论文关键字：AFCI　GFCI　断路器　防火监控　ZigBee网络　故障电弧　漏电保护

　　论文摘要：随着社会的不断发展，电气化程度越来越高，电路保护也越来越重要。电气中的故障电弧能量大，温度高，危害是极大的，非常容易引起火灾，甚至爆炸。但是，传统的断路器是只可以保护漏电（GFCI），过流和短路，而许多严重的火灾事故却是由低于额定电流的故障电弧引起的，传统的断路器是绝对不能检知或防止这种故障。随着电弧故障引起的事故越来越凸显，对电弧故障进行检测的要求越来越迫切，针对电弧故障的研究也越来越多。

　　为了避免此类火灾灾难的发生，我们开发出了电弧故障断路器(AFCI)控制板，在很大程度上解决了这个问题，在传统断路器的基础上，它可以在瞬间检测到电弧，并区分电弧的性质，及时做出相应的处理。本文将阐述AFCI产品在生活中的应用，以及AFCI产品可衍生出来的其他应用，希望AFCI产品可以造福人类。

　　AFCI产品的必要性

　　据统计，电路老化造成的火灾在所有火灾事故中占有最高的比例，在我国，电气线路老化，线路分布不合理的情况比比皆是，春节刚过，于2009.02.05日，武汉的汉正街发生火灾，整个汉正街的商铺被大火吞噬，直接经济损失超过3000万元，死亡1人。经过调查，起火原因是电气线路老化走火（故障电弧）引发的。根据CPSC(美国消费品安全委员会)1998年的统计，每年由于配电线路老化引起电弧造成的火灾有超过40000起，（占电气火灾的83％）造成直接经济损失$16.8亿美圆。所以CPSC要求所有的住宅的卧室必须安装这种AFCI断路器和墙插座，所有的空调要安装AFCI插座。

　　这仅是所有火灾事故中很小的一些实例，为了避免这类灾难的重演，除了我们应该适当注意用电安全外，就是利用AFCI产品的优势，在火灾隐患发生时得到最及时的处理，这就是AFCI产品存在的必要性。

　　AFCI产品的相关知识

　　l电弧的种类：

　　线路上的电弧可分为两种，一种是正常的操作弧，称《好弧》，另一种是故障电弧，称《坏弧》。

　　1.《好弧》是指当电机旋转产生的弧，如电钻，吸尘器等。另外当人们开关电器，插拔电器时产生的弧也是《好弧》。

　　2.《坏弧》是故障电弧，故障电弧的类型基本上可分两类。A类和B类。A类称串型电弧，B类称并型电弧，图示如下：

　　l UL1699标准：

　　UL1699是为了规范AFCI产品而定制的标准。AFCI产品发展于上世纪90年代，用以识别由过电流产生的电弧而造成的家庭火灾。传统的断路器可以对过电流提供保护，然而研究发现在没有过电流发生的情况下由小电流引起的故障电弧也有足够的能量引发打火从而引起火灾。现在UL1699可用于规范AFCI技术在普通断路器、墙式安装插座、以及便携式AFCI（Cord AFCI）的应用。

　　l。AFCI如何工作：

　　根据UL1699的标准，在AC线路上，当AFCI在0.5秒内察觉到8个半周的故障电弧（坏弧），AFCI断路器执行脱扣，切断AC 线路，脱扣时间小于0.2秒。

　　lAFCI的原理：

上图中800（M37544）是Renesas 740系列的8 bit 单片机，它的最小指令时间为0.25us, ROM size 8－32K, RAM size 256－2048, 有可编程I/O口25个，3个定时器，6个8bit A/D 转换器，A/D的转换速度非常快，约8us, 12个中断源，一个WDT，宽电源范围2.2-5.5V。因为M37544是三菱的产品，所以有很好的EMC和EMI性能，是强电控制的首选。