O que é AFCI? (Arc Fault Circuit Interrupter) ou em português, Interruptor de Falha por Arco Elétrico. O AFCI não é usado apenas em circuitos em corrente contínua como está se popularizando no Brasil por conta da portaria 140 e a 515/23 do INMETRO.
Após a consulta, publicação e aprovação da portaria 140 e 515/23 do INMETRO, o assunto com a palavra AFCI está em alta, mas estes dispositivo não é utilizado apenas nos inversores solares para instalações fotovoltaicas e vou te explicar em detalhes neste artigo.
O AFCI, ou Interruptor de Falha de Arco Elétrico, é essencial para a segurança elétrica. Ele ajuda a prevenir incêndios causados por falhas elétricas que podem gerar arcos elétricos. Funciona detectando e cortando arcos elétricos, que podem surgir de conexões ruins ou fios danificados, fios rompidos.
Sobretudo em instalações fotovotlaicas que temos módulos fotovoltaicos ligados em série com tensões altas, geralmente da ordem de 350 V DC até passando de 1000 V DC. Neste tipo de instalação, o arco elétrico pode trazer problemas sobretudo incêndios.
Muitos incêndios em casas começam com problemas elétricos. Por isso, o uso do AFCI é muito importante nas instalações elétricas.
Em seguida, vamos falar mais sobre o que é o AFCI. Vamos ver como ele funciona, seus benefícios e as normas que o regem. Isso vai ajudar a entender melhor a importância desse dispositivo na proteção contra arcos em instalações elétricas.
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O que é AFCI?
Entender o que é AFCI, ou Interruptor de Falha de Arco Elétrico é de extrema importância. AFCI é um dispositivo que detecta falhas de arco em circuitos elétricos. O significado da sigla afci (Arc Fault Circuit Interrupter) em inglês, está ligado à proteção contra incêndios. Isso porque os arcos elétricos são uma grande causa de incêndios em instalações elétricas.
A definição e significado do AFCI
A definição afci refere-se à um dispositivo eletroeletrônico ou circuito eletrônico instalado dentro de equipamentos eletrônicos, como os inversores solares. Ele tem capacidade de monitorar os circuitos elétricos continuamente. Ele identifica padrões que indicam a presença de arcos perigosos. Esses padrões não são visíveis a olho nu, tornando o AFCI essencial para a segurança elétrica.
Esse dispositivo é um avanço na proteção elétrica, especialmente em sistemas fotovoltaicos. Estudos mostram que a instalação do AFCI pode diminuir o risco de incêndios causados por arcos elétricos em até 50%.
Nos Estados Unidos e Paises da Europa, a utilização de Dispositivos AFCI são OBRIGATÓRIOS, no entanto no Brasil ainda não é obrigatório em instalações elétricas residênciais, mas já está em analise para ser recomendado na próxima revisão da NBR 5410.
O conceito e importância da proteção AFCI
O conceito afci se baseia na necessidade de uma proteção mais eficaz contra incêndios elétricos. Diferente dos disjuntores comuns, o AFCI atua preventivamente contra arcos. Muitas vezes, esses arcos são ignorados.
A importância do afci é mais clara em construções antigas ou em locais com fiações danificadas. Com a crescente instalação de sistemas solares no Brasil, a demanda por inversores com AFCI também cresceu como é falado neste artigo aqui. Isso mostra a preocupação contínua com a segurança elétrica.
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| Aspecto | Informação |
|---|---|
| Público Alvo | Residências, estabelecimentos comerciais e serviços, propriedades rurais |
| Porcentagem de Unidades Consumidoras com Energia Solar | 70% são residências, totalizando mais de 2,8 milhões de imóveis |
| Data de Obrigatoriedade do AFCI no em Inversores Solares Brasil | 1º de dezembro de 2024, conforme Portaria 515/2023 do Inmetro |
| Integração do AFCI em Inversores no Brasil | Aproximadamente 60% dos fabricantes ainda não oferecem essa tecnologia |
| AFCI para Instalações Elétricas AC | Será recomendado na próxima revisão da NBR 5410 |
A estrutura e funcionamento do AFCI
O afci funciona para proteger contra falhas causadas por arcos elétricos tanto em corrente contínua como em corrente alternada. Seu objetivo é interromper falhas rapidamente, evitando incêndios. Esses dispositivos são essenciais para a segurança em muitas instalações, incluindo afci em inversores para sistemas fotovoltaicos.
Como funciona o interruptor de falha de arco elétrico
Os dispositivos AFCI monitoram o fluxo de eletricidade continuamente. Eles desligam o circuito quando detectam padrões anômalos, como faíscas. Isso ocorre em frações de segundo, reduzindo riscos.
Estes padrões anômalos que acontecem como faiscas, mal contatos geram distorções nas formas de onda e também podem gerar surtos de tensão, e é exatamente analisando as formas de ondas que o dispositivo AFCI trabalha.
Detecção de arcos elétricos e sua complexidade em Sistemas Fotovoltaicos
A detecção de arcos elétricos é complexa. O AFCI distingue entre arcos normais e perigosos. Inversores modernos usam inteligência artificial para melhorar a precisão.
Eles conseguem identificar arcos em série, comuns em sistemas fotovoltaicos. Também lidam com arcos em paralelo e para terra, que são mais perigosos.
Benefícios do AFCI
Os benefícios do AFCI são muitos, especialmente em sistemas de energia elétrica em corrente alternada e fotovoltaicos no lado de corrente contínua, que é o lado das placas fotovoltaicas. Este dispositivo ajuda muito na prevenção de incêndios e melhora a segurança das instalações elétrica.
Prevenção de incêndios e segurança elétrica
Usar interruptores de falha de arco elétrico (AFCI) diminui muito o risco de incêndios. Eles detectam arcos elétricos rápido e desligam o circuito logo que percebem uma falha. Isso evita que o fogo se inicie ou até mesmo se espalhe. É muito importante em lugares com instalações elétricas antigas ou que estão desgastadas. Igualmente importante em instalações fotovoltaicas sobretudo nos inversores seja string, microinversor, híbrido offgrid e híbrido ongrid, e inclusive em controladores de carga mppt.
Redução do risco de choques elétricos
O AFCI apesar de ser um dispositivo e circuito eletrônico altamente tecnológico, ele não protege contra choques elétricos. O que protege contra choques elétrico em pessoas e animais é o dispositivo IDR ou DR e um bom aterramento para que este dispositívo possa atuar da forma correta.
Desempenho e confiabilidade dos sistemas elétricos
Adicionar dispositivos AFCI melhora muito o desempenho e a confiabilidade dos sistemas elétricos. Eles evitam falhas graves e economizam dinheiro na manutenção. Os sistemas com AFCI são mais duráveis e eficientes, o que traz economia a longo prazo.
| Benefícios do AFCI | Impacto |
|---|---|
| Prevenção de incêndios | Desconexão automática ao detectar falhas |
| Desempenho e Confiabilidade | Ajuda a melhorar nas instalações elétricas |
| Desempenho dos sistemas elétricos | Aumento na eficiência e diminuição de custos de manutenção |
Normas e regulamentações sobre o AFCI
As normas sobre sistemas de interrupção de falha de arco elétrico (AFCI) estão melhorando no Brasil. Voltado para energia solar fotovoltaica, temos a recente Portaria 140 e 515/2023 do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) trouxe novas diretrizes. Ela diz que, a partir de 1º de dezembro de 2024, inversores fotovoltaicos con tensçoes de placa solar acima de 120V e correntes de até 20A devem ter um sistema AFCI.
Já para a parte elétrica em corrente alternada nas instalações em geral, existe a NBR 5410 que com base em informações de pesquisas que fiz, será recomendado o uso de dispositivos AFCI na próxima revisão.
A legislação no Brasil e sua evolução
As normas buscam aumentar a segurança elétrica. O arco elétrico é um grande causador de incêndios em sistemas fotovoltaicos e em isntalações elétricas em geral seja em corrente contínua ou em corrente alternada.
A legislação no Brasil está se tornando mais rigorosa. Isso garante mais segurança para todos. Quem não seguir as regras pode enfrentar sérias penalidades, conforme a Lei 9.933 de 1999.
Comparação com disjuntores comuns e dispositivos de proteção IDR ou DR
É importante comparar disjuntores comuns, IDRs e DRs com o AFCI. Disjuntores tradicionais protegem contra sobrecargas e curtos-circuitos. Os IDRs e DRs protegem pessoas e animais contra choques elétricos. Já o AFCI foca em detectar e interromper arcos elétricos.
Essa especialização ajuda a prevenir incêndios de forma mais eficaz. Veja a tabela abaixo para entender melhor as diferenças.
Tipo  | Função Principal | Proteção Contra |
Disjuntor Comum | Proteger circuitos contra sobrecargas e curtos-circuitos | Sobrecargas, curtos-circuitos |
IDRs ou DRs | Proteger Pessoas e Animais contra Choques elétricos | Choques Elétricos |
AFCI | Detectar e interromper falhas de arco elétrico | Arcos elétricos, riscos de incêndio |
Conclusão
O AFCI, ou Interruptor de Falha de Arco Elétrico, é uma solução avançada para proteger contra incêndios nas instalações elétricas tanto em corrente contínua quanto em corrente alternada. Ele detecta arcos elétricos, que são a causa de muitos incêndios. No Brasil, a eletricidade é um grande responsável por incêndios e fatalidades, então prevenir esses incêndios é crucial.
Desde 1999, a National Electrical Code (NEC) nos Estados Unidos já reconhecia a importância dos AFCIs, obrigando sua instalação em diversos circuitos. Com a atualização da NBR 5410 prevista para 2024, o Brasil deve seguir essa tendência. Embora os AFCIs custem mais que os disjuntores tradicionais, a segurança que oferecem vale muito a pena.
Instalar esses dispositivos em sistemas fotovoltaicos é essencial, especialmente com o aumento do uso de energia solar no Brasil. Eles ajudam a detectar arcos elétricos cedo, evitando grandes problemas. Assim, usar o AFCI é um passo importante para melhorar a segurança elétrica e prevenir incêndios.
