由于國(guó)內(nèi)相對(duì)應(yīng)的故障電弧探測(cè)器產(chǎn)品較少，在如何實(shí)施此條規(guī)范問(wèn)題上產(chǎn)生了一些混亂。施工圖審查單位要求按規(guī)范實(shí)施，但由于設(shè)計(jì)人員對(duì)故障電弧保護(hù)認(rèn)識(shí)不足及符合規(guī)范的產(chǎn)品稀缺，以致此條規(guī)定難以實(shí)施。隨著相關(guān)產(chǎn)品制造標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，目前已具備了電弧故障保護(hù)器（AFDD）的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用條件。

筆者試從電弧故障引起火災(zāi)的起因、電弧故障保護(hù)裝置的特性和國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，就其在工程中的應(yīng)用，提出參考意見(jiàn)，供廣大設(shè)計(jì)人員參考。

現(xiàn)有建筑電氣火災(zāi)的防護(hù)方式及局限性  

1 建筑電氣火災(zāi)防護(hù)方式

建筑電氣火災(zāi)防護(hù)方式主要分為以下兩大類。

a. 建筑消防系統(tǒng)：包括火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、消火栓與自動(dòng)滅火系統(tǒng)等。

其中大多設(shè)施注重火災(zāi)初期的逃生及滅火，電氣火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)主要是采用剩余電流式電氣火災(zāi)探測(cè)器系統(tǒng)及溫度電氣火災(zāi)探測(cè)器。

b. 建筑電氣保護(hù)開(kāi)關(guān)：包括熔斷器、斷路器、剩余電流保護(hù)器等。剩余電流電保護(hù)器（包括剩余電流探測(cè)器）是通過(guò)對(duì)剩余電流的檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)人身觸電及火災(zāi)的防護(hù)。熔斷器、斷路器主要是在電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷時(shí)保護(hù)電路，預(yù)防過(guò)流引起高溫導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。

2 現(xiàn)有配電保護(hù)開(kāi)關(guān)對(duì)電弧故障保護(hù)的局限性

剩余電流保護(hù)器（RCD）可以通過(guò)檢測(cè)電器裝置內(nèi)的泄漏電流和由電痕化電流引起的對(duì)地燃弧而有效減少火災(zāi)危險(xiǎn)。

然而事實(shí)上，RCD、熔斷器或小型斷路器（MCB）不能減少由帶電導(dǎo)體之間的串聯(lián)電弧或并聯(lián)電弧引起的電氣火災(zāi)危害。串聯(lián)電弧發(fā)生時(shí)，由于沒(méi)有產(chǎn)生對(duì)地泄漏電流，因而RCD無(wú)法檢測(cè)到這類故障，而且串聯(lián)電弧的故障阻抗降低了負(fù)載電流，使得電流低于MCB或熔斷器的脫扣閥值。

在相線與中性導(dǎo)體之間產(chǎn)生并聯(lián)電弧時(shí)，電流受限于裝置的阻抗，最嚴(yán)重的情況是偶發(fā)間隙電弧，傳統(tǒng)的斷路器并不是為此目的而設(shè)計(jì)的，也難以保護(hù)此類故障。

   電弧故障保護(hù)分析  

電弧的故障電流通常在 100 A以下，而持續(xù)穩(wěn)定電弧的故障電流多在10 A以下，對(duì)于這類故障電流，常規(guī)的以電流幅值為判斷依據(jù)的過(guò)流保護(hù)器是不能完全保護(hù)的。

以我國(guó)現(xiàn)代住宅中的常規(guī)終端插座支路為例，插座處的預(yù)期短路電流一般在150 ~ 500 A之間，保護(hù)開(kāi)關(guān)通常安裝額定電流為16 A、附帶RCD的C型曲線的微型斷路器。在不發(fā)生對(duì)地泄漏的情況下，回路故障電流小于160 A時(shí)，很難保證斷路器在0. 1 s內(nèi)瞬動(dòng)切斷故障電流，為電弧故障引起火災(zāi)留下了隱患。

   國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用  

國(guó)外使用故障電弧保護(hù)裝置的時(shí)間并不長(zhǎng)，美國(guó)最早開(kāi)始使用的故障電弧斷路器（AFCI）也只有20年左右。AFCI經(jīng)在住宅中使用后，被認(rèn)為對(duì)電氣火災(zāi)防護(hù)有效，1999年美國(guó)UL制定并頒布了故障電弧保護(hù)的第一部標(biāo)準(zhǔn)：UL 1699（故障電弧斷路器標(biāo)準(zhǔn)）。

美國(guó)國(guó)家電氣規(guī)范（NEC）2002版制定了故障電弧保護(hù)使用的強(qiáng)制性規(guī)定（NEC 2002 - 210. 12 A、B）：

①所有在臥室內(nèi)安裝的支路，都要安裝故障電弧斷路器，以保護(hù)整條支路；

②單相電源線加插頭連接的室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)器需要安裝電弧保護(hù)裝置。NEC 2008（210. 12B）版擴(kuò)大了故障電弧斷路器使用范圍，要求所有分支電路都要安裝故障電弧斷路器。

2003年，美國(guó)國(guó)家消防協(xié)會(huì)（NFPA）對(duì)安裝故障電弧斷路器作出了以下結(jié)論：故障電弧斷路器可以防范75 % ~ 80 % 的電氣線路火災(zāi)。

2004年8月1日后，美國(guó)要求在市場(chǎng)銷售的家用空調(diào)必須帶具有電弧保護(hù)功能的電源插頭。2007年，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA）發(fā)布《電弧故障斷路器提高家居安全》白皮書(shū)，該白皮書(shū)認(rèn)為電弧故障斷路器能在火災(zāi)起始階段就阻止其發(fā)生，是“防患于未然”的技術(shù)。

2014年，美國(guó)UL 474要求2017年以后銷往北美的除濕機(jī)必須裝配帶故障電弧防護(hù)功能的保護(hù)器。

相比美國(guó)對(duì)故障電弧斷路器的應(yīng)用，直到2013年歐洲國(guó)際電工委員會(huì)才推出故障電弧的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)：IEC 62606 - 2013《General requirements for arc fault detection devices》。亞洲的許多國(guó)家對(duì)電弧檢測(cè)和保護(hù)的研究相對(duì)起步更晚，也正在進(jìn)行故障電弧防火技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)起草。

   國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)  

隨著設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB 50116 - 2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的出臺(tái)，我國(guó)相關(guān)部門(mén)相繼制定并發(fā)布了與故障電弧檢測(cè)有關(guān)的2個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：

GB / T  31143 - 2014《電弧故障保護(hù)電器（AFDD）的一般要求》（2015年4月1日實(shí)施）；

GB14287. 4 - 2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)第4部分：故障電弧探測(cè)器》（2015年6月1日實(shí)施）。

上述標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)性能和相關(guān)檢測(cè)方法目前適用于額定電壓不超過(guò)240 V、額定電流（In）不超過(guò)63 A、末端安裝的 AFDD產(chǎn)品。

   國(guó)內(nèi)外故障電弧保護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀  

在國(guó)外，美國(guó)最先提出了電弧防護(hù)技術(shù)，伊頓、西門(mén)子、德州儀器、施耐德、GE公司也相應(yīng)推出了故障電弧防護(hù)產(chǎn)品（AFCI），但是這些產(chǎn)品僅適用于北美電網(wǎng)AC120 60 Hz，而且產(chǎn)品的高誤報(bào)率也阻礙了故障電弧產(chǎn)品的發(fā)展。

韓國(guó)KESCO公司推出了AFCI產(chǎn)品，但也僅生產(chǎn)適用于120 V 60 Hz線路的產(chǎn)品，不適合中國(guó)國(guó)情。

在國(guó)內(nèi)，研究適用于中國(guó)市場(chǎng)的故障電弧保護(hù)產(chǎn)品也剛剛起步，有十幾家公司正在進(jìn)行產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，雖然大多還沒(méi)有成熟的產(chǎn)品推出市場(chǎng)，但已有一些公司從故障電弧的起因出發(fā)，通過(guò)對(duì)故障電弧檢測(cè)信號(hào)源、低壓配電線路系統(tǒng)傳輸函數(shù)、故障電弧信號(hào)衰減理論、可靠性、采樣互感器等一些列研究與試驗(yàn)，找出了故障電弧的有效判據(jù)，開(kāi)發(fā)出了高可靠性AFDD產(chǎn)品。