高壓真空斷路器如何預(yù)防電氣火災(zāi)
隨著家居智能化的熱度越來越甚,我國(guó)發(fā)生電氣火災(zāi)的事故高居火災(zāi)事故的首位,約占總數(shù)的30%左右,而在電氣火災(zāi)事故中,由于電氣短路引起的火災(zāi)事故又超過了一半以上。而常見的電氣短路事故一般有兩類:一類是帶電導(dǎo)體(相線和中性線)間的短路,由導(dǎo)體間直接接觸,如相與相之間、相與N線之間短路,短路點(diǎn)往往被高溫熔焊的金屬短路,稱為金屬性短路;另一類是帶電導(dǎo)體對(duì)地的短路,大都是以電弧為通路的電弧性短路。
那么我們要如何通過高壓真空斷路器來預(yù)防電氣短路的事故發(fā)生率呢?首先,讓我們來了解下電氣火災(zāi)的特點(diǎn),做到知己知彼,才能有針對(duì)性的設(shè)計(jì)改造高壓真空斷路器的功能。
火災(zāi)的特點(diǎn):
1、金屬性短路:電氣間短路引起的火災(zāi)常常由帶電導(dǎo)體間的短路所造成,由于短路電流大,可用帶短路保護(hù)的斷路器和熔斷器來防止。
2、電弧性短路:這也是電氣火災(zāi)發(fā)生的大多數(shù)原因。大多數(shù)的短路火災(zāi)是由接地短路故障產(chǎn)生的電弧或電火花所引起。前者短路電流以千安計(jì),金屬線芯產(chǎn)生高溫以至熾熱,絕緣被劇烈氧化而自燃,火災(zāi)危險(xiǎn)甚大,但金屬性短路產(chǎn)生的大短路電流,能使斷路器瞬時(shí)動(dòng)作切斷電源,火災(zāi)往往得以避免。后者因短路電流受阻抗影響,電弧長(zhǎng)時(shí)間延續(xù),而電弧引起的局部溫度可高達(dá)3000~4000℃,很容易烤燃附近可燃物質(zhì)引起火災(zāi),又由于接地故障引起的短路電流較小,不足以使一般斷路器動(dòng)作跳閘切斷電源,所以電弧性短路引起火災(zāi)危險(xiǎn)遠(yuǎn)大于金屬性短路。
在接地故障回路全為金屬導(dǎo)體的TN-C-S系統(tǒng),其導(dǎo)電性能不良失去接地保護(hù)并不影響電氣設(shè)備的使用,故工作中不易發(fā)現(xiàn)。但一旦發(fā)生接地故障,由于短路電流小,不能使斷路器動(dòng)作,而導(dǎo)致上述電弧性短路的發(fā)生。至于TT系統(tǒng),其接地故障回路內(nèi)串有電源的接地保護(hù)和設(shè)備外殼的接地保護(hù),兩個(gè)接地電阻造成回路本身的阻抗就很大,更易發(fā)生電弧性短路。由上可知,接地故障的回路阻抗大,使它易以電弧短路的形式出現(xiàn),這也是單相接地短路故障容易導(dǎo)致火災(zāi)的一個(gè)重要原因。
3、電力線路受機(jī)械損傷而發(fā)生短路,如當(dāng)導(dǎo)線與金屬管道構(gòu)件接觸而無套管保護(hù)時(shí),長(zhǎng)期磨擦使絕緣損壞,這種短路多為單相接地故障造成,易發(fā)生電弧性短路。
4、通常電氣設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生電弧性接地故障的情況還有:導(dǎo)線和電氣設(shè)備絕緣老化;電器或電動(dòng)機(jī)的接線端子周圍絕緣因長(zhǎng)期發(fā)熱而炭化;電動(dòng)機(jī)過載而發(fā)生匝間短路;電氣設(shè)備受潮或嚴(yán)重凝露;在電氣設(shè)備中有導(dǎo)電塵埃沉積等。這類故障會(huì)引起接地電弧性短路,并釀成火災(zāi)。
5、電弧性接地線路發(fā)生電氣火災(zāi):當(dāng)線路因過負(fù)荷使絕緣溫度超過最高允許工作溫度,絕緣老化加速使絕緣水平降至規(guī)定值以下,如果沒有外因觸發(fā),短路一般還不會(huì)發(fā)生。如果有外因觸發(fā),如雷電引起的瞬態(tài)過電壓、鄰近大功率設(shè)備的操作過電壓以及變電所高電壓側(cè)接地故障引起的暫態(tài)過電壓等,則在此大幅值過電壓沖擊下,老化的絕緣將被擊穿而弧光短路。過電壓轉(zhuǎn)眼消失,工頻短路電弧卻能長(zhǎng)時(shí)間延續(xù),這是因?yàn)殡娀〉母咦杩瓜拗屏硕搪冯娏鳎箶嗦菲鞑豢赡軇?dòng)作。這類過電壓多出現(xiàn)在帶電導(dǎo)體與地之間,所以這種短路也多為單相接地短路。電氣短路以單相接地故障居多,電氣火災(zāi)的危險(xiǎn)則以電弧性接地為最嚴(yán)重。
了解了電氣火災(zāi)發(fā)生的主要原因后,我們就可以針對(duì)性對(duì)高壓真空斷路器的功能板塊做適合的調(diào)整。
高壓真空斷路器要做到預(yù)防電氣火災(zāi),就要在以下方面做好預(yù)防和保障:
1、普通開關(guān)功能:
正常用電時(shí),對(duì)受控線路進(jìn)行人工閉合和分?jǐn)嗖僮鳌?/span>
2、火災(zāi)自動(dòng)保護(hù)功能:
當(dāng)斷路器所在位置(分體型為被探頭監(jiān)測(cè)位置)一旦發(fā)生火災(zāi),環(huán)境溫度異常升高,該斷路器的感溫探頭在感測(cè)到所處環(huán)境溫度達(dá)到或超過整定溫度后,自動(dòng)將受控線路電源切斷,防止擴(kuò)大火災(zāi)范圍,并為滅火行動(dòng)提供電氣方面的安全保障,防止滅火人員發(fā)生電擊后的二次傷害事故。
3、過載保護(hù)功能:
當(dāng)電氣火災(zāi)自動(dòng)保護(hù)型斷路器所控制的線路負(fù)荷超過額定值,發(fā)生超載時(shí),斷路器將適時(shí)自動(dòng)分?jǐn)啵袛嗍芸鼐€路的電流。防止因其發(fā)熱而引起線路火災(zāi)。
4、短路保護(hù)功能:
當(dāng)電氣火災(zāi)自動(dòng)保護(hù)斷路器所控制的線路發(fā)生意外短路事故,該斷路器將在0.2 s時(shí)間內(nèi)分?jǐn)?,切斷受控線路的電源,防止短路事故引發(fā)火災(zāi)事故。
5、剩余電流保護(hù)功能
一般的低壓斷路器主要針對(duì)電力線路和設(shè)備的過載和短路保護(hù),因此其額定動(dòng)作電流較大,而接地故障引起的接地短路電流較小,一般不 足以使斷路器動(dòng)作跳閘,因此低壓斷路器不能防止因接地故障引起的電氣火災(zāi),而只有帶剩余電流保護(hù)功能的斷路器,在過電流斷路器不動(dòng)作的情況下,能有效地切斷故障電路,防止電氣火災(zāi)。
應(yīng)用剩余電流斷路器來防止電氣火災(zāi),必須正確選擇額定剩余動(dòng)作 電流。在有火災(zāi)危險(xiǎn)的場(chǎng)所,要防止故障電流引起火災(zāi),必須在線路中 裝設(shè)額定剩余動(dòng)作電流不超過500 mA的剩余電流斷路器,或裝設(shè)絕緣監(jiān) 察裝置,在絕緣故障時(shí)發(fā)出箬報(bào)。
采用額定動(dòng)作電流不超過500 mA的剩余電流斷路器,可以在出現(xiàn)引 燃火災(zāi)所需的能量前,就發(fā)出警報(bào)或斷開電路排除故障。為防止電弧性接地故障引起的電氣火災(zāi),在線路上裝用帶剩余電流保護(hù)功能的斷路器 是一項(xiàng)重要的防火災(zāi)措施。其剩余電流保護(hù)功能對(duì)建筑物的電弧性接地 故障引起的電氣火災(zāi)進(jìn)行防范。為切斷建筑物內(nèi)的電弧性大多接地故障, 在電源進(jìn)線端也應(yīng)裝用剩余電流斷路器。GB50096《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》,規(guī)定了每棟住宅樓的總電源進(jìn)線斷路器,應(yīng)帶有剩余電流保護(hù)功能的明確規(guī)定。因多數(shù)用戶不憚得用電安全知識(shí),又無專業(yè)電工進(jìn)行維護(hù)管理,住宅電氣火災(zāi)發(fā)生較多。據(jù)近年統(tǒng)計(jì),我國(guó)住宅電氣火災(zāi)占電氣火災(zāi)總數(shù)的一半以上,所以這一規(guī)定是十分必要的。
在進(jìn)線處安裝帶過載保護(hù)、短路保護(hù)、剩余電流保護(hù)于一體的多功能低壓斷路器,不僅可以保護(hù)線路、保護(hù)設(shè)備,而且還可防止因接地故障引起的電氣火災(zāi)。當(dāng)受控線路或用電設(shè)備發(fā)生絕緣損壞,產(chǎn)生對(duì)地故障或有人員發(fā)生單相電擊事故(注:相間漏電和電擊不能保護(hù))時(shí),電氣火災(zāi)自動(dòng)保護(hù)功能型斷路器在0.1s (家用型)或0.2 s (工業(yè)用型號(hào)) 時(shí)間內(nèi)自動(dòng)切斷受控線路電源,避免對(duì)人身生命造成危害,并防止此類 剩余電流引起電氣火災(zāi)的可能性。