AFDDの理解:アーク故障保護に関するIEC規格

AFDDの理解:アーク故障保護に関するIEC規格

電気火災は、住宅および商業ビルにおいて依然として最も重大なリスクの一つであり、そのかなりの割合がアーク故障に起因しています。小型回路遮断器(MCB)のような標準的な回路保護デバイスは 漏電遮断器(RCD) 不可欠ですが、危険な電気アーク特有の兆候を検出できないという盲点があります。.

これは アーク故障検出デバイス(AFDD) が重要になります。電気保護機器の大手メーカーとして、VIOX Electricは、適合性のある高性能技術を通じて安全基準の向上に努めています。.

本ガイドでは、AFDDの背後にあるエンジニアリング、 IEC 62606 規格の厳格な要件、そしてこれらのデバイスの統合が現代の電気安全戦略においてもはやオプションではない理由について解説します。.

DINレールに取り付けられたVIOX AFDDアーク故障検出デバイス。LEDインジケーターとテストボタンが表示されています
図1:DINレールに取り付けられたVIOX AFDD。ステータス監視用の明確なLEDインジケーターと専用のテストボタンを備えています。.

AFDDとは何か、そしてなぜ重要なのか?

アン アーク故障検出デバイス(AFDD) は、アーク故障電流の影響による固定設備の最終回路における火災のリスクを軽減するように設計された保護デバイスです。.

電気アークとは、絶縁媒体を横切る光を伴う放電現象であり、通常、電極材料の部分的な揮発を伴います。これらのアークは、 6,000℃, を超える温度を発生させ、周囲の絶縁材、木材、または粉塵に容易に引火する可能性があります。.

従来の保護デバイスには、特定の制限があります。

  • MCB は、過負荷または短絡(高電流イベント)時にトリップするように設計されています。.
  • RCD は、地絡電流(感電保護)を検出します。.

どちらのデバイスも、 直列アーク故障 (電線が断線しているが、接地されていない場合)または高抵抗の 並列アーク故障 (電流がMCBの磁気トリップ閾値を下回る場合)を確実に検出できません。AFDDは、この重要な安全上のギャップを埋めます。.

IEC 62606規格:グローバルベンチマーク

AFDDの構造、試験、および性能を規定する国際規格は、 IEC 62606:「アーク故障検出デバイスの一般要求事項」です。“

B2Bバイヤーおよびパネルビルダーにとって、IEC 62606への準拠を保証することは必須です。この規格では、AFDDは以下を満たす必要があります。

  1. 検出 危険なアーク故障を検出すること。.
  2. 識別(Discriminate) 危険なアークと、(ブラシ付きモーターやライトスイッチからのような)動作アークとを区別すること。.
  3. 絶縁 火災の発生を防ぐために、指定された時間制限内に回路を遮断すること。.

IEC 62606の構造タイプ

この規格では、3つの主要な構造方法が認められており、パネルビルダーに設計の柔軟性を提供しています。

構造タイプ 説明 統合
統合型AFDD AFDユニットと保護デバイス(MCBまたはRCBO)の両方を含む単一のデバイス。. 消費者ユニットの省スペース化に最も一般的です。.
ポッド/アドオンAFDD 特定の保護デバイスと機械的および電気的に現場で組み立てられるように設計されたAFDユニット。. 既存のパネルの改修に柔軟に対応できます。.
スタンドアロンAFDD アーク検出と開閉手段のみを提供し、短絡または地絡保護機能が組み込まれていない単一のデバイス。. まれです。通常、上流の保護が必要です。.

AFDDテクノロジーの仕組み

電気機械式ブレーカーとは異なり、AFDDは完全に電子的なデバイスです。高度なマイクロプロセッサと複雑なアルゴリズムを利用して、回路の電気的波形を継続的に分析します。.

マイクロプロセッサ、電流センサー、およびトリップ機構を示すAFDD内部コンポーネントの断面図
図2:AFDDの内部断面図。アーク検出に不可欠なマイクロプロセッサチップ、電子回路基板、および電流センサーコイルを示しています。.

検出アルゴリズム

デバイスは、アークの特定の特性について回路を監視します。

  1. 高周波ノイズ: アークは、広い周波数スペクトルにわたって「ノイズ」を生成します。AFDDは通常、 100 kHz〜1 MHz の範囲を監視します。.
  2. 電流波形の不規則性: マイクロプロセッサは、アークの特徴である正弦波の「ショルダー」またはギャップ(ゼロ電流期間)を探します。.
  3. 継続時間とエネルギー: 不必要なトリップを避けるために、デバイスはアークの総エネルギーを計算して、火災のリスクがあるかどうかを判断します。.

応答時間要件

IEC 62606は、アーク電流強度に基づいて厳格な最大遮断時間を規定しています。電流が高いほど、デバイスはより速くトリップする必要があります。.

アーク試験電流(A) 最大遮断時間(秒) 根拠
2.5 A 1.0秒 エネルギーが低く、加熱が遅い。.
5 A 0.5秒 中程度のリスク。.
10 A 0.25秒 発火のリスクが高い。.
32 A 0.12 秒 (120ms) 即時の火災の危険性。迅速な遮断が必要です。.
AFDDによって検出された通常電流波形とアーク故障シグネチャの比較
図3:正常な滑らかな電流波形と、アーク故障による不規則な高周波バーストを対比させたオシロスコープ解析。.

アーク故障の種類:直列 vs. 並列

アーク放電の物理を理解することは、適切な保護を選択するために不可欠です。アークが回路遮断にどのように影響するかをより深く理解するには、以下のガイドを参照してください。 回路ブレーカーの遮断と電気アーク.

特徴 直列アーク故障 並列アーク故障
定義 単一の導体内で発生するアーク(例:断線または端子の緩み)。. 2つの異なる導体間で発生するアーク(相-中性線間または相-接地間)。.
現在のレベル 16モジュール 負荷インピーダンスによって制限されます。通常は20A未満。. 12モジュール システムインピーダンスのみによって制限されます。75Aを超える可能性があります。.
MCBによる検出? いいえ。 電流がトリップ閾値を下回っています。. 場合による。. 電流が磁気トリップレベルを超える場合に限ります。.
RCDによる検出? いいえ。 地絡電流は発生しません。. はい(相-接地間の場合)。. いいえ(相-中性線間の場合)。.
AFDDによる検出? はい。 主要な機能。. はい。 主要な機能。.

AFDD vs. AFCI:違いを理解する

B2Bの販売代理店は、IEC規格のAFDDを、北米で使用されているUL規格のAFCIと混同することがよくあります。これらは同様の目的を果たしますが、互換性はありません。.

特徴 AFDD (IEC 62606) AFCI (UL 1699)
主要な地域 ヨーロッパ、イギリス、オーストラリア、国際(IEC)。. アメリカ、カナダ、北米(NEC/UL)。.
電圧/周波数 230V / 50Hz(一般的)。. 120V / 60Hz。.
検出範囲 直列アークと並列アークの両方に重点を置いています。. 初期バージョンは主に並列アークに焦点を当てていましたが、最新の「コンビネーション」AFCIは両方をカバーしています。.
トリップ閾値 2.5アンペア(最小検出)。. 5アンペア(一般的)。.
統合 RCBO(過電流+漏電遮断器)と組み合わせて使用​​されることが多い。. 標準的な熱磁気ブレーカーと組み合わせて使用​​されることが多い。.

保護デバイスの詳細な比較については、以下を参照してください。 RCBOとAFDDの違いに関するガイド.

包括的な保護戦略

AFDDはMCBまたはRCDの代替品ではありません。それらは補完的なものです。完全な保護戦略には、3層の防御が含まれます。.

MCB、RCD、およびAFDDの補完的な機能を示す3層電気保護図
図4:MCB、RCD、およびAFDDが連携してさまざまな故障タイプをカバーする方法を示す、高度な3層電気保護システム。.

保護比較表

障害の種類 MCB RCD/RCCB AFDD
オーバーロード ❌(統合されていない場合)
ショートサーキット ❌(統合されていない場合)
漏電 ❌(統合されていない場合)
並列アーク(L-N) ⚠️(高電流の場合のみ)
並列アーク(L-E) ⚠️(高電流の場合のみ)
直列アーク

デバイスの適切な組み合わせの選択の詳細については、以下を参照してください。 回路保護選択フレームワーク.

設置とアプリケーション

によると IEC 60364-4-42, では、特定の高リスク環境ではAFDDの設置が強く推奨されています(一部の国では義務付けられています)。.

業務用配電盤へのVIOX AFDDブレーカーの専門的な設置
図5:VIOX AFDDブレーカーを商用配電盤に取り付け、安全コンプライアンスを確保する専門の電気技師。.

主要なアプリケーション分野

場所の種類 リスクファクター
就寝施設 ホテル、ホステル、寝室、介護施設。. 火災時の避難時間の遅延。.
高い火災リスク 納屋、木工所、製紙工場。. 可燃性物質の存在。.
可燃性の構造 木造建築物。. 急速な火災の拡大。.
代替不可能な物品 美術館、ギャラリー、データセンター。. 高い資産価値。.

AFDDを設置する際は、以下の点も遵守してください。 電気キャビネットの防火ガイドライン.

パネルビルダー向け統合のヒント

  1. 母線との互換性: AFDDが既存の母線システムに適合していることを確認してください。VIOX AFDDは、標準的なDINレールへの取り付け用に設計されています。.
  2. 中性線の接続: ほとんどのAFDDは電子式であり、動作には機能アースまたは中性線基準が必要です。正しい極性を確認してください。.
  3. テスト: MCBとは異なり、AFDDにはテストボタンがあります。これは、機械的なトリップだけでなく、電子的なアーク検出回路をテストします。.

B2B顧客へのメリット

販売業者および請負業者にとって、VIOX AFDDを提供することは大きな価値をもたらします。

  1. 強化された安全性の評判: 最高レベルの防火を提供することで、エンドクライアントとの信頼関係を構築します。.
  2. 規制コンプライアンス: 配線規則の最新の修正(英国の第18版や地域のIEC採用など)に準拠します。.
  3. 責任の軽減: 電気火災のリスクを軽減することで、設置業者と建物の所有者の両方を保護します。.
  4. 診断機能: VIOX AFDDには、電気技師が特定するのに役立つLEDインジケーターが搭載されていることがよくあります。 なぜ トリップが発生した(直列アーク対並列アーク対過電圧)ため、トラブルシューティングの時間を節約できます。当社の 回路ブレーカーの異音診断ガイド 関連するトラブルシューティングについて。.

要点

  • 保護のギャップ: 標準的なMCBおよびRCDは、直列アーク故障を検出できません。このギャップを埋めるにはAFDDが必要です。.
  • 標準準拠: IEC 62606は、高電流アークの場合、120ms以内のトリップを要求する支配的な規格です。.
  • 技術: AFDDは、マイクロプロセッサを使用して、高周波ノイズ(〜100kHz)と波形の異常を分析します。.
  • 汎用性がある: 直列アークと並列アークの両方から保護し、6,000°Cを超える温度に達する火災を防ぎます。.
  • 統合: 最良の方法は、AFDDを以下と組み合わせて使用​​することです。 RCBOs または、過負荷、短絡、地絡、およびアーク故障に対する包括的な保護のための統合ユニットとして。.

よくあるご質問

Q:RCDの代わりにAFDDを使用できますか?
A:いいえ。AFDDはアーク故障(火災のリスク)を検出し、RCDは地絡(感電のリスク)を検出します。それらは異なる目的を果たします。ただし、RCD保護が統合されたAFDD(AFDD + RCBOと呼ばれることが多い)を購入できます。詳細については、 RCDとMCBの違いはこちら.

Q:AFDDは不要なトリップを引き起こしますか?
A:初期の世代にはいくつかの問題がありましたが、IEC 62606に準拠した最新のVIOX AFDDは、高度なアルゴリズムを使用して、危険なアークと通常の動作(電気ドリルや掃除機など)を区別します。.

Q:AFDDは必須ですか?
A:地域の規制によって異なります。IEC 60364-4-42に従う多くの国では、宿泊施設、火災のリスクがある場所、および代替不可能な物品がある建物に必須です。.

Q:AFDDの寿命はどれくらいですか?
A:ほとんどの電子保護デバイスと同様に、長寿命になるように設計されています。ただし、テストボタンによる定期的なテストをお勧めします。.

Q:適切なAFDD定格を選択するにはどうすればよいですか?
A:AFDDの電流定格(In)は、MCBの選択と同様に、回路設計電流と一致する必要があります。当社の MCB購入チェックリスト サイズ決定の原則について。.

Q:標準のAFDDをDC回路(ソーラーPVやバッテリーストレージなど)で使用できますか?

A:いいえ、絶対にできません。. に準拠した標準AFDD IEC 62606 AC回路(通常は230V、50 / 60Hz)専用に設計されています。次の2つの重要な理由から、DC回路では使用できません。

  1. 検出アルゴリズムの不一致: AFDDマイクロプロセッサは、ACアークの特定の波形シグネチャを分析するようにプログラムされており、多くの場合、AC正弦波の「ゼロクロス」ポイントに依存して障害を特定します。DC電流にはゼロクロスがないため、デバイスはアークを検出できません。.

  2. アーク消弧の安全性: DCアークは、電流が自然にゼロまで低下することがないため、ACアークよりもはるかに消弧が困難です。AC定格のスイッチング機構は、DCアークを遮断できず、ブレーカー自体内で壊滅的な損傷や火災につながる可能性があります。.

DCアプリケーション(ソーラーPVなど)の場合は、特定の DCアーク故障保護 (多くの場合、インバーターまたは特殊なDCコンバイナーに統合されています)を使用する必要があります。DC保護の詳細については、次のガイドをご覧ください。 DC回路ブレーカーとヒューズの比較.

著絵

こんにちは、私はジョー、専用のプロフェッショナルで12年以上の経験を電気産業です。 でVIOX電気、私は高品質の電気的ソリューションのニーズに応えております。 私の専門知識に及ぶ産業用オートメーション、住宅の配線は、商用電気システム。お問い合わせ[email protected] がることができます。

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