故障電弧識(shí)別技術(shù)：為建筑裝上“保險(xiǎn)絲”

日，在國網(wǎng)湖北電科院青山實(shí)驗(yàn)基地，技術(shù)人員胡偉按下電弧產(chǎn)生器開關(guān)，一束耀眼的電弧隨即產(chǎn)生。幾秒鐘后，控制實(shí)驗(yàn)裝置主電源的集成開關(guān)自動(dòng)跳閘，及時(shí)避免了電弧火災(zāi)發(fā)生。

這是國網(wǎng)湖北省電力有限公司探索高層建筑電氣防火的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)?zāi)M導(dǎo)體接觸不良和絕緣層老化導(dǎo)致的故障電弧等場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)電氣致火故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，對(duì)高層建筑電氣防火具有積極意義。

全國30%以上的火災(zāi)由電氣原因引起，故障電弧是造成電氣火災(zāi)的“元兇”。

近年來，針對(duì)高層建筑線路設(shè)備故障電弧隱蔽性強(qiáng)、不易識(shí)別等難題，國網(wǎng)湖北電力開展電氣防火科技攻關(guān)，通過創(chuàng)新故障電弧精準(zhǔn)識(shí)別技術(shù)，研發(fā)故障電弧探測(cè)控制新裝置，搭建電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，助力高層建筑電氣火災(zāi)防范。

精準(zhǔn)判斷線路是否有電弧，是防范火災(zāi)的關(guān)鍵。國網(wǎng)湖北電力研發(fā)了一種電壓信號(hào)判別新方法，破解電弧信號(hào)的特征，為探尋線路故障電弧提供科學(xué)依據(jù)。

胡偉介紹，當(dāng)線路負(fù)荷增加或出現(xiàn)電弧時(shí)電流波動(dòng)形狀相似，因此依靠電流判斷電弧準(zhǔn)確率不高。他們運(yùn)用電壓信號(hào)處理方法，發(fā)現(xiàn)線路無電弧時(shí)電壓信號(hào)較平緩，有電弧時(shí)電壓信號(hào)波動(dòng)有陡增現(xiàn)象。

新方法需要新設(shè)備支撐。為此，胡偉團(tuán)隊(duì)研制了電弧探測(cè)器，并將該探測(cè)器安裝到電氣開關(guān)上，實(shí)現(xiàn)故障電弧精準(zhǔn)辨識(shí)和位置的精準(zhǔn)鎖定。

“將電源到用戶的方向看成河道走向的話，如果線路前端、中部、尾端都裝有這種集成開關(guān)，當(dāng)發(fā)生故障電弧時(shí)，靠近電弧發(fā)生點(diǎn)上游的開關(guān)會(huì)自動(dòng)跳閘。這不僅能及時(shí)遏制電弧，還能順藤摸瓜找到故障電弧具體位置。”胡偉說，通過多次模擬實(shí)驗(yàn)，這種定位故障的有效性得到驗(yàn)證。

為推進(jìn)電弧防控技術(shù)應(yīng)用，國網(wǎng)湖北電力選取附近高層建筑作為試點(diǎn)，搭建高層建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控與成因及分界溯源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高層建筑電弧發(fā)現(xiàn)、預(yù)警、防控的全流程管控。該系統(tǒng)可在線自動(dòng)計(jì)算電弧能量、持續(xù)時(shí)長(zhǎng)等參數(shù)，并結(jié)合遠(yuǎn)方傳感器回傳電弧發(fā)生區(qū)域的溫度、濕度等環(huán)境因素，綜合判斷火災(zāi)隱患風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，為處理隱患提供有力依據(jù)。目前，相關(guān)技術(shù)和系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行1000余天，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障電弧并預(yù)警87起，監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)100%。