Zabezpieczenie przed występowaniem łuku elektrycznego AFCI (ang. Arc Fault Circuit Breaker, urządzenie do przerywania zwarć łukowych) jest urządzeniem zaprojektowanym w celu łagodzenia efektów wystąpienia łuku zwarciowego poprzez odłączenie obwodu w przypadku jego wykrycia. Łuk zwarciowy jest niebezpiecznym zjawiskiem występującym między przewodami, któremu zwykle towarzyszy częściowe odparowanie materiału przewodnika (żył przewodów miedzianych). Efekt taki w przewodniku może powodować zapalenie się izolacji przewodu, co w konsekwencji może prowadzić do wystąpienia pożaru. Elementem, który ma na celu eliminowanie niebezpiecznych zdarzeń związanych z wystąpieniem łuku jest zabezpieczenie przed wystąpieniem łuku elektrycznego AFCI.
Wystąpienie łuków zwarciowych może nastąpić w sytuacjach przedstawionych na poniższych rysunkach.
Przypadki uszkodzenia przewodów instalacji mogą skutkować wystąpieniem 3 rodzajów łuków zwarciowych:
1. Szeregowe łuki zwarciowe (L – faza) najczęściej spowodowane są przerwaniem przewodu fazowego lub utratą kontaktu szeregowo z obciążeniem. W takich przypadkach prąd jest mniejszy niż prąd roboczy, a bezpieczniki i wyłączniki różnicowo-prądowe nie są w stanie wykryć tej usterki. Urządzenia do wykrywania zwarć łukowych zaprojektowane są w ten sposób, żeby nastąpiła przerywa obwodu, zanim energia w punkcie zwarcia osiągnie wartości prowadzące do pożaru.
2. Równoległe łuki zwarciowe (L- faza, N- przewód zerowy) są powodowane przez łuk elektryczny występujący w wyniku uszkodzenia izolacji dwóch przewodów. Wartość prądu zależy od impedancji obwodu. Obwód jest przerwany w zależności od wartości prądu znamionowego jego zabezpieczenia prądowego (np. bezpiecznika topikowego). Jeśli impedancja obwodu jest zbyt wysoka, a prąd zabezpieczenia prądowego nie zostanie osiągnięty, wtedy przerwanie obwodu może nie wystąpić. W takim przypadku powinno zadziałać urządzenie AFCI czyli rozłączy obwód gdy prąd łuku zwarciowego jest większy niż 2,5 A.
3. Równoległe łuki (L-faza, PE- przewód odgromowy). Łuki zwarciowe międzyfazowe (PE) powinny być wykrywane i wyłączane po zastosowaniu wyłączników różnicowo-prądowych (zwykle In 300 mA). Układy AFCI również wykrywają tego rodzaju łuki zwarciowe, zapewniając tym samym ochronę w miejscach, w których wyłączniki różnicowo-prądowe nie są zainstalowane.
Wystąpienie łuku elektrycznego w przypadku połączeń przewodowych falownika (strona DC) może prowadzić do powstania pożaru obiektu na którym to urządzenie jest zamontowane. Dlatego stosunkowo niewielki wydatek na zabezpieczenie AFCI może pozwolić na spokojny sen posiadaczowi instalacji fotowoltaicznej (jest ono szczególnie polecane w sytuacji, kiedy montaż fotowoltaiki wykonują firmy posiadające różne doświadczenie w tym obszarze).
Oczywiście AFCI nie jest niezbędne, ponieważ wystarczy prawidłowo wykonać instalację fotowoltaiczną (przestrzegać wymagań wykonywania połączeń kontaktowych, prowadzić przewody w korytkach ochronnych, stosować się do instrukcji producenta inwertera, czy prawidłowo mocować przewody).
Jednocześnie ważnym jest również wykonywanie regularnych kontroli stanu instalacji fotowoltaicznej (przynajmniej raz do roku), ponieważ jest to jeden z elementów pozwalających na zapobieganie skutków występowania niekorzystnych zdarzeń związanych z wystąpieniem łuku elektrycznego.
Zabezpieczenia AFCI powinny być zainstalowane na początku chronionego obwodu. W przypadku instalacji fotowoltaicznych powinna zostać założone na każdym stringu DC wchodzącym do falownika.
