Ein Lichtbogenfehler Schaltungsunterbrecher (AFCI) ist ein Schaltungsschutzgerät zum Schutz vor Bränden, die durch Lichtbogenfehler in der elektrischen Verkabelung verursacht werden. Ein Unterbrecher eines Lichtbogenfehlerkreises ist definiert als 'ein Gerät, das vorgeschlagen wird, um Schutz vor den Auswirkungen von Lichtbogenfehlern zu bieten, indem Lichtbögen erkannt werden und der Stromkreis abgeschaltet wird, wenn ein Lichtbogenfehler erkannt wird.'
Es ist wichtig zu beachten, dass Lichtbogenfehler-Unterbrecher die Ergebnisse von Lichtbogenfehlern abschwächen können, sie jedoch nicht beseitigen können. In einigen Fällen kann der anfängliche Lichtbogen vor der Unterbrechung des Erkennungstors durch den AFCI eine Zündung verursachen.
ARC-Fehler
Arc-Fault Circuit Interrupters (AFCIs)
Theoretisch ist ein Lichtbogen definiert als eine kontinuierliche Beleuchtungsentladung von Elektrizität über ein Isoliermedium, die üblicherweise durch die teilweise Verflüchtigung der Elektroden ergänzt wird. AFCIs werden in herkömmliche Leistungsschalter eingebaut, die herkömmlichen Überlast- und Kurzschlussschutz mit Lichtbogenfehlerschutz kombinieren.
Die AFCI-Unterbrecher bieten Schutz für die Verkabelung der Abzweigleitungen und einen begrenzten Schutz für Netzkabel und Verlängerungskabel. Die AFCI-Leistungsschalter haben einen Testknopf und sehen ähnlich aus FI-Schutzschalter in der folgenden Abbildung gezeigt. Im Allgemeinen erfordern AFCIs monatliche Tests, um den Benutzer darüber zu informieren, dass die AFCI ordnungsgemäß funktioniert.
Es gibt mehrere wahrscheinliche Gründe, warum ein Lichtbogenfehler auftreten kann, wie unten angegeben.
- Unsachgemäße Installation oder Stechen eines Drahtes mit einer Schraube, einem Nagel während der Installation oder Wartung des elektrischen Systems.
- Die Beschädigung von Verlängerungs- oder Gerätekabeln durch Staubsauger, Türmöbel oder ein Gerät wurde am Kabel positioniert.
- Das fortgeschrittene Alter von Verlängerungs- oder Gerätekabeln oder sogar Kabeln in den Wänden, bei denen im Laufe der Zeit abgenutzte oder rissige Isolierungen auftreten können.
- Lose Verbindungen in Steckdosen, Schaltern und Leuchten.
- Gerätekabel beschädigt durch Hitze, Knicken, Aufprall oder Überdehnung, Verschütten von Flüssigkeit.
Gründe für das Auftreten eines ARC-Fehlers
Parallele und serielle ARC-Fehler
Jeder der oben diskutierten Umstände, die wir oben besprochen haben, kann zu einem Parallel- oder Serienbogen führen. Der Parallellichtbogenfehler tritt auf, wenn der Strom durch eine beschädigte Isolierung von einem Leiter zu einem anderen Leiter fließt und einen Kurzschluss erzeugt, der zu schwach ist, um vom Leistungsschalter erkannt zu werden.
Ein Serienlichtbogenfehler tritt auf, wenn ein einzelner Draht beschädigt ist und den Strom nicht toleriert, wodurch der Strom vom Leiter in die Isolierung geleitet wird. Dieser Leckstrom kann brennen und schließlich die Isolierung verbrennen.
Paralleler ARC und Serien-ARC
Funktionsweise von Lichtbogen-Fehlerstromschutzschaltern
Die AFCI-Schaltung überwacht immer den Stromfluss durch die AFCI. Die Lichtbogen-Fehlerstromschutzschalter verwenden eine Erkennungsschaltung, um zwischen normalen und unerwünschten Lichtbogenbedingungen zu unterscheiden. Sobald ein unerwünschter Lichtbogenzustand erkannt wird, löst die Steuerschaltung im AFCI die internen Kontakte aus, wodurch der Stromkreis abgeschaltet und die Gefahr eines Brandes verringert wird.
Die Bögen erzeugen eine aktuelle Signatur oder Wellenform. Der fehlerhafte Lichtbogen kann eine nichtperiodische Wellenform erzeugen. Verschiedene Methoden zur Erkennung von Fehlerbögen umfassen das Betrachten bestimmter Frequenzen, Diskontinuitäten und Variationen in der aktuellen Wellenform. Zur Erfassung sind sowohl die Größe als auch die Zeitdauer eines bestimmten Halbzyklus erforderlich.
Ein Lichtbogen-Fehlerstromschutzschalter sollte unter normalen Strombedingungen nicht auslösen. Die folgende Abbildung zeigt ein Blockdiagramm eines einpoligen AFCI-Leistungsschalters.
Einpoliger AFCI-Leistungsschalter
Die AFCI-Elektronik kann unabhängig vom herkömmlichen Leistungsschalter funktionieren. Der herkömmliche Leistungsschalter verfügt über eine Wärme- und Momentanerfassungsfunktion. Mithilfe eines Laststromsensors erfasst die AFCI-Elektronik den Stromfluss von den Lastklemmen.
Der Laststromsensor kann entweder ein Widerstands- oder ein Magnetsensor sein. Der Ausgang des Laststromsensors wird in ein Lichtbogensignaturfilter eingespeist, das Frequenzkomponenten von Lichtbogenwellenformen durchlässt, während andere Netzfrequenzen zurückgewiesen werden.
Der Ausgang des Lichtbogensignaturfilters wird verstärkt und in eine Logikschaltung eingespeist, die feststellt, dass im Stromfluss ein unsicherer Zustand vorliegt. Wie zuvor erläutert, werden sowohl die Amplitude als auch die Zeitdauer verwendet, um den unerwünschten Lichtbogenzustand zu erfassen.
Wenn die Logik feststellt, dass die Last deaktiviert werden muss, wird ein Signal zugeführt ein TRIAC Dient zum Erregen eines Magneten, der die Leistungsschalterkontakte öffnet. Eine Testschaltung stellt bereit, um sicherzustellen, dass die Lichtbogenfehlererkennungsschaltung ordnungsgemäß funktioniert oder nicht.
Eine Testtastenfunktion wird verwendet, um ein Signal zu erzeugen, das einer Lichtbogenausgangswellenform des Laststromsensors ähnlich ist. Die Testtaste deaktiviert den Stromkreis, wenn das Gerät ordnungsgemäß funktioniert.
Arten von Lichtbogenfehler-Unterbrechern
Hier stehen verschiedene Arten von AFCIs zur Verfügung, abhängig von ihren brauchbaren Anwendungen.
Ausgangsstromkreis AFCI
Es soll die Verkabelung der Abzweigleitungen, die Stromversorgungskabel und die daran angeschlossenen Kabelsätze vor den unerwünschten Auswirkungen von Lichtbögen schützen.
Ausgangskreis AFCI
Branch / Feeder AFCI
Diese werden am Ursprung des Abzweigs oder Abzweigkreises installiert. Es soll die Zuleitung oder die Abzweigverkabelung schützen.
Kombination AFCI
Die Kombination Arc-Fault Circuit Interrupter kombiniert beide Funktionen des OC und des B / F. Es soll Schutz bieten, um die Gerätekabel, Verlängerungskabel, Abzweigkreise und die Zuleitung zu schützen.
Eine typische Kombination von Arc-Fault Circuit Interrupter bietet
- Serienlichtbogenfehlerschutz
- Paralleler Lichtbogenschutz
- Bodenschutz
- Kurzschlussschutz
- Überspannungschutz
AFCI Laptop
Dies ist ein Steckgerät, das normalerweise an die Steckdose angeschlossen ist und über eine oder mehrere geschützte Steckdosen verfügt. Es soll die angeschlossenen Verlängerungskabel und Geräte schützen.
AFCI Laptop
Kabel AFCI
Das Kabel AFCI ist auch ein Steckgerät, das an die Steckdose angeschlossen ist und häufig zum Schutz des angeschlossenen Netzkabels verwendet wird.
Kabel AFCI
Hier geht es also um Lichtbogen-Fehlerstromschutzschalter und ihre Funktionen. Wir hoffen, dass Sie dieses Konzept besser verstehen. Darüber hinaus bestehen Zweifel an diesem Konzept oder an der Umsetzung von elektrischen und Ideen für Elektronikprojekte Bitte geben Sie Ihr Feedback, indem Sie im Kommentarbereich unten einen Kommentar abgeben. Hier ist eine Frage an Sie, Was ist das Arbeitsprinzip von AFCI?
