一種復合型電氣火災監(jiān)控探測器的設計

我國是電氣火災多發(fā)的國家。從20 世紀末以來，電氣火災發(fā)生的次數一直占各類火災的首位，接近火災總數的30 %，損失更是占火災總損失的50 %之多，且一直居高不下。而國外如英國每年電氣火災發(fā)生次數僅為總火災發(fā)生次數的17 %，美國僅為10 %，日本僅為13 %，說明我國電氣火災的發(fā)生率偏高，與發(fā)達國家相比差距很大?？梢哉f，預防和有效控制電氣火災已經到了刻不容緩的程度。為了大幅減少影響我國社會消防安全的電氣火災次數，一種基于檢測剩余電流和溫度的復合型電氣火災監(jiān)控探測器應運而生。

　　1 電氣火災的起因及監(jiān)控意義

　　引起電氣火災的原因是多方面的，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

　　(1)電火花或電弧。電火花或電弧主要的產生原因為單相接地故障，主要體現(xiàn)為導體的絕緣損壞，使兩導體間被擊穿而產生電弧電壓。電弧會產生很高的溫度，如2～20 A的電弧電流就可以產生2 000～4 000 ℃的局部高溫。事實上0。5 A的電弧電流就足以引發(fā)火災。

　　(2)接觸不良。當工作電流通過時，在接觸電阻上產生較大的熱量，使連接處溫度升高，高溫又使接觸電阻進一步增大，形成惡性循環(huán)，使附近的電氣系統(tǒng)絕緣損壞，造成短路而引發(fā)火災，也可能直接引燃附近的可燃物而引發(fā)火災。

　　(3)可燃性材料。可燃性材料可分為固體可燃性材料和液體可燃性材料。通常液體和固體可燃性材料的引燃點溫度分別為300 ℃和400 ℃。

　　電氣火災監(jiān)控也就是剩余電流報警，是在火災發(fā)生前進行探測、預警，真正具有防患于未然的意義。

　　不同于普通火災報警系統(tǒng)主要作用為降低火災損失，而安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)則是從根源遏制火災發(fā)生，意義不同，并且更具實用價值。電氣火災發(fā)生率居高不下，國家對電氣防火也越來越重視，更加凸顯了電氣火災監(jiān)控的作用與意義。無論是企業(yè)還是個人都有必要了解電氣防火產品，以及市場現(xiàn)狀，更多的人去關注電氣防火市場，必會起到規(guī)范與穩(wěn)定市場發(fā)展的作用。

　　2 剩余電流檢測原理

　　剩余電流(residual current )簡言之即通過剩余電流動作保護裝置主回路電流的矢量和。一般人們俗稱的漏電電流，泄漏電流或過剩電流，在國標《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》(GB13955-2005)中統(tǒng)一稱之為剩余電流。

　　剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器利用電流互感器檢測電流的原理來檢測剩余電流的大小，以防止電氣火災的發(fā)生。

　　檢測原理如圖1 所示，圖中IA、IB 、IC為相電流，IN為中性線電流，Id為相線在a點的對地剩余電流，S 為任一封閉面。根據基爾霍夫定律，流入任一封閉面S的電流有效值相量之和等于零，則有IA+IB +IC -IN-Id =0整理得IA+IB +IC -IN=Id 。在正常情況下，三相電流的矢量和與N 線中流過的電流大小相等，方向相反，相互抵消。如果線路絕緣劣化或其它原因導致A 相線在a點產生對地電流，則在圖中的S 處電流互感器的線圈中將感應出與剩余電流Id大小成正比的電流，其數值大小反映了配電線路及電氣設備中電流的泄露情況。

圖1 剩余電流檢測原理