故障电弧探测装置实现方案.docx

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2020年4月19日

故障电弧探测装置实现方案

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目录
TOC\o"1-4"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc"一、 引言 PAGEREF_Toc\h3
HYPERLINK\l"_Toc"二、产品概述 PAGEREF_Toc\h4
HYPERLINK\l"_Toc"2.1现有电气火灾监控系统的组成 PAGEREF_Toc\h4
HYPERLINK\l"_Toc"2.2现有电气火灾监控系统的不足 PAGEREF_Toc\h4
HYPERLINK\l"_Toc"2.3故障电弧检测技术开始被重视 PAGEREF_Toc\h4
HYPERLINK\l"_Toc"2.4国家标准加快出台 PAGEREF_Toc\h4
HYPERLINK\l"_Toc"2.5家和物联在电气火灾监控领域的现状 PAGEREF_Toc\h5
HYPERLINK\l"_Toc"三、故障电弧分析 PAGEREF_Toc\h6
HYPERLINK\l"_Toc"3.1故障电弧的起因 PAGEREF_Toc\h6
HYPERLINK\l"_Toc"3.2电弧的基本性质 PAGEREF_Toc\h6
HYPERLINK\l"_Toc"四、故障电弧的检测原理 PAGEREF_Toc\h13
HYPERLINK\l"_Toc"4.1故障电弧的试验设备 PAGEREF_Toc\h13
HYPERLINK\l"_Toc"4.2故障电弧数据库的建立 PAGEREF_Toc\h14
HYPERLINK\l"_Toc"4.3硬件设计 PAGEREF_Toc\h15
HYPERLINK\l"_Toc"4.4软件设计 PAGEREF_Toc\h15

引言

在中国经济高速发展的过程中，火灾的频繁发生给社会和公共安全造成了极大的危害，据国家权威部门统计，中国每都有30%以上的火灾是由电气火灾引起的，其中1-10月份全国共发生火灾11万起，其中电气引起火灾共33385起，占总数的30.3%。在数量和危害程度上占据其它火灾之首。电气火灾，对人身及财产造成了巨大损失。电弧故障是造成电气火灾的主要原因之一，而传统的断路器只能保护剩余电流、过流和短路的情况，而许多严重的火灾事故往往是由低于额定电流的故障电弧引起的。因此，对故障电弧的起因及监控探测进行研究具有十分重要的意义。
本文主要对故障电弧探测装置的工作原理,故障电弧检测的硬件和软件的技术实现进行了阐述。

二、产品概述
2.1现有电气火灾监控系统的组成
电气火灾监控系统基本组成包括：电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器；该系统能够对被保护线路中的电流、剩余电流、温度进行监视，并及时发现电气火灾隐患，预防电气火灾发生。
电气火灾监控系统集监视、报警、控制、集中管理与一体，监控探测器一般挂接在总线上的支路上，接受主控制器的命令，并传送全部信息；主控制器处理接收来的数据，监控被探测电气线路单相、三相电流，剩余电流，温度等参数的变化。当参数异常时，剩余电流互感器、温度传感器等终端检测元件对信息进行采集，并送到监控探测器里，超出设定值时即发出报警信号，同时输送到监控设备中，经进一步识别判定，当确认可能会发生火灾时，监控设备发出火灾报警信号，报警指示灯亮，发出报警音响，并在液晶显示屏上显示报警信息。
2.2现有电气火灾监控系统的不足
许多严重的火灾事故是由线路中低于额定电流或预期短路电流的故障电弧引起的。这些危险的电弧可能发生在设计不合理的或者老化的供电线路上、电器插头以及家用电器的电源线，内部线束或零部件绝缘上。当故障电弧发生时，线路上的漏电、过流和短路等保护装置，可能无法检测到故障电弧或者无法迅速动作切断电源，极易引发火灾。
2.3故障电弧检测技术开始被重视
故障电弧检测技术，最初被国内研究院所和厂家所认知，多是经过AFCI（故障电弧断路器）和UL1699标准。然而美国电网与中国电网的实际情况却相差很多，无论从电压，频率，配电系统结构等方面都有所不同，照搬UL1699标准必然无法适应中国的实际情况。近些年来，国内研究院所和厂家，投入了大量的人力物力，在故障电弧引发火灾的机理，故障电弧模拟仿真，故障电弧检测方法，故障电弧试验平台，故障电弧检测产品实际工程应用等方面，都做了大量的研究和尝试，为故障电弧检测技术在国内的发展和应用奠定了坚实的基础。
2.4国家标准加快出台
12月，在全国消防标准化技术委员会第六分技术委