ARRL assisteert bij oplossen RFI probleem

aardlekschakelaar

aardlekschakelaarHet ARRL lab heeft in samenwerking met een fabrikant van Arc Fault Circuit Interrupters (AFCI) klachten opgelost waarbij sommige modellen onderbrekers spontaan uitschakelden als er HF van een amateurradio in de buurt was. Net als de veel bekendere Ground Fault Circuit Interrupter (GFCI, wat wij een aardlekschakelaar noemen), is een AFCI een beveiligingsapparaat.

 

In Amerika is de netspanning nog 115V, de helft van wat het in Europa is. Als gevolg daarvan zijn de stromen bij gelijk opgenomen vermogen 2x zo hoog als hier. Dat wreekt zich voornamelijk bij grootverbruikers als airco's, ventilatorkachels, (af)wasmachines e.d. Door die hoge stromen is er vaker sprake van vonkvorming en dus risico's op brand. AFCI's detecteren dat soort vonken, en schakelen dan de stroom uit, net als een aardlekschakelaar.

“Een aantal maanden geleden begonnen we meldingen te krijgen van amateurs dat als ze de zender inschakelden, hun AFCI's eruit knalden,” zegt Mike Gruber, W1MG, de EMC specialist van het ARRL lab. Hij merkte ook dat het probleem besproken werd in fora van radio-amateurs en huiseigenaren; het leek erop dat niet alleen RFI de oorzaak was van het ongewenst uitschakelen van een AFCI. Gruber wijst erop dat de National Electrical Code (NEC, soort KEMA) nu al AFCI's voorschrijft in sommige delen van het elektriciteitsnet in huizen, maar nog niet alle Amerikaanse staten hebben dit voorschrift al opgenomen in hun wetten.

Gruber zegt dat sinds AFCI's standaard toegepast worden in nieuwbouwhuizen, er ook meer meldingen begonnen te komen dat AFCI's — en niet alleen in het huis van een radioamateur — spontaan uitschakelden als er HF uit een amateurzender in de buurt was. Hoewel het ontwerp van zo'n ding geheim is, detecteren de meeste AFCI's vonken door naar de vorm van de wisselstroom te kijken, veranderingen in de stroom, spanningspieken en de aanwezigheid van hoogfrequent straling of "ruis". Het ARRL lab heeft het probleem onder de loep genomen.

“Afgelopen zomer hebben we een testopstelling gemaakt waarin we elk type onderbreker kunnen testen,” zegt Gruber. Daarbij werd W1AW als HF bron gebruikt. Gruber zegt dat hij “elke AFCI die ik kon krijgen” heeft gekocht, maar toen het lab begon met testen tijdens de uitzendingen van W1AW, bleven ze allemaal werken.

Een amateur in New Mexico die problemen met zijn AFCI had gemeld, stuurde de zijne op naar het ARRL lab, “en die knalden er wel uit tijdens het testen,” zegt Gruber. De onderbrekers met problemen werden gemaakt door Eaton Corporation. “We hadden al een Eaton onderbreker, een ouder model, maar die bleef werken,” zei hij, daarbij opmerkend dat die onderbreker een gele knop had. Het nieuwere model, voorzien van een witte knop, ging er wél uit bij aanwezigheid van HF, zelfs al bij 50 W op 17 meter.

Gruber nam contact op met Eaton, en die stuurde in augustus twee technici naar het hoofdkwartoer van de ARRL. “Eaton werkte uitstekend mee, en was er alles aan gelegen om het probleem op te lossen,” zegt Gruber. “Ze brachten de hele dag met ons door, keken naar onze testmethoden en namen een aantal van de problematische onderbrekers mee terug, waarna ze met een gemodificeerde versie kwamen".

“We zijn net klaar met testen en deze versie blijft werken tijdens de uitzendingen van W1AW en tijdens andere testen,” rapporteert Gruber. Hij zegt dat de onderbreker nu wacht op typekeuring door de Amerikaanse KEMA.

De directeur van Eaton's ontwikkelafdeling zegt dat vonkdetectie een uitdaging is, in het bijzonder omdat een hoop huishoudelijke apparaten — zoals stofzuigers en elektrisch gereedschap die motoren met koolborstels gebruiken — vonken veroorzaken. Uit informatie dat Eaton technicus Lanson Relyea aan de ARRL verstrekte zegt hij dat omdat AFCI's voor hun werking zich onder meer baseren op HF detectie dat door vonken veroorzaakt wordt, “elk signaal dat binnen de doorlaatband van de AFCI valt het apparaat aan kan laten spreken zonder dat er van echte vonkvorming sprake is.”

Foerster legde uit dat alle vonkdetectors aan UL standaard 1699 moeten voldoen. “Deze standaard omvat een uitgebreide hoeveelheid testen die moeten verzekeren dat het apparaat een vonk detecteert, dat hij niet aanspreekt onder normale belastingscondities, en dat hij bestand is tegen een groot aantal omgevingsfactoren, waaronder stoorbronnen” vertelde Foerster aan de ARRL. “Onderdeel van die test is de immuniteit voor elektromagnetische velden en verstoringen in geleiding.”

Foerster zegt dat de AFCI's “behoorlijk geavanceerde signaalprocessing technieken gebruiken” om de diverse soorten vonken te kunnen onderscheiden. “Ze worden steeds beter, maar ze zijn niet perfect,” zegt hij daarover. “En de filosofie erachter is dat als ze zich vergissen, in elk geval de stroom onderbroken moet worden.” Volgens Foerster en de National Fire Protection Association (NFPA) statistieken is door de toepassing van AFCI's het aantal huisbranden door elektrische oorzaak aanzienlijk gedaald. Zodra de National Electrical Code (NEC) volgend jaar begint met het voorschrijven van AFCI's in meterkasten, dan verzekert Foerster dat deze voorzien zullen zijn van “de immuniteit voor amateurradio signalen zoals we dat ontwikkeld en getest hebben met ondersteuning van de ARRL.”

Eaton en ARRL zijn overeengekomen dat als er nieuwe modellen onderbrekers uitkomen, ze aan de ARRL zullen vragen om deze te testen met W1AW (overigens het clubstation van de ARRL). “Het is een win-win situatie,” zegt Gruber. Eaton heeft tevens toegezegd iedereen te helpen die een probleem met RFI in de AFCI's heeft. Eaton zegt dat AFCI fabrikanten “zich bewust zijn van dit probleem en er actief aan werken om dit in hun toekomstige producten op te lossen.”

 

Geef een reactie