AFDD電弧故障探測(cè)器裝置的使命

發(fā)布時(shí)間：2018-10-09 13:10:26    來源：www.mgrlmall.com    作者：保定奧特電力器材公司    瀏覽量：54

高居火災(zāi)損害首位的電氣火災(zāi)的防治愈發(fā)重要，防備火患于未“燃”更趨重視。完成在開端阻止電氣火災(zāi)發(fā)作的電弧防護(hù)開關(guān)設(shè)備——電弧毛病斷路器(AFCI/AFDD)應(yīng)求而生。

任務(wù)之“WHY”

電氣火災(zāi)首要源于：

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

電氣線路對(duì)地絕緣受損導(dǎo)致的接地(電弧)毛病;

電氣線路接觸不良、電氣設(shè)備布置不妥、過負(fù)荷導(dǎo)致的異常溫升。

其間，電弧性短路蔭蔽不易發(fā)現(xiàn)成為電氣防火的首要。每次電弧的溫度超越5500℃，高強(qiáng)熱電弧發(fā)射出的熱粒子經(jīng)時(shí)刻累積易引燃線路周圍絕緣層資料，引起電氣火災(zāi)。

串聯(lián)毛病電弧的電流值小于回路額定電流，并聯(lián)毛病電弧的電流值可能大于額定電流，而家用電器的發(fā)動(dòng)涌流大于額定電流。針對(duì)兩種電弧毛病施行維護(hù)并需繞過設(shè)備發(fā)動(dòng)涌流，傳統(tǒng)的熱磁體系(如終端過電流維護(hù)或漏電維護(hù)設(shè)備)無法檢測(cè)出毛病電弧電流并辨認(rèn)出電弧毛病，達(dá)不到防備電氣火災(zāi)的要求。據(jù)統(tǒng)計(jì)：我國2005至2009年電弧毛病導(dǎo)致的火災(zāi)占總電氣火災(zāi)的51%，直接經(jīng)濟(jì)損失占總火災(zāi)的36%。

配電智能化技能的開展及運(yùn)用使得電弧檢測(cè)、毛病信號(hào)辨認(rèn)得以完成的AFCI/AFDD依靠維護(hù)算法能夠達(dá)到電弧毛病維護(hù)要求，避免電氣火災(zāi)發(fā)作。美國國家電氣規(guī)程(NEC)界說其為：一種當(dāng)檢測(cè)到電弧，經(jīng)過辨認(rèn)電弧特性，堵截電路，供給電弧毛病維護(hù)的設(shè)備。

任務(wù)之“HOW”

AFCI/AFDD包含操作組織、觸頭體系、脫扣組織、測(cè)驗(yàn)按鈕、接線端子、殼架等一般結(jié)構(gòu)，其特征結(jié)構(gòu)還包含電弧檢測(cè)電路、電弧毛病電子辨認(rèn)電路(含微處理器)，其根據(jù)PCB硬件及預(yù)設(shè)的維護(hù)算法，完成智能化的電弧檢測(cè)、毛病電弧辨認(rèn)。

AFCI/AFDD施行維護(hù)的流程：(1)電弧檢測(cè)。經(jīng)過先進(jìn)的電子技能監(jiān)測(cè)電路中的電弧。(2)電弧特性辨認(rèn)。針對(duì)檢測(cè)到的電弧，剖析其特性，辨認(rèn)是否為毛病電弧。在AFCI/AFDD制造中，需測(cè)驗(yàn)數(shù)以百計(jì)可能的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，并編程存入電弧特性挑選器，用以辨認(rèn)“正常”和“危險(xiǎn)”電弧。(3)維護(hù)特性匹配剖析。維護(hù)特性滿意UL1699規(guī)范規(guī)則：在交流供電線路上，當(dāng)AFCI/AFDD在0.5s內(nèi)檢測(cè)到8個(gè)半周波的毛病電弧時(shí)，AFCI/AFDD履行脫扣堵截電路，且脫扣時(shí)刻應(yīng)小于0.2s。(4)堵截電路，完成毛病維護(hù)。當(dāng)滿意電弧毛病維護(hù)特性時(shí)，宣布脫扣信號(hào)，堵截電路。

AFCI/AFDD檢測(cè)到毛病電弧，經(jīng)維護(hù)算法剖析，滿意維護(hù)特性時(shí)即觸發(fā)脫扣。典型方法：檢測(cè)負(fù)載電流，將電流信號(hào)擴(kuò)大并傳送至電弧特性挑選器，斷定電流信號(hào)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(hào)與設(shè)定的電弧電流門檻值比較，大于該電流門檻值時(shí)即加入累加器。AFCI/AFDD定時(shí)查看累加器的輸出，超越閾值時(shí)即觸發(fā)脫扣。

AFCI/AFDD與GFCI(或RCCB)合作運(yùn)用，可供給電弧和漏電兩種毛病維護(hù)兼有的家居電氣毛病維護(hù)，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(nèi)集成接地毛病(漏電)維護(hù)功能的終端產(chǎn)品。

任務(wù)之“WHAT”

技能現(xiàn)狀

AFCI/AFDD選用電子技能辨認(rèn)電弧狀況，毛病電弧檢測(cè)是電弧毛病維護(hù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。關(guān)于電弧及毛病電弧檢測(cè)的研討始于20世紀(jì)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(cè)及毛病辨認(rèn)方法：

(1)根據(jù)電弧波形特性：經(jīng)過判別電流波形導(dǎo)數(shù)以及累積電弧周期是否均超越設(shè)定閥值來辨認(rèn)電弧毛病。

(2)根據(jù)電弧高頻能量驟變：經(jīng)過檢測(cè)電流信號(hào)高頻部分的能量驟變辨認(rèn)電弧，并經(jīng)過檢測(cè)電弧次數(shù)來辨認(rèn)電弧毛病。

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

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

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

(6)選用高頻信號(hào)對(duì)比：經(jīng)過判別周期性發(fā)生的高頻電流是否差異于正常的開關(guān)電弧，并檢測(cè)頻譜規(guī)模是否差異于因?yàn)殡娏﹄娮悠骷冗\(yùn)用發(fā)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(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成觸發(fā)信號(hào)。

職業(yè)競態(tài)

AFCI/AFDD作為有用避免電弧毛病引起電氣火災(zāi)的終端維護(hù)電器，已在北美迅速得到遍及和推行，而國內(nèi)對(duì)AFCI/AFDD的研討及運(yùn)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(xué)研討院擔(dān)任起草的2011年機(jī)械職業(yè)規(guī)范《電弧毛病檢測(cè)器設(shè)備(AFDD)》，以及由沈陽消防所擔(dān)任起草的GB 14287.4《毛病電弧勘探設(shè)備》規(guī)范均進(jìn)入報(bào)批階段。在修建電氣防火范疇，電弧毛病維護(hù)技能將具有寬廣市場(chǎng)前景和開展?jié)摿Α?/p>

任務(wù)之“WHERE”

根據(jù)電弧放電發(fā)生的各種理化特性，以及電弧波形特征，各種新的檢測(cè)技能運(yùn)用于電弧的檢測(cè)和電弧毛病的辨認(rèn)，將進(jìn)一步進(jìn)步電弧防護(hù)水平。完善電弧動(dòng)態(tài)模型，模仿電弧特性，選用新算法進(jìn)步毛病信息處理速度，是電弧毛病維護(hù)范疇一個(gè)重要的研討課題。

(1)電弧檢測(cè)及毛病辨認(rèn)方面

將成熟的智能操控理論及模式辨認(rèn)技能，運(yùn)用于電弧檢測(cè)和毛病辨認(rèn)斷定，將大大進(jìn)步電弧毛病辨認(rèn)速度和準(zhǔn)確性。

(2)多維護(hù)集成合作方面

處理AFCI/AFDD地點(diǎn)配電體系中各節(jié)點(diǎn)開關(guān)的和諧合作，為電路供給全面毛病維護(hù)。集成過載、短路、接地毛病、電弧毛病等多維護(hù)為一個(gè)復(fù)合型斷路器，并優(yōu)化完善各維護(hù)功能的和諧合作。

(3)光伏體系電弧毛病維護(hù)方面

充分發(fā)揮光伏清潔動(dòng)力的效果，針對(duì)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(lián)直流電弧毛病維護(hù)。

(4)滿意智能電網(wǎng)對(duì)開關(guān)電器的新要求

完成AFCI/AFDD的可通訊、網(wǎng)絡(luò)化，智能化及其觸及的總線技能、可通訊網(wǎng)絡(luò)化等技能將發(fā)揮更大功效。

(5)AFCI/AFDD產(chǎn)品系列化規(guī)范化方面

AFCI/AFDD的系列化、規(guī)范化，以及附件模塊化，將大大進(jìn)步其在終端配電中的運(yùn)用規(guī)模。

結(jié)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(shè)備，我國與國外的AFCI/AFDD技能開展及產(chǎn)品運(yùn)用相比還有很大差距。外資企業(yè)已開端了在國內(nèi)的AFCI/AFDD戰(zhàn)略布局，在我國專利申請(qǐng)量逐年遞加。我國高校應(yīng)重視推動(dòng)AFCI/AFDD專利技能搬運(yùn)，尋求專有技能獲利;本鄉(xiāng)企業(yè)需加強(qiáng)AFCI/AFDD的技能研制及專利化，儲(chǔ)備好長遠(yuǎn)開展所需的戰(zhàn)略財(cái)物，并學(xué)習(xí)外資企業(yè)的市場(chǎng)戰(zhàn)略，盡力培養(yǎng)中心競爭力。跟著人們對(duì)家居防火安全維護(hù)產(chǎn)品的需求增加及國內(nèi)AFCI/AFDD技能規(guī)范施行，AFCI/AFDD技能的研討及運(yùn)用遍及將會(huì)深化并發(fā)生巨大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

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