Przeciwpożarowy detektor iskrzenia AFDD sprawdzanie i pomiary
Spis treści
AFDD co to jest?
Urządzenia wykrywające zwarcia łukowe (AFDD, z ang. arc fault detection device) są urządzeniami przeznaczonymi do ograniczania skutków zwarć łukowych poprzez rozłączanie obwodów po wykryciu zwarcia łukowego. Urządzenia wykrywające zwarcia łukowe są stosowane w celu ograniczenia ryzyka pożaru elektrycznego w kolejnych urządzeniach w instalacji. Budowa oraz badanie aparatu muszą być zgodne z normą IEC 62606. Norma ta dopuszcza trzy wykonania takiego aparatu:
- Osobne urządzenie składające się z detektora iskrzeń oraz elementu otwierającego i są przeznaczone do połączenia szeregowego z zabezpieczeniem zwarciowym wskazanym przez producenta zgodnym z odpowiednią normą: EN 60898-1, EN 61009-1, IEC 60269
- Urządzenie zawierające detektor iskrzeń zabudowane razem z odpowiednim zabezpieczeniem zwarciowym zgodnym z odpowiednią normą: EN 60898-1, EN 61009-1, IEC 60269
- Urządzenie posiadające detektor iskrzeń montowane na miejscu instalacji wespół ze wskazanym zabezpieczeniem zgodnym z odpowiednią normą: EN 60898-1, EN 61009-1, IEC 60269
Norma EN 60898-1 dotyczy wyłączników nadprądowych, norma EN 61009-1 dotyczy wyłączników różnicowoprądowych z wbudowanym urządzeniem nadprądowym, a norma IEC 60269 dotyczy wkładek bezpiecznikowych.
W zależności od budowy urządzenia do wykrywania zwarć łukowych dokonuje się odpowiednich badań.
Należy również dodać, że norma PN-HD 60364-4-42 Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed skutkami oddziaływania termicznego, w załączniku B dodanego w roku 2015 zaleca stosowanie urządzeń wykrywających zwarcia łukowe AFDD.
Pomiary zgodnie z PN-HD 60364-6:2016-07E - wybrane
Test wytrzymałości izolacji
Przy pomiarze powyżej 250V należy odłączyć urządzenie AFDD. Pomiar wyższym napięciem może skutkować uszkodzeniem elektroniki urządzenia.
Samoczynne wyłączenie zasilania
AFDD zabudowane/zespolone z wyłącznikiem nadprądowym lub wyłącznikiem różnicowoprądowym z członem nadprądowym będzie pełniło rolę samoczynnego wyłączenia zasilania zgodnie z PN-HD 60364-4-41. Samo badanie różnicujemy ze względu na układ sieci, w jakim urządzenie pracuje.
Układ TN
Zgodnie z PN-HD 60364-4-41 powinien być spełniony warunek:
Zs x Ia ≤ U0 gdzie:
Zs to impedancja pętli zwarcia
Ia to prąd powodujący samoczynne wyłączenie zasilania zgodnie z Tabelą nr 1
U0 to znamionowe napięcie względem ziemi AC/DC
Układ | 50V ≤ U0 ≤ 120V | 120V ≤ U0 ≤ 230V | 230V ≤ U0 ≤ 400V | U0 ≥ 400V | ||||
| AC | DC | AC | DC | AC | DC | AC | DC |
TN | 0,8s | Uwaga1 | 0,4s | 5s | 0,2s | 0,4s | 0,1s | 0,1s |
TT | 0,3s | Uwaga1 | 0,2s | 0,4s | 0,07s | 0,2s | 0,04s | 0,1s |
Tabela nr 1
Dla obwodów rozdzielczych oraz zabezpieczonych wyłącznikami nadprądowymi o prądzie In ≥ 32A dopuszczalny maksymalny czas wyłączania wynosi 5s. Badania dokonujemy poprzez sprawdzenie:
- Impedancji pętli zwarcia (pomiar)
- Sprawdzenie charakterystyk i/lub skuteczności współdziałającego urządzenia ochronnego
Dla wyłączników nadprądowych dokonuje się oględzin (nastawy, typ, prąd znamionowy). Dla wyłączników różnicowoprądowych poza oględzinami, dokonuje się również pomiaru.
Jeśli chodzi o pomiar wyłącznika różnicowoprądowego to należy go przeprowadzić urządzeniem zgodnym z EN 61557-6 upewniając się, że spełnione są wymogi wg. PN-EN 60364-4-41
tzn. we wzorze Zs x Ia ≤ U0
prąd Ia jest różnicowym prądem zadziałania zapewniającym wyłączenie w czasie zgodnym z Tabelą Nr 1.
Należy zwrócić uwagę na zwłokę członu różnicowego w urządzeniach AFDD (o ile dane urządzenie ma zintegrowany człon różnicowy), ponieważ dostępne są wykonania bezzwłoczne, jak również krótkozwłoczne o zwłoce 10ms lub więcej. Należy to uwzględnić przy pomiarze, ponieważ wyzwolenie aparatu poniżej tej zwłoki czasowej również oznacza niepoprawne działanie urządzenia (członu różnicowego).
Układ TT
W przypadku realizacji funkcji samoczynnego wyłączenia zasilania przez wyłącznik różnicowoprądowy, czas zadziałania powinien odpowiadać Tabeli nr 1, a ponadto spełniony powinien być warunek:
RA X I∆N ≤ 50V gdzie:
- RA to jest sumą rezystancji uziemienia i przewodu ochronnego do części przewodzących dostępnych [Ω]
- I∆N to znamionowy prąd różnicowy wyłącznika [A]
Gdy tą funkcję pełni wyłącznik nadprądowy, to wracamy do wzoru Zs x Ia ≤ U0 opisanego w 2.1.1
Uwaga: dopuszcza się czas zadziałania 1s dla obwodów > 32A.
Układ IT
Dopuszczone jest zarówno wykorzystanie wyłącznika nadprądowego, jak i wyłącznika różnicowoprądowego. Dla układu IT jeśli dostępne części przewodzące są połączone przewodem ochronnym i wspólnie uziemione przez ten sam układ uziemiający, warunki są podobne jak dla układu TN i dla układu AC nie jest prowadzony przewód neutralny sprawdzany jest warunek:
2IAZS ≤ U a jeśli przewód neutralny jest prowadzony to 2IAZS’ ≤ U0 gdzie:
U0 – nominalne napięcie AC między przewodem liniowym a neutralnym
U – nominalne napięcie AC między przewodami liniowymi
ZS – impedancja w [Ω] pętli zwarciowej obejmującej przewód liniowy i przewód ochronny
ZS’ – impedancja w [Ω] pętli zwarciowej obejmującej przewód neutralny i przewód ochronny
IA – prąd w [A] powodujący zadziałanie zabezpieczenia
Tabela dozwolonych czasów zadziałania zabezpieczenia jak w Tabela Nr 1 w 2.1.1
Jeżeli części przewodzące dostępne są uziemione grupowo lub indywidualnie, mają zastosowanie następujące warunki:
RA x IA ≤ 50V gdzie:
RA jest sumą rezystancji w [Ω] uziomu i przewodu ochronnego do części przewodzących dostępnych
IA – prąd w [A] powodujący samoczynne wyłączenie przez urządzenie zabezpieczające w czasie zgodnym z Tabelą Nr 1 w 2.1.1
Jeśli badamy skuteczność samoczynnego wyłączenia w układzie IT realizowane przez wyłącznik różnicowoprądowy, to badanie może wymagać test prądem równym co najmniej 5I∆N.
Ochrona uzupełniająca realizowana przez wyłącznik różnicowoprądowy
Przeciwpożarowe detektory iskrzenia AFDD posiadające człon różnicowy, które realizują ochronę uzupełniającą zgodnie z PN-HD 60364-4-41 należy sprawdzić pod kątem skuteczności tejże ochrony.
Zgodnie z PN-HD 60364-4-41 ochrona uzupełniająca w układach AC może być realizowana przez wyłącznik różnicowoprądowy (RCD) o prądzie znamionowym różnicowym I∆N ≤ 30mA.
Zgodnie z PN-HD 60364-6 skuteczność ochrony uzupełniającej dokonuje się poprzez oględziny i próbę. Wyłącznik różnicowoprądowy badamy urządzeniem zgodnym z EN 61557-6.
Dokonując pomiaru należy wziąć pod uwagę:
- Prąd znamionowy różnicowy I∆N
- Zwłokę członu (bezzwłoczny, zwłoczny)
Sprawdzenie członu AFD
Sprawdzanie samego członu AFD nie jest uwzględnione przez najnowsze wydanie normy PN-HD 60364-6. W takim przypadku należy zastosować się do instrukcji montażowych producenta aparatu.
Norma IEC 62606 wymaga aby urządzenie samo monitorowało swoją funkcjonalność. Dla wykonań zespolonych z wyłącznikiem różnicowoprądowym z członem nadprądowym dodatkowo jest przycisk TEST na czole aparatu pozwalający na test członu różnicowego i członu AFD.
Norma IEC 62606 określa warunki laboratoryjne do badania skuteczności urządzeń AFDD, które są nie do odtworzenia podczas okresowych przeglądów instalacji elektrycznych. W warunkach laboratoryjnych stosuje się szczegółowo opisany przez normę generator łuków elektrycznych, który odzwierciedla sytuację awaryjną. Co prawda producenci na potrzeby prezentacji rozwiązania i ukazania jego zalet przygotowują specjalistyczne walizki testowe, ale nie są one w żaden sposób sankcjonowane przez normy i nie mogą służyć jako dowód skuteczności lub jej braku w myśl przepisów prawa UE lub Rzeczypospolitej Polskiej.
Podsumowanie
AFDD w Polsce jest urządzeniem zalecanym do stosowania, ale nie wymaganym. W innych krajach UE prawo wymaga, a nie zaleca stosowanie tego typu urządzeń. W miarę postępu popularyzacji rozwiązania, pojawią się bardziej szczegółowe regulacje dotyczące testu samego członu AFD, jak również dedykowane mierniki będące przenośnymi generatorami łuków elektrycznych. Z racji występowania trzech różnych wykonań, należy zawsze zwrócić uwagę z jakim podtypem urządzenia mamy do czynienia i zastosować odpowiednie metody sprawdzania.
Bibliografia
[1] PN-HD 60364-6:2016 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 6: Sprawdzanie
[2] PN-HD 60364-4-41:2017 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed porażeniem elektrycznym.
[3] PN-HD 60363-4-42:2011/A1:2015 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-42: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed skutkami oddziaływania cieplnego.
[4] EN 62606:2013. General Requirements for arc fault detection devices
[5] PN-EN 61009-1:2013-06 Wyłączniki różnicowoprądowe z wbudowanym zabezpieczeniem nadprądowym do użytku domowego i podobnego (RCBO)
[6] PN-EN 60898-1:2007 Sprzęt elektroinstalacyjny — Wyłączniki do zabezpieczeń przetężeniowych instalacji domowych i podobnych — Część 1: Wyłączniki do obwodów prądu przemiennego
[7] PN-HD 60269-3:2010 Bezpieczniki topikowe niskonapięciowe — Część 3: Wymagania dodatkowe dotyczące bezpieczników przeznaczonych do wymiany przez osoby niewykwalifikowane (bezpieczniki głównie dla gospodarstw domowych i podobnych zastosowań) — Przykłady znormalizowanych systemów bezpiecznikowych od A do F
