아크 고장 회로 차단기

Arc-fault circuit interrupter
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이 AFCI(노란색 라벨이 붙어 있는 회로 브레이커)는 구세대 AFCI 회로 브레이커입니다.현재(2013년 기준) 장치를 "결합 유형"이라고 합니다.

ARCI(Ac-Fault Circuit Interrupter) 또는 AFCI([1]ARC-Fault Detection Device)는 홈 배선의 느슨한 접속의 시그니처인 전기 아크를 검출하면 회로를 차단하는 회로 브레이커입니다.느슨한 연결은 시간이 지남에 따라 발전될 수 있으며, 때로는 화재를 일으킬 정도로 뜨거워질 수 있습니다.AFCI는 무해한 아크(스위치, 플러그 및 브러시 모터의 정상적인 동작에 부수되는 것)와 잠재적으로 위험한 아크(예를 들어 도체가 파손된 램프 코드 내에서 발생할 수 있음)를 선택적으로 구별합니다.

캐나다와 미국에서는 21세기 초부터 주거용 침실에서 전기 콘센트를 공급하는 회로에 대한 전기 법규에 따라 AFCI 차단기가 요구되어 왔습니다.[2] 미국 전기 법규는 2014년부터 대부분의 주거용 콘센트를 보호하도록 요구했으며, 캐나다 전기 법규는 2015년부터 [3]이를 준수하고 있습니다.

230V를 사용하는 영역에서는 높은 전압과 낮은 부하 전류의 조합으로 인해 짧은 시간 후 아크 고장이 선명하게 연소되거나 단락 회로에 용접되지 않는 다른 조건이 요구되며, 한 번 부딪히면 다른 아크 특성이 있습니다.그 결과, 특히 서유럽(많은 국가에서 국내 공급은 400V 3상일 수 있음)과 영국(국내에서는 단상 230V 공급이 일반)에서는 채택이 느리고, 그러한 사용은 지정된 고위험 지역에서만 의무화된다.호주 및 뉴질랜드 규정 - 배선 규칙(AS NZS 3000:2018)은 호주에서의 AFDD 설치를 요구하지 않습니다.그러나 뉴질랜드에서는 정격 20A 이하의 최종 서브회로가 화재 위험이 큰 위치, 대체할 수 없는 물건이 들어 있는 위치, 특정 역사적 건물 및 학교 취침 [4]시설의 콘센트를 공급하는 경우 AFDD에 의한 보호가 필요하다.이들 국가의 대부분의 소켓은 정격 20A 이하의 회로에 접속되어 있습니다.

나머지 230V 세계의 대부분은 현재 AFDD를 우선순위로 간주하지 않습니다.

미국에서는 아크 단층이 주택용 전기 [5]화재의 주요 원인 중 하나로 알려져 있습니다.미국에서는 매년 40,000건 이상의 화재가 가정 전기 배선에 기인한다.이러한 화재는 [6]매년 350명 이상의 사망자와 1,400명 이상의 부상자를 발생시킨다.

기존의 회로 차단기는 과부하 및 단락에만 반응하기 때문에 불규칙하고 종종 전류가 감소하는 아크 상태로부터 보호되지 않습니다.AFCI는 가정용 전기 배선의 아크 결함으로 인한 화재로부터 보호하도록 설계된 장치입니다.AFCI 회로는 전류를 지속적으로 모니터링하여 정상 아크 상태와 원치 않는 아크 상태를 구분합니다.검출되면, AFCI는 내부 접점을 개방해, 회로에 전력이 공급되지 않게 해,[7] 화재가 발생할 가능성을 저감 합니다.

조작 원리

AFCI 브레이커 내부의 전자장치는 와이어 아크와 관련된 것으로 알려진 특성 주파수(보통 약 100kHz)에서 교류하는 전류를 검출합니다.이 주파수는 몇 밀리초 이상 지속됩니다.조합 AFCI 브레이커는 병렬 아크(라인에서 중립으로), 직렬 아크(단일 라인에서 느슨하게 끊어지거나 다른 고저항 세그먼트), 접지 아크(라인 또는 중립에서 접지까지), 과부하 및 단락으로부터 보호합니다.위험한 아크가 감지되면 AFCI가 회로를 개방합니다.

분기 회로에 첫 번째 콘센트로 설치하면 분기 회로 전체에 직렬 아크 보호 기능을 제공합니다.또, AFCI 리셉터클로부터 시작되는 브랜치 회로의 병렬 아크 보호도 제공합니다.AFCI 브레이커와는 달리 AFCI 리셉터클은 패널에 관계없이 모든 배선 시스템에서 사용할 수 있습니다.

전기 법규 요건

미국과 캐나다

미국의 1999년 국가 전기 법규와 캐나다의 2002년 캐나다 전기 법규를 시작으로, 국가 법규는 주거지의 침실에 있는 콘센트에 전원을 공급하는 모든 회로에 AFCI를 요구한다.2014년 NEC를 기준으로 가정방, 식당, 거실, 응접실, 도서관, 덴, 침실, 선룸, 레크리에이션 룸, 옷장, 복도, 세탁소 및 이와 유사한 방 및 구역에 대한 2008년 NEC 증설과 더불어 주거용 부엌에 설치된 콘센트 또는 장치를 공급하는 모든 분기 회로에 대해 AFCI 보호가 요구된다.기숙사에서도 필요합니다.이 요건은 복합 아크 고장 및 과전류 보호를 제공하는 차단기 패널에 "결합형" 차단기(UL 1699에 의해 정의된 특정 종류의 회로 차단기)를 사용하거나 교체용 콘센트로 또는 신규 시공 시 AFCI 콘센트를 사용하여 달성할 수 있다.모든 미국 관할구역이 NEC의 AFCI 요건을 채택한 것은 아니기 때문에 현지 코드 요건을 확인하는 것이 중요합니다.

AFCI는 아크로 인한 화재를 방지하기 위한 것입니다.AFCI 회로 차단기는 UL 1699에 규정된 두 가지 표준 중 하나를 충족하도록 설계되어 있습니다. 즉, "분기" 유형 또는 "결합" 유형입니다(주의: 캐나다 전기 법규는 다른 용어를 사용하지만 유사한 기술 요구 사항을 사용합니다).분기형 AFCI는 75암페어의 아크 전류로 회선선에서 중성선 또는 접지선으로 트립합니다.조합 유형은 분기 유형의 성능에 직렬 아크 탐지를 추가합니다.조합형 AFCI는 5암페어의 직렬 아크로 트립합니다.

AFCI 리셉터클은 AFCI 브레이커의 대체 솔루션입니다.이러한 콘센트는 평행 아크와 직렬 아크의 두 가지 유형의 잠재적 위험성에 대처하도록 설계되었습니다.AFCI 리셉터클은, 디바이스의 전면에 있는 버튼에 의한 현지화 테스트와 리셋의 메리트를 제공합니다.이를 통해 브레이커 패널로의 이동 경로를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 사용자가 근본적인 고장을 조사하지 않고 간단히 재설정할 수 있습니다. 이는 아마도 전기 패널에 액세스할 수 있는 사람이 이를 알렸을 때 발생할 수 있습니다.

2002년, NEC는 "리셉터클"이라는 단어를 삭제하고 "배출구"를 남겨두었으며, 침실 내의 조명 및 천장 선풍기 등 유선 연결된 장치가 요구 조건에 추가되었다.2005년 법규는 요건에서 침실 연기 감지기를 제외하는 것에 대한 코드 작성 패널의 논의에도 불구하고 모든 배출구를 보호해야 한다는 점을 명확히 했다.선관위에 정의된 '출구'에는 콘센트, 조명기구 및 연기경보기가 포함된다.기본적으로 AC전기가 무엇인가를 작동시키기 위해 사용되는 모든 지점이 콘센트입니다.

2008년 1월 현재, 「결합형」의 AFCI만이 NEC의 요건을 충족하고 있다.2008년 NEC는 세탁소, 주방, 욕실, 차고 및 미완성 지하실을 제외한 모든 15암페어 및 20암페어 주택용 회로에 조합형 AFCI를 설치해야 하지만 이들 중 상당수는 GFCI 보호가 필요합니다.2014 NEC는 주방과 세탁실을 AFCI 회로가 필요한 방 목록과 보호가 필요한 [8]장치(조명 등)에 추가합니다.

영국

영국에서, 배선 규정 제18판(BS 7671:2018)은 아크 결함 장치에 대해 언급한 최초의 판으로, 아크 결함으로 인한 화재 위험이 비정상적으로 높은 설계인 경우 설치될 수 있음을 나타냅니다.테스트에 관한 부속서에서는 AFDD의 설치 시점보다 AFDD가 올바르게 동작하고 있는 것을 확인할 필요가 있다고 하고 있습니다만, 테스트 방법은 기재되어 있지 않습니다.이는 서로 다른 고장 전류 레벨에서 여러 번의 트립 시간을 [9]확인해야 하는 RCD와 대조적입니다.

독일.

독일 배선에서는 VDE 100을 규정하며, 위험성이 높은 상황에서 AFDD를 권장하며, 예를 들어 노인 요양원, 커뮤니티 센터 및 유치원을 열거하고 있습니다.

오스트레일리아 및 뉴질랜드

호주 및 뉴질랜드 규정 - 배선 규칙(AS NZS 3000:2018)은 호주에서의 AFDD 설치를 요구하지 않습니다.그러나 뉴질랜드에서는 정격 20A 이하의 최종 서브회로가 화재 위험이 큰 위치, 대체할 수 없는 물건이 들어 있는 위치, 특정 역사적 건물 및 학교 취침 시설의 콘센트를 공급하는 경우 AFDD에 의한 보호가 필요하다.[4] 이러한 국가의 대부분의 전원 회로는 공통 소켓이 10A 및 15A 정격이기 때문에 이 조항에 해당됩니다.호주 표준은 아르헨티나, 피지, 통가, 솔로몬 제도, 파푸아 뉴기니에서 사용된다.

제한 사항

AFCI는 전기 아크 고장으로 인한 화재로부터 보호하도록 설계되어 있습니다.AFCI의 감도는 아크 결함 검출에 도움이 되지만, 이러한 브레이커는 정상적인 회로 동작을 아크 결함으로 식별함으로써 잘못된 양성을 나타낼 수도 있습니다.예를 들어, 낙뢰는 아크 장애와 유사한 전압 및 전류 프로파일을 제공하며, 진공 청소기와 일부 레이저 프린터는 AFCI를 트립합니다.이 불필요한 트립은, AFCI 의 전체적인 효과를 저하시킵니다.이 분야의 진보에 대한 연구가 [10]추진되고 있다.

AFCI는 특히 합법적인 단파 방송, 수평 상공 항공기 및 해양 통신, 아마추어 무선 및 시민 대역 무선 운영을 포함하는 소위 고주파(HF) 스펙트럼(3-30MHz) 내에서 무선 주파수 에너지의 존재에 민감한 것으로 알려져 있다.민감성 및 완화는 [11]2013년부터 알려져 왔다.

AFCI 회로 차단기에는 표준 역시간 회로 차단기가 포함되어 있지만 "점등" 연결(고저항 연결이라고도 함), 높은 라인 전압 또는 낮은 라인 전압에 대해서는 특별한 보호를 제공하지 않습니다.

AFCI는 멀티와이어 분기회로의 오픈뉴트럴에 의한 높은 라인전압을 검출하지 않는다.멀티와이어 분기 회로는 120~240V 분할 위상 서비스의 통전된 와이어를 모두 사용합니다.회로 차단기 패널로 돌아가는 경로를 따라 중성선이 파손된 경우 120V 레그에서 중성선에 연결된 디바이스에서 정상의 2배까지 과도한 전압이 발생할 수 있습니다.

AFCI는 낮은 라인 전압을 검출하지 않습니다.낮은 라인 전압으로 인해 전기 기계식 릴레이가 반복적으로 꺼졌다 켜지거나 "채터링"될 수 있습니다.부하 접점에 전류가 흐르면 접점이 열리면 접점 간에 아크가 발생합니다.아크는 접점을 산화, 피팅 및 녹일 수 있습니다.이 과정은 접촉 저항을 증가시키고 릴레이를 과열시켜 화재의 원인이 될 수 있습니다.전원 장애 회로 차단기는 [citation needed]부하에 걸쳐 저전압으로 인한 화재를 방지하도록 설계되었습니다.

전원 회선 네트워크에 대한 간섭

AFCI는, 일부의 전력선 통신 [12]테크놀로지의 동작을 방해할 가능성이 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ "Do you know an Arc Fault Detection Device (AFDD) can prevent from an electrical fire?". Schneider Electric.
  2. ^ 2014년 NEC(210.12)
  3. ^ C22.1-15 — Canadian Electrical Code, Part I: Safety Standard for Electrical Installations (23rd ed.). Canadian Standards Association. 2015. Rules 24–724(f) & (g). ISBN 978-1-77139-718-6.
  4. ^ "Wiring Rules AS NZS 3000:2018 – Key Updates to the Standard and What They Mean for Installers". 24 July 2018.
  5. ^ Lee, Douglas A.; Trotta, Andrew M.; King, William H. (Aug 2000). "New Technology for Preventing Residential Electrical Fires: Arc-Fault Circuit Interrupters (AFCIs)" (PDF). Fire Technology. Kluwer Academic Publishers. 36 (3): 145–162. doi:10.1023/A:1015410726786. ISSN 0015-2684. S2CID 108941129. Retrieved Feb 26, 2013.
  6. ^ Ault, Singh 및 Smith, "1996 주택 화재 손실 추정치", 1998년 10월, 미국 소비자 제품 안전 위원회, 역학 및 보건 과학 국장.
  7. ^ 출처: "아크 고장 회로 차단기(AFCI)Fact Sheet'은 http://www.cpsc.gov/CPSCPUB/PUBS/afcifac8.PDF에서 접근 가능.Wayback Machine 2010-07-20에서 2010년 7월 22일
  8. ^ "What's NEW about AFCIs in the 2014 NEC? ‹ IAEI Magazine". Iaeimagazine.org. 22 May 2015. Retrieved 2017-03-28.
  9. ^ "IET website wiring matters".
  10. ^ Stephenson, James, Ph.D. "2011년 4월 19일 2011 항공기 내공성 및 지속성 컨퍼런스에서 발표된 2015년 9월 25일 보관된 AC/DC 라인의 하위 3ms 결함 감지 및 위치에서의 거짓 양성 제거"
  11. ^ "ARRL Helps Manufacturer to Resolve Arc Fault Circuit Interrupter RFI Problems". Arrl.org. 2013-11-19. Retrieved 2017-03-28.
  12. ^ "A Work In Progress: Belkin Gigabit Powerline HD Starter Kit Reviewed". SmallNetBuilder. Retrieved 2017-03-28.

외부 링크