浅谈电气防火限流式保护器在家庭电气火灾防范中的应用
2021-08-17 15:39:04 来源：安科瑞王蒙蒙
【摘要】当前，随着我国人民群众生活水平的不断提高，各种各样的家用电器走进居民家庭，成为日常生活中离不开的必需品。然而，随着家用电器的日益增多，生活用电的大量使用，潜在的电气方面的火灾隐患也在不断地上升，发生了许多令人深思令人心痛的火灾故。家庭电器防火已成为我们当前火灾预防工作的一项十分重要和紧迫的工作。
【关键词】家庭火灾；漏电；短路；过载
0前言
所谓的电气火灾一般是指由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能，如高温、电弧、电火花以及非故障性释放的能量；如电热器具的炽热表面，在具备燃烧条件下引燃本体或其他可燃物而造成的火灾，也包括南雷电和静电引起的火灾。
家庭电气火灾其成因主要表现在：一是电气线路上；二是用电设备和器具上。只要我们很好地抓住这两方面工作，就能很好地预防电气火灾。怎样预防用电设备和器具火灾?使用过程中主要是正确按照操作规章，使用合格的用电设备和器具，并仔细做好用电设备和器具的管理。但对于电气线路为何会造成火灾，怎样预防电气线路火灾，许多居民都感到很茫然，无从下手下面就着重地谈谈电气线路火灾的成因及其预防措施。通过实践经验和理论研究表明：南电气线路引起的火灾原因主要是线路漏电、短路、过负荷、接触电阻过大或绝缘击穿造成高温、电火花和电弧等。
在家庭火灾事故调查中，由于线路漏电、短路、过负荷、接触电阻过大等所造成火灾事故的比例居多，而且一直呈上升趋势。下面逐一介绍和分析引起家庭电气火灾的四种情况：
1漏电火灾
所谓漏电，就是线路的某一个地方因为某种原因(自然原因或人为原因，如风吹雨打、潮湿、高温、碰压、划破、摩擦、腐蚀等)使电线的绝缘或支架材料的绝缘能力下降，导致电线与电线之间(通过损坏的绝缘、支架等)、导线与地面之间(电线通过水泥墙壁的钢筋、马口铁皮等)有一部分电流通过．这种现象就是漏电。
当漏电发生时，如遇电阻较大的部位时，会产生局部高温，致使附近的可燃物着火．从而引起火灾。此外，在漏电点产生的漏电火花，同样也会引起火灾。
2短路火灾
电气线路中的裸导线或绝缘导线的绝缘体破损后，火线与火线，或火线与地线(包括接地从属于地面)在某一点碰在一起，引起电流突然大量增加的现象就叫短路，俗称碰线、混线或连电。
由于短路时电阻突然减少，电流突然增大，瞬间的发热量也很大，大大超过了线路正常工作时的发热量，并在短路点易产生强烈的火花和电弧，不仅能使绝缘层迅速燃烧，而且能使金属熔化，引起附近的易燃可燃物燃烧，造成火灾。
3过负荷火灾
所谓过负荷是指当导线中通过电流量超过了安全载流量时，导线的温度不断升高，这种现象就叫导线过负荷：当导线过负荷时，加快了导线绝缘层老化变质。当严重过负荷时，导线的温度会不断升高，甚至会引起导线的绝缘发生燃烧，并能引燃导线附近的可燃物，从而造成火灾。
4接触电阻过大火灾
众所周知：凡是导线与导线、导线与开关、熔断器、仪表、电气设备等连接的地方都有接头，在接头的接触面上形成的电阻称为接触电阻当有电流通过接头时会发热，这是正常现象、如果接头处理良好，接触电阻不大，则接头点的发热就很少，可以保持正常温度。如果接头巾有杂质，连接不牢靠或其他原凶使接头接触不良，造成接触部位的局部电阻过大，当电流通过接头时，就会在此处产生大热量。形成高温，这种现象就是接触电阻过大。
在有较大电流通过的电气线路上，如果在某处H{现接触电阻过大这种现象时，就会在接触电阻过大的局部范同内产生*的热量，使金属变色甚至熔化，引起导线的绝缘层发生燃烧，并引燃附近的可燃物或导线上积落的粉尘、纤维等，从而造成火灾。
以上总结了造成家庭电气火灾的四种主要原因下面，相应地浅谈一下预防漏电火灾、短路火灾、过负荷火灾和接触电阻过大火灾所应采取的措施和对策。
主要是认真做好日常生活中以下几个方面事项：
1．对用电线路进行巡查，以便及时发现问题
2．在设计和安装电气线路时，导线和电缆的绝缘强度不应低于网路的额定电压，绝缘子也要根据电源的不同电压进行选配。
3．安装线路和施工作过程中，要防止划伤、磨损、碰压导线绝缘，并注意导线连接接头质量及绝缘包扎质量。
4．在特别潮湿、高温或有腐蚀性物质的场所内，严禁绝缘导线明铺，应采用套管布线，在多尘场所，线路和绝缘子要经常打扫，勿积油污。
5．严禁乱接乱拉导线，安装线路时，要根据用电设备负荷情况合理选用相应截面的导线：并且，导线与导线之间、导线与建筑构件之间及固定导线用的绝缘子之间应符合规程要求的间距。
6．定期检查线路熔断器，选用合适的保险丝，不得随意调换保险丝，更不准用销线和铜线等代替保险丝。
7．检查线路上所有连接点是否牢固可靠，要求附近不得存放易燃可燃物品。
5安科瑞限流式保护器的介绍与选型
5.1限流式保护器的设计
电气防火限流式保护器可有效克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，以及使用寿命短等当弊端，发生短路故障时，能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护，从而能显著减少电气火灾事故，保障使用场所人员和财产的安全。
安科瑞ASCP200-1电气防火限流式保护器的主要元件是固态开关，不同于传统家用的空气开关（微断）。我们知道，传统空气开关的断开是一种机械运动过程，分断时间需要几十毫秒(一般30～50ms)，带负载断开时通常伴随有电弧的产生。而固态开关的断开则是依靠半导体内部的载流子运动实现，分断时间微秒级，速度快，无电弧产生。
如图1所示，当发生短路故障时，传统空气开关在电流升至C点时才能动作，且无法瞬时切断电流，而固态开关则可以在电流升至B点时即瞬间切断短路电流。
从流过电阻的电流热量公式Q=I2Rt，可以很容易看出，传统空气开关与固态开关在短路时所释放的能量差别可以达到数千倍之多。因此当装配限流式保护器的回路发生短路故障时，就可以避免电弧的产生，从而有效降低了电气火灾。
5.2 ASCP200-1功能特点
ASCP200-1型电气防火限流式保护器是单相限流式保护器，较大额定电流为63A。主要功能如下:
A）短路保护功能，线路发生短路故障时，能在150微秒内实现快速限流保护；
B）过载保护功能，线路持续过载时，保护器限流保护；
C）表内超温保护功能，保护器内部器件工作温度过高时，保护器限流保护；
D）过/欠压保护功能，线路欠压或过压时，保护器告警或限流保护（可设）；
E）电缆温度监测功能，被测线缆温度超过报警设定值时，保护器告警或限流保护（可设）；
F）漏电流监测功能，线路漏电超过报警设定值时，保护器告警或限流保护（可设）；
G）通讯功能，保护器配置1路RS485接口，1路2G无线通讯，可以将数据发送到安科瑞Acrel-6000安全云平台，或第三方监控软件或平台，从而实现远程监控。
5.3 ASCP200-1技术参数
5.4应用方案图示
ASCP200-1型电气防火限流式保护器建议安装在入户开关下端，额定电流值根据入户开关的具体规格进行设置，典型应用示意图如图2所示：
5.5使用注意事项
在选用限流式保护器时，限流式保护器的设定的额定电流应该与其前上级的断路器的额定电流保持一致。例如，当限流式保护器输入端断路器的额定电流为32A时，应将限流式保护器的额定电流设置为32A。为保障限流式保护器的正常使用，严禁将其使用于与其前端断路器的额定电流不匹配的配电线路中。
ASCP200系列采用限流式保护器采用壁挂式安装，可以挂墙安装，也可以安装在箱体内，应确保安装场所无滴水、腐蚀性化学气体和沉淀物质，并注意环境温度和通风散热。
为确保可靠连接，接线时应按接线图进行，同时为了防止接头处接触电阻过大而导致局部过热，也避免因接触不良而导致保护器工作不正常，线头应采用合适大小的U形冷压头压接后，再插入保护器相应端子上并将螺钉拧紧压实。
保护器内部带有交流电，严禁非*人士擅自打开产品外壳。保护器在使用期间，若被保护线路发生短路或过载故障而被限流保护时，保护器仍处于带电状态，不允许随意碰触用电线路的金属部分。待检查线路，并排除故障后，长按保护器的复位按键约2秒钟，使保护器恢复正常运行时。
当保护器因超温而发生限流保护时，则可能是因为负载电流过大，环境温度过高或通风散热不良等原因导致，可通过加强通风等措施，等保护器温度降下来后，再长按复位键，使保护器复位，恢复正常运行。
参考文献
[1]易伟.家庭电气火灾威因及预防.
[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册，2020.06版.
作者简介：王蒙蒙，女，安科瑞电气股份有限公司，主要从事电气防火限流式保护器的研发与应用
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