圖 6 熱解粒子式電氣火災監(jiān)控探測器

熱解粒子顧名思義就是物質受熱時分解出的粒子，粒子是由能夠以自由狀態(tài)存在的物質組成。無論何種原因引起的電氣火災，都體現(xiàn)為 導體發(fā)熱。低壓配電柜內發(fā)生電氣故障時主要的 發(fā)熱體是電線與保護電器，在低壓配電柜內發(fā)熱 分解出的粒子主要是煙粒子及氣體粒子。利用粒 徑分析儀器進行相關試驗，發(fā)現(xiàn)試驗材料( 電線與保護電器) 存在臨界熱解溫度。低于該溫度， 熱解產(chǎn)生的煙氣量低，無法進行可靠探測; 當受熱溫度高于該臨界溫度后，煙氣開始加劇析出。電線及保護電器材料的臨界溫度一般在 150 ℃ ～ 220 ℃ 。通過光學煙密度計，測量該溫度區(qū)間的煙粒子濃度響應范圍為0． 02% obs / m ～ 0． 52% obs / m。目前可對該范圍煙粒子濃度進行早期探測的主要 是吸氣式探測器和激光探測器，但這兩種設備的 探測原理均由激光或 LED 作為光源，探測器直接根據(jù)散射的狀況作為火災判定的依據(jù)，無法避免 灰塵、水汽等原因引起的誤報，即使加裝過濾器也 無法有效避免。試驗同時發(fā)現(xiàn)，當試驗材料受熱 達到 150 ℃ 后，就會發(fā)出一種燒膠皮、燒塑料的難聞氣味，主要是電線因過熱燒焦絕緣外皮所散發(fā) 的味道，氣味的出現(xiàn)甚至早于煙粒子的析出。低 壓配電柜內發(fā)生電氣故障時主要的發(fā)熱體是電線 與保護電器，發(fā)出難聞氣味的也主要是電線的聚氯乙烯( PVC) 絕緣外皮及保護電器的絕緣護套 ( ABS 材料) 。熱解粒子式電氣火災監(jiān)控探測器是在此基礎上開發(fā)的新技術，該技術不但可以進 行配電柜內電氣火災的早期探測，還能很好地解 決配電柜內灰塵的干擾問題［2］。

火災監(jiān)控探測器一般配置于一級或二級的低壓配電柜內、大型數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡機柜內、通訊基站的重要通信設備機柜內等，對配電設備監(jiān)控的空白，有助于實現(xiàn)配電設備發(fā)生電氣火災的早期預警。

2.4故障電弧式電氣火災監(jiān)控探測器

故障電弧式電氣火災監(jiān)控探測器如圖 7所示。

 

圖 7 故障電弧式電氣火災監(jiān)控探測器

短路和接觸不良也是產(chǎn)生電氣火災的主要原 因，大部分短路性故障可以由配電系統(tǒng)功能解決， 還有一部分短路性故障表現(xiàn)為短路產(chǎn)生故障電 弧?，F(xiàn)階段的配電系統(tǒng)還存在一定的盲區(qū)，不能 對此類故障進行有效地監(jiān)測與防護，主要原因是 短路接觸面或產(chǎn)生故障電弧的線路阻抗限制了短 路電流的大小，常使斷路器達不到動作條件。這 種故障危害性非常大，致使配電線路的絕緣物質 迅速碳化起火，或由于局部高溫引燃故障點周圍 的易燃物質從而產(chǎn)生電氣火災。故障電弧式電氣 火災監(jiān)控探測器是一種能夠識別故障電弧的電氣 火災探測裝置，方便接入現(xiàn)有電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)， 能實時監(jiān)測被監(jiān)控線路或設備的電壓、電流及故 障電弧數(shù)據(jù)，可在故障電弧監(jiān)測值超出報警閾值 后立即發(fā)出報警信號。這種技術可以有效彌補現(xiàn) 有電氣火災探測技術的不足，通過提前預警或切 斷故障電源從而有效減少因故障電弧引起的電氣 火災。

 

3.1故障電弧式電氣火災監(jiān)控探測器的保護特性

傳統(tǒng)的熔斷器和空氣斷路器不能滿足故障電弧檢測的要求，這是因為斷路器主要是以檢測短路和過載電流為目的，故障電弧具備在很小電流的情況下( 一般大于 0． 5A) 就引發(fā)火災的可能性。對于小電流并伴隨著有故障電弧發(fā)生的情況，因電流值達不到保護裝置熱保護的動作電流值，故保護裝置不會動作，對于大電流并伴隨有故障電弧發(fā)生的情況，因燃弧持續(xù)的時間短，不足以使傳統(tǒng)斷路器保護動作，從而引發(fā)電氣火災。通常，故障電弧探測器主要是采用檢測電壓、電流頻 域和時域的特征來識別故障電弧，保護動作受電 流的大小影響較小，其特性有別于傳統(tǒng)斷路器。斷路器和故障電弧探測器保護特性的區(qū)別如圖 8 所示。

 

 

 

圖 10 故障電弧探測器電氣接線圖( 電表箱)

 

圖 11 故障電弧探測器電氣接線圖( 公共場所配電箱)