Mengapa pemutus GFCI dan AFCI tidak digabungkan atau digunakan bersama?

Di panel pemutus sirkuit rumah tangga, Anda akan menemukan dua jenis pemutus yang berbeda: Arc Fault dan Ground Fault Circuit Interrupters.

Pemecah Ground Fault (GFCI) biasanya digunakan di tempat-tempat di mana air mungkin bersentuhan dengan outlet / kawat, seperti kamar mandi dan garasi. Mereka memiliki sirkuit untuk merasakan ketika arus keluar berbeda dari arus masuk, yang biasanya berarti sirkuit disingkat ke ground. Ini untuk mencegah sengatan listrik pada manusia.

Arc Fault (AFCI) memecah sensor untuk memeriksa busur, untuk mencegah kebakaran listrik.

(Dan kemudian hanya ada pemutus arus biasa, yang tersandung jika arus yang ditarik melaluinya, seperti 20 amp).

Mengapa keduanya tidak digabungkan menjadi satu pemutus tunggal yang trip jika mendeteksi kondisi baik? Atau, secara bergantian, mengapa tidak memiliki satu dari setiap pemutus secara seri untuk setiap rangkaian, untuk hasil yang sama?

EDIT - Sepertinya AFCI dan GFCI kadang-kadang dikombinasikan dengan menggunakan pemutus AFCI yang dikombinasikan dengan outlet GFCI (jenis dengan tombol Test dan Reset, sering terlihat di kamar mandi). Tapi itu masih menyisakan sebagian besar outlet dengan perlindungan terbatas saat ini, mengapa?

Ada banyak hal yang terjadi di sini daripada yang Anda pikirkan.

Di masa lalu yang buruk, yang kami miliki hanyalah pemutus sirkuit termal-magnetik biasa (atau lebih buruk lagi, sekering termal saja untuk orang-orang dengan barang lama). Orang-orang tersentak oleh pengering rambut jatuh ke bak mandi dan menyaksikan koneksi yang buruk dan kabel yang rusak mengubah rumah mereka menjadi api unggun untuk FD lokal.

Pada tahun 70-an, ketika teknologi mikrosirkuit dikembangkan, Ground Fault Circuit Interrupter diperkenalkan. Perangkat ini menggunakan elektronik bersama dengan transformator arus untuk mengukur perbedaannyaantara panas dan netral, dan buka sirkuit jika berlebihan - di dunia distribusi daya, fungsi yang setara disebut "perjalanan diferensial". UL menetapkan dua ambang batas perjalanan untuk perangkat ini - 6mA untuk perlindungan personel (GFCI yang kami temukan di kamar mandi kami), dan 30 atau 100mA untuk perlindungan peralatan (disebut Ground Fault Protector for Equipment, atau GFPE, device). GFCI tersedia di kedua faktor bentuk wadah, awalnya ditujukan untuk retrofit "perbaikan cepat", dan faktor bentuk pemutus sirkuit, awalnya ditujukan untuk aplikasi konstruksi atau GFCI baru di luar lingkup 15 dan 20A wadah. Namun, GFPE hanya tersedia dalam bentuk pemutus karena digunakan dalam rangkaian aplikasi terbatas,

Maju cepat 20-tahun aneh sekarang, ke akhir 90-an. Microcircuit dan teknologi komputer mikro telah maju secara signifikan, dan GFCI telah menjadi bagian yang terkenal dari perkabelan rumah, yang digunakan dalam berbagai aplikasi lokasi basah dan lembab. Menjatuhkan pemanggang roti ke dalam bak mandi menjadi sia-sia sebagai metode pembunuhan. Namun, rumah-rumah masih terbakar karena gangguan listrik, diperburuk oleh kekurangan tembaga pascaperang yang menyebabkan kabel AA-1000 dan sekrup baja ditekan ke dalam layanan unit hunian untuk sementara waktu di tahun 60an (alias bencana kabel aluminium). Namun, penggunaan GFPE pada feeder bertenaga tinggi telah terbukti menjadi langkah perlindungan kebakaran yang sukses di arena itu, dan beberapa pengujian yang dilakukan oleh CPSC dan UL mengungkapkan bahwa kabel dan kabel yang rusak adalah masalah utama bagi kebakaran rumah.

Masukkan generasi pertama Arc Fault Circuit Interrupter (AFCI). Perangkat ini didasarkan pada campuran teknologi analog dan digital, dan terbukti sangat efektif dalam mendeteksi busur paralel pembakaran rumah, tetapi untuk mendeteksi kondisi awal kebakaran lainnya, seperti koneksi yang menyala, mereka juga harus menambahkan setara dengan GFPE perlindungan ke perangkat. Meskipun tidak diabadikan dalam standar UL untuk AFCI (persyaratan yang agak ... dapat diperdebatkan untuk "deteksi seri arc" diganti untuknya, setidaknya untuk tipe kombinasi AFCI yang biasa digunakan), sebagian besar pembuat AFCI menggabungkan fungsi ini ke dalam perangkat mereka. (Cabang / pengumpan AFCI tidak memiliki fungsi seri busur, hanya mengandalkan perjalanan GFPE untuk memberikan perlindungan terhadap koneksi yang menyala dan kesalahan yang menyebabkan kebocoran lainnya.)

Namun, kombinasi AFCI / GFPE memiliki kelemahan - orang-orang mengharapkannya berperilaku seperti pemecah tiang tunggal, bukan GFPE, dan bingung oleh perjalanan misterius ketika mereka mulai memasangnya. Sementara beberapa perjalanan misterius ini disebabkan oleh perangkat penghasil busur yang tidak dibedakan dari busur nyata, atau EMI, beberapa di antaranya adalah fungsi berbagi dan dilingkarkan netral pada kabel rumah sebagai akibat dari kesalahan kabel. Ini, tentu saja, semua disalahkan pada AFCI, benar atau salah, dan juga menyebabkan GE akhirnya mendesain ulang produk AFCI mereka untuk menghapus fungsionalitas GFPE, menggantinya sepenuhnya dengan deteksi busur seri berbasis mikrokomputer.

Maju cepat 10 tahun lagi. Persyaratan AFCI, sementara masih diperdebatkan di tingkat lokal, telah secara permanen diabadikan dalam NEC, dan sedang dikembangkan seperti halnya persyaratan GFCI di tahun 80-an. Satu tempat perlindungan AFCI diperluas selama ini adalah dapur - dengan peralatan daya tinggi, penggunaan yang luas, dan segala macam kemungkinan kerusakan kabel, kemungkinan kebakaran listrik berlimpah di sini. Ini, bagaimanapun, bertabrakan dengan persyaratan yang ada untuk perlindungan GFCI - Anda harus meletakkan salah satu perangkat perlindungan dalam faktor bentuk wadah (biasanya GFCI), atau menggunakan subpanel untuk menampung pemutus terhubung seri kedua dengan kerepotan petugas. Karenanya, pada awal 2010-an,personil . Meskipun hanya tersedia untuk sirkuit cabang fase tunggal, 15 dan 20A pada saat ini, mereka mewakili perlindungan terbaik.

Lebih jauh, wadah (disebut "sirkuit cabang keluaran") AFCI dikembangkan untuk retrofit dan terbatas lainnya (seperti bagian dari apa yang disebut "kombinasi sistem AFCI" menggunakan pemutus sirkuit yang terdaftar secara khusus, pemutus sirkuit gangguan busur tambahan, atau cabang / pengumpan AFCI) aplikasi. Bahkan ada wadah DFCI di pasar, tetapi ruang lingkup penerapannya tidak jelas.

Bisakah Anda memiliki perlindungan lebih dari batas minimum?

Jawaban atas pertanyaan ini adalah hampir gemilang ya . Peringatan utama dengan memasang perlindungan AF / personel GF di seluruh gedung adalah arus bocor, EMI, dan netral / MWBC bersama. Setelah ini dijilat, maka kesalahan tanah dan busur penuh + arus berlebih dan perlindungan hubung singkat di seluruh gedung bisa menjadi kenyataan.

Pertama, beberapa peralatan memiliki kompatibilitas AF / GF yang buruk. Mereka menghasilkan busur internal yang keliru karena kesalahan busur, meludahkan EMI ke saluran listrik yang membingungkan sensor perjalanan canggih, atau hanya bocor terlalu banyak arus ke tanah. Namun sekali lagi, alih-alih mengambil, katakanlah, ruang hampa kembali karena itu melompati arc fault breaker untuk kamar mereka, orang menyalahkan pemutus untuk masalah - ini telah menjadi penyebab pushback serius terhadap mandat AFCI, dan bahkan merupakan masalah dengan GFCI biasa dalam kasus sudut.

Masalah lainnya adalah berbagi netral dan MWBC. Netral yang dibagikan atau dilengkungkan adalah hasil dari kesalahan pemasangan kabel yang umum, biasanya "menyatukan semua putih" dalam kotak yang diumpankan oleh lebih dari satu sirkuit. Solusi sederhana adalah menjaga sirkuit yang terpisah benar-benar terpisah, tetapi ini tidak selalu praktis (misalnya untuk sirkuit cabang alat dapur kecil). Untungnya, opsi lain tersedia - saat ini, Anda dapat membeli dua sirkuit (/ 2/2) kabel NM yang memiliki dua kabel netral yang diidentifikasi dengan jelas, yang dapat membantu dengan ini, dan juga menyediakan pengganti yang cocok untuk penggunaan MWBCs. , karena DFCI dua kutub tidak tersedia meskipun dua kutub AFCI dan GFCI menjadi barang persediaan.

Setengah dari semua kebakaran listrik di AS disebabkan oleh kerusakan pendek atau lemah "putus dan lemah" di kabel di mana impedansi meningkat pada titik itu, menyebabkan pemanasan dan akhirnya api. Pada tahun 1999, NEC secara resmi mengumumkan standar baru pertama untuk memulai pengenalan bertahap dari perangkat perlindungan sirkuit baru: AFCI.

Sebenarnya, istilah luas AFCI mencakup beberapa jenis perlindungan. Kombinasi pemutus AFCI melindungi terhadap busur paralel dan tanah (seperti dari garis ke netral, garis ke tanah, atau netral ke tanah), seri busur (disebabkan oleh longgar atau rusak atau titik impedansi tinggi dalam satu baris), dan juga fungsi utama dari perlindungan yang berlebihan.

Tetapi NEC tidak merasa mereka bisa melakukan semuanya sekaligus, sehingga mereka membuat jadwal perubahan yang direncanakan untuk terjadi seiring waktu. Yang pertama adalah hanya membutuhkan AFCI untuk mencakup busur paralel dan TIDAK untuk mencakup seri busur, karena perlindungan busur paralel lebih mendesak dan seri perlindungan busur "lebih mahal" untuk dilakukan dan akan membutuhkan waktu untuk mengembangkan kedua teknologi baik yang diuji untuk. bekerja dengan baik serta mengembangkan penerimaan konsumen. Mereka juga memilih untuk mulai membutuhkan perlindungan seperti itu di kamar tidur (tidak, bukan dapur, bukan kamar mandi, tetapi kamar tidur). Ini sebagian karena mereka sudah membutuhkan GFCI di kamar basah bertahun-tahun sebelumnya. Tetapi juga sebagian karena kamar tidur adalah prioritas pertama berdasarkan pengalaman kebakaran rumah yang sebenarnya.

Seiring waktu, perlindungan ini telah digulirkan untuk menutupi ruang lain. Mereka sangat dekat, jika mereka belum melewati tanggal sekarang, membutuhkan konstruksi baru untuk menutupi seluruh rumah dengan dukungan kombinasi-AFCI dan, jika perlu, GFCI.

Jadi untuk menjawab pertanyaan Anda yang diedit terakhir, saya pikir hari ini (atau segera) NEC membutuhkan AFCI dan, jika perlu, perlindungan GFCI untuk SETIAP kamar tunggal di rumah.

Ada lagi, berkaitan dengan kabel MC. Misalnya, ketika memasang kabel baru dan jika kotak pemutus tidak dilengkapi dengan pemutus AFCI / GFCI untuk beberapa sirkuit (dan untuk beberapa alasan [mungkin bodoh]), maka kode NEC mengharuskan kabel rangkaian meninggalkan kotak panel menjadi logam. berpakaian sampai perlindungan tersebut terjadi di sirkuit. (Untuk melindunginya dari seseorang yang memalu paku ke dinding untuk menggantung gambar dan secara tidak sengaja menyebabkan gambar pendek.) Atau, sebagai alternatif, itu harus ditutupi oleh setidaknya dua inci beton.

Dan lebih lagi, seperti kenyataan bahwa kamar mandi harus berada di cabang sirkuit mereka sendiri dan TIDAK untuk digabungkan dengan cabang lain, seperti dapur atau ruang utilitas atau jenis kamar lainnya.

Ini semua untuk AS. Saya tidak tahu apakah itu mencakup Kanada atau Meksiko atau di mana pun.

Dan akhirnya, ini hanya datang dari fakta bahwa saya duduk dan benar-benar membaca buku kode NEC yang baru, sekitar setahun yang lalu, karena saya sedang bersiap-siap untuk merobohkan dan sepenuhnya mengganti beberapa kabel listrik di rumah saya.

Saya BUKAN tukang listrik yang terlatih dan apa yang saya tulis di atas adalah interpretasi saya sendiri tentang apa yang saya baca dan dengarkan. Dalam beberapa hal tentu berbeda dari bagaimana seorang tukang listrik dilatih. Tapi begitulah bunyinya bagi saya. Saya juga menonton video pelatihan tukang listrik - video yang menangkap pertemuan dengan personel NEC yang mengunjungi cabang tukang listrik setempat untuk menjelaskan aturan baru. Saya juga kembali dan membaca beberapa menit pertemuan NEC untuk melihat mengapa mereka memilih untuk melakukan hal-hal seperti yang mereka lakukan. Lagipula itu adalah pendapat saya.