故障电弧探测装置和灭弧式短路保护器的区别
近来市场上出现某些厂家利用灭弧式断路保护器中的“灭弧式”三个字宣传其能够灭弧，比故障电弧探测装置更先进。这完全是误导宣传，混淆客户视听，是不负责任的行为。鉴于此，我向大家解释下故障电弧探测装置和灭弧式短路保护器的区别，以正视听。
故障电弧探测装置是电气火灾监控系统最新的产品，国家标准GB14287.4-2014，已于2015年6月1日正式实施。该产品是通过检测线路中因线路老化、绝缘皮破损引起的并联故障电弧和因线路接触不良等情况引起的串联故障电弧，提前预警，及时通知用户检修这些电气隐患，来达到对电气火灾的预防性防护。
故障电弧，俗称就是电火花，中心温度极高，发生时有金属喷溅物，极易引起火灾。并联电弧发生时，火线和零线并未直接接触，只是因为绝缘皮老化失去绝缘特性或绝缘皮破损，但火线和零线的距离又离的非常近，电流击穿火线和零线之间的空气，在火线和零线之间放电打火。串联电弧发生主要是因为接触不良或者导线断裂，这是发生在一根相线中的情况，在一根相线的断裂处或接触不良处空气被击穿而发生放电打火。以上故障电弧发生时，线路中的电流变化很小，断路器和灭弧式短路保护器都无法检测到，目前只能通过故障电弧探测器才能探测到。故障电弧探测装置最先进和
最核心的技术在于，能够有效的区分好弧（电器正常工作时产生的电弧）和故障电弧，做到不误动作，不拒动作。经过专家分析，这种非接触性的故障电弧（电火花），是导致如今电气火灾高发的主要原因。
灭弧式短路保护器，灭弧式是定语，短路保护器是主语，其实质上就是针对金属性短路的一个保护。说到这里有人会问，那它和断路器有区别吗？有区别。断路器主要保护金属性短路、过载和漏电，而灭弧式短路保护器只针对金属性短路这一种故障进行保护（尽管其宣称也能保护过载，其实它对过载本身并不保护，只是过载到一定程度，线路发热融化导致火线和零线粘连在一起造成金属性短路，所以还是对金属性短路进行保护）。但灭弧式短路保护器在金属性短路这一单个保护功能上却有与断路器不同的地方。断路器在金属性短路时会立即跳闸，切断电源，但同时也会伴随短路电火花产生，经专家分析，因为金属性短路发生火灾的概率还是比较低的，因为在一般环境中，短路产生时，今天市场上合格的断路器都能迅速跳闸，但如果周围环境配合极好，如果短路点周围就是易燃物或者易燃易爆气体的存在时，还是可能引起火灾的。灭弧式短路保护器的不同点在于，当金属性短路发生时，其切断电源的速度远远快于断路器，甚至在大的短路电火花产生之前就切断电源了，这也是灭弧式三个字的来源。所以，所谓灭弧，只是“灭”金属性短路时发生的电火花，从功能上看是和空气开关/断路器重复的，只是动
作比空气开关/断路器更快，早于大的短路电火花产生前切断电源。和故障电弧探测器探测的故障电弧完全是两码事。
但根据最新GB50016-2015<建筑设计防火规范>中要求：电气火灾探测器只能用于电气火灾预警，不能干扰主回路供电。也就是说只能报警不能切断电源。所以灭弧式短路保护器只适用于特殊高危场所，不宜普遍应用于电气火灾监控场所。
综上，故障电弧探测装置和灭弧式短路保护器以及断路器的功能区别直观比较如下表：
故障电弧探测装置的基本介绍 故障电弧探测装置是近几年才出现的新产品，电弧是一种气体游离放电形象，也是一种等离子体。电弧中的电流从微观上看是电子及正离子在电场作用下移动的结果，其中电子的移动是构成电流的主要部分。电弧的特点是温度很高，电流很小，持续时间短，一旦出现击穿点则会频繁出现。电弧产生时，会释放大量的热，有可能引燃周围的易燃易爆品，造成火灾甚至爆炸，因此我们要对故障电弧探测装置有一个基本的了解，这样我们才能更好的预防火灾的发生。 一、电弧的基本类型 线路上的电弧可分为两种，一种是正常的操作弧，这种正常的操作弧被称为“好弧”；另一种是故障电弧，这种故障电弧被称为“坏弧”。“好弧”是指电机旋转产生的电弧。当然，人们开关电器，插拔电器时产生的弧也属于“好弧”。“坏弧”即故障电弧，故障电弧的类型基本上可以分为两类:串型电弧和并型电弧。 二、故障电弧探测装置的基本组成 由于故障电弧探测装置是电气火灾监控系统第四部分，电气火灾监控系统的基本组成包括: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、剩余电流以及温度进行监视，并及时发现电气火灾隐患，预防电气火灾发生，因此故障电弧探测装置是非常重要的。 现在许多严重的火灾事故仅仅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或有必要的，一台设备的价格并不贵，但是关键时候它可以拯救很多人的性命，还能够保护建筑财产安全，因此故障电弧探测装置就显得非常有必要了，它可以及时的将要发生的危险消灭，它能引起人们的警觉和注意，它可以让危害不再发生。 人们可以第一时间赶往现场处理问题，有了故障电弧探测装置，火灾带来的危害就会小很多，损失也会减少很多。我们也深知火灾的危害，没人可以想象火灾带来的危害以及给别人带来的那种绝望，故障电弧探测系统以它智能的形式帮助人们解决许多问题。 关键词:海水湾电气科技消防巡检柜
电 弧 故 障 技 术 简 介
一． 电弧故障是怎么形成的
电弧是一种绝缘体被电压击穿后，由不导电变为导电，并且发光发热的自然现象。人类 利用电弧的性质制造出了很多产品来为人类服务。然而还有一类电弧，它们的产生是随机的， 不受人类控制的，并且极其容易导致火灾的发生，这类电弧我们称之为电弧故障。 导致电弧故障的原因主要有三种： 1. 线路绝缘老化、绝缘破损； 2. 导线连接处接触不良； 3. 线束内部断裂；
二． 电弧故障的危害
当线路中有电弧故障发生时， 弧区中心温度可高达 4000~5000 ℃， 并且会伴有金属熔化 物的喷出。如此高的温度，极易引燃周围的可燃物导致火灾的发生。更重要的是，这种电弧 故障是目前常见的电路保护装置（如：断路器、漏电保护装置、过载保护装置等）所无法进 行有效保护的。 电弧故障主要分为两种：第一种是串联电弧故障，主要发生在单一带电导体中，由于连 接处接触不良，或者线束断裂，间隙处被电压击穿而导致电弧故障的发生。
串联电弧故障
第二种是并联电弧故障，主要发生在带电导体之间，由于两根导体间的绝缘老化，长时 间便会形成一条碳化通道，当线路绝缘水平严重下降后，碳化通道会被带电导体间的电压击 穿，发生电弧性短路。
并联电弧故障
三． 电弧故障保护产品的应用价值
1. 当线路中由于连接不良发生串联电弧故障时，由于回路中电流矢量和为零，所以 剩余电流式断路器（RCD）无法对该类故障进行保护，从而可能导致火灾的发生。 2. 串联电弧故障发生时，由于线路中阻抗的增加，导致线路工作电流变小，过电流保 护装置无法对这种故障进行有效的保护。 3. 当供电线路存在绝缘老化、破损，相线和中性线发生电弧性短路时，由于线间的阻 抗（碳化通道的阻抗）较大，短路电流可能小于 5~8 In，而且故障电弧时有时无，导致传统 的断路器可能不能迅速脱扣，增加了火灾发生的几率。 电弧故障保护产品，通过检测后端受保护线路中的电压和电流的波形形状，统计电弧故 障的某些特征值，可以准确区分出线路上的电弧故障和正常工作电流（包括正常操作而产生 的电弧）， 从而实现对线路上的电弧故障的有效保护。
四． 电弧故障保护产品的发展应用情况
电弧故障保护产品最早出现在美国，其产品形式主要为断路器形式，故而又称为电弧 故障断路器（AFCI——Arc Fault Circuit Interrupter） 。UL 针对电弧故障保护产品（AFCI） 也提出了相应的检测标准——UL1699。UL1699 最早颁布于 1998 年，至今已经在北美地区 运行十多年，由于故障电弧断路器在预防火灾中的突出作用，目前该类产品在北美地区已经 普遍应用，并且在某些特殊环境中被要求强制使用。 我国的电弧故障保护产品虽然起步较晚，但也逐渐引起了相关部门的重视。当前，针对 电弧故障保护产品的几部标准也即将相继出台。 1. 2009 年，上海电气科学研究院开始起草针对在低压电气领域内使用的电弧故障断路 器的产品标准《电弧故障检测装置 AFDD 的一般要求》。 2. 2010 年，公安部沈阳消防研究所开始建立民用建筑电弧故障数据库，并依据研究结 果，制定国家标准 GB14287.4《电气火灾监控系统 第四部分：故障电弧探测装置》。
故障电弧探测装置和灭弧式短路保护器的区别 近来市场上出现某些厂家利用灭弧式断路保护器中的“灭弧式”三个字宣传其能够灭弧，比故障电弧探测装置更先进。这完全是误导宣传，混淆客户视听，是不负责任的行为。鉴于此，我向大家解释下故障电弧探测装置和灭弧式短路保护器的区别，以正视听。 故障电弧探测装置是电气火灾监控系统最新的产品，国家标准GB14287.4-2014，已于2015年6月1日正式实施。该产品是通过检测线路中因线路老化、绝缘皮破损引起的并联故障电弧和因线路接触不良等情况引起的串联故障电弧，提前预警，及时通知用户检修这些电气隐患，来达到对电气火灾的预防性防护。 故障电弧，俗称就是电火花，中心温度极高，发生时有金属喷溅物，极易引起火灾。并联电弧发生时，火线和零线并未直接接触，只是因为绝缘皮老化失去绝缘特性或绝缘皮破损，但火线和零线的距离又离的非常近，电流击穿火线和零线之间的空气，在火线和零线之间放电打火。串联电弧发生主要是因为接触不良或者导线断裂，这是发生在一根相线中的情况，在一根相线的断裂处或接触不良处空气被击穿而发生放电打火。以上故障电弧发生时，线路中的电流变化很小，断路器和灭弧式短路保护器都无法检测到，目前只能通过故障电弧探测器才能探测到。故障电弧探测装置最先进和
最核心的技术在于，能够有效的区分好弧（电器正常工作时产生的电弧）和故障电弧，做到不误动作，不拒动作。经过专家分析，这种非接触性的故障电弧（电火花），是导致如今电气火灾高发的主要原因。 灭弧式短路保护器，灭弧式是定语，短路保护器是主语，其实质上就是针对金属性短路的一个保护。说到这里有人会问，那它和断路器有区别吗？有区别。断路器主要保护金属性短路、过载和漏电，而灭弧式短路保护器只针对金属性短路这一种故障进行保护（尽管其宣称也能保护过载，其实它对过载本身并不保护，只是过载到一定程度，线路发热融化导致火线和零线粘连在一起造成金属性短路，所以还是对金属性短路进行保护）。但灭弧式短路保护器在金属性短路这一单个保护功能上却有与断路器不同的地方。断路器在金属性短路时会立即跳闸，切断电源，但同时也会伴随短路电火花产生，经专家分析，因为金属性短路发生火灾的概率还是比较低的，因为在一般环境中，短路产生时，今天市场上合格的断路器都能迅速跳闸，但如果周围环境配合极好，如果短路点周围就是易燃物或者易燃易爆气体的存在时，还是可能引起火灾的。灭弧式短路保护器的不同点在于，当金属性短路发生时，其切断电源的速度远远快于断路器，甚至在大的短路电火花产生之前就切断电源了，这也是灭弧式三个字的来源。所以，所谓灭弧，只是“灭”金属性短路时发生的电火花，从功能上看是和空气开关/断路器重复的，只是动
各种电弧灭弧原理、条件及措施的比较 1. 开关电弧灭弧的基本原理：首先使触头间的介质成为良好电导率的电弧，进而使电弧冷却，迅速降低其电导率，最终使其转变为良好的绝缘体。 单位体积内的能量平衡： 电源提供的能量=电弧的能量增量— v ?gradp （由对流引起的散热功率）—s (T) （由辐射引起的散热功率）— div Χ?gradT （由广义热传导引起的散热功率） 应根据不同条件、不同场合，提高后三项的散热功率。 2.直流电弧 灭弧条件：稳态电路方程与电弧伏安特性无交点 灭弧措施：（1）拉长电弧→Ua ↗；（2）冷却电弧→Ua ↗（加装灭弧室，选用好的介质）；（3）制造电流过零点 3.交流电弧 交流电弧的熄灭措施：实质上是防止电弧重燃：利用电流过零点的有利时机，使U d >Utr 措施：提高U d 及其上升率，同时降低Utr 及其上升率 具体措施：（略） 4.SF 6电弧 灭弧原理：使大量SF 6分子与电弧接触而分解吸热，冷却电弧。 散热方式：以弧柱的热传导和对流换热为主，散热条件良好。 实际上防止重燃的方法：利用电流过零点的有利时机，使U d >Utr 。 gradT div T s gradp v dt dh E ?--?-=χρσ)(2
5.真空电弧 散热方式：以辐射和经电极与屏蔽罩的热传导为主，散热条件较差。只要保持为扩散型电弧，电流过零后，在微秒级内带电粒子即可消散而恢复间隙的绝缘强度。 实际上防止重燃的方法：利用电流过零点的有利时机，使U d >Utr， 纵向磁场的特点： （1）延缓离子贫乏现象、阳极斑点的产生，使集聚电流值提高；（2）降低了电弧电压：一方面：不利于增大电弧电压的灭弧措施； 另一方面，降低了电弧能量，电极的温度可降低，不易形成阳 极斑点。 （3）不能使阳极斑点在阳极表面快速移动，局部熔融严重。 不同形式横向磁场的特点： （1）纵向电流自身产生的角向磁场（自箍缩磁场）：有助于形成集聚型电弧。 （2）径向磁场：使电弧在电极表面快速移动，避免局部温度过高； 且可在工频后半周使集聚型电弧转变为扩散型电弧。 （3）抵消或部分抵消自箍缩磁场的角向磁场：使电弧向电极边缘移动而拉长电弧。一方面，电弧电压增高有利于灭弧；另一方面，电弧能量增大使电极温度升高。 （4）X向磁场：在电极的一边（y<0区域）增强自箍缩磁场，在电极的另一边（y>0区域）减弱自箍缩磁场。可利用来产生漂移
故障电弧检测技术在电气火灾监控系统中的应用 王巍*黄武杰 （北京习羽杰创科技发展有限公司，北京 100070） 摘要：文章从电气火灾监控系统的基本功能入手，指出了目前该系统存在的不足之处。介绍了故障电弧检测技术的作用，以及该技术在电气火灾监控系统中的应用。 关键词：电气火灾监控系统；故障电弧检测技术 The Application of Arc-fault Detection for Electric Fire Prevention Wang Wei Huang Wu Jie (Beijing Xiyu Jiechuang Technology Development Co.,Ltd.,Beijing,100070) Abstract: The paper introuduces the basic function of alarm and control system for electric fire prevention,and point out the disadvantages of the system.The function of arc_fault detection technology and how to applicate the technology in electric fire prevention is also introduced. Key Words: Alarm and control system for electric fire ；Arc-fault detection technology 1.引言 2007~2009年我国发生429738起火灾，造成直接财产损失457110.7万元，死亡4374人，受伤2363人。对2007~2009年我国发生的429738起火灾的统计数据进行分析，将火灾的起火原因分为电气、生产作业、生活用火不慎、吸烟、玩火、自燃、雷击、静电、不明确原因、放火和其他等11种，从统计数据显示：电气引发火灾125947起占火灾总数的29.3%,是引发火灾的最主要的原因，多年来一直占据首位，居高不下，造成的直接损失达156785.5万元，占火灾总损失的23.86%。电气原因引发火灾一直是我们的关注点，也是火灾防治的重点。 电气火灾是由电气安全隐患、故障和违章安装、使用不当等引发的，而造成的故障包括过欠电压、过电流、短路、接点过热、击穿放电、漏电等等。多年电气火灾研究和火灾调查的实践证明，电气故障引发火灾主要有三种表现形式，即电接触引发火灾、电弧放电引发火灾和电热引发火灾；每次电气火灾是电接触、电弧放电和电发热单独或综合因素的结果。 为了加强电气火灾事故预防工作，有关部门相继制订或修改了有关标准规范，要求设置电气火灾监控系统。如在修订后的《高层民用建筑设计防火规范》9.5.1规定高层建筑内火灾危险 * 作者简介：王巍，男，硕士，主要从事故障电弧检测技术的研究及应用。
目录 一、引言 (2) 二、产品概述 (3) 2.1现有电气火灾监控系统的组成 (3) 2.2现有电气火灾监控系统的不足 (3) 2.3故障电弧检测技术开始被重视 (3) 2.4国家标准加快出台 (3) 2.5家和物联在电气火灾监控领域的现状......................................... 错误！未定义书签。 三、故障电弧分析 (5) 3.1故障电弧的起因 (5) 3.2电弧的基本性质 (5) 四、故障电弧的检测原理 (12) 4.1故障电弧的试验设备 (12) 4.2故障电弧数据库的建立 (13) 4.3硬件设计 (13) 4.4软件设计 (14)
一、引言 在我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，我国每都有30%以上的火灾是由电气火灾引起的，其中2012年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，多是通过AFCI （故障电弧断路器）和UL 1699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UL 1699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 2011年12月，在全国消防标准化技术委员会第六分技术委员会会议上，
操作规程编号：YTO-FS-PD865 开关电器中电弧产生原因及灭弧方法 通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
开关电器中电弧产生原因及灭弧方 法通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 开关电器中电弧是如何产生的? 电孤是一种气体放电现象，它有两个特点：一是电弧中有大量的电子、离子，因而是导电的，电孤不熄灭电路继续导通，要电弧熄灭后电路才正式断开;二是电弧的温度很高，弧心温度达4000～5000摄氏度以上，高温电弧会烧坏设备造成严重事故，所以必须采取措施，迅速熄灭电弧。 电弧产生和熄灭的物理过程简述如下：在开关断开过程中，由于动触头的运动，使动、静触头间的接触面不断减小，电流密度就不断增大，接触电阻随接触面的减小就越来越大，因而触头温度升高，产生热电子发射。当触头刚分离时，由于动、静触头间的间隙极小，出现的电场强度很高，在电场作用下金属表面电子不断从金属表面飞逸出来，成为自由电子在触头间运动，这种现象称为场致发射。热电子发射、场致发射产生的自由电子在电场力作用下加速飞向阳极，途中不断碰撞中性质点，将中性质点中
目录 未定义书签。!引言 ............................................. 一、错误未定义书 签。! ........................................... 错误二、产品概述未定义书签。错............................................................. 误!现有电气火灾监控系统的组成.未定义书签。错误!现有电气火灾监控系统的不足.............................................................. 未定义书签。错误!.............................. 故障电弧检测技术开始被重视 未定义书签。错误!国家标准加快出台 ........................................ 未定义书签。错误........................ !家和物联在电气火灾监控领域的现状 未定义书签。错误!三、故障电弧分析 ....................................... 未定义书签。错误!故障电弧的起因 .......................................... 未定义书签。! .......................................... 错误电弧的基本性质未定义书 签。!................................. 错误四、故障电弧的检测原理 未定义书签。错误!故障电弧的试验设备 ...................................... 未定义书签。! ................................... 错误故障电弧数据库的建立 未定义书签。错误!硬件设计 ............................................... 未定义书签。!............................................... 软件设计错误 一、引言 在我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，我国每都有30%以上的火灾是由电气火灾引起的，其中2012年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%。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。
开关电器典型灭弧装置的工作原理 教学基本内容： 开关电器典型灭弧装置的工作原理 提高灭弧装置开断能力的辅助方法 概述 当电源电压超过数十伏、开断电流在数十安以上时，为减少电弧对触头的烧损和限制电弧扩展的空间，通常需要采取加强灭弧能力的措施，为此而采用的装置称为灭弧装置。 这些灭弧装置的灭弧原理主要有下列十几种： 1．简单开断； 2．磁吹线圈； 3．纵缝灭弧装置； 4．绝缘栅片灭弧装置； 5．金属栅片灭弧装置； 6．固体产气灭弧装置， 7．石英砂灭弧装置； 8．变压器油灭弧装置； 9．压缩空气灭弧装置； 10．SF6灭弧装置； 11．真空灭弧装置。 此外，为了增加灭弧装置的开断能力，通常可以采用下列辅助方法： 1．在弧隙两瑞并联电阻； 2. 附加同步开断装置； 3．附加晶闸管装置。
上述灭弧装置的灭弧原理是： (1) 在大气中依靠触头分开时的机械拉长，使L增大； (2) 利用流过导电回路或特制线圈的电流在燃弧区产生磁场，使电弧迅速移动和拉长； （3）依靠磁场的作用，将电弧驱入用耐弧材料制成的狭缝中，以加强电弧的冷却和消电离； (4) 用金属板将电弧分隔成许多串联的短弧； (5) 在封闭的灭弧室中，利用电弧自身能量分解固体材料，产生气体，以提高灭弧室中的压力，或者利用产生的气体进行吹弧； (6) 利用电弧自身能量，使变压器油分解成含有大量氢气的气体并建立起很高的压力，再利用此压力推动冷油和气体去吹弧； (7) 利用压缩空气吹弧； (8) 利用SF6气体吹弧； (9) 在高真空中开断触头，利用弧隙中由电极金属蒸汽形成的弧柱在电流过零时迅速扩散的原理进行灭弧； (10) 利用石英砂等固体颗粒介质，限制电弧直径的扩展和加强冷却。 开关电器典型灭弧装置的工作原理 一、拉长电弧 （1）大气中，利用机械拉长电弧方式的原理与图例。 电弧放长后，电弧电压就增大，其静态伏——安特性向上移
故障电弧探测器推荐产品目录： 单位：元（RMB）名称 型号 功能 价格 故障电弧 AAFD-16 ●检测线路的故障电弧； ●485通讯； ●导轨式安装； ●适用额定电流检测范围：0~16A。 / AAFD-32 ●检测线路的故障电弧； ●485通讯； ●导轨式安装； ●适用额定电流检测范围：0~32A。 / AAFD-16L ●检测线路的故障电弧； ●1路继电器输出； ●485通讯； ●导轨式安装； ●适用额定电流检测范围：0~16A； ●液晶显示。 / AAFD-32L ●检测线路的故障电弧； ●1路继电器输出； ●485通讯； ●导轨式安装； ●适用额定电流检测范围：0~32A； ●液晶显示。 /
故障电弧探测器安装使用说明书 概述：故障电弧探测器可在早期检测出线路中的故障电弧，对电气线路中的接线松动、绝缘不良、接触不良、电线老化破损等火灾隐患起到检测和预警作用。当检测到故障电弧时，可本地发出声光报警，便于快速锁定故障位置，提高维护效率；也可将报警信息上传至Acrel-6000电气火灾监控设备，实现联网集中监控和信息状态管理。 故障电弧探测器可广泛适用于单相用电场所，如体育馆、机场、火车站、学校、医院、古建筑、工业厂房、养老院、居民楼等。 1.设计原则、依据及产品执行标准： ●电气火灾监控系统第4部分：故障电弧探测器GB 14287.4-2014 ●火灾自动报警系统设计规范GB 50116-2013 第9.2.4条：具有探测线路故障电弧功能的电气火灾监控探测器，其保护线路长度不宜大于100m。 第12.4.6条：电气线路应设置电气火灾监控探测器，照明线路上应设置具有探测故障电弧功能的电气火灾监控探测器。 2.产品命名规范：
开关电器中电弧产生原因及灭弧方法 问：开关电器中电弧是如何产生的? 答：电孤是一种气体放电现象，它有两个特点：一是电弧中有大量的电子、离子，因而是导电的，电孤不熄灭电路继续导通，要电弧熄灭后电路才正式断开;二是电弧的温度很高，弧心温度达4000～5000摄氏度以上，高温电弧会烧坏设备造成严重事故，所以必须采取措施，迅速熄灭电弧。 电弧产生和熄灭的物理过程简述如下：在开关断开过程中，由于动触头的运动，使动、静触头间的接触面不断减小，电流密度就不断增大，接触电阻随接触面的减小就越来越大，因而触头温度升高，产生热电子发射。当触头刚分离时，由于动、静触头间的间隙极小，出现的电场强度很高，在电场作用下金属表面电子不断从金属表面飞逸出来，成为自由电子在触头间运动，这种现象称为场致发射。热电子发射、场致发射产生的自由电子在电场力作用下加速飞向阳极，途中不断碰撞中性质点，将中性质点中的电子又碰撞出来，这种现象称作碰撞游离。由于碰撞游离的连锁反应，自由电子成倍地增加(正离子亦随之增加)，大量的电子奔向阳极，大量的正离子向负极运动，开关触头间隙便成了电流的通道，触头间隙间介质被击穿就形成电弧。 由于电弧温度很高，在高温的作用下，处在高温下的中性质点由于高温而产生强烈不规则的热运动，在中性质点互相碰撞时，又将被游离而形成电子和离子，这种因热运动而引起的游离称为热游离。热游离产生大量电子和离子维持触头间隙间电弧。产生电弧主要由碰撞游离，维持电弧主要依靠热游离。 问：开关电器中电弧熄灭常用哪些方法? 信息来源:https://www.doczj.com/doc/2615338622.html, 答：开关电器中电弧熄灭常用的方法如下：
(1)利用气体或油熄灭电弧。在开关电器中利用各种形式的灭弧室使气体或油产生巨大的压力并有力地吹向弧隙，电弧在气流或油流中被强烈地冷却和去游离，并且其中的游离物质被未游离物质所代替，电弧便迅速熄灭。气体或油吹动的方式有纵吹和横吹两种，纵吹使电弧冷却变细，然后熄灭;横吹是把电弧拉长切断而熄灭。不少断路器采用纵横混合吹弧方式，以取得更好灭弧效果。 (2)采用多断口。高压断路器常制成每相有两个或多个串联的断口，使加于每个断口的电压降低，电弧易于熄灭。 (3)断路器断口加装并联电阻。在高压大容量断路器中，广泛利用弧隙并联电阻来改善它们的工作条件。断路器每相假如有两对触头，一对为主触头，另一对为辅助触头，电阻并联在主触头上。当断路器在合闸位置时，主、辅触头都闭合。当断开电路时，主触头先断开，这时并联在主触头断口上的电阻在主触头断开过程中起分流作用，有利于主触头断口灭弧。主触头的电弧熄灭后，并联电阻串联在电路中，有效地降低触头上的恢复电压数值及电压恢复速度。另外，并联电阻对切断小电感电流或电容电流时，可限制过电压产生。 (4)采用新介质。利用灭弧性能优越的新介质，例如SF6(六氟化硫)断路器和真空断路器等。 (5)利用金属灭弧栅熄灭电弧。用铁磁物质制成金属灭弧栅，当电弧发生后，立刻把电弧吸引到栅片内，将长弧分割成一串短弧，当电弧过零时，每个短弧的附近会出现150～250伏的介质强度，如果作用于触头间的电压小于各个介质强度的总和时，电弧就立即熄灭。这种灭弧方法在低压开关中用得很多。
电弧 电弧当用开关电器断开电流时，如果电路电压不低于10—20伏，电流不小于80~100mA，电器的触头间便会产生电弧。电弧是高温高导电率的游离气体，它不仅对触头有很大的破坏作用，而且使断开电路的时间延长。因此，在了解开关电器的结构和工作情况之前，首先来看看其是如何产生和熄灭的。电弧的形成是触头间中性质子(分子和原子)被游离的过程。开关触头分离时，触头间距离很小，电场强度E很高(E = U/d)。当电场强度超过3×10---6---V/m时，阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。这种游离方式称为：强电场发射。从阴极表面发射出来的自由电子和触头间原有的少数电子，在电场力的作用下向阳极作加速运动，途中不断地和中性质点相碰撞。只要电子的运动速度v足够高，电子的动能A = mv2足够大，就可能从中性质子中打出电子，形成自由电子和正离子。这种现象称为碰撞游离。新形成的自由电子也向阳极作加速运动，同样地会与中性质点碰撞而发生游离。碰撞游离连续进行的结果是触头间充满了电子和正离子，具有很大的电导；在外加电压下，介质被击穿而产生电弧，电路再次被导通。触头间电弧燃烧的间隙称为弧隙。电弧形成后，弧隙间的高温使阴极表面的电子获得足够的能量而向外发射，形成热电场发射。同时在高温的作用下(电弧中心部分维持的温度可达10000℃以上)，气体中性质点的不规则热运动速度增加。当具有足够动能的中性质点相互碰撞时，
将被游离而形成电子和正离子，这种现象称为热游离。随着触头分开的距离增大，触头间的电场强度E逐渐减小，这时电弧的燃烧主要是依靠热游离维持的。在开关电器的触头间，发生游离过程的同时，还发生着使带电质点减少的去游离过程。电弧是一种空气导电的现象，在两电极之间产生强烈而持久的放电现象，称为电弧。电弧的能量集中，温度极高，亮度很强。例：10kv QF 断开20kv的电流，电弧功率达到一万kw以上。电弧由阴级区、阳极区和弧柱区组成。弧柱处温度最高，可达6-7k0C到1万度以上。在弧柱周围温度较低。亮度明显减弱的部分叫弧焰，电流几手都从弧柱内部流过。电弧的气体放电是自持放电，维持电弧燃烧的电压很低。在大气中，1cm长的直流电弧的弧柱电压仅15-30v。在变压器油中，1cm长的直流电弧的弧柱电压仅100-220v。电弧是一束游离的气体，质量极轻，极易变形。电弧在气体或液体的流动作用下或电动力作用下，能迅速移动，伸长或弯曲。电弧对电力设备、动力设备的断路器有破坏作用，必须尽量消除。但在机械、建筑等领域，电焊却是一种广泛应用的工艺。在化工等领域，电弧喷涂也得到广泛应用! 灭弧 灭弧室是盆状的，底部有孔，动触头在孔中穿过，与静触头接触形成导电通路。灭弧室、静触头和动触杆上都有铜钨合金，灭弧室外有灭弧线圈。当动触杆和静触头分开即分闸操作时电弧会马上转移到灭弧室内，电流流过线圈，在灭弧室内建立磁场。
第十三章电弧及灭弧装置 在有触点电器中，触头接通和分断电流的过程中往往伴随着气体放电现象一电弧的产生及熄灭。电弧对电器具有一定的危害。本章通过对电弧现象的介绍，分析其产生和熄灭的过程，从而找出并介绍在电器常用的灭弧方法及装置，以解决电弧在电器中的影响。 第一节电弧的物理基础 一、电弧现象及特点 电弧属于气体放电的一种形式。气体放电分为自持放电与非自持放电两类，电弧属于气体自持放电中的弧光放电。试验证明，当在大气中开断或闭合电压超过10V、电流超过0.5A的电路时，在触头间隙（或称弧隙）中会产生一团温度极高、亮度极强并能导电的气体，称为电弧。由于电弧的高温及强光，它可以广泛应用于焊接、熔炼、化学合成、强光源及空间技术等方面。对于有触点电器而言，由于电弧主要产生于触头断开电路时，高温将烧损触头及绝缘，严重情况下甚至引起相间短路、电器爆炸，酿成火灾，危及人员及设备的安全。所以从电器的角度来研究电弧，目的在于了解它的基本规律，找出相应的办法，让电弧在电器中尽快熄灭。 我们借助一定的仪器仔细观察电弧，可以发现，除两个极（触头）外，明显的分为3个区域，即近阴极区、近阳极区及弧柱区。如图13—1所示。 图13—1 电弧3个区及电位降、电位梯度分布
近阴极区的长度约等于电子的平均自由行程（小于m 610 ）。在电场力的作用下正离子向阴极运动，造成此区域内聚集着大量的正离子而形成正的空间电荷层，使阴极附近形成高电场强度（约为m V /10~1076）。正的空间电荷层形成阴极压降，其数值随阴极材料和气体介质的不同而有所变化，但变化不大，约在10－20V 之间。 近阳极区的长度约等于近阴极区的几倍。在电场力的作用下自由电子向阳极运动，它们聚集在阳极附近而且不断被阳极吸收而形成电流。在此区域内聚集着大量的电子形成负的空间电荷层，产生阳极压降，其值也随阳极材料而异、但变化不大，稍小于阴极压降。由于近阳极区的长度比近阴极区的长，故其电场强度较小。 阴极压降与阳极压降的数值几乎与电流大小无关，在材料及介质确定后可以认为是常数。 弧柱区的长度几乎与电极间的距离相同。是电弧中温度最高、亮度最强的区域。因在自由状态下近似圆柱形，故称弧柱区。在此区中正、负电粒子数相同，称等离子区。由于不存在空间电荷，整个弧区的特性类似于一金属导体。每单位弧柱长度电压降相等。其电位梯度E 。也为一常数，电位梯度与电极材料、电流大小、气体介质种类和气压等因素有关。 电弧按其外形分为长弧与短弧。长短之别一般取决于弧长与弧径之比。把弧长大大超过弧径的称为长弧。长弧的电压是近极压降（阴极压降与阳极压降）与弧柱压降之和。若弧长小于弧径，两极距离极短（如几毫米）的电弧称为短弧。此时两极的热作用强烈，近极区的过程起主要作用。电弧的压降以近极压降为主，几乎不随电流变化。 电弧还可按其电流的性质分为直流电弧和交流电弧。 二、开断电路时电弧产生的物理过程 当触头开断电路，在间隙中产生电弧时，电路仍然是导通的。这就说明已分开触头间的气体由绝缘状态变成了导电状态。那么，究竟有哪些物理过程在这个气体由不导电状态的变成导电状态过程中起作用了呢？下面就此进行一些分析。 1．碰撞游离 带电粒子（自由电子、正离子和负离子）在电场力中获得动能而加速，当这
故障电弧探测器—GB14287.4-2014乐鸟电气火灾监控系统第四部分 故障电弧探测器 电气火灾是由电气安全隐患、故障和违章安装、使用不当等引发的，而造成的故障包括过欠电压、过电流、短路、接点过热、击穿放电、漏电等等。多年电气火灾研究和火灾调查的实践证明，电气故障引发火灾主要有三种表现形式，即电接触引发火灾、电弧放电引发火灾和电热引发火灾；每次电气火灾是电接触、电弧放电和电发热单独或综合因素的结果。 为了加强电气火灾事故预防工作，有关部门相继制订或修改了有关标准规范，要求设置电气火灾监控系统。如在修订后的《高层民用建筑设计防火规范》9.5.1规定高层建筑内火灾危险 LN6A 故障电弧探测器依据国家标准 GB14287.4-2014、GB50045-95（2014版）、 GB13955-2014，同时参考国际电工标准呢IEC62020，IEC60755、IEC60364。 电气火灾监控系统的基本组成包括：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。但许多严重的火灾事故仅仅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或者老化的供电线路、电器插头以及家用电器的电源线、内部线束或零部件绝缘。当故障电弧发生时，线路上的漏电、过流和短路等保护装置，可能无法检测到或者无法迅速动作切断电源，极易引发火灾 现有电气火灾监控系统的不足 电气火灾监控系统主要有多功能漏电开关型、分离配置型、分离配置整合型等三种类型；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
开关电器的灭弧 电弧是电气设备运行中经常发生的物理现象，其特点是光亮很强和温度很高。它不仅对触头有很大的破坏作用，电弧的产生对供电系统的安全运行有很大影响。首先，电弧延长了电路开断短路电流的时间。在开关分断短路电流时，开关触头上的电弧就延长了短路电流通过电路的时间，使短路电流危害的时间延长，这可能对电路设备造成更大的损坏。同时，电弧的高温可能烧坏开关的触头，烧毁电气设备和导线电缆，甚至可能引起火灾和爆炸事故。此外，强烈的电弧可能损伤人的视力，严重的可导致人失明。因此，开关设备在结构设计上就要保证其操作时电弧能迅速地熄灭。 当电弧稳定燃烧时是处在热动平衡状态，此时不可能有电子和离子的积累。这说明电弧中气体游离现象的同时还存在一个相反的过程，我们称之为消游离。消游离就是正、负带电粒子中和而变成中性粒子的过程。消游离的方式分两类：复合和扩散。 1．复合 带异性电荷的粒子相遇后相互作用中和而变成中性粒子称为复合。复合按其地点可分为： （1）表面复合：带正、负电荷的粒子附在金属或绝缘材料表面上，相互吸引而中和电荷，变成中性粒子。 （2）空间复合：带正、负电荷的粒子在放电间隙中相互吸引而中和电荷，变成中性粒子。自由电子与正离子相遇，相互吸引而中和电荷而变成中性粒子，称为直接复合。由于自由电子的运动速度比正离子大得多，所以直接复合的机率很小。往往自由电子粘合在中性粒子上，再与正离子相遇而复合，中和电荷形成两个中性粒子。这种过程称间接复合。因为正、负离子的运动速度相当，间接复合的机率大，约为直接复合的上千倍。自由电子粘合在中性粒子上形成负离子的强弱与气体的种类和纯净度有关。氟原子及其化合物SF 分子与自由电子的粘合 6 的复合能力很强，是比较理想的消游离和作用很强，所以称为负电性气体。SF 6 绝缘介质。现已应用在高压断路器中。 显而易见，带电粒子运动速度是直接影响复合作用大小的重要因素。降低温度、减小电场强度可使粒子运动速度减小，易于复合。此外，带电粒子浓度增大时，复合机会增多，复合作用也可以加强。在电弧电流不变的条件下，设法缩小电弧直径，则粒子浓度可增大。 复合过程总是伴随着能量的释放。释放出来的能量成为加热电极、绝缘物及气体的热源，同时也向四周散发。 2．扩散 带电粒子从电弧区转移到周围介质中去的现象称为扩散。扩散的方向一般为从高温、高浓度区向低温、低浓度区。扩散使电弧中的带电粒子减小。扩散出来的带电粒子因冷却很容易相互结合，中和电荷而形成中性粒子。扩散速度与电弧内外浓度差、温度差成正比。电弧直径愈小，弧区中带电粒子浓度愈大；电弧与周围介质温差愈大，扩散速度愈大。因此，加速电弧的冷却是提高扩散作用的有效方法。 综上所述，电弧中存在着游离和消游离两方面的作用。当游离作用占优势时电弧就会产生和扩大，当消游离作用占优势时，电弧就趋于熄灭。游离与消游离作用与许多物理因素有关，如电场强度、温度、浓度、气体压力等。那么，我们可以
故障电弧检测概述 南京航空航天大学 摘要：故障电弧是由于电线等的电气绝缘老化、破损，空气潮湿引起的空气击穿或者电气连接松动等原因造成的。电弧能量大，危害大，严重威胁了设备和人员的安全。首先介绍了电弧及其危害，然后介绍了近几年来国内外学者在故障电弧检测方面提出的一些理论和算法，最后介绍了故障电弧检测的应用及其前景。关键词：故障电弧检测特征算法 1 引言 随着电力电子技术的不断发展，电气化程度越来越高，电路保护也越来越重要。电弧能量大，温度高，危害却是极大的，容易引起火灾，甚至爆炸。但是，传统 的断路器是根据电流的过载情况( 图片:image002.gif )设计的，而许多严重的电气事故却是由低电流的故障电弧引起的，传统的断路器并不能检知或防止这种故障。随着电弧故障引起的事故越来越凸显，对电弧故障进行检测的要求越来越迫切，针对电弧故障的研究也越来越多。 2 电弧及其危害 电弧是一种气体游离放电现象，也是一种等离子体。电弧中的电流从微观上看是电子及正离子在电场作用下移动的结果，其中电子的移动构成电流的主要部分。根据电弧产生的机理，电弧可以分为2类：好弧（插拔电器时产生的弧等）和坏弧（故障电弧）。故障电弧主要是由于电线等电气绝缘老化、破损，空气潮湿引起的空气击穿，或者电气连接松动等原因造成的。故障电弧根据电弧电流的强度，可以分为高水平电弧和低水平电弧。故障电弧根据弧产生的位置又可分为3类：串型电弧、对地电弧以及线线电弧（见图1）。 图片:image004.jpg （a）串型电弧（b）对地电弧（c）线线电弧 图1 故障电弧分类 电弧的特点是温度很高，电流很小，持续时间短，一旦出现击穿点则会频繁出现。电弧放电时，会产生大量的热，能引燃周围的易燃易爆品，造成火灾甚至爆炸。比如，《中国火灾统计年鉴》显示，因电气原因引发的火灾在各类火灾中高居榜首，约有30%的火灾是由住宅电气线路老化或配置不合理造成的，并正以平均每年1%的速度持续上升，6.6%的人在使用插座板时曾有被电击的经历；美国联邦航空管理局（FAA）指出电气故障是无数商业飞机事故的主要问题；军方也认为电气故障是造成安全问题和飞机不能准时起飞的重要原因。在引起这些事故的电气原因中，电弧故障是主要的原因之一，而传统的熔断器和电子断路器不能满足电弧故障检测这个要求。这是因为目前的断路器都只被设计为检知过载电流情况( )的，而由图2可以发现，低水平电弧的电流很小，甚至小于额定电流，目前
故障电弧探测器的重要性以及产品介绍 乐鸟公司新出产品LN6A故障电弧探测器 LN6A故障电弧探测器依据国家标准 GB14287.4-2014、GB50045-95（2014版）、 GB13955-2014，同时参考国际电工标准呢IEC62020，IEC60755、IEC60364。 电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质（例如空气）所产生的瞬间火花。其特点为温度很高，电流很小，持续时间短，一旦出现击穿点则会频繁出现。电弧放电时，则会产生大量的热，能引燃周围的易燃易爆品，造成火灾甚至爆炸 故障电弧的最主要危害是引发火灾，当故障电弧产生时，其中心温度高达3000℃~4000℃，并且伴有金属熔化物喷溅出来。故障电弧产生的高温高热，极易引燃线路绝缘层导致线路起火，如果在故障点附近存在有可燃物时，也极易引燃可燃物而导致火灾的发生。 故障电弧探测装置 LN6A系列故障电弧探测装置是从电气火灾的起 因入手，将电流波形特征值检测技术应用到故障电弧探测领域，结合国内电力行业的特点，具有高可靠性
高、稳定性强、方便用户使用和维护的特点。该探测 装置的广泛应用将弥补前市场上电气火灾监控系统产品的技术缺陷，产品通过对电气线路的实时检测，能够区分每一相线上的正常操作电弧和故障电弧，消除电气火灾隐患探测的盲区，该产品广泛适用于家庭、民用建筑、工厂、网吧、仓储、学校等建筑的火灾预 警系统。 LN6A是对低压配电系统（400V）引起的火灾、人身触电、系统故障、L/N线对地线、L线对N线等发生的故障电弧或者电设备接触不良进行监控报警。故障电弧会产生电火花直接引燃物体然后产生火灾。 LN6A系列故障电弧探测装置功能 ●精准判断每一相线上的正常电弧和故障电弧 ●具有标准RS485接口，可与消防控制室的监控设备进行通讯，实现远程监控 ●故障电弧发生时，将故障点的位置信息传送至监控设备，定位故障的区域 ●检测到故障电弧时，自身发出声光报警信号，并同时向监控设备发出报警信号