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你知道嗎？關于AFDD和AFD的那些事？

文章來源：人氣：38841 發(fā)表時間：2020-09-12 【小中大】

No.1

什么是AFDD和AFD？

電弧故障保護電器（AFDD）由專業(yè)人員安裝在家用和類似場所以降低其負載側電氣火災的產(chǎn)品，當檢測到電弧故障時，由AFDD斷開故障電路。

故障電弧探測器（AFD）是用于探測被保護電器線路中產(chǎn)生故障電弧的探測器，它通過輸出控制信號，斷開故障電路。

No.2

電弧故障保護電器的產(chǎn)生背景

眾所周知，剩余電流保護器可以通過控制零序電流，實現(xiàn)漏電保護和相對地引起的燃弧火災保護。然而事實上剩余電流保護器、熔斷器或小型斷路器不能降低由帶電導體之間的串聯(lián)電弧或并聯(lián)電弧引起的電氣火災危險。

電氣火災主要源于：電氣線路接觸不良或絕緣受損（多是線路老化形成碳化）導致的“串聯(lián)電弧”或“并聯(lián)電弧”短路；電氣線路對地絕緣受損導致的接地（電弧）故障；電氣線路接觸不良、電氣設備布置不當、過負荷導致的異常溫升。

其中，電弧性短路因隱蔽不易發(fā)現(xiàn)成為電氣防火的首要。每次電弧的溫度超過5500℃，高強熱電弧發(fā)射出的熱粒子經(jīng)時間累積易引燃線路周圍絕緣層材料，引起電氣火災。

在串聯(lián)電弧故障發(fā)生時，由于沒有產(chǎn)生對地泄漏電流，因而剩余電流保護器無法檢測到這類故障。而且串聯(lián)電弧的故障阻抗降低了負載電流，使得電流低于小型斷路器或熔斷器的脫扣閾值。在相線與中性導體之間產(chǎn)生并聯(lián)電弧的情況下，電流僅限于裝置的阻抗。最嚴重的情況是偶發(fā)電弧，傳統(tǒng)的斷路器并不是為此目的而設計的。

No.3

電弧故障保護電器的產(chǎn)品原理

AFDD組成一般包括操作機構、觸頭系統(tǒng)、脫扣機構、測試按鈕、接線端子、殼架等一般結構，其特征結構還包括電弧檢測電路、電弧故障電子識別電路（含微處理器），其基于PCB硬件及預設的保護算法，實現(xiàn)智能化的電弧檢測、故障電弧識別。

AFDD實施保護的流程：（1）電弧檢測。通過先進的電子技術監(jiān)測電路中的電弧。（2）電弧特性識別。針對檢測到的電弧，分析其特性，識別是否為故障電弧。在AFCI/AFDD制造中，需測試數(shù)以百計可能的運行狀態(tài)，并編程存入電弧特性篩選器，用以識別“正常”和“危險”電弧。（3）保護特性匹配分析。（4）切斷電路，實現(xiàn)故障保護。當滿足電弧故障保護特性時，發(fā)出脫扣信號，切斷電路。

AFDD檢測到故障電弧，經(jīng)保護算法分析，滿足保護特性時即觸發(fā)脫扣。典型方式：檢測負載電流，將電流信號放大并傳送至電弧特性篩選器，判定電流信號頻率是否大于供電頻率并小于電力線通信頻率。篩選器輸出的信號與設定的電弧電流門檻值比較，大于該電流門檻值時即加入累加器。AFDD定期檢查累加器的輸出，超過閾值時即觸發(fā)脫扣。

AFDD與RCBO或RCCB配合使用，或功能組合在一起的產(chǎn)品可提供電弧和漏電兩種故障保護兼有的家居電氣故障保護。

AFD的工作原理與AFDD類似，區(qū)別之處是AFD是通過輸出控制信號給主開關切斷故障電流。

No.4

電弧檢測及故障的識別方法

AFDD采用電子技術識別電弧狀態(tài)，故障電弧檢測是電弧故障保護的關鍵環(huán)節(jié)。關于電弧及故障電弧檢測的研究始于20世紀80年代末和90年代初的美國。利用電弧放電的光、熱、聲和電磁等特性，主要的電弧檢測及故障識別方法：
（1）依據(jù)電弧波形特性：通過判斷電流波形導數(shù)以及累積電弧周期是否均超過設定閥值來識別電弧故障。
（2）依據(jù)電弧高頻能量突變：通過檢測電流信號高頻部分的能量突變識別電弧，并通過檢測電弧次數(shù)來識別電弧故障。
（3）采用高頻小波變換：對負載電流高頻取樣，計算非過零離散小波系數(shù)，連同低頻電流過零信號確定是否滿足閾值。
（4）采用傅式變換：采用短時傅利葉變換分析采樣信號的基波分量、奇次和偶次諧波分量的變化，提取和判斷串聯(lián)電弧故障特征。
（5）采用時頻分析：基于反映電流突變的高低脈沖經(jīng)延時衰減時間的差異，以高于和低于閾值的時域作為判斷依據(jù)。
（6）采用高頻信號對比：通過判斷周期性產(chǎn)生的高頻電流是否區(qū)別于正常的開關電弧，并檢測頻譜范圍是否區(qū)別于由于電力電子器件等應用產(chǎn)生的普通高頻諧波。
（7）采用弧光波長切換：將所接收到的電弧光中的紫外光變換為可見光，由光電轉換器轉換成觸發(fā)信號。

No.5

執(zhí)行標準及試驗內(nèi)容

GB/T 31143-2014<《電弧故障保護電器（AFDD）的一般要求》

GB 14287.4-2014《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第4部分：故障電弧探測器》