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什么是AFDD和AFD？
電弧故障保護(hù)電器（AFDD）由專業(yè)人員安裝在家用和類似場所以降低其負(fù)載側(cè)電氣火災(zāi)的產(chǎn)品，當(dāng)檢測到電弧故障時(shí)，由AFDD斷開故障電路。
故障電弧探測器（AFD）是用于探測被保護(hù)電器線路中產(chǎn)生故障電弧的探測器，它通過輸出控制信號(hào)，斷開故障電路。
電弧故障保護(hù)電器的產(chǎn)生背景
眾所周知，剩余電流保護(hù)器可以通過控制零序電流，實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)和相對地引起的燃弧火災(zāi)保護(hù)。然而事實(shí)上剩余電流保護(hù)器、熔斷器或小型斷路器不能降低由帶電導(dǎo)體之間的串聯(lián)電弧或并聯(lián)電弧引起的電氣火災(zāi)危險(xiǎn)。
電氣火災(zāi)主要源于：電氣線路接觸不良或絕緣受損（多是線路老化形成碳化）導(dǎo)致的“串聯(lián)電弧”或“并聯(lián)電弧”短路；電氣線路對地絕緣受損導(dǎo)致的接地（電?。┕收希浑姎饩€路接觸不良、電氣設(shè)備布置不當(dāng)、過負(fù)荷導(dǎo)致的異常溫升。
其中，電弧性短路因隱蔽不易發(fā)現(xiàn)成為電氣防火的首要。每次電弧的溫度超過5500℃，高強(qiáng)熱電弧發(fā)射出的熱粒子經(jīng)時(shí)間累積易引燃線路周圍絕緣層材料，引起電氣火災(zāi)。
在串聯(lián)電弧故障發(fā)生時(shí)，由于沒有產(chǎn)生對地泄漏電流，因而剩余電流保護(hù)器無法檢測到這類故障。而且串聯(lián)電弧的故障阻抗降低了負(fù)載電流，使得電流低于小型斷路器或熔斷器的脫扣閾值。在相線與中性導(dǎo)體之間產(chǎn)生并聯(lián)電弧的情況下，電流僅限于裝置的阻抗。最嚴(yán)重的情況是偶發(fā)電弧，傳統(tǒng)的斷路器并不是為此目的而設(shè)計(jì)的。
電弧故障保護(hù)電器的產(chǎn)品原理
AFDD組成一般包括操作機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、脫扣機(jī)構(gòu)、測試按鈕、接線端子、殼架等一般結(jié)構(gòu)，其特征結(jié)構(gòu)還包括電弧檢測電路、電弧故障電子識(shí)別電路（含微處理器），其基于PCB硬件及預(yù)設(shè)的保護(hù)算法，實(shí)現(xiàn)智能化的電弧檢測、故障電弧識(shí)別。
AFDD實(shí)施保護(hù)的流程：（1）電弧檢測。通過先進(jìn)的電子技術(shù)監(jiān)測電路中的電弧。（2）電弧特性識(shí)別。針對檢測到的電弧，分析其特性，識(shí)別是否為故障電弧。在AFCI/AFDD制造中，需測試數(shù)以百計(jì)可能的運(yùn)行狀態(tài)，并編程存入電弧特性篩選器，用以識(shí)別“正?！焙汀拔ｋU(xiǎn)”電弧。（3）保護(hù)特性匹配分析。（4）切斷電路，實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。當(dāng)滿足電弧故障保護(hù)特性時(shí)，發(fā)出脫扣信號(hào)，切斷電路。
AFDD檢測到故障電弧，經(jīng)保護(hù)算法分析，滿足保護(hù)特性時(shí)即觸發(fā)脫扣。典型方式：檢測負(fù)載電流，將電流信號(hào)放大并傳送至電弧特性篩選器，判定電流信號(hào)頻率是否大于供電頻率并小于電力線通信頻率。篩選器輸出的信號(hào)與設(shè)定的電弧電流門檻值比較，大于該電流門檻值時(shí)即加入累加器。AFDD定期檢查累加器的輸出，超過閾值時(shí)即觸發(fā)脫扣。
AFDD與RCBO或RCCB配合使用，或功能組合在一起的產(chǎn)品可提供電弧和漏電兩種故障保護(hù)兼有的家居電氣故障保護(hù)。
AFD的工作原理與AFDD類似，區(qū)別之處是AFD是通過輸出控制信號(hào)給主開關(guān)切斷故障電流。
電弧檢測及故障的識(shí)別方法
AFDD采用電子技術(shù)識(shí)別電弧狀態(tài)，故障電弧檢測是電弧故障保護(hù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。關(guān)于電弧及故障電弧檢測的研究始于20世紀(jì)80年代末和90年代初的美國。利用電弧放電的光、熱、聲和電磁等特性，主要的電弧檢測及故障識(shí)別方法：
（1）依據(jù)電弧波形特性：通過判斷電流波形導(dǎo)數(shù)以及累積電弧周期是否均超過設(shè)定閥值來識(shí)別電弧故障。
（2）依據(jù)電弧高頻能量突變：通過檢測電流信號(hào)高頻部分的能量突變識(shí)別電弧，并通過檢測電弧次數(shù)來識(shí)別電弧故障。
（3）采用高頻小波變換：對負(fù)載電流高頻取樣，計(jì)算非過零離散小波系數(shù)，連同低頻電流過零信號(hào)確定是否滿足閾值。
（4）采用傅式變換：采用短時(shí)傅利葉變換分析采樣信號(hào)的基波分量、奇次和偶次諧波分量的變化，提取和判斷串聯(lián)電弧故障特征。
（5）采用時(shí)頻分析：基于反映電流突變的高低脈沖經(jīng)延時(shí)衰減時(shí)間的差異，以高于和低于閾值的時(shí)域作為判斷依據(jù)。
（6）采用高頻信號(hào)對比：通過判斷周期性產(chǎn)生的高頻電流是否區(qū)別于正常的開關(guān)電弧，并檢測頻譜范圍是否區(qū)別于由于電力電子器件等應(yīng)用產(chǎn)生的普通高頻諧波。
（7）采用弧光波長切換：將所接收到的電弧光中的紫外光變換為可見光，由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成觸發(fā)信號(hào)。
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)內(nèi)容
GB/T 31143-2014<《電弧故障保護(hù)電器（AFDD）的一般要求》
GB 14287.4-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第4部分：故障電弧探測器》
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