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摘要：电气火灾监测预警是预防电气火灾发生的有效手段。而配电柜作为电气火灾的高发部位，对配电柜电气火灾进行预警监控尤为重要。文章针对配电柜电气火灾成因，提出一种配电柜电气火灾预警模型，并通过仿真试验验证了其预警的有效性点。
关键词：配电柜；电气火灾；监测；预警监控
随着经济的高速发展，电气事业日益繁荣，电气火灾也越来越多。在电力系统中，配电柜是一种电气元件柜体，其主要作用就是对电能进行分配和控制。如果电路在运行过程中出现短路、漏电、过载等情况时，配电柜会对电路起到一定的保护作用。但是，配电柜在应用过程中也可能会引发火灾，这对电路的破坏是毁灭性的。因此，对配电柜及其外供线路进行电气火灾的预警监测具有重要的现实意义。
1.配电柜电气火灾成因
1.1诱发配电柜电气火灾的主要因素
（1）短路
短路是配电柜电气火灾的主要诱发原因之一。配电柜内相导体间的绝缘击穿或绝缘破损，导致相线与相线、相线与零线或相线与地的绝缘电阻降低，电流突然增大，瞬间发热量超过正常运行发热量，引燃绝缘或周边可燃物，形成火灾[1]。
（2）漏电
漏电是指由于线路绝缘降低，导线在某处与大地之间有一部分电流通过，漏电流较大时便会在漏电部位产生局部高温、电火花或电弧，形成火灾隐患。漏电一般是由于绝缘降低造成的，通常比较隐蔽不易发现。因此，电气线路漏电引发的火灾事故是电气火灾事故中最为隐蔽和难以防范的一种，并且电气火灾漏电又是引起短路或电气设备故障的诱因。
（3）过负荷
过负荷是指电气设备或导线超过了额定载流量，过负荷会导致设备或导线温度不断升高，加快绝缘老化，严重过负荷时会引燃绝缘，形成火灾。
（4）接触不良
接触不良主要发生在电气设备引出端或线路接头部位，接触电阻的增大，会导致导体接触部位额外的发热，形成高温，严重时可能使接触部位的导体融化或者引燃绝缘层或周边的可燃物，从而形成火灾。
（5）谐波
“谐波是对周期性交流量进行傅里叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量”。谐波是电能质量的重要指标之一。谐波可能由供电电源形成，也可能由负载中的电动机、变压器或非线性负载形成。谐波含量的增加会导致设备的额外发热，加速设备的老化，从而产生漏电或短路故障，形成火灾隐患。
（6）其他电能质量问题
其他电能质量问题主要是指电压偏差、频率偏差、电压波动和闪变及三相不平衡。其中电压偏差、电压波动和闪变会导致用电设备过电压，加速设备老化，造成异常温升。三相电压不平衡和频率偏差会使零线电流异常增加并产生谐波，形成火灾隐患[2]。
1.2配电柜电气火灾的主要监测内容
针对上述配电柜和配电系统的电气火灾诱因，需要对配电柜内相关部位或线路进行实时监测，主要包括常规电气火灾监测和电能质量监测项目。
常规监测项目主要包括配电柜内烟雾监测、火光监测、温度监测、湿度监测，这些监测项目可以通过配置感烟、感光、感温和感湿传感探头实现。
电能质量监测项目主要包括配电柜工作和外供回路电压、电流、功率监测和电压偏差、频率偏差、电压骤升骤降及谐波监测项目。这些项目的监测可以采用ATT7022E、ADE7880、ADE9000等专用电量检测或电能质量监控芯片实现。这些芯片具有检测参量多，外围电路简单、性价比高的特点[3]。
2.配电柜电气火灾预警模型
2.1模型总体结构
配电柜电气火灾预警属于多输入单输出的结构形式。输入变量主要包括烟雾、温度、湿度、光强、电压偏差、频率偏差、三相不平衡度、单位时间内电压骤升与骤降次数、三次谐波含量、总谐波畸变率等[4]。输出变量为电气火灾发生的可能性，是0～1概率数据。图1为模型的示意框图。
论文作者:龙赤
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/12
标签：火灾论文; 电气论文; 配电柜论文; 谐波论文; 偏差论文; 电压论文; 电能论文; 《防护工程》2018年第16期论文;