電氣消防：電弧故障斷路器可防范 75%電氣線路火災(zāi)
摘要：本文詳細(xì)介紹了新的技術(shù)電弧故障斷路器（AFCI）的作用，闡述了AFCI的相關(guān)知識(shí)/。
一，引言
據(jù)中國(guó)公安部沈陽(yáng)所2009年的統(tǒng)計(jì)，重特大電氣火災(zāi)中，58.44%是電氣線路的故障引發(fā)的，并逐年在增加，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，電氣化程度越來(lái)越高，電路保護(hù)也越來(lái)越重要。
電氣中的故障電弧能量大，溫度高，危害是極大的，非常容易引起火災(zāi)。但是，傳統(tǒng)的斷路器是只可以保護(hù)漏電，過(guò)流和短路，而許多嚴(yán)重的火災(zāi)事故卻是由低于額定電流的故障電弧引起的，傳統(tǒng)的斷路器是*不能檢知或防止這種故障。隨著電弧故障引起的事故越來(lái)越凸
顯，我們需要用AFCI技術(shù)來(lái)防范和監(jiān)控電氣線路的火災(zāi)隱患。
二，有關(guān)AFCI的一般介紹
AFCI是什么
AFCI是英文ArcFaultCircuitInterrupt的縮寫，可翻譯成“電弧故障斷路器”，大家知道，傳統(tǒng)的斷路器只對(duì)短路和過(guò)流有保護(hù)作用，普通的漏電保護(hù)開關(guān)RCD（GFCI）只對(duì)“相/地”或“零/地”有保護(hù)作用，不能對(duì)“相/零”間的故障電弧起保護(hù)作用。
AFCI技術(shù)是一項(xiàng)*的電路保護(hù)技術(shù)，可在傳統(tǒng)斷路器的基礎(chǔ)上，能對(duì)“相/零”和“相/地”間的故障電弧起保護(hù)作用，這些危險(xiǎn)的電弧可能發(fā)生在電氣的布線上、插頭和插座連接點(diǎn)、以及家用電器內(nèi)部的線束上或電器的電源線上等，當(dāng)有故障電弧發(fā)生時(shí)，電弧可以在瞬間產(chǎn)生大約4000度的高溫，極易點(diǎn)燃附近的易燃物，引發(fā)電氣火災(zāi)。
美國(guó)電氣火災(zāi)和AFCI情況
在美國(guó)，根據(jù)CPSC(ConsumerProductSafetycommission美國(guó)消費(fèi)品安全委員會(huì))1998年的統(tǒng)計(jì)，每年由于配電線路老化引起電弧造成的火災(zāi)有超過(guò)40000起，造成直接經(jīng)濟(jì)損失$16.8億美元。
美國(guó)州消防署署長(zhǎng)全國(guó)協(xié)會(huì)（簡(jiǎn)稱NASFM）在后來(lái)的電氣火災(zāi)原因調(diào)查研究報(bào)告也是指向《故障電弧》，占電氣火災(zāi)的83％。
所以，為了有效減少電氣火災(zāi)，美國(guó)電氣規(guī)范（NEC2002）210-12(A)(B)要求在新建建筑和老建筑的臥室安裝這種AFCI斷路器和AFCI墻插座，所有的空調(diào)要安裝AFCI插座。
因?yàn)榘惭b后作用明顯，所以NEC2008增加AFCI的使用范圍，（210－12（B））幾乎分支電路都要求安裝故障電弧斷路器AFCI。
美國(guó)國(guó)家消防協(xié)會(huì)（NFPA）在2003年對(duì)安裝AFCI的經(jīng)濟(jì)情況做出了結(jié)論：AFCI可以防范大約75％－80％的電氣線路火災(zāi)，NFPA估算全美住家裝設(shè)AFCI包含20年的老房子（每住家平均用175美元成本），所花費(fèi)的成本與未裝設(shè)時(shí)預(yù)估會(huì)發(fā)生火災(zāi)的傷亡和財(cái)產(chǎn)
損失相比較，總計(jì)整個(gè)社會(huì)（全美1.9百萬(wàn)住家）在AFCI壽命期（20－30年）內(nèi)可以節(jié)省幾乎雙倍投入成本的好處，也就是可以給國(guó)家節(jié)省雙倍的資金，并帶來(lái)巨大的社會(huì)效益。
我國(guó)電氣火災(zāi)情況
據(jù)中國(guó)公安部沈陽(yáng)所2009年的統(tǒng)計(jì)，2003－2007五年中，各年度電氣火災(zāi)數(shù)占火災(zāi)總數(shù)的比例分別為：23％，20.7%21.9%23.1%和28.3%，重特大電氣火災(zāi)中，58.44%是電氣線路的故障引發(fā)的，并逐年在增加，形式相當(dāng)嚴(yán)峻。
據(jù)我有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國(guó)電氣火災(zāi)是美國(guó)的3倍之多，電路老化造成的火災(zāi)在所有火災(zāi)事故中占有*的比例，在我國(guó)電氣線路分布不合理，偽劣電器很多，容易發(fā)生電氣火災(zāi)，而且我國(guó)的電壓是220V,美國(guó)的電壓是110V,電壓高更容易發(fā)生故障電弧，這是均為電氣火災(zāi)的隱患。
三，電氣電弧知識(shí)
電?。?/strong>
當(dāng)電氣線路絕緣老化，破損，接插件虛接，線路虛接，短路都會(huì)發(fā)生故障電弧，（弧光放電）即使在額定電流范圍內(nèi)也會(huì)有電弧發(fā)生，發(fā)生電弧的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱，（大于3000度）足以點(diǎn)燃附近的可燃物。
線路上的電弧可分為兩種，一種是正常的操作弧，也稱《好弧》，另一種是故障電弧，稱《壞弧》。
1，《好弧》是指當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的弧，如電鉆，吸塵器等。另外當(dāng)人們開關(guān)電器，插拔電器時(shí)產(chǎn)生的弧也是《好弧》。
2，《壞弧》是故障電弧，故障電弧的類型基本上可分三類。A類B類和C類。A類稱串型電弧，B類稱并型電弧，圖示如下：
C類是火線和零線對(duì)地的故障電?。╇姡捎谖覀兊碾姎獗Ｗo(hù)一般均帶漏電保護(hù)器，所以C類電弧可以有效防范。（在接地完好的情況）
3，電線著火(0.5-1s)
美國(guó)的UL1699標(biāo)準(zhǔn)介紹
UL1699是規(guī)范AFCI的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，UL1699發(fā)展于上世紀(jì)90年代初，用以識(shí)別過(guò)電流和短路產(chǎn)生的電弧造成的家庭火災(zāi)。但研究發(fā)現(xiàn)在沒(méi)有過(guò)電流發(fā)生的情況下由小電流引起的故障電弧也有足夠的能量引發(fā)打火從而引起火災(zāi)。
UL1699的規(guī)范可分成三種電弧測(cè)試方式：電弧檢驗(yàn)測(cè)試，誤動(dòng)作測(cè)試，和負(fù)載起動(dòng)測(cè)試。*初UL1699起草時(shí)，重點(diǎn)是防止普通負(fù)載（如電機(jī)、燈、電子控制系統(tǒng)等）在非錯(cuò)誤電弧發(fā)生時(shí)的誤動(dòng)作。如今隨著AFCI技術(shù)強(qiáng)制在家用空調(diào)電源插頭上的應(yīng)用，使得AFCI技術(shù)既要能符合UL1699的安全規(guī)范，同時(shí)又要能滿足空調(diào)運(yùn)行條件的要求（我們稱之為品適用性），然而目前UL1699對(duì)于產(chǎn)品適用性這一點(diǎn)并無(wú)要求，但在產(chǎn)品實(shí)際使用中這點(diǎn)卻非常重要。
根據(jù)UL1699的標(biāo)準(zhǔn)，在AC線路上，AFCI要識(shí)別《好弧》和《壞弧》，當(dāng)AFCI在0.5秒內(nèi)察覺(jué)到8個(gè)半周的故障電弧《壞弧》信號(hào)時(shí)，斷路器執(zhí)行脫扣，及時(shí)切斷AC線路。
另外在發(fā)生《好弧》時(shí)，如，電鉆，電機(jī)啟動(dòng)，不可誤動(dòng)作，現(xiàn)UL1699的2008版已經(jīng)出版。
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