Prace nad zabezpieczeniami do wykrywania zwarć łukowych trwają od lat 90. W Europie dopiero w 2014 roku zaczęto jednak oficjalnie publikować uznane praktyki inżynierskie, które wskazują, jak stosować tego typu sprzęt.  

Urządzenia wykrywające zwarcia łukowe (AFDD z ang. Arc Fault Detection Device) mają dwa główne cele:

•  ograniczanie skutków zwarć łukowych poprzez rozłączanie obwodów po wykryciu zwarcia łukowego,
• zmniejszanie ryzyka pożaru elektrycznego w kolejnych urządzeniach w instalacji elektrycznej.

Urządzenia wykrywające zwarcia łukowe są regulowane przez międzynarodową normę IEC 62606. Norma ta klasyfikuje je według konstrukcji. Istnieje kilka typów takich zabezpieczeń:

• Typ 1: To urządzenia do wykrywania zwarć łukowych, które stanowią jedną jednostkę z detektorem zwarcia łukowego i elementem otwierającym. Powinno się je łączyć szeregowo, z odpowiednim zabezpieczeniem zwarciowym sugerowanym przez producenta. Ochrona ta musi przy tym spełniać jedną lub kilka powiązanych norm. Budowa urządzenia wykrywającego zwarcia łukowe w takiej formie nie obejmuje żadnego zabezpieczenia.
• Typ 2: Kolejny typ to jedno urządzenie, w którym detektor zwarcia łukowego zabudowany jest w zabezpieczeniu spełniającym jedną lub kilka właściwych norm. Są to np. urządzenia wykrywające zwarcia łukowe dostarczane przez producenta jako wyłączniki różnicowoprądowe, z wbudowanym zabezpieczeniem nadprądowym ze zintegrowanym zabezpieczeniem łukowym.
• Typ 3: Trzecim rodzajem są wykrywacze zwarć łukowych przeznaczone do montażu na miejscu. Składają się one z zabezpieczenia łukowego oraz innego wskazanego zabezpieczenia. Jako zabezpieczenie można w tym wypadku wykorzystać wyłączniki różnicowoprądowe, wyłączniki kombinowane lub nadprądowe.

Ważną różnicą pomiędzy różnymi rodzajami konstrukcji jest sposób rozłączania prądu, który może odbywać się przez:

• rozłącznik
• zabezpieczenie z wbudowanym zabezpieczeniem łukowym
• zabezpieczmie zespolone z zabezpieczeniem łukowym

Zabezpieczenia wykorzystane przy powyższych rozwiązaniach muszą dodatkowo spełniać odpowiednie normy: EN 60898 dla wyłączników nadprądowych, EN 61009-1 dla wyłączników różnicowoprądowych lub IEC 60269 dla wkładek bezpiecznikowych. 

W Polsce urządzenia AFDD nie są obowiązkowe, jednak od 2015 r. zaleca się ich stosowanie (załącznik B normy PN-HD 60364-4-42: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – ochrona przed skutkami oddziaływania termicznego). Każdy detektor trzeba jednak najpierw odpowiednio przetestować. Badanie różni się w zależności od konstrukcji.

Wybrane pomiary dotyczące urządzeń wykrywających zwarcia łukowe (norma PN-HD 60364-6:2016-07E)

1. Weryfikacja warunków eksploatacyjnych - Urządzenia wykrywające zwarcia łukowe należy montować na początku obwodów odbiorczych, które mają zabezpieczać. Proces instalowania powinien przebiegać zgodnie z instrukcjami producenta. Trzeba też spełnić określone w normach wymagania dotyczące użytkowania urządzeń.

2. Sprawdzanie wytrzymałości izolacji - W przypadku wykonywania pomiaru powyżej 250V należy odłączyć urządzenie AFDD. W przeciwnym razie elektronika aparatu może ulec uszkodzeniu.

3. Ochrona uzupełniająca wyłącznika różnicowoprądowego - Ważnym krokiem jest też weryfikacja skuteczności ochrony uzupełniającej urządzeń AFDD, które posiadają człon różnicowy. Według normy PN-HD 60364-4-41 taką ochronę w układach AC może zapewnić wyłącznik różnicowoprądowy (RCD) o prądzie znamionowym różnicowym I∆N ≤ 30mA. Wyłącznik różnicowoprądowy należy badać urządzeniem zgodnym z normą EN 61557-6. Podczas pomiaru trzeba zwrócić uwagę na wartości prądu znamionowego różnicowego I∆N i zwłokę członu (bezzwłoczny, zwłoczny).

4. Samoczynne wyłączenie zasilania - Aparat AFDD zabudowany lub zespolony z wyłącznikiem nadprądowym (lub różnicowoprądowym z członem nadprądowym) ma funkcję samoczynnego wyłączania zasilania. Reguluje to norma PN-HD 60364-4-41. Przebieg testu zależy od układu sieci, w którym działa urządzenie. 

5.  Kontrola członu AFD - Sprawdzenia samego członu AFD nie uwzględnia najnowsza norma PN-HD 60364-6. W tym wypadku należy zwrócić uwagę na wytyczne montażowe producenta. Według normy IEC 62606 aparat powinien automatycznie monitorować działanie urządzenia. Na aparacie zamontowany jest również przycisk TEST, który rozpoczyna badanie sprawności członu różnicowego oraz członu AFD. Dotyczy to wykonań zespolonych z wyłącznikiem różnicowoprądowym i z członem nadprądowym.

IEC 62606 określa warunki laboratoryjne do badania skuteczności aparatów AFDD, których nie można odtworzyć przy okazji okresowych przeglądów instalacji elektrycznych. Norma opisuje, jak powinien działać generator łuków elektrycznych do symulacji awarii. Niektórzy producenci zapewniają własne walizki testowe, aby zaprezentować zalety danego rozwiązania. Żadne europejskie ani polskie przepisy nie sankcjonują jednak takiej formy sprawdzania skuteczności.

Niektóre kraje UE wymagają korzystania z AFDD. Chociaż w Polsce nie wprowadzono dotychczas takiego wymogu, stopniowo popularyzują się tego typu rozwiązania. Regulacje testów członu AFD mogą więc wkrótce pojawić się również w naszym kraju. Oznaczałoby to wprowadzenie specjalnych mierników pełniących funkcję przenośnych generatorów łuków elektrycznych. Trzeba pamiętać, że metody testu różnią się w zależności od wariantu takiego aparatu.

 Przeciwpożarowe dektektory Iskrzenia AFDD+

 Broszura AFDD+