Una falla de arco interruptor de circuito (AFCI) es un dispositivo de protección de circuito diseñado para proteger contra incendios causados por fallas de arco en el cableado eléctrico. Un interruptor de circuito de falla de arco se define como 'un dispositivo propuesto para brindar protección contra los efectos de las fallas de arco al reconocer los arcos y al funcionar para desenergizar el circuito cuando se detecta una falla de arco'.
Es vital notar que los interruptores de circuito de falla de arco podrían mitigar los resultados de las fallas de arco, sin embargo, no pueden eliminarlos. En algunos casos, el arco inicial podría causar la ignición antes de la interrupción de la puerta de detección por el AFCI.
Fallos ARC
Interruptores de circuito por falla de arco (ICFA)
Teóricamente, un arco se define como una descarga eléctrica de iluminación continua a través de un medio aislante, generalmente complementada por la volatilización parcial de los electrodos. Los AFCI están diseñados en interruptores automáticos convencionales que combinan la protección tradicional contra sobrecargas y cortocircuitos con protección contra fallas de arco.
Los interruptores de circuito AFCI brindan protección para cableado de circuito derivado y protección limitada para cables de alimentación y cables de extensión. Los disyuntores AFCI tienen un botón de prueba y se parecen a Disyuntores GFCI como se muestra en la figura siguiente. Generalmente, los ICFA requieren pruebas mensuales para notificar al usuario que el ICFA está funcionando correctamente.
Hay varias razones probables por las que puede ocurrir una falla de arco, como se indica a continuación.
- Instalación incorrecta o apuñalamiento de un cable con un tornillo, clavo durante la instalación o mantenimiento del sistema eléctrico.
- En el cable se han colocado cables de extensión o de electrodomésticos dañados por aspiradoras, muebles de puertas o un electrodoméstico.
- La edad avanzada de los cables de extensión o electrodomésticos, o incluso el cableado en las paredes, que con el tiempo pueden experimentar un aislamiento desgastado o agrietado.
- Conexiones sueltas en enchufes, interruptores y artefactos de iluminación.
- Cables de electrodomésticos dañados por calor, retorcimiento, impacto o extensión excesiva, derrame de líquido.
Razones para la ocurrencia de fallas ARC
Fallos ARC en serie y en paralelo
Cualquiera de las circunstancias anteriores, que discutimos anteriormente, puede resultar en un arco paralelo o en serie. La falla del arco paralelo surge cuando la corriente fluye a través del aislamiento dañado de un conductor a otro, produciendo un cortocircuito que es demasiado débil para ser detectado por el interruptor automático.
Una falla de arco en serie surge cuando un solo cable se daña y no puede tolerar la corriente, lo que hace que la corriente forme un arco desde el conductor hacia el aislamiento. Esta corriente de fuga puede quemar y eventualmente quemar el aislamiento.
ARC paralelo y ARC serie
Cómo funcionan los interruptores de circuito por falla de arco
El circuito AFCI siempre monitorea el flujo de corriente a través del AFCI. Los interruptores de circuito por falla de arco utilizan circuitos de detección para discriminar entre condiciones de arco normal y no deseadas. Una vez que se detecta una condición de arco no deseado, el circuito de control en el AFCI dispara los contactos internos, desenergizando así el circuito y reduciendo la posibilidad de que ocurra un incendio.
Los arcos producen una firma o forma de onda actual. El arco defectuoso puede producir una forma de onda no periódica. Varios métodos para la detección de arcos de falla incluyen observar ciertas frecuencias, discontinuidades y variaciones en la forma de onda de la corriente. Para la detección, se requieren tanto la magnitud como el período de tiempo de un medio ciclo en particular.
Un interruptor de circuito por falla de arco no debe dispararse durante condiciones de corriente regulares. La siguiente ilustración es un diagrama de bloques de un disyuntor AFCI unipolar.
Disyuntor AFCI de un polo
La electrónica AFCI puede funcionar independientemente del disyuntor convencional. El disyuntor convencional tiene una función de detección térmica e instantánea. Usando un sensor de corriente de carga, la electrónica AFCI detecta el flujo de corriente desde los terminales de carga.
El sensor de corriente de carga puede ser resistivo o magnético. La salida del sensor de corriente de carga se alimenta a un filtro de firma de arco que pasa los componentes de frecuencia de las formas de onda de arco mientras rechaza otras frecuencias de la línea eléctrica.
La salida del filtro de firma de arco se amplifica y se alimenta a un circuito lógico que determina que existe alguna condición insegura en el flujo de corriente. Como se mencionó anteriormente, tanto la amplitud como el período de tiempo se utilizan para detectar la condición de arco no deseada.
Si la lógica determina que la carga debe desactivarse, se envía una señal a un TRIAC se usa para energizar un solenoide que abre los contactos del disyuntor. Se proporciona un circuito de prueba para garantizar que el circuito de detección de fallas de arco funcione correctamente o no.
La función de un botón de prueba se utiliza para generar una señal que es similar a una forma de onda de salida de arco del sensor de corriente de carga. El botón de prueba desactivará el circuito si el dispositivo funciona correctamente.
Tipos de interruptores de circuito de falla de arco
Aquí están disponibles diferentes tipos de ICFA dependiendo de sus aplicaciones viables.
Circuito de salida AFCI
Está diseñado para brindar protección al cableado de circuito derivado, cables de suministro de energía y juegos de cables conectados a él contra los efectos no deseados de los arcos eléctricos.
Circuito de salida AFCI
AFCI de rama / alimentador
Estos se instalan en el origen del alimentador o circuito derivado. Está destinado a proporcionar protección al cableado de alimentación o rama.
Combinación de ICFA
La combinación de Interruptor de circuito de falla de arco combina las características del OC y B / F. Está destinado a proporcionar protección para proteger los cables del aparato, los cables de extensión, los circuitos derivados y el cableado del alimentador.
Una combinación típica de interruptor de circuito por falla de arco proporciona
- Protección de falla de arco en serie
- Protección de arco paralelo
- Protección de tierra
- Protección contra cortocircuitos
- Protección de sobrecarga
Computadora portátil AFCI
Este es un dispositivo enchufable que generalmente se conecta al tomacorriente y tiene uno o más tomacorrientes protegidos. Está diseñado para brindar protección a los cables de extensión y aparatos conectados.
Computadora portátil AFCI
Cordón AFCI
El cable AFCI también es un dispositivo enchufable que se conecta al tomacorriente y se usa a menudo para proteger el cable de alimentación conectado.
Cordón AFCI
Por lo tanto, todo esto se trata de los interruptores de circuito por falla de arco y sus funciones. Esperamos que comprenda mejor este concepto. Además, cualquier duda sobre este concepto o para implementar cualquier ideas de proyectos de electrónica , envíe sus comentarios comentando en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para ti, ¿Cuál es el principio de funcionamiento de AFCI?
