张豪
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
前言：人们插上新的冰箱电源，启动空调或打开电灯时，很少会想到输送电能的电路。毕竟，大多数住宅电线埋在墙里。但看不见的电气事故都很容易引起火灾，旧房屋尤其如此。
当然，烟感探测器可以提供早期火灾报警，但线路故障造成的火灾———例如：不当的改动或电线年久失修等，仍旧令消防部门十分担忧。据“ 美国消防协会”统计，美国每年因配电故障导致38000多个家庭火灾，死亡350人。 半数以上家宅至少已住过 30年，往往达不到今天的安全防火标准。
旧式住宅设计时没有考虑电力增容，如今的电器设备比过去要更加节能，数量更多，即算使用一个电吹风，一个电熨斗，一个电炉，总共耗电只有一台冰箱的两倍，也可能使旧电路超载。
一般地，美国较旧的住宅电线额定电流为 30安培，仅够基本照明和厨房设施，不能满足家用电气化程度高的当代消费者。今天美国家庭平均需要 150到 200安 培电流，大型住宅都需要 400安培。
电器运行应该有执照、许可证和合格证制度来保障安全，但家庭主人们为省钱，往往绕开那些程序。尤其是，有些居民在房产转手时亦没有要求电气检查。
纽约自由作家戴比在拉伊买了一大幢建于1875年的房屋，她的城市没有住宅检查的规定，电气承包人发现几处火灾隐患：浴室天花板上的电灯线绝缘层烧破了，也许是使用的灯泡过大发热造成的，会在孩子卧室附近引发火灾；在车库，悬空吊着的电灯线绝缘磨损，存在触电和起火的危险。“ 当检查人员告诉我时，我大吃了一惊。”总之“， 美国有5000 多万套住宅的电路已接近使用寿命极限。”消费产品安全协会工程师威美·肯估计道， “情况十分严峻”。
1.怎样找出住宅中的电路火灾隐患呢
1.1电线超载
如果保险丝烧断，继电器重复跳闸，电灯发暗，或者闻到金属或塑料焦糊味，那么这是一个危险信号：要么是电线发生故障，要么是负载过大。要更换电线或增容。但有些房屋主人图快图省事，采取错误的维修措施，例如用 20安培的保险丝保护 15安培的电路。这样，电线仍然可能过热，因为大保险丝允许通过的电流大于电线能够承受的电流。瓦特数不当的灯泡也可能导致过热。
旧电线本身并不意味着故障，但要检查电线的绝缘层是否状况良好。磨损、刺穿或电流过大，都会破坏绝缘。电线发热，绝缘层就会发硬变脆、绽裂和破损。
1.2电火花或电弧
旧房屋通常没有防止触电的接地措施，亦没有把两孔插座改为有地线的三孔插座。旧房屋的插座太少，满足不了现代生活的需要，有时一个房间仅有一个插座，这样，就会导致胡乱加接电线造成危险。按现在规范，一面墙至少每隔12英尺就要设置一个插座。
电弧现象亦会导致电气火灾，电火花跳过微小的空气间隙，例如在两个裸露的线头之间或松动连接点，就可能引燃挨着的木材或绝缘材料，爆发明火。
1.3铝芯电线
20世纪60年代中期到70年代中期，大约有200万幢房屋的房产商用廉价的铝芯电线代替标准的铜芯电线来设分支电路，把电源从配电板引到每一个房间。铝线在接头处容易氧化或松动，产生“ 击穿电弧”，使开关、插座和继器板过热。
1977年，美国“ 消费产品安全协会” 要求取消铝线，不少住宅作了一次维修，但成千上万的人家仍无动于衷。
危险是现实存在的，去年3月，在新泽西州的莫里斯县，一场大火烧死了安娜、她儿子格伦和她的3个孙子，铝芯导线就是罪魁祸首。消防当局说，房屋建于1969年，铝线分支电路又经过不当维修。可悲的是，安娜卧室窗外本来有一架逃生梯，但火焰压倒了他们。
火灾隐患普遍是由无知的非专业人员的布线引起的，例如从一个房间引到另一个房间的墙内薄皮电灯线、线径不匹配和胡乱拼接的电气短路等。
搬住新居即算是新房子也要留神，马里兰州银泉的汤姆两年前花 325000 美元买了一幢新房，“我很少用洗碟机，但用到三四回时线路就坏了”，他说。检查员发现了继电器有严重电弧击穿现象，另外还有电炉接线不良和无效线路。
怎么办？如果发现电灯闪烁、插座发热或其他警告迹象，请一位有执照的电气师作一次维修，考虑花25-60美元在继电器板上设置可靠的新型“击穿故障断流器”，该装置能检测出不会引起断电器跳闸的小过载电流。今年1月“， 美国电气规范”已要求予以配置。
房屋每住过20年，或买房、添置大功率电器和房屋维修翻新时，记住作一次电气检查。如果你的城区或村镇没有检查员，消防部门或房户部门可帮你找一位，住宅电气火灾问题不可忽视，它可能毁了你的家或你的亲人。
同样，科技飞速发展的现在，更多的电气防火产品也在不断产生，电气防火限流式保护器就可以有效克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，以及使用寿命短等当弊端，发生短路故障时，能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护。
2、限流式保护器的功能及应用方案
2.1.限流式保护器的设计
ASCP200-1型电气防火限流式保护器可有效克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，以及使用寿命短等当弊端，发生短路故障时，能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护，从而能显著减少电气火灾事故，保障使用场所人员和财产的安全。
安科瑞ASCP200-1电气防火限流式保护器的主要元件是固态开关，不同于传统家用的空气开关（微断）。我们知道，传统空气开关的断开是一种机械运动过程，分断时间需要几十毫秒(一般30～50ms)，带负载断开时通常伴随有电弧的产生。而固态开关的断开则是依靠半导体内部的载流子运动实现，分断时间微秒级，速度快，无电弧产生。
如图1所示，当发生短路故障时，传统空气开关在电流升至C点时才能动作，且无法瞬时切断电流，而固态开关则可以在电流升至B点时即瞬间切断短路电流。
图1短路故障前后电流与时间关系图
从流过电阻的电流热量公式Q=I2Rt，可以很容易看出，传统空气开关与固态开关在短路时所释放的能量差别可以达到数千倍之多。因此当装配限流式保护器的回路发生短路故障时，就可以避免电弧的产生，从而有效降低了电气火灾。
2.2. ASCP200-1功能特点
ASCP200-1型电气防火限流式保护器是单相限流式保护器，较大额定电流为63A。主要功能如下:
A）短路保护功能，线路发生短路故障时，能在150微秒内实现快速限流保护；
B）过载保护功能，线路持续过载时，保护器限流保护；
C）表内超温保护功能，保护器内部器件工作温度过高时，保护器限流保护；
D）过/欠压保护功能，线路欠压或过压时，保护器告警或限流保护（可设）；
E）电缆温度监测功能，被测线缆温度超过报警设定值时，保护器告警或限流保护（可设）；
F）漏电流监测功能，线路漏电超过报警设定值时，保护器告警或限流保护（可设）；
G）通讯功能，保护器配置1路RS485接口，1路2G无线通讯，可以将数据发送到安科瑞Acrel-6000安全云平台，或第三方监控软件或平台，从而实现远程监控。
2.3. ASCP200-1技术参数
2.4.应用方案图示
ASCP200-1型电气防火限流式保护器建议安装在入户开关下端，额定电流值根据入户开关的具体规格进行设置，典型应用示意图如图2所示：
图2 ASCP200-1家用防火解决方案安装示意图
2.5.使用注意事项
在选用限流式保护器时，限流式保护器的设定的额定电流应该与其前断路器的额定电流保持一致。例如，当限流式保护器输入端断路器的额定电流为32A时，应将限流式保护器的额定电流设置为32A。为保障限流式保护器的正常使用，严禁将其使用于与其前端断路器的额定电流不匹配的配电线路中。
ASCP200系列采用限流式保护器采用壁挂式安装，可以挂墙安装，也可以安装在箱体内，应确保安装场所无滴水、腐蚀性化学气体和沉淀物质，并注意环境温度和通风散热。
为确保可靠连接，接线时应按接线图进行，同时为了防止接头处接触电阻过大而导致局部过热，也避免因接触不良而导致保护器工作不正常，线头应采用合适大小的U形冷压头压接后，再插入保护器相应端子上并将螺钉拧紧压实。
保护器内部带有交流电，严禁非专业人士擅自打开产品外壳。保护器在使用期间，若被保护线路发生短路或过载故障而被限流保护时，保护器仍处于带电状态，不允许随意碰触用电线路的金属部分。待检查线路，并排除故障后，长按保护器的复位按键约2秒钟，使保护器恢复正常运行时。
当保护器因超温而发生限流保护时，则可能是因为负载电流过大，环境温度过高或通风散热不良等原因导致，可通过加强通风等措施，等保护器温度降下来后，再长按复位键，使保护器复位，恢复正常运行。
3、结语
限流式保护器是对现有电气保护产品的有效补充,它能够有效探测线路中的故障电弧,及时预警,有效保护人民生命财产安全！
参考文献：
[1]曾国平.住宅中的电气火灾.观潮时代广场56期
[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版
作者简介：张豪，男，安科瑞电气股份有限公司，主要从事电气防火限流式保护器的研发与应用，手机：13671610249（微信同号），QQ:3008035224，邮箱: 3008035224@qq.com
