Gli incendi di natura elettrica rimangono uno dei rischi più significativi negli edifici residenziali e commerciali, con una percentuale sostanziale attribuita ai guasti da arco elettrico. Sebbene i dispositivi di protezione del circuito standard come gli interruttori magnetotermici (MCB) e Dispositivi a Corrente Differenziale (RCD) siano essenziali, hanno un punto cieco: non possono rilevare la firma univoca di un arco elettrico pericoloso.
Qui è dove il Dispositivo di rilevamento guasti da arco (AFDD) diventa fondamentale. In qualità di produttore leader di apparecchiature di protezione elettrica, VIOX Electric si impegna a far progredire gli standard di sicurezza attraverso una tecnologia conforme e ad alte prestazioni.
Questa guida esplora l'ingegneria alla base degli AFDD, i rigorosi requisiti della IEC 62606 norma e perché l'integrazione di questi dispositivi non è più facoltativa per le moderne strategie di sicurezza elettrica.
Cos'è un AFDD e perché è importante?
Un Dispositivo di rilevamento guasti da arco (AFDD) è un dispositivo di protezione progettato per mitigare il rischio di incendio nei circuiti finali di un'installazione fissa a causa dell'effetto delle correnti di guasto da arco.
Un arco elettrico è una scarica luminosa di elettricità attraverso un mezzo isolante, solitamente accompagnata dalla parziale volatilizzazione del materiale dell'elettrodo. Questi archi possono generare temperature superiori a 6.000°C, incendiando facilmente l'isolamento, il legno o la polvere circostanti.
I dispositivi di protezione tradizionali hanno limitazioni specifiche:
- MCB sono progettati per intervenire durante sovraccarichi o cortocircuiti (eventi di corrente elevata).
- RCD rilevano la corrente che disperde verso terra (protezione contro le scosse).
Nessuno dei due dispositivi può rilevare in modo affidabile un guasto da arco in serie (dove un filo è rotto ma non tocca terra) o un guasto da arco parallelo ad alta resistenza dove la corrente è inferiore alla soglia di intervento magnetico di un MCB. Gli AFDD colmano questa lacuna critica nella sicurezza.
La norma IEC 62606: il riferimento globale
La norma internazionale che disciplina la costruzione, il collaudo e le prestazioni degli AFDD è IEC 62606: “Requisiti generali per i dispositivi di rilevamento guasti da arco.”
Per gli acquirenti B2B e gli assemblatori di quadri, garantire la conformità alla norma IEC 62606 è imprescindibile. Questa norma stabilisce che un AFDD deve:
- Rilevare guasti da arco pericolosi.
- Discriminare tra archi pericolosi e archi operativi (come quelli provenienti da motori a spazzole o interruttori della luce).
- Isolare il circuito entro i limiti di tempo specificati per prevenire l'innesco di incendi.
Tipi di costruzione IEC 62606
La norma prevede tre metodi principali di costruzione, offrendo agli assemblatori di quadri flessibilità nella progettazione:
| Tipo di costruzione | Descrizione | Integrazione |
|---|---|---|
| AFDD integrato | Un singolo dispositivo comprendente sia l'unità AFD che un dispositivo di protezione (MCB o RCBO). | Più comune per risparmiare spazio nelle unità di consumo. |
| AFDD Pod/Add-on | Un'unità AFD progettata per essere assemblata meccanicamente ed elettricamente in loco con uno specifico dispositivo di protezione. | Flessibile per l'ammodernamento di quadri esistenti. |
| AFDD autonomo | Un singolo dispositivo che fornisce solo il rilevamento dell'arco e i mezzi di apertura, senza protezione integrata contro cortocircuiti o dispersioni verso terra. | Raro; di solito richiede una protezione a monte. |
Come funziona la tecnologia AFDD
A differenza degli interruttori elettromeccanici, gli AFDD sono dispositivi completamente elettronici. Utilizzano microprocessori avanzati e algoritmi complessi per analizzare continuamente la forma d'onda elettrica del circuito.
L'algoritmo di rilevamento
Il dispositivo monitora il circuito per specifiche caratteristiche di un arco:
- Rumore ad alta frequenza: Gli archi generano “rumore” su un ampio spettro di frequenze. Gli AFDD in genere monitorano l'intervallo da 100 kHz a 1 MHz .
- Irregolarità della forma d'onda della corrente: Il microprocessore cerca “spalle” o lacune nella sinusoide (periodi di corrente zero) che sono caratteristiche dell'arco.
- Durata ed energia: Per evitare interventi intempestivi, il dispositivo calcola l'energia totale dell'arco per determinare se rappresenta un rischio di incendio.
Requisiti di tempo di risposta
La norma IEC 62606 stabilisce tempi massimi di interruzione rigorosi in base all'intensità della corrente dell'arco. Più alta è la corrente, più velocemente il dispositivo deve intervenire.
| Corrente di prova dell'arco (A) | Tempo massimo di interruzione (secondi) | Motivazione |
|---|---|---|
| 2,5 A | 1,0 s | Energia inferiore, riscaldamento più lento. |
| 5 A | 0,5 s | Rischio moderato. |
| 10 A | 0,25 s | Alto rischio di innesco. |
| 32 A | 0,12 s (120 ms) | Pericolo immediato di incendio; è richiesto un sezionamento rapido. |
Tipi di guasti da arco: Serie vs. Parallelo
Comprendere la fisica dell'arco elettrico è essenziale per selezionare la protezione giusta. Per un approfondimento su come gli archi influenzano il sezionamento del circuito, consultare la nostra guida su sezionamento dell'interruttore automatico e archi elettrici.
| Funzione | Guasto da arco in serie | Guasto da arco in parallelo |
|---|---|---|
| Definizione | Un arco che si verifica all'interno di un singolo conduttore (ad esempio, un filo rotto o un terminale allentato). | Un arco che si verifica tra due conduttori diversi (Fase-Neutro o Fase-Terra). |
| Livello attuale | Basso: Limitato dall'impedenza del carico. Solitamente <20A. | Alto: Limitato solo dall'impedenza del sistema. Può essere >75A. |
| Rilevamento MCB? | NO. La corrente è inferiore alla soglia di intervento. | A volte. Solo se la corrente supera il livello di intervento magnetico. |
| Rilevamento RCD? | NO. Nessuna dispersione verso terra. | Sì (se Fase-Terra). No (se Fase-Neutro). |
| Rilevamento AFDD? | SÌ. Funzione primaria. | SÌ. Funzione primaria. |
AFDD vs. AFCI: Comprendere la differenza
I distributori B2B spesso confondono l'AFDD standard IEC con l'AFCI standard UL utilizzato in Nord America. Sebbene abbiano scopi simili, non sono intercambiabili.
| Funzione | AFDD (IEC 62606) | AFCI (UL 1699) |
|---|---|---|
| Regione primaria | Europa, Regno Unito, Australia, Internazionale (IEC). | USA, Canada, Nord America (NEC/UL). |
| Tensione/Frequenza | 230 V / 50 Hz (tipicamente). | 120 V / 60 Hz. |
| Ambito di rilevamento | Si concentra fortemente sia sugli archi in serie che su quelli in parallelo. | Le prime versioni si concentravano principalmente sugli archi in parallelo; gli AFCI “combinati” moderni coprono entrambi. |
| Soglia di intervento | 2,5 Ampere (rilevamento minimo). | 5 Ampere (tipicamente). |
| Integrazione | Spesso combinato con RCBO (Sovracorrente + Corrente Differenziale). | Spesso combinato con interruttori termomagnetici standard. |
Per un confronto dettagliato dei dispositivi di protezione, consultare la nostra guida alle differenze tra RCBO e AFDD.
Strategia di protezione completa
Gli AFDD non sostituiscono gli MCB o gli RCD; sono complementari. Una strategia di protezione completa prevede tre livelli di difesa.
Tabella comparativa delle protezioni
| Tipo di errore | MCB | RCD/RCCB | AFDD |
|---|---|---|---|
| Sovraccarico | ✅ | ❌ | ❌ (a meno che non sia integrato) |
| Corto circuito | ✅ | ❌ | ❌ (a meno che non sia integrato) |
| Dispersione a terra | ❌ | ✅ | ❌ (a meno che non sia integrato) |
| Arco parallelo (L-N) | ⚠️ (Solo alta corrente) | ❌ | ✅ |
| Arco parallelo (L-E) | ⚠️ (Solo alta corrente) | ✅ | ✅ |
| Arco in serie | ❌ | ❌ | ✅ |
Per maggiori informazioni sulla selezione della giusta combinazione di dispositivi, consultare il nostro framework di selezione della protezione del circuito.
Installazione e applicazioni
Secondo IEC 60364-4-42, l'installazione di AFDD è altamente raccomandata (e in alcuni paesi obbligatoria) per specifici ambienti ad alto rischio.
Aree di applicazione chiave
| Tipo di posizione | Esempi | Fattore di rischio |
|---|---|---|
| Alloggi per dormire | Hotel, ostelli, camere da letto, case di cura. | Tempi di evacuazione lenti durante un incendio. |
| Alto rischio di incendio | Fienili, falegnamerie, cartiere. | Presenza di materiali infiammabili. |
| Costruzioni combustibili | Edifici in legno. | Rapida propagazione del fuoco. |
| Beni insostituibili | Musei, gallerie, data center. | Alto valore patrimoniale. |
Durante l'installazione di AFDD, assicurarsi di essere conformi anche a linee guida per la protezione antincendio degli armadi elettrici.
Suggerimenti per l'integrazione per i costruttori di quadri
- Compatibilità delle barre collettrice: Assicurarsi che l'AFDD si adatti al sistema di barre esistente. Gli AFDD VIOX sono progettati per il montaggio su guida DIN standard.
- Connessione del neutro: La maggior parte degli AFDD sono elettronici e richiedono una terra funzionale o un riferimento di neutro per funzionare. Assicurarsi della corretta polarità.
- Test: A differenza degli MCB, gli AFDD hanno un pulsante di test. Questo testa il circuito elettronico di rilevamento dell'arco, non solo lo sgancio meccanico.
Vantaggi per i clienti B2B
Per distributori e installatori, offrire AFDD VIOX offre un valore significativo:
- Migliore reputazione in termini di sicurezza: Fornire il massimo livello di protezione antincendio crea fiducia con i clienti finali.
- Conformità normativa: Soddisfare gli ultimi emendamenti delle normative sugli impianti elettrici (come la 18a edizione nel Regno Unito o le adozioni IEC locali).
- Responsabilità ridotta: Mitigare il rischio di incendi elettrici protegge sia l'installatore che il proprietario dell'edificio.
- Capacità diagnostiche: Gli AFDD VIOX spesso dispongono di indicatori LED che aiutano gli elettricisti a identificare why si è verificato uno scatto (arco in serie vs. arco parallelo vs. sovratensione), risparmiando tempo di risoluzione dei problemi. Vedi il nostro guida alla diagnostica del ronzio degli interruttori automatici per la risoluzione dei problemi correlati.
Punti di forza
- Lacuna nella protezione: Gli MCB e gli RCD standard non possono rilevare i guasti da arco in serie; gli AFDD sono necessari per colmare questa lacuna.
- Conformità agli standard: La norma di riferimento è la IEC 62606, che richiede lo sgancio entro 120 ms per archi ad alta corrente.
- Tecnologia: Gli AFDD utilizzano microprocessori per analizzare il rumore ad alta frequenza (~100kHz) e le irregolarità della forma d'onda.
- Versatilità: Proteggono sia dagli archi in serie che da quelli paralleli, prevenendo incendi che raggiungono temperature >6.000°C.
- Integrazione: La best practice prevede l'utilizzo di AFDD insieme a Interruttori differenziali differenziali (RCBO) o come unità integrate per una protezione completa contro sovraccarichi, cortocircuiti, dispersioni verso terra e guasti da arco.
FAQ
D: Posso usare un AFDD al posto di un RCD?
R: No. Un AFDD rileva i guasti da arco (rischio di incendio), mentre un RCD rileva le dispersioni verso terra (rischio di scossa). Hanno scopi diversi. Tuttavia, è possibile acquistare un AFDD con protezione RCD integrata (spesso chiamato AFDD+RCBO). Ulteriori informazioni su Differenze tra RCD e MCB qui.
D: Gli AFDD causano scatti intempestivi?
R: Le prime generazioni avevano alcuni problemi, ma i moderni AFDD VIOX conformi alla norma IEC 62606 utilizzano algoritmi avanzati per distinguere tra archi pericolosi e funzionamento normale (come trapani o aspirapolvere).
D: Gli AFDD sono obbligatori?
R: Dipende dalle normative locali. In molti paesi che seguono la norma IEC 60364-4-42, sono obbligatori per i locali adibiti al riposo, i luoghi con rischio di incendio e gli edifici con beni insostituibili.
D: Qual è la durata di un AFDD?
R: Come la maggior parte dei dispositivi di protezione elettronici, sono progettati per una lunga durata. Tuttavia, si consiglia di eseguire regolarmente dei test tramite il pulsante di test.
D: Come si seleziona la giusta corrente nominale dell'AFDD?
R: La corrente nominale (In) dell'AFDD deve corrispondere alla corrente di progetto del circuito, in modo simile alla selezione di un MCB. Fare riferimento alla nostra lista di controllo per l'acquisto di MCB per i principi di dimensionamento.
D: Gli AFDD standard possono essere utilizzati su circuiti CC (come il fotovoltaico solare o l'accumulo di batterie)?
R: No, assolutamente no. Gli AFDD standard conformi a IEC 62606 sono progettati esclusivamente per circuiti CA (tipicamente 230 V, 50/60 Hz). Non possono essere utilizzati su circuiti CC per due motivi fondamentali:
-
Mancata corrispondenza dell'algoritmo di rilevamento: I microprocessori AFDD sono programmati per analizzare le specifiche firme della forma d'onda degli archi CA, spesso basandosi sul punto di “attraversamento dello zero” dell'onda sinusoidale CA per identificare i guasti. La corrente CC non ha attraversamento dello zero, quindi il dispositivo non riuscirebbe a rilevare l'arco.
-
Sicurezza di estinzione dell'arco: Gli archi CC sono molto più difficili da estinguere rispetto agli archi CA perché la corrente non scende mai naturalmente a zero. Un meccanismo di commutazione nominale CA potrebbe non riuscire a interrompere un arco CC, causando danni catastrofici o incendi all'interno dell'interruttore stesso.
Per le applicazioni CC (come il fotovoltaico solare), è necessario utilizzare una specifica Protezione da guasto da arco CC (spesso integrata in inverter o combinatori CC specializzati). Per ulteriori informazioni sulla protezione CC, consultare la nostra guida su Interruttore automatico CC vs fusibile.
