電氣燃爆通常與配電系統(tǒng)及設備有關，如系統(tǒng)短路、超負荷、接觸電阻過大，或電氣設備本身問題、設備附近可燃物著火，以及在有爆炸性氣體或粉塵存在的環(huán)境中使用非防爆電氣設備等。
值得關注的是，超半數發(fā)生于工作場所的電氣燃爆是由電弧閃光導致的，且局放也被認為是可能導致電氣燃爆的始作俑者之一。
電氣燃爆產生的熱量和壓力波不僅會嚴重損壞發(fā)生電弧故障的設備，更嚴重的是，還會威脅人身安全，導致重度燒傷甚至致命，后果將不堪設想。
施耐德電氣認為，雖然電弧燃爆的產生是一瞬間，但電弧本身從產生到形成潛在威脅則需要一定時間，因此阻止此類電氣事故的發(fā)生，需要通過全面消除隱患、優(yōu)化產品及系統(tǒng)設計實現物理阻隔以及數字化賦能遠程運維，這三種手段的緊密配合，才能更有把握杜絕電氣燃爆發(fā)生的可能。
如何應對電氣燃爆風險
電氣行業(yè)的多年經驗總結將電氣燃爆歸因為三個方面：
■ 內部電弧的產生，由短路和設備損壞引起
■ 溫升，電弧產生的高溫使觸頭表面熔化，燒壞絕緣材料從而引發(fā)爆炸
■ 局放
對于電氣從業(yè)者來說，電弧閃光并不是個陌生的現象，是由開關接通或者斷開的瞬間產生，并伴隨著發(fā)光、發(fā)熱現象。高水平的故障電流和相對較高的電壓讓電弧故障攜帶大量能量，電弧的中心溫度有時甚至可以達到10000攝氏度以上。當大量熱量和壓力釋放到環(huán)境中，電弧閃光就變成了電弧爆炸。
而局放主要是由于電氣設備承受較高電壓而發(fā)生絕緣退化甚至擊穿而形成的狀態(tài)。每一次局部放電對絕緣介質都會有一些影響，輕微的局部放電對電力設備絕緣的影響較小，絕緣強度的下降較慢;而強烈的局部放電，則會使絕緣強度很快下降，并有可能會由于局部導體短時間內迅速升溫而引發(fā)爆炸等不良后果。
為了盡可能杜絕相關電氣事故的發(fā)生，運維人員會采取一些措施，讓相關危險等級和事件發(fā)生的概率最小化。比如，ANSI Z10-2012職業(yè)健康與安全管理系統(tǒng)中就定義了緩解控制電弧閃光的六個級別，按有效性依次遞增的順序依次是：配備個人防護裝備(PPE)、從規(guī)定上進行管理控制、安全意識培訓和警告標志、危險系數小的材料或工藝替代、消除隱患及更具效用的危險阻隔。
長久以來，PPE通常被錯誤地視為應對電弧閃光及局放所帶來潛在威脅的“保護傘”，人們甚至相信，如果工人穿著防護服，就可以隨時隨地工作。但現實情況是，即使選擇了正確的PPE，也無法保證人身不受傷害。
換個角度思考，與其在電弧、局放和異常溫升等情況發(fā)生后考慮如何規(guī)避，不如從其產生源頭出發(fā)，隔絕危險。如此看來，消除隱患及更具效用的危險阻隔才是解決此類問題的“C位”擔當。所謂消除隱患及更具效用的危險阻隔，包括了電氣元器件及設備的選擇、產品設計優(yōu)化以及遠程操作等角度，可以全面、有效地規(guī)避燃弧故障發(fā)生。
從元件維度 阻隔電弧隱患
電弧閃光產生的能量隨時間呈線性變化，正確選擇過電流保護裝置，特別是選擇能夠從電源系統(tǒng)中快速清除電弧故障的裝置，是一種有效的緩解策略。
從元器件角度來看，當故障電流水平高到足以使保險絲在其電流限制區(qū)域中起作用時，限流熔斷器會非常迅速地起作用，同時那些具有可調節(jié)跳閘設置的斷路器，可在各種故障電流水平上提供更好的性能。但為了讓斷路器的作用最大化，必須在考慮弧閃水平的情況下選擇斷路器設置。
同時，繼電保護器在消除電弧閃光中也能起到較明顯的作用。傳統(tǒng)的機電式過電流繼電器通?？烧{節(jié)時間會延遲，有的還沒有瞬時元件。
但是新型的數字繼電器在開發(fā)設置時具有更大的靈活性，并且通過諸如可選曲線形狀和具有可調延遲的多個瞬時元素等的功能，“定制”時間-電流曲線，從而更快地清除電流。如施耐德電氣的Easergy P3繼電保護器，是首款將饋線、電機和變壓器保護功能集于一體的繼電保護裝置，同時內置弧光保護功能及 “模擬測試儀”，以更好地保護電力系統(tǒng)及設備。同時，他符合IEC 60255-1等國際標準設計，可為客戶提供高標準可靠保障。
而與繼電保護器完美搭配的當屬電弧光保護系統(tǒng)。施耐德電氣Vamp系列電弧光保護不僅可作為獨立的主單元系統(tǒng)，還可連通Easergy P3繼電保護器，成為繼電保護系統(tǒng)的一部分。該系統(tǒng)適用于新裝開關柜和正在使用的開關柜，一旦弧光故障發(fā)生在工作中的開關柜內，將以快速可靠的電弧光保護動作，降低設備損失，避免造成人身傷害。
此外，由于電弧能夠在一瞬間造成破壞，點燃附近的一切可燃材料并引發(fā)火災，因而反應速度在此時至關重要。施耐德電氣iARC系列電弧故障保護電器，可在電弧故障的情況下迅速反應，并在有限的時間內隔離電路，可抵御由于在固定裝置的最后回路中存在電弧故障電流而引起的。
預制化配置 升級物理阻隔
預制化顧名思義，就是預先定制，在電氣領域，監(jiān)測系統(tǒng)和預警裝置絕對可以算得上是預制化的高手，在危險發(fā)生前，它們就像無數雙眼睛，時刻注視著潛在的風險，幫助人們提高預警。
為應對異常溫升和電弧閃光，溫度監(jiān)測報警裝置、弧光監(jiān)測系統(tǒng)能夠很好地幫助操作人員對危險進行預警，以便他們第一時間遠離危險。持續(xù)溫度監(jiān)測是施耐德電氣EcoStruxure架構與平臺產品中的重要部分，包括無線熱傳感器、溫度探測器和邊緣控制軟件。
通過集中式監(jiān)測系統(tǒng)進行持續(xù)數據記錄和可視化，運維人員可實現實時數據監(jiān)測、預警及事件報警、趨勢可視化和歷史報告。施耐德電氣的Thermal Tag溫度監(jiān)測報警，在設備異常溫升時，對溫度進行連續(xù)監(jiān)測和報警;而Easergy TH110溫度監(jiān)測器，可以在不拆除外殼的情況下確定設備內部溫度，免除了維護人員暴露于電弧閃光的危險中。
而在應對局放時，局部放電監(jiān)控器則可以通過測定開關柜局部放電強度和頻次，判斷絕緣材料存在的局部缺陷和當前的運行狀況，在絕緣系統(tǒng)實際發(fā)生故障并引起故障之前檢測出絕緣系統(tǒng)的退化。施耐德電氣的PDM8A局放監(jiān)測系統(tǒng)不但可通過一個電容傳感器完成其“本職工作”，還能分別識別電壓及局放信號，避免情況誤判，并基于精準的局放電量實時監(jiān)測，及時預警絕緣隱患。
在配電柜被全面監(jiān)視的同時，其自身的優(yōu)化設計所帶來的物理阻隔保障，也可為保護人身安全出一份力。
例如：施耐德電氣的中壓開關柜PremSet是全球為數不多采用屏蔽式固體絕緣技術的開關設備，開關設備表面不會產生電場分布，因此不會因環(huán)境影響導致固體絕緣表面老化，大大降低了內部燃弧風險，保證操作人員和財產安全。
又如新一代預智低壓成套設備Okken和BlokSeT系列，更是集安全細節(jié)設計于一身。針對精準測溫、故障報警、無線連接等行業(yè)認可的、抵御電氣事故的有效途徑，施家新近發(fā)布了包括BlokSeT、Okken、PrismaSeT 系列的新一代預智低壓成套設備，不但可以根據客戶需求，預制Thermal Tag無線溫度傳感器，對關鍵點溫度進行監(jiān)測，預知健康風險，也可實現無線連接、標準網關等多種功能的預制化搭載，打造出廠即自帶數字化基因的新型智能成套設備，以更低投入且“輕量化”的方式為用戶帶來無與倫比的數字化體驗。
與此同時，施耐德電氣提供了3個級別的保護：
■ 開關柜級別，開關柜斷路器的上下級配合保證了快速選擇性分斷。同時， Okken開關柜在安全性能方面達到了業(yè)界領先的安全標準，采用主動防護與被動防護相結合的“雙保險”體系，憑借集成內燃弧耐受力、搭配無弧區(qū)方案、不間斷溫度監(jiān)控系統(tǒng)(Exertherm)、VAMP弧光檢測系統(tǒng)等多重保障，鎖住一切安全隱患。
■ 柜體級別，比如Okken開關柜安裝在水平母線上的保護隔柵，可防止在柜體間形成電弧路徑
■ 功能單元級別，柜中集成的Polyfast功能單元專注于Compact系列塑殼斷路器的預制連接系統(tǒng)。在預制的Polyfast底座內、進線側、出線側的每相之間，均由絕緣材料獨立分隔，可有效地防范內部電弧的發(fā)生和蔓延。
Polyfast還帶有人性化設計的手柄，使其抓持及更換更容易。同時由于配有機械安全跳閘裝置，杜絕了帶負載插拔的危險。此外，設備采用模塊化的框架結構設計，組合型框架結構高度靈活、擴展多樣;采用雙垂直母線系統(tǒng)專利設計，封閉式的配電母線絕緣防護，安全活門100%隔離帶電體，打造完美的無弧區(qū)方案。
遠程運維 加成安全防護
健康的電氣系統(tǒng)，能實現元器件及電氣柜的實時監(jiān)控，減少運維人員近場工作的頻次，為生命安全負責。施耐德電氣與客戶共享數字化紅利，通過發(fā)掘數據背后更深層的價值，實現對系統(tǒng)狀態(tài)的可視化管理，讓運營者對電氣系統(tǒng)狀態(tài)一目了然，并根據建議進行及時、快速、恰當的處理，避免在電弧爆炸事故對人的傷害。
施耐德電氣EcoStruxure架構與平臺，搭載了多款數字化軟件，EcoStruxure™ Facility Expert千里眼運維專家、PME電能質量管理系統(tǒng)以及EcoStruxure™ Asset Advisor施耐德千里眼資產顧問都是目前電氣市場上耳熟能詳的智能化運維產品。
Facility Expert千里眼運維專家能幫助用戶提高維護效率，降低運維管理成本，減少計劃外停電時間，節(jié)省故障排查時間，并減少電力運維人員投入，助力“少人/無人值守”，從側面減低潛在電氣事故對人的傷害;PME電能質量管理系統(tǒng)能提供資產管理分析，如斷路器老化、設備容量管理等，保障電力資產安全使用;EcoStruxure Asset Advisor施耐德千里眼資產顧問將實現對系統(tǒng)運行數據的深入解析，通過對電氣系統(tǒng)的評估和診斷，提出優(yōu)化建議并生成資產健康報告，以此全面保障電氣資產健康，為用戶創(chuàng)造更加智能高效的數字化運維體驗。
面對電氣燃爆危險，采取如PPE、改善材料這樣的防護方式是有效的，但要從根本解決問題，還需要從工程控制的角度做全面的設計和防護。
從消除隱患到物理阻隔，再到遠程運維，施耐德電氣的一系列舉措讓爆炸隱患節(jié)節(jié)敗退，離我們的生產、生活越來越遠。安全、健康、可持續(xù)的電氣環(huán)境，確保每一個人，在任何時間，在任何地方都能盡享安全。
評論