徐秋霞
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
前言：人們插上新的冰箱電源，啟動空調(diào)或打開電燈時，很少會想到輸送電能的電路。畢竟，大多數(shù)住宅電線埋在墻里。但看不見的電氣事故都很容易引起火災(zāi)，舊房屋尤其如此。
當(dāng)然，煙感探測器可以提供早期火災(zāi)報警，但線路故障造成的火災(zāi)———例如：不當(dāng)?shù)母膭踊螂娋�年久失修等，仍舊令消防部門十分擔(dān)憂。據(jù)“ 美國消防協(xié)會”統(tǒng)計，美國每年因配電故障導(dǎo)致38000多個家庭火災(zāi)，死亡350人。 半數(shù)以上家宅至少已住過 30年，往往達(dá)不到今天的安全防火標(biāo)準(zhǔn)。
舊式住宅設(shè)計時沒有考慮電力增容，如今的電器設(shè)備比過去要更加節(jié)能，數(shù)量更多，即算使用一個電吹風(fēng)，一個電熨斗，一個電爐，總共耗電只有一臺冰箱的兩倍，也可能使舊電路超載。
一般地，美國較舊的住宅電線額定電流為 30安培，僅夠基本照明和廚房設(shè)施，不能滿足家用電氣化程度高的當(dāng)代消費者。今天美國家庭平均需要 150到 200安 培電流，大型住宅都需要 400安培。
電器運行應(yīng)該有執(zhí)照、許可證和合格證制度來保障安全，但家庭主人們?yōu)槭″X，往往繞開那些程序。尤其是，有些居民在房產(chǎn)轉(zhuǎn)手時亦沒有要求電氣檢查。
紐約自由作家戴比在拉伊買了一大幢建于1875年的房屋，她的城市沒有住宅檢查的規(guī)定，電氣承包人發(fā)現(xiàn)幾處火災(zāi)隱患：浴室天花板上的電燈線絕緣層燒破了，也許是使用的燈泡過大發(fā)熱造成的，會在孩子臥室附近引發(fā)火災(zāi)；在車庫，懸空吊著的電燈線絕緣磨損，存在觸電和起火的危險。“ 當(dāng)檢查人員告訴我時，我大吃了一驚。”總之“， 美國有5000 多萬套住宅的電路已接近使用壽命極限。”消費產(chǎn)品安全協(xié)會工程師威美·肯估計道， “情況十分嚴(yán)峻”。
1.怎樣找出住宅中的電路火災(zāi)隱患呢
1.1電線超載
如果保險絲燒斷，繼電器重復(fù)跳閘，電燈發(fā)暗，或者聞到金屬或塑料焦糊味，那么這是一個危險信號：要么是電線發(fā)生故障，要么是負(fù)載過大。要更換電線或增容。但有些房屋主人圖快圖省事，采取錯誤的維修措施，例如用 20安培的保險絲保護(hù) 15安培的電路。這樣，電線仍然可能過熱，因為大保險絲允許通過的電流大于電線能夠承受的電流。瓦特數(shù)不當(dāng)?shù)臒襞菀部赡軐?dǎo)致過熱。
舊電線本身并不意味著故障，但要檢查電線的絕緣層是否狀況良好。磨損、刺穿或電流過大，都會破壞絕緣。電線發(fā)熱，絕緣層就會發(fā)硬變脆、綻裂和破損。
1.2電火花或電弧
舊房屋通常沒有防止觸電的接地措施，亦沒有把兩孔插座改為有地線的三孔插座。舊房屋的插座太少，滿足不了現(xiàn)代生活的需要，有時一個房間僅有一個插座，這樣，就會導(dǎo)致胡亂加接電線造成危險。按現(xiàn)在規(guī)范，一面墻至少每隔12英尺就要設(shè)置一個插座。
電弧現(xiàn)象亦會導(dǎo)致電氣火災(zāi)，電火花跳過微小的空氣間隙，例如在兩個裸露的線頭之間或松動連接點，就可能引燃挨著的木材或絕緣材料，爆發(fā)明火。
1.3鋁芯電線
20世紀(jì)60年代中期到70年代中期，大約有200萬幢房屋的房產(chǎn)商用廉價的鋁芯電線代替標(biāo)準(zhǔn)的銅芯電線來設(shè)分支電路，把電源從配電板引到每一個房間。鋁線在接頭處容易氧化或松動，產(chǎn)生“ 擊穿電弧”，使開關(guān)、插座和繼器板過熱。
1977年，美國“ 消費產(chǎn)品安全協(xié)會” 要求取消鋁線，不少住宅作了一次維修，但成千上萬的人家仍無動于衷。
危險是現(xiàn)實存在的，去年3月，在新澤西州的莫里斯縣，一場大火燒死了安娜、她兒子格倫和她的3個孫子，鋁芯導(dǎo)線就是罪魁禍?zhǔn)�。消防�?dāng)局說，房屋建于1969年，鋁線分支電路又經(jīng)過不當(dāng)維修�？杀氖�，安娜臥室窗外本來有一架逃生梯，但火焰壓倒了他們。
火災(zāi)隱患普遍是由無知的非專業(yè)人員的布線引起的，例如從一個房間引到另一個房間的墻內(nèi)薄皮電燈線、線徑不匹配和胡亂拼接的電氣短路等。
搬住新居即算是新房子也要留神，馬里蘭州銀泉的湯姆兩年前花 325000 美元買了一幢新房，“我很少用洗碟機，但用到三四回時線路就壞了”，他說。檢查員發(fā)現(xiàn)了繼電器有嚴(yán)重電弧擊穿現(xiàn)象，另外還有電爐接線不良和無效線路。
怎么辦？如果發(fā)現(xiàn)電燈閃爍、插座發(fā)熱或其他警告跡象，請一位有執(zhí)照的電氣師作一次維修，考慮花25-60美元在繼電器板上設(shè)置可靠的新型“擊穿故障斷流器”，該裝置能檢測出不會引起斷電器跳閘的小過載電流。今年1月“， 美國電氣規(guī)范”已要求予以配置。
房屋每住過20年，或買房、添置大功率電器和房屋維修翻新時，記住作一次電氣檢查。如果你的城區(qū)或村鎮(zhèn)沒有檢查員，消防部門或房戶部門可幫你找一位，住宅電氣火災(zāi)問題不可忽視，它可能毀了你的家或你的親人。
同樣，科技飛速發(fā)展的現(xiàn)在，更多的電氣防火產(chǎn)品也在不斷產(chǎn)生，電氣防火限流式保護(hù)器就可以有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等當(dāng)弊端，發(fā)生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護(hù)。
2、限流式保護(hù)器的功能及應(yīng)用方案
2.1.限流式保護(hù)器的設(shè)計
ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等當(dāng)弊端，發(fā)生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，保障使用場所人員和財產(chǎn)的安全。
安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護(hù)器的主要元件是固態(tài)開關(guān)，不同于傳統(tǒng)家用的空氣開關(guān)（微斷）。我們知道，傳統(tǒng)空氣開關(guān)的斷開是一種機械運動過程，分?jǐn)鄷r間需要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負(fù)載斷開時通常伴隨有電弧的產(chǎn)生。而固態(tài)開關(guān)的斷開則是依靠半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子運動實現(xiàn)，分?jǐn)鄷r間微秒級，速度快，無電弧產(chǎn)生。
如圖1所示，當(dāng)發(fā)生短路故障時，傳統(tǒng)空氣開關(guān)在電流升至C點時才能動作，且無法瞬時切斷電流，而固態(tài)開關(guān)則可以在電流升至B點時即瞬間切斷短路電流。
圖1短路故障前后電流與時間關(guān)系圖
從流過電阻的電流熱量公式Q=I2Rt，可以很容易看出，傳統(tǒng)空氣開關(guān)與固態(tài)開關(guān)在短路時所釋放的能量差別可以達(dá)到數(shù)千倍之多。因此當(dāng)裝配限流式保護(hù)器的回路發(fā)生短路故障時，就可以避免電弧的產(chǎn)生，從而有效降低了電氣火災(zāi)。
2.2. ASCP200-1功能特點
ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器是單相限流式保護(hù)器，較大額定電流為63A。主要功能如下:
A）短路保護(hù)功能，線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內(nèi)實現(xiàn)快速限流保護(hù)；
B）過載保護(hù)功能，線路持續(xù)過載時，保護(hù)器限流保護(hù)；
C）表內(nèi)超溫保護(hù)功能，保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時，保護(hù)器限流保護(hù)；
D）過/欠壓保護(hù)功能，線路欠壓或過壓時，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；
E）電纜溫度監(jiān)測功能，被測線纜溫度超過報警設(shè)定值時，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；
F）漏電流監(jiān)測功能，線路漏電超過報警設(shè)定值時，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；
G）通訊功能，保護(hù)器配置1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺，或第三方監(jiān)控軟件或平臺，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2.3. ASCP200-1技術(shù)參數(shù)
2.4.應(yīng)用方案圖示
ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器建議安裝在入戶開關(guān)下端，額定電流值根據(jù)入戶開關(guān)的具體規(guī)格進(jìn)行設(shè)置，典型應(yīng)用示意圖如圖2所示：
圖2 ASCP200-1家用防火解決方案安裝示意圖
2.5.使用注意事項
在選用限流式保護(hù)器時，限流式保護(hù)器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其前斷路器的額定電流保持一致。例如，當(dāng)限流式保護(hù)器輸入端斷路器的額定電流為32A時，應(yīng)將限流式保護(hù)器的額定電流設(shè)置為32A。為保障限流式保護(hù)器的正常使用，嚴(yán)禁將其使用于與其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線路中。
ASCP200系列采用限流式保護(hù)器采用壁掛式安裝，可以掛墻安裝，也可以安裝在箱體內(nèi)，應(yīng)確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學(xué)氣體和沉淀物質(zhì)，并注意環(huán)境溫度和通風(fēng)散熱。
為確�？煽窟B接，接線時應(yīng)按接線圖進(jìn)行，同時為了防止接頭處接觸電阻過大而導(dǎo)致局部過熱，也避免因接觸不良而導(dǎo)致保護(hù)器工作不正常，線頭應(yīng)采用合適大小的U形冷壓頭壓接后，再插入保護(hù)器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實。
保護(hù)器內(nèi)部帶有交流電，嚴(yán)禁非專業(yè)人士擅自打開產(chǎn)品外殼。保護(hù)器在使用期間，若被保護(hù)線路發(fā)生短路或過載故障而被限流保護(hù)時，保護(hù)器仍處于帶電狀態(tài)，不允許隨意碰觸用電線路的金屬部分。待檢查線路，并排除故障后，長按保護(hù)器的復(fù)位按鍵約2秒鐘，使保護(hù)器恢復(fù)正常運行時。
當(dāng)保護(hù)器因超溫而發(fā)生限流保護(hù)時，則可能是因為負(fù)載電流過大，環(huán)境溫度過高或通風(fēng)散熱不良等原因?qū)е�，可通過加強通風(fēng)等措施，等保護(hù)器溫度降下來后，再長按復(fù)位鍵，使保護(hù)器復(fù)位，恢復(fù)正常運行。
3、結(jié)語
限流式保護(hù)器是對現(xiàn)有電氣保護(hù)產(chǎn)品的有效補充,它能夠有效探測線路中的故障電弧,及時預(yù)警,有效保護(hù)人民生命財產(chǎn)安全！
參考文獻(xiàn)：
[1]曾國平.住宅中的電氣火災(zāi).觀潮時代廣場56期
[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版
作者簡介：徐秋霞，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣防火限流式保護(hù)器的研發(fā)與應(yīng)用，手機：18702112087（微信同號），QQ:2885208035，郵箱: 2885208035@qq.com
