用電安全一直是社會(huì)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)話題，與人身安全、社會(huì)及企業(yè)資產(chǎn)密切相關(guān)，尤其對(duì)于電氣設(shè)備使用者和維修人員來說，經(jīng)常與電親密接觸，偶遇危險(xiǎn)情況就難免會(huì)為電所傷。觸電傷人，爆炸更傷人。
與多發(fā)生于元器件產(chǎn)品的漏電現(xiàn)象不同，由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、接觸電阻過大，或電氣設(shè)備本身問題、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。同時(shí)，值得關(guān)注的是，超半數(shù)發(fā)生于工作場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。
對(duì)此，全球能源管理與自動(dòng)化領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家施耐德電氣認(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，一是內(nèi)部電弧的產(chǎn)生，由短路和設(shè)備損壞引起；二是溫升，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；第三則是局放。
對(duì)于電氣從業(yè)者來說，電弧閃光并不是個(gè)陌生的現(xiàn)象，是由開關(guān)接通或者斷開的瞬間產(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)采取一些有效措施，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。
長久以來，PPE通常被錯(cuò)誤地視為應(yīng)對(duì)電弧閃光及局放所帶來潛在威脅的"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，消除隱患及更具效用的危險(xiǎn)阻隔才是解決此類問題的"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)電式過電流繼電器通?？烧{(diào)節(jié)時(shí)間會(huì)延遲，有的還沒有瞬時(shí)元件。但是新型的數(shù)字繼電器在開發(fā)設(shè)置時(shí)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(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 MiCOM P3 繼電保護(hù)裝置，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等國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可為客戶提供高標(biāo)準(zhǔn)可靠保障。
Easergy MiCOM P3 繼電保護(hù)裝置
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)產(chǎn)品不僅可作為獨(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)適用于新裝開關(guān)柜和正在使用的開關(guān)柜，一旦弧光故障發(fā)生在工作中的開關(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。
Vamp系列電弧光保護(hù)產(chǎn)品
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爆炸風(fēng)險(xiǎn)。
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，在危險(xiǎn)來臨前做好一切準(zhǔn)備，才能防患于未然。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，包括無線熱傳感器、溫度探測(cè)器和邊緣控制軟件。通過集中式監(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PowerLogic Thermal Tag無線溫度傳感器，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。
PowerLogic Thermal Tag無線溫度傳感器
Easergy TH110溫度監(jiān)測(cè)器
而在應(yīng)對(duì)局放時(shí)，局部放電監(jiān)控器則可以通過測(cè)定開關(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PremSet中壓開關(guān)柜是全球?yàn)閿?shù)不多采用屏蔽式固體絕緣技術(shù)的開關(guān)設(shè)備，開關(guān)設(shè)備表面不會(huì)產(chǎn)生電場分布，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。
PremSet中壓開關(guān)柜
又如新一代預(yù)智低壓成套設(shè)備BlokSeT、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、無線連接等行業(yè)認(rèn)可的、抵御電氣事故的有效途徑，施耐德電氣在今年發(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PowerLogic Thermal Tag無線溫度傳感器，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"的方式為用戶帶來無與倫比的數(shù)字化體驗(yàn)。
BlokSeT新一代預(yù)智低壓成套設(shè)備
Okken新一代預(yù)智低壓成套設(shè)備
PrismaSeT新一代預(yù)智低壓成套設(shè)備
與此同時(shí)，施耐德電氣提供了3個(gè)級(jí)別的保護(hù)。首先是開關(guān)柜級(jí)別，開關(guān)柜斷路器的上下級(jí)配合保證了快速選擇性分?jǐn)唷Ｍ瑫r(shí)， Okken開關(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。
其次是柜體級(jí)別，比如Okken開關(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；最后是在功能單元級(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?，避免在電弧爆炸事故?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，F(xiàn)acility Expert 施耐德千里眼運(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)顧問都是目前電氣市場上耳熟能詳?shù)闹悄芑\(yùn)維產(chǎn)品。
施耐德千里眼運(yùn)維專家
施耐德千里眼資產(chǎn)顧問
PME電能管理系統(tǒng)
Facility Expert 施耐德千里眼運(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)顧問將實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的深入解析，通過對(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。
（轉(zhuǎn)載）
