Τι είναι και πως λειτουργεί η AFDD Τι είναι και πως λειτουργεί η AFDD

ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΝΕΑ

10/recent/ticker-posts

Τι είναι και πως λειτουργεί η AFDD


 
Η διάταξη εντοπισμού σφάλματος ηλεκτρικού τόξου είναι μια εξέλιξη της γνωστής στην Β. Αμερική AFCI (Arc Flash Current (Circuit) Interrupter), η οποία λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο.



Στις ΗΠΑ είναι υποχρεωτικό να τοποθετείται μια τέτοια διάταξη στα κυκλώματα που τροφοδοτούν υπνοδωμάτια.
Με βάση τις εκεί εμπειρίες η διάταξη αυτή εξελίχθηκε και βελτιστοποιήθηκε η λειτουργία της.

 Στην Ευρώπη έλαβε το όνομα AFDD (από το Arc Fault Detection Device) και στα Ελληνικά κατά την διάρκεια επεξεργασίας του προ- τύπου HD 60364-4-42 πήρε το όνομα Διάταξη Εντοπισμού Σφάλματος Ηλεκτρικού Τόξου.
 Θα μπορούσαμε να την αναφέρουμε και συνοπτικά ΔΕΣΦΗΤ.

 Από την εξέλιξή της για τις ευρωπαϊκές συνθήκες ηλεκτρικών δικτύων καθιερώθηκε με βάση το παραπάνω πρότυπο και έγινε εφικτή η χρήση της στην ευρωπαϊκή και ιδιαίτερα στη γερμανική αγορά.





Μελετώντας τα τεχνικά χαρακτηριστικά της, διαπιστώνεται ότι δεν πρόκειται για ένα απλό ηλεκτρολογικό υλικό όπως θα αναπτυχθεί στη συνέχεια.

Οι κατασκευαστές της διάταξης αυτής θα πρέπει να έχουν επενδύσει πολλή έρευνα, ώστε να φθάσουν στο σημείο να είναι σε θέση η διάταξη να μπορεί να διακρίνει τη διαφορά μεταξύ ενός μη επικίνδυνου τόξου, που προέρχεται, για παράδειγμα, κατά την κανονική λειτουργία ενός διακόπτη, και ενός τόξου σφάλματος που προέρχεται από μια κακοσφιγμένη κλέμμα.
 Ετσι η διάταξη θα μπορεί να αποφεύγει λανθασμένες διακοπές/αποζεύξεις λόγω σπινθήρων που προκύπτουν από την κανονική λειτουργία ηλεκτρικών συσκευών ή υλικών.

Επομένως η διάταξη διακρίνει, για παράδειγμα, τα ρεύματα λειτουργίας ενός τροφοδοτικού για υπολογιστή, ενός ηλεκτρικού τρυπανιού ή ενός dimmer, που μπορεί να λειτουργούν ξεχωριστά αλλά και ταυτόχρονα, αν και διαφέρουν μεταξύ τους αρκετά, χωρίς να κάνει λανθασμένες διακοπές/αποζεύξεις
Όμως θα πρέπει να αντιδρά γρήγορα και ξεκάθαρα όταν εντοπίζει ρεύματα που προέρχονται από τόξα σφάλματος που μπορεί να προκαλέσουν πυρκαγιά.




Μερικά στοιχεία για τη λειτουργία αυτής της διάταξης δίδονται σε μπλοκ διάγραμμα από τη SIEMENS.





Από τα κατασκευαστικά τους στοιχεία προκύπτει ότι διαθέτουν δύο αισθητήρες (έναν υψηλής συχνότητας και έναν ρεύματος) και μέσω ενός μικροελεγκτή επεξεργάζονται τα στοιχεία του ρεύματος της γραμμής που επιτηρούν. Με βάση το πρόγραμμα που έχει αποθηκευτεί στην μνήμη του μικροοελεγκτή από τον κατασκευαστή, αποφασίζεται αν πρέπει ή όχι να διακοπεί η παροχή τάσης στη γραμμή. Οι καταστάσεις λειτουργίας της διάταξης δίδονται από τη LED που υπάρχει στην πλευρά χειρισμού (Παράδειγμα από διάταξη SIEMENS).





Παρόμοιες ενδείξεις δίδει και η LED στις διατάξεις που κατασκευάζει η ΕΑΤΟΝ.





Βασικά πρόκειται για ηλεκτρονικές διατάξεις που συνεργάζονται - συνδέονται με ηλεκτρολογικά υλικά.


 Σε ποιες εγκαταστάσεις μπορούν να παρέχουν προστασία οι AFDDs


Από το ευρωπαϊκό πρότυπο δίδονται κατευθυντήριες συστάσεις για ειδικά μέτρα για την προστασία από τα σφάλματα ηλεκτρικού τόξου κυρίως σε τερματικά κυκλώματα (1) ηλεκτρικών εγκαταστάσεων:


- Σε εγκαταστάσεις με χώρους διαμονής ύπνου (όπως ξενοδοχεία, ξενώνες και υπνοδωμάτια γενικά). Εδώ θα μπορούσαν να προστεθούν γηροκομεία, νηπιαγωγεία, οικοτροφεία, κλινικές, νοσοκομεία κλπ.
 
- Σε εγκαταστάσεις που βρίσκονται σε χώρους με κίνδυνο πυρκαγιάς οφειλόμενο στη φύση των υλικών που βρίσκονται σε κατεργασία ή που αποθηκεύονται σ’ αυτούς, (όπως σταύλοι, αχυρώνες, χώροι ξυλουργικών εργασιών, χώροι αποθήκευσης εύφλεκτων υλικών κλπ). Βέβαια εδώ θα μπορούσαν να προστεθούν, βιβλιοπωλεία, χαρτοπωλεία, επιχειρήσεις παραγωγής και πώλησης, χρωμάτων, εύφλεκτων μονωτικών υλικών, οινοπνευματοδών ποτών, ελαστικών, φαρμακευτικών υλικών, συνεργεία αυτοκινήτων, πρατήρια καυσίμων κλπ.


- Σε εγκαταστάσεις που έχουν γίνει σε χώρους κατασκευασμένους με εύφλεκτα δομικά υλικά, (όπως ξύλινα κτίρια).


- Σε εγκαταστάσεις χώρων στους οποίους μπορούν να τεθούν σε κίνδυνο τα αναντικατάστατα αγαθά τα οποία βρίσκονται σε αυτούς (όπως μουσεία, βιβλιοθήκες, εκθεσιακοί χώροι, χώροι πολιτιστικής κληρονομιάς, κέντρα υπολογιστών κλπ). Γενικά, όπου κρίνεται αναγκαία η μείωση των ρίσκων για πυρκαγιά από ηλεκτρικά αίτια η εγκατάσταση AFDD μπορεί να προσφέρει ουσιαστική προστασία σε ανθρώπους, σε εγκαταστάσεις και σε περιουσίες.


(1) Τερματικό κύκλωμα σε ηλεκτρική εγκατάσταση είναι η ηλεκτρική γραμμή που αναχωρεί από ηλεκτρικό πίνακα, τροφοδοτεί ηλεκτρικές καταναλώσεις όπως φωτιστικά, κινητήρες, ηλεκτρικές συσκευές, αυτοματισμούς, ρευματοδότες και όχι άλλον ή άλλους ηλεκτρικούς πίνακες διανομής.


Πως διατίθενται, πώς εγκαθίστανται και πώς ελέγχονται οι AFDDs


Προς το παρόν οι διατάξεις που βρίσκονται διαθέσιμες στην ευρωπαϊκή αγορά (όταν γράφεται αυτό το άρθρο) είναι υλικά που τοποθετούνται σε ράγα πίνακα (ραγοϋλικά) και μπορούν να κατανεμηθούν σε δύο βασικές κατηγορίες AFDD:


Στην πρώτη κατηγορία η διακοπή της τάσης της γραμμής δεν γίνεται από την ίδια τη συσκευή, αλλά μέσω συνεργαζόμενου υλικού προστασίας, όπως 1 + N μικροαυτόματου (MCB) ή συνεργαζόμενης μονοφασικής διάταξης διαφορικού ρεύματος (που περιέχει και μικροαυτόματο = RCBO).

 Επομένως η AFDD διατίθεται ξεχωριστά και ανάλογα με την προστασία που θέλει να επιτύχει ο ηλεκτρολόγος μπορεί να τη συνδυάσει με μικρουτόματο ή με διάταξη διαφορικού ρεύματος με ενσωματωμένο μικροαυτόματο. Βέβαια, το συνεργαζόμενο με την AFDD υλικό προστασίας καθορίζεται από τον κατασκευαστή της.


Στην κατηγορία αυτή είναι οι διατάξεις της SIEMENS. Εδώ πρέπει να αναφερθεί ότι η SIEMENS ήταν η πρώτη εταιρεία που παρουσίασε τις διατάξεις αυτές στην ευρωπαική αγορά το 2013.





Συνδεσμολογικά, σε αυτές τις AFDD η είσοδος φάσης και ουδετέρου πρέπει να γίνεται από την πλευρά του μικρουαυτομάτου ή της διάταξης διαφορικού ρεύματος και η έξοδός τους να γίνεται από την πλευρά της AFDD. Διατίθενται σε δύο βασικά μεγέθη έντασης (16 Α ή 40 Α) και κάθε μέγεθος διαθέτει δύο τύπους: Ένας για συνεργασία με μικροαυτόματο και ένας για συνεργασία με διάταξη διαφορικού ρεύματος που περιέχει και μικροαυτόματο.


Ο εσωτερικός έλεγχος καλής λειτουργίας των AFDDs της SIEMENS γίνεται αυτόματα κάθε 13 ώρες.






Η εταιρία Schneider Electric διαθέτει
 μια AFDD, την ονομάζει iARC και κατατάσσεται και αυτή στην πρώτη κατηγορία.





Έχει ονομαστικό ρεύμα 25 Α και στην είσοδό της θα πρέπει να έχει συνδεθεί διπολικός (1 + N) μικροαυτόματος (MCB) ή διάταξη διαφορικού ρεύματος που περιέχει και μικροαυτόματο (RCBO).

Βέβαια το ονομαστικό τους ρεύμα θα πρέπει να είναι μικρότερο ή ίσο από τα 25 Α της iARC. O έλεγχος καλής λειτουργίας της γίνεται χειροκίνητα με μπουτόν TEST που βρίσκεται στην όψη.

 Πιέζοντάς το για ένα δευτερόλεπτο, πρέπει η AFDD να κάνει απόζευξη με βάση τα τεχνικά χαρακτηριστικά της.


Στη δεύτερη κατηγορία, η διακοπή της τάσης της γραμμής γίνεται από την ίδια την AFDD.
Σε αυτήν, στο ίδιο κέλυφος με τη AFDD είναι ενσωματωμένη διάταξη διαφορικού ρεύματος που περιέχει και μικροαυτόματο.


Στην κατηγορία αυτή είναι οι AFDDs της εταιρίας ΕΑΤΟΝ.

 Οι AFDDs της ΕΑΤΟΝ είναι επίσης όλες μονοφασικές και παρουσιάστηκαν πρόσφατα στην ευρωπαική αγορά (Σεπτέμβριος 2016).

Η ΕΑΤΟΝ δημιουργεί μια μεγάλη παλέτα AFDDs (μερικές δεκάδες με βάση τον κατάλογο προϊόντων της) με ονομαστικό ρεύμα λειτουργίας από 10 μέχρι 40 Α, με χαρακτηριστικές μικροαυτομάτων Β ή C, με ονομαστικά διαφορικά ρεύματα 10 ή 30 mA σε τύπους Α και ΑC και με ρεύματα αντοχής σε βραχυκύκλωμα 6kA και 10 kA.

Η είσοδος τροφοδοδοσίας και η έξοδος της γραμμής είναι καθορισμένη.

 Οι κλέμμες ουδετέρου και φάσης επιλέγονται ελεύθερα.

 Οι AFDDs της ΕΑΤΟΝ δίδουν ξεχωριστή ένδειξη αν η απόζευξη έγινε από την AFDD ή από τον μικρουτόματο ή από τη διάταξη διαφορικού ρεύματος.

 Ο εσωτερικός έλεγχος καλής λειτουργίας των AFDDs της ΕΑΤΟΝ γίνεται αυτόματα. Με το μπουτόν TEST πρέπει να δοκιμάζεται από το χρήστη η λειτουργία της διάταξης διαφορικού ρεύματος κάθε εξάμηνο.


Επίσης η εταιρεία HΑGER έχει τη δική της AFDD-πρόταση.
Δείτε τις τεχνικές προδιαγραφές του  εδώ


 Συσκευές προστασίας βλάβη στο τελικό κυκλώματα των συστημάτων εναλλασσόμενου ρεύματος μονοφασικές με τα λειτουργικά ρεύματα μέχρι 16 A.
Με το νέους πυρασφάλειας διακόπτες Hager που να ανταποκρίνεται στο νέο πρότυπο.

 Προσφέρουν τόσο σειριακή και παράλληλη προστασία από τα σφάλματα τόξο και γρήγορα εγκατασταθεί χάρη στο συμπαγή σχεδιασμό του.

 Είναι διαθέσιμο σε δύο εκδόσεις με ονομαστικό ρεύμα 10 Α και 16 Α


Η εταιρία  ΑΒΒ έχει τον δικό της διακόπτη  πυρασφάλειας   τον S-ARC1  με ενσωματωμένο διακόπτη κυκλώματος αναλύθηκαν μέσω ενός ενσωματωμένου μικρο ελεγκτή συνεχώς, την εικόνα συχνότητα - και αναγνωρίζει ως αξιόπιστη τόξα σειριακή σφάλμα στο τελικό κύκλωμα.
 Αυτό μειώνει τον κίνδυνο των πυρκαγιών στην ηλεκτρική εγκατάσταση μπορεί να μειωθεί. 
Οι διακόπτες φωτιάς είναι ευέλικτα και εξοπλισμένα να χρησιμοποιηθούν  με πολλά επιπλέον χαρακτηριστικά, όπως LED παρακολούθηση λειτουργίας, ένδειξη θέσης και κουμπί δοκιμής και αυτοέλεγχο.

Από τα παραπάνω προκύπτει ότι οι διαθέσιμες προς το παρόν AFFDs λειτουργούν, προστατεύουν μόνο μονοφασικές ηλεκτρικές γραμμές - καταναλώσεις.

 Επειδή οι διαδικασίες αξιολόγησης των ρευμάτων είναι πολύπλοκες και για να αποφεύγονται λανθασμένες διακοπές / αποζεύξεις σφάλματος, δεν έχει προβλεφθεί ακόμα προστασία για τριφασικές γραμμές σύμφωνα με τα ισχύοντα Πρότυπα για τις AFDDs. Για τον ίδιο λόγο δεν επιτρέπεται προστασία για περισσότερα κυκλώματα μέσω μιας AFDD.
Επομένως δεν συνιστάται η χρήση μιας AFDD σαν κεντρικής διάταξης σε μονοφασικό πίνακα διανομής.
Συνδεσμολογικά λοιπόν προτείνεται να τοποθετείται μια AFDD για κάθε τερματική γραμμή που κρίνεται σκόπιμο να προστατευτεί από σφάλμα ηλεκτρικού τόξου (μπορεί να μην είναι σκόπιμο να καλυφθούν όλες οι γραμμές) όπως φαίνεται σε ένα παράδειγμα συνδεσμολογίας από την ΕΑΤΟΝ.





Τι γίνεται όμως με τον αρχικό έλεγχο και τον επανέλεγχο στις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις στις οποίες έχουν εγκατασταθεί διατάξεις AFDD;

Υπάρχουν ήδη για αυτές τις συσκευές όργανα ελέγχου;
Κατά την άποψη του γράφοντος, για τον έλεγχο των διατάξεων AFDD στα πλαίσια ενός αρχικού ελέγχου ή επανελέγχου πρέπει να δοθεί προσοχή σε μερικά σημεία:

Αντίθετα με τις διατάξεις διαφορικού ρεύματος (RCD) ή τις συσκευές παρακολούθησης διαφορικών ρευμάτων (RCM), οι διατάξεις AFDD πρέπει να αυτοπαρακολουθούνται συνεχώς, έτσι προδιαγράφει το Πρότυπο EN 62606 με βάση το οποίο πρέπει να κατασκευάζονται και να ελέγχονται.

 Αυτή η αυτοπαρακολούθηση είναι εμφανής συνήθως με LED διαφόρων ενδείξεων. Όπως έχει αναφερθεί παραπάνω, κάθε AFFD έχει το δικό της τρόπο ενημέρωσης του χρήστη ή του ηλεκτρολόγου για το αν έχει εντοπίσει εσωτερικό σφάλμα λειτουργίας. Οι χρήστες πρέπει να ενημερώνονται για να κάνουν κατά καιρούς οπτικό έλεγχο στις AFDD τους. Ένα τόξο σφάλματος δεν μπορεί προς το παρόν να προσομοιωθεί με τα γνωστά πολυόργανα εγκαταστάσεων, έτσι με τα όργανα αυτά δεν είναι εφικτός ο έλεγχος καλής λειτουργίας μιας AFDD. Αυτό σημαίνει, ότι ο ελεγκτής της εγκατάστασης βασίζεται στον οπτικό έλεγχο της AFDD. Βεβαίως, αν περιέχεται ή συνδέεται RCD, αυτή θα πρέπει να ελέγχεται κατά τα γνωστά. Με βάση τα τεχνικά τους χαρακτηριστικά, οι διατάξεις AFDD διαθέτουν εσωτερική προστασία από υπέρταση, η οποία πρέπει να αντιδρά σε τάση πάνω από 275 V.
Επομένως μέτρηση αντίστασης μόνωσης με DC 500 V δεν πρέπει να γίνεται σε μια ή μέσω μιας AFDD. Συνιστάται η αποσύνδεσή της πριν γίνει η μέτρηση αυτή.

Το εάν μια μέτρηση μόνωσης με DC 250 V οδηγεί σε χρήσιμα αποτελέσματα, ο γράφων δεν μπορεί ακόμη να έχει άποψη και δεν το συνιστά.

 Η προστασία από κρουστική υπέρταση μέσω AFDD δεν έχει αναγνωριστεί σαν SPD Typ II ή III, άρα η AFDD δεν μπορεί να είναι τμήμα αυτής της προστασίας. Για τις μετρήσεις βρόχου σφάλματος δεν έχουν διαπιστωθεί μέχρι τώρα διαφοροποιήσεις ή δυσκολίες.
7. Για επίλογο

Το αν και πότε θα γίνει υποχρεωτική η χρήση των διατάξεων AFDD στην Ελλάδα, είναι κατά την άποψη του γράφοντος, νωρίς να απαντηθεί.

Εδώ πρέπει να επισημανθεί ότι και για τη Γερμανία, όπου το θέμα της ασφάλειας των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων έχει λάβει περισσότερη έμφαση και βαρύτητα, η μεταβατική περίοδος του νέου DIN VDE 0100-420 (VDE 0100-420) που περιλαμβάνει τις AFDDs ισχύει έως 18.12.2017.
 Επομένως και εκεί ηλεκτρικές εγκαταστάσεις που βρίσκονται σε φάση σχεδιασμού και κατασκευής επιτρέπεται μέχρι αυτή την ημερομηνία να τεθούν σε λειτουργία σύμφωνα με το παλιό Πρότυπο, δηλαδή χωρίς AFDD. Μετά την 19.12.2017 θα είναι εκεί η χρήση τους υποχρεωτική.


Στην Ελλάδα, το ισχύον πρότυπο ΕΛΟΤ HD 384 κάνει μια αναφορά στα ηλεκτρικά τόξα στο άρθρο 422.3 αλλά για το µόνιµα συνδεδεμένο ηλεκτρολογικό υλικό που είναι δυνατόν να δημιουργεί, κατά την κανονική χρήση του, ηλεκτρικά τόξα ή σπινθήρες. Δεν περιλαμβάνει απαιτήσεις για ηλεκτρικά τόξα σφάλματος. Βέβαια όπως έχει αναφερθεί το Ευρωπαϊκό πρότυπο (HD 60364-4-42) στο οποίο έχουν περιληφθεί οι απαιτήσεις για την κάλυψη συγκεκριμένων ηλεκτρικών γραμμών με AFDD δεν έχει ακόμα υποχρεωτική εφαρμογή στην χώρα μας. Πιθανόν στη νέα επικαιροποιημένη έκδοση του ΕΛΟΤ HD 384 (όταν ολοκληρωθεί) να ενσωματωθούν οι απαιτήσεις αυτές ώστε να έχουν υποχρεωτική εφαρμογή όταν η νέα αυτή έκδοση νομοθετηθεί. Ωστόσο είναι χρήσιμο και σκόπιμο να ενημερώνονται οι μελετητές, οι κατασκευαστές και γενικά όλοι οι εμπλεκόμενοι με τις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις ώστε και αν δεν είναι νομοθετημένη υποχρεωτικά η κάλυψη με AFDD, να μπορούν να τις προδιαγράφουν, να τις επιλέγουν και να τις εγκαθιστούν σωστά, αλλά και να ενημερώνουν ιδιοκτήτες και χρήστες εγκαταστάσεων.


Μια παλιά παροιμία λέει: Να φοβάσαι πυρ, γυνή και θάλασσα.

 Να παραμείνουμε στο πρώτο. Μια πυρκαγιά δεν είναι εύκολη υπόθεση όπου και όποτε συμβεί. Από ηλεκτρολογική σκοπιά ας προσπαθήσουμε να μειώσουμε τις πιθανότητες να συμβεί, όσο μπορούμε περισσότερο, αφού μάλιστα έχουμε διαθέσιμα νέα μέσα προστασίας όπως οι AFDD.


Πηγές άρθρου:
Ενημερωτικά των εταιρειών SIEMENS, Schneider Electric, EATON, Hager.
Πρότυπα: DIN VDE 0100-420 (VDE 0100-420), HD 60364-4-42, EN 62606, ΕΛΟΤ HD 384.
Γιώργος Σαρρής Ηλεκτρολόγος μηχανικός Τ.Ε. Επιστημονικός σύμβουλος Ε.Ι.Α.Χ. σε θέματα Ηλεκτρολογίας Πιστοποιημένος εκπαιδευτής ΚΝΧ www.sarrisg.gr info@sarrisg.gr