浅谈AFCI技术在电气防火领域的应用.pdfVIP

浅谈AFCI技术在电气防火领域的应用 瑞萨科技（北京）有限公司，和瑞电子（绵阳） 作者：罗雷 刘晖 摘要 随着社会的不断发展，电气化程度越来越高，电路保护也越来越重要。电气中的故障电 弧能量大，温度高，危害是极大的，非常容易引起火灾，甚至爆炸。但是，传统的断路器是 只可以保护漏电（GFCI），过流和短路，而许多严重的火灾事故却是由低于额定电流的故障 电弧引起的，传统的断路器是绝对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。 为了避免此类火灾灾难的发生，我们开发出了电弧故障断路器(AFCI)控制板，在很大程 度上解决了这个问题，在传统断路器的基础上，它可以在瞬间检测到电弧，并区分电弧的性 质，及时做出相应的处理。本文将阐述 AFCI 产品在生活中的应用，以及 AFCI 产品可衍生 出来的其他应用，希望AFCI 产品可以造福人类。 关键字 AFCI ，GFCI, 断路器， 防火监控，Zigbee 网络，故障电弧，漏电保护 AFCI产品的必要性 据统计，电路老化造成的火灾在所有火灾事故中占有最高的比例，在我国，电气线路老 化，线路分布不合理的情况比比皆是，春节刚过，于 2009.02.05 日，武汉的汉正街发生火灾， 整个汉正街的商铺被大火吞噬，直接经济损失超过 3000 万元，死亡 1 人。经过调查，起火 原因是电气线路老化走火（故障电弧）引发的。根据 CPSC(美国消费品安全委员会)1998 年 的统计，每年由于配电线路老化引起电弧造成的火灾有超过 40000 起，（占电气火灾的 83 ％）造成直接经济损失$16.8 亿美圆。所以 CPSC 要求所有的住宅的卧室必须安装这种 AFCI 断路器和墙插座，所有的空调要安装 AFCI 插座。 这仅是所有火灾事故中很小的一些实例，为了避免这类灾难的重演，除了我们应该适当 注意用电安全外，就是利用 AFCI 产品的优势，在火灾隐患发生时得到最及时的处理，这就 是 AFCI 产品存在的必要性。 AFCI产品的相关知识 电弧的种类： 线路上的电弧可分为两种，一种是正常的操作弧，称《好弧》，另一种是故障电弧，称 《坏弧》。 1. 《好弧》是指当电机旋转产生的弧，如电钻，吸尘器等。另外当人们开关电器，插 拔电器时产生的弧也是《好弧》。 2. 《坏弧》是故障电弧，故障电弧的类型基本上可分两类。A 类和 B 类。A 类称串 型电弧，B 类称并型电弧，图示如下： A 类： B 类： UL1699 标准： UL1699 是为了规范 AFCI 产品而定制的标准。AFCI 产品发展于上世纪 90 年代，用以 识别由过电流产生的电弧而造成的家庭火灾。传统的断路器可以对过电流提供保护，然而研 究发现在没有过电流发生的情况下由小电流引起的故障电弧也有足够的能量引发打火从而 引起火灾。现在UL1699 可用于规范 AFCI 技术在普通断路器、墙式安装插座、以及便携式 AFCI （Cord AFCI ）的应用。 AFCI 如何工作： 根据 UL1699 的标准，在AC 线路上，当 AFCI 在 0.5 秒内察觉到 8 个半周的故障电弧 （坏弧），AFCI 断路器执行脱扣，切断 AC 线路，脱扣时间小于 0.2 秒。 AFCI 的原理： Leakage current transformer 零线 Current transformer 负载 火线 202 501 201 600 5V Power