一種復合型電氣火災監控探測器的設計

我國是電氣火災多發的國家。從20 世紀末以來，電氣火災發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生次數僅為總火災發生次數的17 %，美國僅為10 %，日本僅為13 %，說明我國電氣火災的發生率偏高，與發達國家相比差距很大。可以說，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控探測器應運而生。

　　1 電氣火災的起因及監控意義

　　引起電氣火災的原因是多方面的，主要表現在以下幾個方面:

　　(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，使附近的電氣系統絕緣損壞，造成短路而引發火災，也可能直接引燃附近的可燃物而引發火災。

　　(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 ℃。

　　電氣火災監控也就是剩余電流報警，是在火災發生前進行探測、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主要作用為降低火災損失，而安裝電氣火災監控系統則是從根源遏制火災發生，意義不同，并且更具實用價值。電氣火災發生率居高不下，國家對電氣防火也越來越重視，更加凸顯了電氣火災監控的作用與意義。無論是企業還是個人都有必要了解電氣防火產品，以及市場現狀，更多的人去關注電氣防火市場，必會起到規范與穩定市場發展的作用。

　　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)中統一稱之為剩余電流。

　　剩余電流式電氣火災監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