आर्क-फॉल्ट सर्किट इंटरप्रटर

आर्क-फ़ॉल्ट सर्किट इंटरप्रटर (AFCI) या आर्क-फ़ॉल्ट डिटेक्शन डिवाइस (AFDD) एक परिपथ वियोजक  है जो सर्किट को तब तोड़ता है जब यह विद्युत चाप का पता लगाता है जो घरेलू तारों में ढीले कनेक्शन के संकेत हैं। ढीले कनेक्शन, जो समय के साथ विकसित हो सकते हैं, कभी-कभी घर की आग को प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त गर्म हो सकते हैं। एक एएफसीआई चुनिंदा रूप से एक हानिरहित चाप (स्विच, प्लग और ब्रश मोटर्स के सामान्य संचालन के आकस्मिक), और एक संभावित खतरनाक चाप (जो हो सकता है, उदाहरण के लिए, एक दीपक कॉर्ड में टूटा हुआ कंडक्टर है) के बीच अंतर करता है।

कनाडा और संयुक्त राज्य अमेरिका में, 21 वीं सदी की शुरुआत के बाद से आवासीय बेडरूम में बिजली के आउटलेट को खिलाने वाले सर्किट के लिए विद्युत कोड द्वारा AFCI ब्रेकरों की आवश्यकता होती है; यूएस राष्ट्रीय विद्युत कोड  ने उन्हें 2014 से अधिकांश आवासीय आउटलेट की सुरक्षा करने की आवश्यकता है, और कैनेडियन इलेक्ट्रिकल कोड 2015 से है। 230 V का उपयोग करने वाले क्षेत्रों में, उच्च वोल्टेज और कम लोड धाराओं के संयोजन से आर्क फॉल्ट शुरू करने के लिए अलग-अलग स्थितियों की आवश्यकता होती है जो थोड़े समय के बाद या तो स्पष्ट रूप से जलता नहीं है या शॉर्ट सर्किट में वेल्ड नहीं होता है, और एक बार अलग-अलग आर्क विशेषताएँ होती हैं टकरा गया। नतीजतन, विशेष रूप से पश्चिमी यूरोप (जहां कई देशों में घरेलू आपूर्ति 400V 3 चरण हो सकती है) और यूके (जहां घरेलू रूप से एकल चरण 230V आपूर्ति आम है), गोद लेना धीमा है, और उनका उपयोग वैकल्पिक है, केवल अनिवार्य किया जा रहा है निर्दिष्ट उच्च जोखिम वाले स्थान। ऑस्ट्रेलियाई और न्यूजीलैंड के नियम- वायरिंग नियम (एएस एनजेडएस 3000: 2018) को ऑस्ट्रेलिया में एएफडीडी की स्थापना की आवश्यकता नहीं है। हालांकि, न्यूज़ीलैंड में 20 ए तक की रेटिंग वाले सभी अंतिम उप-सर्किटों को एएफडीडी द्वारा सुरक्षा की आवश्यकता होगी यदि वे महत्वपूर्ण अग्नि जोखिम वाले स्थानों, अपूरणीय वस्तुओं वाले स्थानों, कुछ ऐतिहासिक इमारतों और स्कूल के सोने के आवास में सॉकेट-आउटलेट की आपूर्ति करते हैं। इन देशों में अधिकांश सॉकेट 20A या उससे कम रेट वाले सर्किट पर हैं।

शेष 230V दुनिया के अधिकांश लोग AFDDs को वर्तमान में प्राथमिकता नहीं मानते हैं।

यूएस में, चाप दोष को आवासीय विद्युत आग के प्रमुख कारणों में से एक कहा जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में हर साल 40,000 से अधिक आग घरेलू बिजली के तारों के लिए जिम्मेदार होती हैं। इन आग के परिणामस्वरूप हर साल 350 से अधिक मौतें और 1,400 से अधिक घायल होते हैं। परंपरागत सर्किट ब्रेकर केवल अतिप्रवाह और शार्ट सर्किट  का जवाब देते हैं, इसलिए वे उत्पन्न होने वाली स्थितियों से रक्षा नहीं करते हैं जो अनिश्चित और अक्सर कम वर्तमान उत्पन्न करते हैं। एएफसीआई घरेलू बिजली के तारों में आर्किंग फॉल्ट के कारण होने वाली आग से बचाव के लिए डिजाइन किए गए उपकरण हैं। एएफसीआई सर्किटरी लगातार वर्तमान की निगरानी करती है और सामान्य और अवांछित आर्किंग स्थितियों के बीच भेदभाव करती है। एक बार पता लगने के बाद, AFCI अपने आंतरिक संपर्कों को खोल देता है, इस प्रकार सर्किट को डी-एनर्जाइज़ कर देता है और आग लगने की संभावना को कम कर देता है।

ऑपरेटिंग सिद्धांत
एएफसीआई ब्रेकर के अंदर के इलेक्ट्रानिक्स  विशिष्ट आवृत्तियों पर बारी-बारी से विद्युत प्रवाह का पता लगाते हैं, आमतौर पर लगभग 100 kHz, जिसे वायर आर्किंग से जुड़ा माना जाता है, जो कुछ मिलीसेकंड से अधिक समय तक बना रहता है। एक संयोजन एएफसीआई ब्रेकर समानांतर आर्किंग (लाइन टू न्यूट्रल), सीरीज आर्किंग (एक ही लाइन में एक ढीला, टूटा हुआ, या अन्यथा उच्च प्रतिरोध खंड), ग्राउंड आर्किंग (लाइन या न्यूट्रल से ग्राउंड), ओवरलोड और शॉर्ट सर्किट से सुरक्षा प्रदान करता है।. खतरनाक आर्किंग का पता चलने पर AFCI सर्किट खोल देगा।

शाखा सर्किट पर पहले आउटलेट के रूप में स्थापित होने पर, एएफसीआई रिसेप्टेकल्स पूरे शाखा सर्किट के लिए श्रृंखला चाप सुरक्षा प्रदान करते हैं। वे एएफसीआई पात्र से शुरू होने वाले शाखा सर्किट के लिए समांतर चाप सुरक्षा भी प्रदान करते हैं। एएफसीआई ब्रेकरों के विपरीत, एएफसीआई रिसेप्टेकल्स का उपयोग पैनल की परवाह किए बिना किसी भी वायरिंग सिस्टम पर किया जा सकता है।

अमेरिका और कनाडा
संयुक्त राज्य अमेरिका में नेशनल इलेक्ट्रिकल कोड के 1999 के संस्करण और कनाडा में कनाडाई इलेक्ट्रिकल कोड के 2002 के संस्करण से शुरू होकर, राष्ट्रीय कोडों को सभी सर्किटों में एएफसीआई की आवश्यकता होती है जो आवासीय इकाइयों के बेडरूम में आउटलेट्स को फीड करते हैं। 2014 एनईसी के अनुसार, 2008 एनईसी परिवार के कमरे, डाइनिंग रूम, लिविंग रूम, पार्लर, लाइब्रेरी, डेंस, बेडरूम, सनरूम, के साथ-साथ आवासीय इकाई रसोई में स्थापित आउटलेट या उपकरणों की आपूर्ति करने वाले सभी शाखा सर्किट पर एएफसीआई सुरक्षा आवश्यक है। मनोरंजन कक्ष, कोठरी, हॉलवे, कपड़े धोने के क्षेत्र और इसी तरह के कमरे और क्षेत्र। छात्रावास इकाइयों में भी उनकी आवश्यकता होती है। इस आवश्यकता को एक संयोजन प्रकार के ब्रेकर का उपयोग करके पूरा किया जा सकता है - ब्रेकर पैनल में अंडरराइटर्स लेबोरेटरीज़ 1699 द्वारा परिभाषित एक विशिष्ट प्रकार का सर्किट-ब्रेकर जो संयुक्त आर्क-फॉल्ट और ओवरकरंट सुरक्षा प्रदान करता है या संशोधनों/एक्सटेंशन के लिए एएफसीआई पात्र का उपयोग करके, जैसा कि शाखा के पहले आउटलेट पर प्रतिस्थापन पात्र या नए निर्माण में। सभी यू.एस. न्यायालयों ने एनईसी की एएफसीआई आवश्यकताओं को नहीं अपनाया है, इसलिए स्थानीय कोड आवश्यकताओं की जांच करना महत्वपूर्ण है।

एएफसीआई का उद्देश्य आर्क्स से आग को रोकना है। एएफसीआई सर्किट ब्रेकरों को यूएल 1699 द्वारा निर्दिष्ट दो मानकों में से एक को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है: शाखा प्रकार या संयोजन प्रकार (ध्यान दें: कैनेडियन इलेक्ट्रिकल कोड विभिन्न शब्दावली लेकिन समान तकनीकी आवश्यकताओं का उपयोग करता है)। एक शाखा प्रकार AFCI लाइन वायर से या तो न्यूट्रल या ग्राउंड वायर से 75 एम्पीयर आर्किंग करंट पर यात्रा करता है। एक संयोजन प्रकार शाखा प्रकार के प्रदर्शन के लिए श्रृंखला आर्किंग डिटेक्शन जोड़ता है। कॉम्बिनेशन टाइप एएफसीआई 5 एम्पीयर की सीरीज आर्किंग पर ट्रिप करता है।

एएफसीआई के पात्र एएफसीआई ब्रेकरों का एक वैकल्पिक समाधान हैं। इन रिसेप्टेकल्स को दोनों प्रकार के संभावित खतरनाक आर्किंग से जुड़े खतरों को संबोधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है: समानांतर और श्रृंखला। एएफसीआई रिसेप्टेकल्स स्थानीय परीक्षण का लाभ प्रदान करते हैं और डिवाइस के चेहरे पर स्थित ऐसे बटनों के साथ रीसेट करते हैं। यह ब्रेकर पैनल की यात्रा को बचा सकता है लेकिन अंतर्निहित गलती की जांच किए बिना उपयोगकर्ता द्वारा बस रीसेट करने को भी प्रोत्साहित कर सकता है, जैसा कि संभवतः होगा यदि विद्युत पैनल तक पहुंच रखने वाले किसी व्यक्ति को अधिसूचित किया गया हो।

2002 में, NEC ने आउटलेट्स को छोड़ते हुए रिसेप्टकल शब्द को हटा दिया, जिसके प्रभाव से रोशनी और अन्य वायर्ड-इन डिवाइस जैसे कि बेडरूम के भीतर छत के पंखे को आवश्यकता में जोड़ा गया। 2005 के कोड ने यह स्पष्ट कर दिया कि बेडरूम स्मोक डिटेक्टरों को आवश्यकता से बाहर करने के बारे में कोड-मेकिंग पैनल में चर्चा के बावजूद सभी आउटलेट्स को संरक्षित किया जाना चाहिए। एनईसी में परिभाषित आउटलेट्स में अन्य चीजों के अलावा रिसेप्टेकल्स, लाइट फिक्स्चर और स्मोक अलार्म शामिल हैं। मूल रूप से, कोई भी बिंदु जहां एसी बिजली का उपयोग किसी चीज को बिजली देने के लिए किया जाता है, एक आउटलेट है।

जनवरी 2008 तक, केवल संयोजन प्रकार AFCI ही NEC आवश्यकता को पूरा करते हैं। 2008 एनईसी को सभी 15 और 20 एम्पीयर आवासीय सर्किटों में संयोजन-प्रकार एएफसीआई की स्थापना की आवश्यकता होती है, जिसमें लॉन्ड्री, रसोई, बाथरूम, गैरेज और अधूरे बेसमेंट शामिल हैं, हालांकि इनमें से कई को जीएफसीआई सुरक्षा की आवश्यकता होती है। 2014 एनईसी रसोई और कपड़े धोने के कमरे को एएफसीआई सर्किट्री की आवश्यकता वाले कमरों की सूची में जोड़ता है, साथ ही किसी भी उपकरण (जैसे प्रकाश व्यवस्था) को सुरक्षा की आवश्यकता होती है।

यूनाइटेड किंगडम
यूके में, बीएस 7671 18वां संस्करण (बीएस 7671: 2018) चाप दोष उपकरणों का कोई भी उल्लेख करने वाला पहला संस्करण है, और इंगित करता है कि यदि डिजाइन में आर्क दोषों से आग लगने का असामान्य रूप से उच्च जोखिम है तो उन्हें स्थापित किया जा सकता है। परीक्षण से संबंधित परिशिष्ट इंगित करते हैं कि जब एएफडीडी स्थापित होते हैं, तो पूरा होने से पहले उनके सही संचालन को सत्यापित किया जाना चाहिए, लेकिन परीक्षण की विधि का वर्णन नहीं किया गया है। यह अवशिष्ट-वर्तमान डिवाइस के विपरीत है जहां विभिन्न फॉल्ट करंट स्तरों पर कई ट्रिप बार सत्यापित किए जाने चाहिए।

जर्मनी
जर्मन वायरिंग नियम VDE 100, उच्च जोखिम वाली स्थितियों के लिए AFDDs की सिफारिश करता है, और उदाहरण के तौर पर बुजुर्ग देखभाल घरों, सामुदायिक केंद्रों और किंडरगार्टन को सूचीबद्ध करता है।

ऑस्ट्रेलिया और न्यूजीलैंड
ऑस्ट्रेलियाई और न्यूजीलैंड के नियम- वायरिंग नियम (एएस एनजेडएस 3000: 2018) को ऑस्ट्रेलिया में एएफडीडी की स्थापना की आवश्यकता नहीं है। हालांकि, न्यूज़ीलैंड में 20 ए तक की रेटिंग वाले सभी अंतिम उप-सर्किटों को एएफडीडी द्वारा सुरक्षा की आवश्यकता होगी यदि वे महत्वपूर्ण अग्नि जोखिम वाले स्थानों, अपूरणीय वस्तुओं वाले स्थानों, कुछ ऐतिहासिक इमारतों और स्कूल के सोने के आवास में सॉकेट-आउटलेट की आपूर्ति करते हैं। [4]। इन देशों में अधिकांश पावर सर्किट इस क्लॉज के अंतर्गत आते हैं क्योंकि आम सॉकेट 10A और 15A रेटिंग के होते हैं। ऑस्ट्रेलियाई मानकों का उपयोग अर्जेंटीना, फिजी, टोंगा, सोलोमन द्वीप और पापुआ न्यू गिनी में किया जाता है।

सीमाएं
एएफसीआई को विद्युत आर्क दोष के कारण होने वाली आग से बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। जबकि एएफसीआई की संवेदनशीलता चाप दोषों का पता लगाने में मदद करती है, ये ब्रेकर चाप दोषों के रूप में सामान्य सर्किट व्यवहारों की पहचान करके झूठी सकारात्मक संकेत भी दे सकते हैं। उदाहरण के लिए, बिजली गिरने से वोल्टेज और करंट प्रोफाइल मिलते हैं जो आर्क फॉल्ट के समान होते हैं, और वैक्यूम क्लीनर और कुछ लेजर प्रिंटर AFCI को ट्रिप कर जाते हैं। यह उपद्रव ट्रिपिंग एएफसीआई की समग्र प्रभावशीलता को कम करता है। इस क्षेत्र में प्रगति में अनुसंधान का पीछा किया जा रहा है। एएफसीआई को रेडियो आवृत्ति ऊर्जा की उपस्थिति के प्रति संवेदनशील (फाल्स ट्रिपिंग) के रूप में भी जाना जाता है, विशेष रूप से तथाकथित उच्च आवृत्ति (एचएफ) स्पेक्ट्रम (3-30 मेगाहर्ट्ज) के भीतर, जिसमें वैध शॉर्टवेव रेडियो, ओवर-द-होराइजन विमान शामिल हैं। और समुद्री संचार, शौकिया रेडियो और नागरिक बैंड रेडियो संचालन। संवेदनशीलता और शमन 2013 से ज्ञात हैं। एएफसीआई सर्किट ब्रेकरों में एक मानक उलटा-समय सर्किट ब्रेकर शामिल होता है लेकिन चमकदार कनेक्शन (जिसे उच्च प्रतिरोध कनेक्शन भी कहा जाता है), उच्च लाइन वोल्टेज या कम लाइन वोल्टेज के खिलाफ कोई विशेष सुरक्षा प्रदान नहीं करता है।

एक एएफसीआई मल्टीवायर शाखा सर्किट  में ओपन न्यूट्रल के कारण होने वाली हाई लाइन वोल्टेज का पता नहीं लगाता है। मल्टीवायर ब्रांच सर्किट 120–240 V  विभाजित चरण ़ सर्विस के दोनों सक्रिय तारों का उपयोग करता है। यदि सर्किट ब्रेकर पैनल के वापसी पथ के साथ न्यूट्रल टूटा हुआ है, तो 120 V लेग से न्यूट्रल से जुड़े उपकरणों को अतिरिक्त वोल्टेज का अनुभव हो सकता है, सामान्य से दोगुना तक।

एएफसीआई लो लाइन वोल्टेज का पता नहीं लगाते हैं। लो लाइन वोल्टेज विद्युत यांत्रिक रिले  को बार-बार बंद और चालू करने या चटकारे लेने का कारण बन सकता है। यदि लोड संपर्कों के माध्यम से धारा प्रवाहित हो रही है, तो यह संपर्कों के खुलते ही उनके बीच आर्किंग का कारण बनता है। आर्किंग संपर्कों को ऑक्सीकरण, गड्ढा और पिघला सकता है। यह प्रक्रिया संपर्क प्रतिरोध को बढ़ा सकती है, रिले को सुपरहीट कर सकती है और आग लग सकती है। पावर फॉल्ट सर्किट इंटरप्टर्स लोड भर में कम वोल्टेज से आग को रोकने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

पावर लाइन नेटवर्किंग के साथ हस्तक्षेप
एएफसीआई कुछ पावर लाइन संचार प्रौद्योगिकियों के संचालन में हस्तक्षेप कर सकते हैं।

बाहरी संबंध

 * Underwriters Labs summary on UL 1699 standard on AFCIs
 * The Electrical Safety Foundation International on AFCIs
 * AFCI Educational Web site
 * CPSC AFCI Fact Sheet
 * AFCIs: Emerging Technology Solutions for Fires Resulting from Electrical Arcing from IAEI News: The Magazine
 * EFCI / OFCI on Popular Science
 * Arc Fault Testing and Arc Fault Scenarios, Underwriters Laboratory. Six types of AFCIs are listed.