Interruptor de circuito de falha de arco - Arc-fault circuit interrupter

Tópicos relevantes sobre
Instalações elétricas
Prática de fiação por região ou país
Regulação de instalações elétricas
Cabeamento e acessórios
Dispositivos de comutação e proteção
Este AFCI (o disjuntor com a etiqueta amarela) é um disjuntor AFCI de geração mais antiga. Os dispositivos atuais (em 2013) são chamados de "tipo de combinação".

Um interruptor de circuito de falha de arco ( AFCI ) ou dispositivo de detecção de falha de arco ( AFDD ) é um disjuntor que interrompe o circuito quando detecta os arcos elétricos que são uma assinatura de conexões soltas na fiação doméstica. Conexões soltas, que podem se desenvolver com o tempo, às vezes podem ficar quentes o suficiente para causar incêndios domésticos. Um AFCI distingue seletivamente entre um arco inofensivo (incidental à operação normal de interruptores, plugues e motores com escova) e um arco potencialmente perigoso (que pode ocorrer, por exemplo, em um cabo de lâmpada que tem um condutor quebrado).

Os disjuntores AFCI foram exigidos para circuitos de alimentação de tomadas elétricas em quartos residenciais pelos códigos elétricos do Canadá e dos Estados Unidos desde o início do século 21; o Código Elétrico Nacional dos EUA exige que protejam a maioria das tomadas residenciais desde 2014, e o Código Elétrico Canadense desde 2015. Em partes do mundo que usam 230 V, onde a tensão mais alta implica correntes mais baixas, especificamente na Europa Ocidental e no Reino Unido, adoção é mais lento e seu uso é opcional, exceto em casos de alto risco.

Nos EUA, as falhas de arco são uma das principais causas de incêndios elétricos residenciais. A cada ano, nos Estados Unidos, mais de 40.000 incêndios são atribuídos à fiação elétrica residencial. Esses incêndios resultam em mais de 350 mortes e mais de 1.400 feridos a cada ano.

Os disjuntores convencionais respondem apenas a sobrecargas e curtos-circuitos , portanto, não protegem contra condições de arco voltaico que produzem corrente errática e freqüentemente reduzida. AFCIs são dispositivos projetados para proteger contra incêndios causados ​​por falhas de arco na fiação elétrica residencial. O circuito AFCI monitora continuamente a corrente e discrimina entre as condições de arco elétrico normais e indesejadas. Uma vez detectado, o AFCI abre seus contatos internos, desenergizando o circuito e reduzindo a possibilidade de ocorrer um incêndio.

Princípio de operação

A eletrônica dentro de um disjuntor AFCI detecta corrente elétrica alternando em frequências características, geralmente em torno de 100 kHz, sabidamente associada ao arco elétrico de fio, que é sustentado por mais de alguns milissegundos. Um disjuntor AFCI combinado fornece proteção contra arco paralelo (linha para neutro), arco em série (um segmento de resistência solto, quebrado ou de outra forma de alta resistência em uma única linha), arco de aterramento (de linha ou neutro para terra), proteção de sobrecarga e curto-circuito proteção. O AFCI abrirá o circuito se for detectado arco elétrico perigoso.

Quando instalado como a primeira tomada em um circuito de ramificação, os receptáculos AFCI fornecem proteção contra arco em série para todo o circuito de ramificação. Eles também fornecem proteção de arco paralelo para o circuito de ramificação começando no receptáculo AFCI. Ao contrário dos disjuntores AFCI, os receptáculos AFCI podem ser usados ​​em qualquer sistema de fiação, independentemente do painel.

Requisitos do código elétrico

EUA e Canadá

Começando com a versão de 1999 do Código Elétrico Nacional nos Estados Unidos e a versão de 2002 do Código Elétrico Canadense no Canadá, os códigos nacionais exigem AFCIs em todos os circuitos que alimentam tomadas em quartos de unidades residenciais. A partir do NEC de 2014, a proteção AFCI é exigida em todos os circuitos de ramificação que fornecem tomadas ou dispositivos instalados nas cozinhas das unidades residenciais, junto com as adições de 2008 NEC de quartos familiares, salas de jantar, salas de estar, salões, bibliotecas, antros, quartos, solários, salas de recreação, armários, corredores, áreas de serviço e salas e áreas semelhantes. Eles também são necessários em unidades de dormitório. Este requisito pode ser realizado usando um disjuntor de "tipo de combinação" - um tipo específico de disjuntor definido pela UL 1699 - no painel do disjuntor que fornece proteção combinada de falha de arco e sobrecorrente ou usando um receptáculo AFCI para modificações / extensões, como receptáculo de reposição ou em construção nova, na primeira saída do ramal. Nem todas as jurisdições dos EUA adotaram os requisitos AFCI da NEC, portanto, é importante verificar os requisitos do código local.

O AFCI tem como objetivo evitar o fogo de arcos. Os disjuntores AFCI são projetados para atender a um dos dois padrões especificados pela UL 1699: tipo "ramificação" ou tipo "combinação" (nota: o Código Elétrico Canadense usa terminologia diferente, mas requisitos técnicos semelhantes). Um tipo de ramal AFCI desarma 75 amperes de corrente de arco do fio de linha para o neutro ou fio terra. Um tipo de combinação adiciona detecção de arco em série ao desempenho do tipo de ramificação. O tipo de combinação de AFCIs dispara em 5 amperes de arco em série.

Os receptáculos AFCI são uma solução alternativa aos disjuntores AFCI. Esses receptáculos são projetados para lidar com os perigos associados a ambos os tipos de arco elétrico potencialmente perigoso: paralelo e em série. Os receptáculos AFCI oferecem o benefício de teste localizado e reinicialização com esses botões localizados na parte frontal do dispositivo. Isso pode salvar uma jornada até o painel do disjuntor, mas também pode encorajar simplesmente a reinicialização por um usuário sem investigar a falha subjacente, como presumivelmente aconteceria se alguém com acesso ao painel elétrico fosse notificado.

Em 2002, o NEC removeu a palavra "receptáculo", deixando "tomadas", o que fez com que luzes e outros dispositivos com fio, como ventiladores de teto nos quartos, fossem adicionados ao requisito. O código de 2005 deixou claro que todas as tomadas devem ser protegidas, apesar da discussão no painel de criação de códigos sobre a exclusão dos detectores de fumaça dos quartos da exigência. "Outlets", conforme definido no NEC, inclui receptáculos, luminárias e alarmes de fumaça, entre outras coisas. Basicamente, qualquer ponto onde a eletricidade CA é usada para alimentar algo é uma tomada.

Em janeiro de 2008, apenas AFCIs de "tipo de combinação" atendiam ao requisito da NEC. O NEC 2008 requer a instalação de AFCIs do tipo combinado em todos os circuitos residenciais de 15 e 20 amperes, com exceção de lavanderias, cozinhas, banheiros, garagens e porões inacabados, embora muitos deles exijam proteção GFCI. O NEC 2014 adiciona cozinhas e lavanderias à lista de salas que requerem circuitos AFCI, bem como quaisquer dispositivos (como iluminação) que requeiram proteção.

Reino Unido

No Reino Unido, o Regulamentos de Fiação 18 ª edição (BS 7671: 2018) é a primeira edição de fazer qualquer menção de dispositivos de falha de arco, e indicam que pode ser instalado se o projeto tem um invulgarmente elevado risco de incêndio a partir de falhas de arco. Os anexos relativos aos testes indicam que quando os AFDDs são instalados, seu correto funcionamento deve ser verificado antes da conclusão, mas o método de teste não é descrito. Isso está em contraste com os RCDs, onde um número de tempos de trip em diferentes níveis de corrente de falta deve ser verificado.

Alemanha

As regras de fiação alemãs VDE 100, recomendam AFDDs para situações de alto risco e lista lares de idosos, centros comunitários e jardins de infância como exemplos.

Limitações

Os AFCIs são projetados para proteger contra incêndios causados ​​por falhas de arco elétrico. Embora a sensibilidade dos AFCIs ajude na detecção de falhas de arco, esses disjuntores também podem indicar falsos positivos, identificando o comportamento normal do circuito como falhas de arco. Por exemplo, relâmpagos fornecem perfis de tensão e corrente que se assemelham a falhas de arco, e aspiradores de pó e algumas impressoras a laser disparam AFCIs. Esse disparo incômodo reduz a eficácia geral dos AFCIs. Pesquisas sobre avanços nessa área estão sendo realizadas.

Os AFCIs também são conhecidos por serem sensíveis (falsos disparos) à presença de energia de radiofrequência, especialmente dentro do chamado espectro de alta frequência (HF) (3-30 MHz), que inclui a transmissão de ondas curtas legítimas , aeronaves além do horizonte e comunicações marítimas, rádio amador e operações de rádio de banda de cidadãos . Sensibilidades e mitigação são conhecidas desde 2013.

Os disjuntores AFCI incluem um disjuntor de tempo inverso padrão, mas não fornecem proteção específica contra conexões "brilhantes" (também conhecidas como conexão de alta resistência ), tensões de linha altas ou tensões de linha baixas.

Um AFCI não detecta alta tensão de linha causada por um neutro aberto em um circuito ramificado com vários fios . Um circuito de ramificação multifios usa ambos os fios energizados de um serviço de fase dividida de 120-240 V. Se o neutro for interrompido ao longo do caminho de retorno ao painel do disjuntor, os dispositivos conectados de uma perna de 120 V ao neutro podem sofrer excesso de tensão, até duas vezes o normal.

Os AFCIs não detectam baixa tensão de linha. A tensão de linha baixa pode fazer com que os relés eletromecânicos desliguem e liguem repetidamente, ou "trepidem". Se a corrente estiver fluindo pelos contatos de carga, ela causará formação de arco nos contatos à medida que eles se abrem. O arco pode oxidar, danificar e derreter os contatos. Este processo pode aumentar a resistência de contato, superaquecer o relé e causar incêndios. Os interruptores de circuito de falha de energia são projetados para evitar incêndios de baixa tensão nas cargas.

Interferência com rede de linha de energia

Os AFCIs podem interferir na operação de algumas tecnologias de comunicação de linha de energia .

Referências

links externos