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故障电弧识别技术：为建筑装上“保险丝”
本文转自：科技日报
◎本报记者 吴纯新 通讯员 龙 群 何伶凌
近日，在国网湖北电科院青山实验基地，技术人员胡伟按下电弧产生器开关，一束耀眼的电弧随即产生。几秒钟后，控制实验装置主电源的集成开关自动跳闸，及时避免了电弧火灾发生。
这是国网湖北省电力有限公司探索高层建筑电气防火的实验。实验模拟导体接触不良和绝缘层老化导致的故障电弧等场景，实现电气致火故障及时发现和处理，对高层建筑电气防火具有积极意义。
全国30%以上的火灾由电气原因引起，故障电弧是造成电气火灾的“元凶”。
近年来，针对高层建筑线路设备故障电弧隐蔽性强、不易识别等难题，国网湖北电力开展电气防火科技攻关，通过创新故障电弧精准识别技术，研发故障电弧探测控制新装置，搭建电气火灾监控系统，助力高层建筑电气火灾防范。
精准判断线路是否有电弧，是防范火灾的关键。国网湖北电力研发了一种电压信号判别新方法，破解电弧信号的特征，为探寻线路故障电弧提供科学依据。
胡伟介绍，当线路负荷增加或出现电弧时电流波动形状相似，因此依靠电流判断电弧准确率不高。他们运用电压信号处理方法，发现线路无电弧时电压信号较平缓，有电弧时电压信号波动有陡增现象。
新方法需要新设备支撑。为此，胡伟团队研制了电弧探测器，并将该探测器安装到电气开关上，实现故障电弧精准辨识和位置的精准锁定。
“将电源到用户的方向看成河道走向的话，如果线路前端、中部、尾端都装有这种集成开关，当发生故障电弧时，靠近电弧发生点上游的开关会自动跳闸。这不仅能及时遏制电弧，还能顺藤摸瓜找到故障电弧具体位置。”胡伟说，通过多次模拟实验，这种定位故障的有效性得到验证。
为推进电弧防控技术应用，国网湖北电力选取附近高层建筑作为试点，搭建高层建筑电气火灾监控与成因及分界溯源系统，实现高层建筑电弧发现、预警、防控的全流程管控。该系统可在线自动计算电弧能量、持续时长等参数，并结合远方传感器回传电弧发生区域的温度、湿度等环境因素，综合判断火灾隐患风险等级，为处理隐患提供有力依据。目前，相关技术和系统已稳定运行1000余天，及时发现故障电弧并预警87起，监测准确率达100%。
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快照生成时间：2024-05-07 21:45:01
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