Cum funcționează un AFDD

Problema pe care o rezolvă AFDD-ul

Statisticile europene arată că aproximativ 30–40% din incendiile cu cauze electrice sunt declanșate de arcuri electrice la conexiuni slabe sau izolații deteriorate. Curentul care trece printr-un arc serie este de obicei sub curentul nominal al MCB-ului — un arc de câțiva amperi pe un circuit cu MCB calibrat la 16A nu declanșează nimic. RCCB-ul nu declanșează nici el, deoarece curenții pe L și N sunt egali. Arcul arde în tăcere ore întregi, supraîncălzind materialele combustibile din jur.

Cauzele frecvente ale arcurilor de defect în instalații rezidențiale:

• Conductori prinși sub șurub sau prin mobilă (deteriorare izolație)
• Conexiuni slăbite în doze, tablouri sau prize (contact intermitent)
• Cabluri deteriorate la renovări (găurire, frecare mecanică)
• Izolație uzată la cabluri vechi sau pe tronsoane flexibile
• Rozătoare care rod izolația cablurilor
• Umiditate infiltrată în doze sau prize
• Prize cu fișe defecte sau incorect montate

Ce este un arc electric de defect

Un arc electric este o descărcare electrică continuă printr-un mediu gazos — plasma ionizată poate atinge peste 6.000°C în instalații de joasă tensiune, suficient pentru a aprinde imediat orice material combustibil din jur. Arcurile de defect apar în trei forme:

Fig. 1 — Cele trei tipuri de arc de defect detectate de AFDD

Diferența față de arcul „normal” (cel de la deschiderea unui MCB sau releu):

• Arcul de comutare (MCB, releu): durează câteva milisecunde, camera de stingere îl controlează intenționat
• Arcul de defect: persistent, intermitent, apare în locuri neprevăzute (doze, prize, spatele aparatelor), imposibil de stins fără întreruperea curentului

Cum detectează AFDD arcul

Principiul fundamental: un arc electric generează zgomot electromagnetic de înaltă frecvență (100 kHz – 1 MHz) suprapus pe sinusoida de 50 Hz. Acest zgomot apare în special la momentele de tranziție prin zero ale sinusoidei — momentul în care arcul se poate reiniția. AFDD captează curentul din circuit printr-un transformator de curent (CT sau Bobina Rogowski), filtrează componenta de 50Hz și analizează digital ce rămâne.

Un procesor DSP (Digital Signal Processor) rulează algoritmi de pattern-matching care recunosc semnătura unui arc și o diferențiază de zgomotul sarcinilor normale (dimmere, motoare, surse comutate). Dacă semnătura corespunde unui arc de defect, AFDD comandă decuplarea imediată a circuitului.

Structura internă a unui AFDD

Un AFDD compact cu funcție combinată (AFDD + RCBO) integrează mai multe mecanisme fizice distincte:

Componentele cheie dintr-un AFDD modern:

• Bobina Rogowski — senzor de curent cu răspuns în domeniul HF (100kHz–1MHz); captează semnătura arcului fără a fi saturat de curentul de frecvență industrială
• Placa PCBA cu microprocesor DSP — efectuează conversia analogică-digitală și rulează algoritmul de detectare; stochează profilurile sarcinilor normale pentru discriminare
• Releu de decuplare — comandat de microprocesor; deconectează circuitul în câteva zeci de milisecunde
• Tor diferențial (în variantele combinate) — detectează curentul rezidual 30mA, identic ca în RCCB/RCBO
• Lamă bimetalică (în variantele combinate) — declanșare termică la suprasarcini, identic ca în MCB
• Camera de stingere a arcului — stinge arcul de comutare la decuplare, ca în orice MCB

Timpii de deconectare conform IEC 62606

Standardul IEC 62606 (SR EN 62606 în România) impune timpii maximi de deconectare în funcție de curentul de arc — cu cât arcul este mai puternic, cu atât AFDD trebuie să reacționeze mai rapid:

Standardul calculează energia totală a arcului pentru a evalua riscul de incendiu. AFDD nu acționează la prima „suspiciune”, ci după ce energia acumulată depășește pragul de pericol — prevenind falsele alarme la scântei accidentale.

Provocarea falselor alarme

Problema cheie în proiectarea unui AFDD este evitarea falselor alarme. Unele sarcini normale generează zgomot HF similar cu arcul:

• Dimmer-uri (triac) — taie sinusoida la un unghi controlat, generând HF
• Motoare electrice — scântei la colector (perie) sau la contactele releelor de pornire
• Surse comutate (SMPS) — funcționează la zeci–sute de kHz intenționat
• Foehnuri, aspiratoare — motor universal cu perie
• Invertoare și încărcătoare rapide — tranziții bruște de tensiune

AFDD-urile conforme IEC 62606 au baze de date cu profile ale sarcinilor normale și le exclud din analiză. Standardul impune o rată de fals-alarm sub 1 pe 6 luni în condiții de utilizare normală.

Variante de integrare în tablou

IEC 62606 permite trei metode de integrare a funcției AFDD în tablou:

Varianta AFDD + RCBO este cea mai completă: un singur dispozitiv de 2 module asigură protecție împotriva arcurilor (AFDD), electrocutării (DDR 30mA) și supracurenților (MCB). Înlocuiește trei aparate separate și economisește spațiu în tablou.

Unde este recomandat/obligatoriu

Standardul IEC 60364-4-42 recomandă sau impune AFDD pe circuitele finale (prize ≤32A) din:

• Dormitoare — cabluri ascunse în pereți, materiale combustibile (saltele, covoare, perdele)
• Living și birou — densitate mare de aparate, prize solicitate intens
• Clădiri cu structură combustibilă — case din lemn, mansarde, poduri
• Zone cu risc ridicat de incendiu — depozite cu materiale inflamabile, colecții cu bunuri ireparabile
• Locuințe de tip HMO (Houses in Multiple Occupation) și cămine studențești
• Clădiri rezidențiale înalte (peste 18m sau 6 etaje) — reglementare UK din 2022, model pentru viitoarele actualizări europene

Referință normativă — Actualizările 2023

Standardul internațional pentru AFDD este IEC 62606 (SR EN 62606 în România), care definește cerințele de performanță, metodele de testare și pragurile de detectare.

Actualizările 2023 la I7-2011 introduc AFDD ca cerință pentru clădirile rezidențiale noi. Conform modificărilor aduse normativului, instalarea AFDD este recomandată pe circuitele din dormitoare și living-uri în clădiri noi, cu implementare graduală. Electricienii autorizați trebuie să consulte textul integral al actualizărilor 2023 pentru a stabili obligativitatea exactă la data proiectului.

Circuitele prioritare recomandate: dormitoare, living, birou — zone unde cablurile rulează în pereți fără vizibilitate și unde sunt prezente materiale combustibile.