電氣燃爆通常與配電系統(tǒng)及設(shè)備有關(guān)，如系統(tǒng)短路、超負(fù)荷、接觸電阻過(guò)大，或電氣設(shè)備本身問(wèn)題、設(shè)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(shè)備等。
值得關(guān)注的是，超半數(shù)發(fā)生于工作場(chǎng)所的電氣燃爆是由電弧閃光導(dǎo)致的，且局放也被認(rèn)為是可能導(dǎo)致電氣燃爆的始作俑者之一。
電氣燃爆產(chǎn)生的熱量和壓力波不僅會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)生電弧故障的設(shè)備，更嚴(yán)重的是，還會(huì)威脅人身安全，導(dǎo)致重度燒傷甚至致命，后果將不堪設(shè)想。
施耐德電氣認(rèn)為，雖然電弧燃爆的產(chǎn)生是一瞬間，但電弧本身從產(chǎn)生到形成潛在威脅則需要一定時(shí)間，因此阻止此類電氣事故的發(fā)生，需要通過(guò)全面消除隱患、優(yōu)化產(chǎn)品及系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)物理阻隔以及數(shù)字化賦能遠(yuǎn)程運(yùn)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(yīng)對(duì)電氣燃爆風(fēng)險(xiǎn)
電氣行業(yè)的多年經(jīng)驗(yàn)總結(jié)將電氣燃爆歸因?yàn)槿齻€(gè)方面：
■ 內(nèi)部電弧的產(chǎn)生，由短路和設(shè)備損壞引起
■ 溫升，電弧產(chǎn)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(duì)于電氣從業(yè)者來(lái)說(shuō)，電弧閃光并不是個(gè)陌生的現(xiàn)象，是由開(kāi)關(guān)接通或者斷開(kāi)的瞬間產(chǎn)生，并伴隨著發(fā)光、發(fā)熱現(xiàn)象。高水平的故障電流和相對(duì)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(shí)甚至可以達(dá)到10000攝氏度以上。當(dāng)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(shè)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(duì)絕緣介質(zhì)都會(huì)有一些影響，輕微的局部放電對(duì)電力設(shè)備絕緣的影響較小，絕緣強(qiáng)度的下降較慢;而強(qiáng)烈的局部放電，則會(huì)使絕緣強(qiáng)度很快下降，并有可能會(huì)由于局部導(dǎo)體短時(shí)間內(nèi)迅速升溫而引發(fā)爆炸等不良后果。
為了盡可能杜絕相關(guān)電氣事故的發(fā)生，運(yùn)維人員會(huì)采取一些措施，讓相關(guān)危險(xiǎn)等級(jí)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(gè)級(jí)別，按有效性依次遞增的順序依次是：配備個(gè)人防護(hù)裝備(PPE)、從規(guī)定上進(jìn)行管理控制、安全意識(shí)培訓(xùn)和警告標(biāo)志、危險(xiǎn)系數(shù)小的材料或工藝替代、消除隱患及更具效用的危險(xiǎn)阻隔。
長(zhǎng)久以來(lái)，PPE通常被錯(cuò)誤地視為應(yīng)對(duì)電弧閃光及局放所帶來(lái)潛在威脅的“保護(hù)傘”，人們甚至相信，如果工人穿著防護(hù)服，就可以隨時(shí)隨地工作。但現(xiàn)實(shí)情況是，即使選擇了正確的PPE，也無(wú)法保證人身不受傷害。
換個(gè)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(chǎn)生源頭出發(fā)，隔絕危險(xiǎn)。如此看來(lái)，消除隱患及更具效用的危險(xiǎn)阻隔才是解決此類問(wèn)題的“C位”擔(dān)當(dāng)。所謂消除隱患及更具效用的危險(xiǎn)阻隔，包括了電氣元器件及設(shè)備的選擇、產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化以及遠(yuǎn)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(chǎn)生的能量隨時(shí)間呈線性變化，正確選擇過(guò)電流保護(hù)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(lái)看，當(dāng)故障電流水平高到足以使保險(xiǎn)絲在其電流限制區(qū)域中起作用時(shí)，限流熔斷器會(huì)非常迅速地起作用，同時(shí)那些具有可調(diào)節(jié)跳閘設(shè)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(shè)置。
同時(shí)，繼電保護(hù)器在消除電弧閃光中也能起到較明顯的作用。傳統(tǒng)的機(jī)電式過(guò)電流繼電器通?？烧{(diào)節(jié)時(shí)間會(huì)延遲，有的還沒(méi)有瞬時(shí)元件。
但是新型的數(shù)字繼電器在開(kāi)發(fā)設(shè)置時(shí)具有更大的靈活性，并且通過(guò)諸如可選曲線形狀和具有可調(diào)延遲的多個(gè)瞬時(shí)元素等的功能，“定制”時(shí)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(hù)器，是首款將饋線、電機(jī)和變壓器保護(hù)功能集于一體的繼電保護(hù)裝置，同時(shí)內(nèi)置弧光保護(hù)功能及 “模擬測(cè)試儀”，以更好地保護(hù)電力系統(tǒng)及設(shè)備。同時(shí)，他符合IEC 60255-1等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可為客戶提供高標(biāo)準(zhǔn)可靠保障。
而與繼電保護(hù)器完美搭配的當(dāng)屬電弧光保護(hù)系統(tǒng)。施耐德電氣Vamp系列電弧光保護(hù)不僅可作為獨(dú)立的主單元系統(tǒng)，還可連通Easergy P3繼電保護(hù)器，成為繼電保護(hù)系統(tǒng)的一部分。該系統(tǒng)適用于新裝開(kāi)關(guān)柜和正在使用的開(kāi)關(guān)柜，一旦弧光故障發(fā)生在工作中的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，將以快速可靠的電弧光保護(hù)動(dòng)作，降低設(shè)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(diǎn)燃附近的一切可燃材料并引發(fā)火災(zāi)，因而反應(yīng)速度在此時(shí)至關(guān)重要。施耐德電氣iARC系列電弧故障保護(hù)電器，可在電弧故障的情況下迅速反應(yīng)，并在有限的時(shí)間內(nèi)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(yù)制化配置 升級(jí)物理阻隔
預(yù)制化顧名思義，就是預(yù)先定制，在電氣領(lǐng)域，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和預(yù)警裝置絕對(duì)可以算得上是預(yù)制化的高手，在危險(xiǎn)發(fā)生前，它們就像無(wú)數(shù)雙眼睛，時(shí)刻注視著潛在的風(fēng)險(xiǎn)，幫助人們提高預(yù)警。
為應(yīng)對(duì)異常溫升和電弧閃光，溫度監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置、弧光監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠很好地幫助操作人員對(duì)危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，以便他們第一時(shí)間遠(yuǎn)離危險(xiǎn)。持續(xù)溫度監(jiān)測(cè)是施耐德電氣EcoStruxure架構(gòu)與平臺(tái)產(chǎn)品中的重要部分，包括無(wú)線熱傳感器、溫度探測(cè)器和邊緣控制軟件。
通過(guò)集中式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)數(shù)據(jù)記錄和可視化，運(yùn)維人員可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、預(yù)警及事件報(bào)警、趨勢(shì)可視化和歷史報(bào)告。施耐德電氣的Thermal Tag溫度監(jiān)測(cè)報(bào)警，在設(shè)備異常溫升時(shí)，對(duì)溫度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)和報(bào)警;而Easergy TH110溫度監(jiān)測(cè)器，可以在不拆除外殼的情況下確定設(shè)備內(nèi)部溫度，免除了維護(hù)人員暴露于電弧閃光的危險(xiǎn)中。
而在應(yīng)對(duì)局放時(shí)，局部放電監(jiān)控器則可以通過(guò)測(cè)定開(kāi)關(guān)柜局部放電強(qiáng)度和頻次，判斷絕緣材料存在的局部缺陷和當(dāng)前的運(yùn)行狀況，在絕緣系統(tǒng)實(shí)際發(fā)生故障并引起故障之前檢測(cè)出絕緣系統(tǒng)的退化。施耐德電氣的PDM8A局放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不但可通過(guò)一個(gè)電容傳感器完成其“本職工作”，還能分別識(shí)別電壓及局放信號(hào)，避免情況誤判，并基于精準(zhǔn)的局放電量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)預(yù)警絕緣隱患。
在配電柜被全面監(jiān)視的同時(shí)，其自身的優(yōu)化設(shè)計(jì)所帶來(lái)的物理阻隔保障，也可為保護(hù)人身安全出一份力。
例如：施耐德電氣的中壓開(kāi)關(guān)柜PremSet是全球?yàn)閿?shù)不多采用屏蔽式固體絕緣技術(shù)的開(kāi)關(guān)設(shè)備，開(kāi)關(guān)設(shè)備表面不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)分布，因此不會(huì)因環(huán)境影響導(dǎo)致固體絕緣表面老化，大大降低了內(nèi)部燃弧風(fēng)險(xiǎn)，保證操作人員和財(cái)產(chǎn)安全。
又如新一代預(yù)智低壓成套設(shè)備Okken和BlokSeT系列，更是集安全細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)于一身。針對(duì)精準(zhǔn)測(cè)溫、故障報(bào)警、無(wú)線連接等行業(yè)認(rèn)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(yù)智低壓成套設(shè)備，不但可以根據(jù)客戶需求，預(yù)制Thermal Tag無(wú)線溫度傳感器，對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，預(yù)知健康風(fēng)險(xiǎn)，也可實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接、標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)關(guān)等多種功能的預(yù)制化搭載，打造出廠即自帶數(shù)字化基因的新型智能成套設(shè)備，以更低投入且“輕量化”的方式為用戶帶來(lái)無(wú)與倫比的數(shù)字化體驗(yàn)。
與此同時(shí)，施耐德電氣提供了3個(gè)級(jí)別的保護(hù)：
■ 開(kāi)關(guān)柜級(jí)別，開(kāi)關(guān)柜斷路器的上下級(jí)配合保證了快速選擇性分?jǐn)?。同時(shí)， Okken開(kāi)關(guān)柜在安全性能方面達(dá)到了業(yè)界領(lǐng)先的安全標(biāo)準(zhǔn)，采用主動(dòng)防護(hù)與被動(dòng)防護(hù)相結(jié)合的“雙保險(xiǎn)”體系，憑借集成內(nèi)燃弧耐受力、搭配無(wú)弧區(qū)方案、不間斷溫度監(jiān)控系統(tǒng)(Exertherm)、VAMP弧光檢測(cè)系統(tǒng)等多重保障，鎖住一切安全隱患。
■ 柜體級(jí)別，比如Okken開(kāi)關(guān)柜安裝在水平母線上的保護(hù)隔柵，可防止在柜體間形成電弧路徑
■ 功能單元級(jí)別，柜中集成的Polyfast功能單元專注于Compact系列塑殼斷路器的預(yù)制連接系統(tǒng)。在預(yù)制的Polyfast底座內(nèi)、進(jìn)線側(cè)、出線側(cè)的每相之間，均由絕緣材料獨(dú)立分隔，可有效地防范內(nèi)部電弧的發(fā)生和蔓延。
Polyfast還帶有人性化設(shè)計(jì)的手柄，使其抓持及更換更容易。同時(shí)由于配有機(jī)械安全跳閘裝置，杜絕了帶負(fù)載插拔的危險(xiǎn)。此外，設(shè)備采用模塊化的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，組合型框架結(jié)構(gòu)高度靈活、擴(kuò)展多樣;采用雙垂直母線系統(tǒng)專利設(shè)計(jì)，封閉式的配電母線絕緣防護(hù)，安全活門100%隔離帶電體，打造完美的無(wú)弧區(qū)方案。
遠(yuǎn)程運(yùn)維 加成安全防護(hù)
健康的電氣系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)元器件及電氣柜的實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少運(yùn)維人員近場(chǎng)工作的頻次，為生命安全負(fù)責(zé)。施耐德電氣與客戶共享數(shù)字化紅利，通過(guò)發(fā)掘數(shù)據(jù)背后更深層的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的可視化管理，讓運(yùn)營(yíng)者對(duì)電氣系統(tǒng)狀態(tài)一目了然，并根據(jù)建議進(jìn)行及時(shí)、快速、恰當(dāng)?shù)奶幚恚苊庠陔娀”ㄊ鹿蕦?duì)人的傷害。
施耐德電氣EcoStruxure架構(gòu)與平臺(tái)，搭載了多款數(shù)字化軟件，EcoStruxure™ Facility Expert千里眼運(yùn)維專家、PME電能質(zhì)量管理系統(tǒng)以及EcoStruxure™ Asset Advisor施耐德千里眼資產(chǎn)顧問(wèn)都是目前電氣市場(chǎng)上耳熟能詳?shù)闹悄芑\(yùn)維產(chǎn)品。
Facility Expert千里眼運(yùn)維專家能幫助用戶提高維護(hù)效率，降低運(yùn)維管理成本，減少計(jì)劃外停電時(shí)間，節(jié)省故障排查時(shí)間，并減少電力運(yùn)維人員投入，助力“少人/無(wú)人值守”，從側(cè)面減低潛在電氣事故對(duì)人的傷害;PME電能質(zhì)量管理系統(tǒng)能提供資產(chǎn)管理分析，如斷路器老化、設(shè)備容量管理等，保障電力資產(chǎn)安全使用;EcoStruxure Asset Advisor施耐德千里眼資產(chǎn)顧問(wèn)將實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的深入解析，通過(guò)對(duì)電氣系統(tǒng)的評(píng)估和診斷，提出優(yōu)化建議并生成資產(chǎn)健康報(bào)告，以此全面保障電氣資產(chǎn)健康，為用戶創(chuàng)造更加智能高效的數(shù)字化運(yùn)維體驗(yàn)。
面對(duì)電氣燃爆危險(xiǎn)，采取如PPE、改善材料這樣的防護(hù)方式是有效的，但要從根本解決問(wèn)題，還需要從工程控制的角度做全面的設(shè)計(jì)和防護(hù)。
從消除隱患到物理阻隔，再到遠(yuǎn)程運(yùn)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(chǎn)、生活越來(lái)越遠(yuǎn)。安全、健康、可持續(xù)的電氣環(huán)境，確保每一個(gè)人，在任何時(shí)間，在任何地方都能盡享安全。
評(píng)論