化完善各維護功能的和諧合作。

(3)光伏體系電弧毛病維護方面

充分發揮光伏清潔動力的效果，針對性研制用于光伏直流體系的特種AFCI/AFDD，觸及光伏逆變器、匯流箱、光伏電池模塊的串聯直流電弧毛病維護。

(4)滿意智能電網對開關電器的新要求

完成AFCI/AFDD的可通訊、網絡化，智能化及其觸及的總線技能、可通訊網絡化等技能將發揮更大功效。

(5)AFCI/AFDD產品系列化規范化方面

AFCI/AFDD的系列化、規范化，以及附件模塊化，將大大進步其在終端配電中的運用規模。

結語

作為低壓配電體系尤其是修建供配電的重要終端防火設備，我國與國外的AFCI/AFDD技能開展及產品運用相比還有很大差距。外資企業已開端了在國內的AFCI/AFDD戰略布局，在我國專利申請量逐年遞加。我國高校應重視推動AFCI/AFDD專利技能搬運，尋求專有技能獲利;本鄉企業需加強AFCI/AFDD的技能研制及專利化，儲備好長遠開展所需的戰略財物，并學習外資企業的市場戰略，盡力培養中心競爭力。跟著人們對家居防火安全維護產品的需求增加及國內AFCI/AFDD技能規范施行，AFCI/AFDD技能的研討及運用遍及將會深化并發生巨大社會和經濟效益。

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