科技利器为高层建筑电气防火加装“保险丝”

2024-04-19 09:20:08 来源：科技日报

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4月15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一个实验。该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切除，对高层建筑电气防火具有积极意义。

据介绍，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。国网湖北电力创新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，如果将线路和电流分别比作河道和河水，当线路负荷增加或出现电弧时，两种情况电流波动形状相似，依靠电流判断电弧准确率不高。他们探索出一种电压信号处理方法，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。

新方法应用需要新设备支撑。依托电弧判断新方法，胡伟团队创新研制了电弧探测器，并将该探测器集成到电气开关，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，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，这种定位和管控故障电弧的方法得到有效验证。

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，实现高层建筑从电弧发现、预警、防控的全流程管控。

据了解，试点高层建筑线路更换带有集成电弧探测器的开关和新型烟雾传感器设备。该系统能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。

该公司牵头编制的“建筑低压电气线路故障监测、处置及电气溯源系统技术导则”中国消防协会标准已通过专家评审。目前，相关技术和系统在试点已稳定运行1000余天，及时发现故障电弧并预警87起，监测准确率达100%。

（受访单位供图）