【原】电气消防：电弧故障断路器可防范 75%电气线路火灾

摘要：本文详细介绍了新的技术电弧故障断路器（AFCI）的作用，阐述了 AFCI 的相关知识/。

一，引言 

据中国公安部沈阳所 2009 年的统计，重特大电气火灾中，58.44%是电气线路的故障引发的，并逐年在增加，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。但是，传统的断路器是只可以保护漏电，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，我们需要用 AFCI 技术来防范和监控电气线路的火灾隐患。

二，有关 AFCI 的一般介绍 

• AFCI 是什么 

AFCI 是英文 Arc Fault Circuit Interrupt 的缩写，可翻译成“电弧故障断路器”，大家知道，传统的断路器只对短路和过流有保护作用，普通的漏电保护开关 RCD（GFCI）只对“相/地”或“零/地”有保护作用，不能对“相/零”间的故障电弧起保护作用。 

AFCI 技术是一项最新的电路保护技术，可在传统断路器的基础上，能对“相/零”和“相/地”间的故障电弧起保护作用，这些危险的电弧可能发生在电气的布线上、插头和插座连接点、以及家用电器内部的线束上或电器的电源线上等，当有故障电弧发生时，电弧可以在瞬间产生大约 4000 度的高温，极易点燃附近的易燃物，引发电气火灾。 

• 美国电气火灾和 AFCI 情况 

在美国，根据 CPSC(Consumer Product Safety commission 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，造成直接经济损失$16.8 亿美元。 

    美国州消防署署长全国协会（简称 NASFM）在后来的电气火灾原因调查研究报告也是指向《故障电弧》，占电气火灾的 83％。 

所以，为了有效减少电气火灾，美国电气规范（NEC2002）210-12(A)(B)要求在新建建筑和老建筑的卧室安装这种 AFCI 断路器和 AFCI 墙插座，所有的空调要安装 AFCI 插座。

因为安装后作用明显，所以 NEC2008 增加 AFCI 的使用范围，（210－12（B））几乎分支电路都要求安装故障电弧断路器 AFCI。 

  美国国家消防协会（NFPA）在 2003 年对安装 AFCI 的经济情况做出了结论：AFCI 可以防范大约 75％－80％的电气线路火灾，NFPA 估算全美住家装设 AFCI 包含 20 年的老房子（每住家平均用 175 美元成本），所花费的成本与未装设时预估会发生火灾的伤亡和财产

损失相比较，总计整个社会（全美 1.9 百万住家）在 AFCI 寿命期（20－30 年）内可以节省几乎双倍投入成本的好处，也就是可以给国家节省双倍的资金，并带来巨大的社会效益。 

•  我国电气火灾情况 

据中国公安部沈阳所 2009 年的统计，2003－2007 五年中，各年度电气火灾数占火灾总数的比例分别为：23％，20.7% 21.9% 23.1% 和28.3%，重特大电气火灾中，58.44%是电气线路的故障引发的，并逐年在增加，形式相当严峻。 

据我有关部门统计，我国电气火灾是美国的 3 倍之多，电路老化造成的火灾在所有火灾事故中占有最高的比例，在我国电气线路分布不合理，伪劣电器很多，容易发生电气火灾，而且我国的电压是 220V, 美国的电压是 110V, 电压高更容易发生故障电弧，这是均为电气火灾的隐患。

三， 电气电弧知识 

•  电弧： 

当电气线路绝缘老化，破损，接插件虚接，线路虚接，短路都会发生故障电弧，（弧光放电）即使在额定电流范围内也会有电弧发生，发生电弧的同时会产生热，（大于 3000 度）

足以点燃附近的可燃物。 

线路上的电弧可分为两种，一种是正常的操作弧，也称《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三类。A 类 B 类和 C 类。A 类称串型电弧，B 类称并型电弧，图示如下： 

C 类是火线和零线对地的故障电弧（漏电），由于我们的电气保护一般均带漏电保护器，所以 C 类电弧可以有效防范。（在接地完好的情况） 

3，电线着火(0.5-1s)

• 美国的 UL1699 标准介绍 

UL1699 是规范 AFCI 的美国标准，UL 1699 发展于上世纪 90 年代初，用以识别过电流和短路产生的电弧造成的家庭火灾。但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。 

UL1699 的规范可分成三种电弧测试方式：电弧检验测试，误动作测试，和负载起动测试。最初 UL1699 起草时，重点是防止普通负载（如电机、灯、电子控制系统等）在非错误电弧发生时的误动作。如今随着 AFCI 技术强制在家用空调电源插头上的应用，使得 AFCI技术既要能符合 UL1699 的安全规范，同时又要能满足空调运行条件的要求（我们称之为品适用性），然而目前 UL1699 对于产品适用性这一点并无要求，但在产品实际使用中这点却非常重要。 

根据 UL1699 的标准，在 AC 线路上，AFCI 要识别《好弧》和《坏弧》，当 AFCI 在0.5 秒内察觉到 8 个半周的故障电弧《坏弧》信号时，断路器执行脱扣，及时切断 AC 线路。

另外在发生《好弧》时，如，电钻，电机启动，不可误动作，现 UL1699 的 2008 版已经出版。

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