วิธีเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสามเฟสที่เหมาะสมที่สุด?

ผมเคยเสียบอร์ด CNC มูลค่า 40,000 ดอลลาร์ไปเพราะพลาดขั้นตอนการเลือก SPD ราคา 200 ดอลลาร์ บทเรียนครั้งนั้นสอนให้ผมรู้ว่าควรเลือกชิ้นส่วนที่ถูกต้องอย่างไร

ฉันเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบสามเฟสโดยตรวจสอบค่า Uc, In, Imax, Iimp, Up, ตัวเรือน และใบรับรอง อุปกรณ์นั้นต้องเข้ากันได้กับแรงดันไฟฟ้าของระบบ รับมือกับไฟกระชากที่รุนแรงที่สุดได้ และต้องติดตั้งในแผงควบคุมได้

โปรดอ่านต่อไป แล้วฉันจะแสดงให้คุณเห็นเช็คลิสต์ที่ฉันมอบให้กับผู้ซื้อทุกรายที่ขอใบเสนอราคาจากฉัน

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก 3 เฟส คืออะไร?

ผมจัดส่งกล่องเหล่านี้หลายพันกล่องทุกเดือน แต่ผู้ซื้อส่วนใหญ่ก็ยังถามผมอยู่ดีว่าข้างในมีอะไร

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบสามเฟสเป็นกล่องโลหะที่บรรจุตัวต้านทานโลหะออกไซด์และหลอดแก๊ส ทำหน้าที่ระบายแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินลงสู่พื้นดิน เพื่อป้องกันไม่ให้ไฟกระชากไปถึงมอเตอร์ ไดรฟ์ หรือ PLC ของผม

ฉันตั้งชื่อชิ้นส่วนภายในอย่างไร

ผมเปิดอุปกรณ์ Leikexing ตัวหนึ่งบนโต๊ะทำงานของผม คุณจะเห็นตัวต้านทานแบบแปรค่าได้ (varistor) สามหรือสี่ตัวต่ออยู่ระหว่าง L1-L2, L2-L3, L3-L1 และแต่ละสายต่อลงดิน ฟิวส์ความร้อนขนาดเล็กวางอยู่บนแผ่นตัวต้านทานแต่ละตัว หากแผ่นตัวต้านทานร้อนเกินไป ฟิวส์จะขาดและธงสีแดงจะโผล่ออกมา ธงนี้จะส่งสัญญาณให้ผมทราบได้อย่างรวดเร็วว่าผ่านหรือไม่ผ่าน เมื่อผมตรวจสอบแผงควบคุม

เหตุผลที่ฉันเลือกโหมด 3+1 สำหรับพืชส่วนใหญ่

ลูกค้าชาวเยอรมันของผมใช้ระบบไฟฟ้า TN-S 400 V เขาเลือกใช้โหมด 3+1 คือ วาริสเตอร์ 3 ตัวสำหรับป้องกันไฟรั่วระหว่างสาย และอีก 1 ตัวสำหรับป้องกันไฟรั่วลงดิน (N-PE) โหมดนี้ช่วยป้องกันทั้งเฟสและนิวทรัลได้อย่างเท่าเทียมกัน ถ้าใช้แค่โหมด 3 อย่างเดียว ไฟรั่วลงดินจากนิวทรัลก็ยังสามารถส่งผลกระทบต่อ PLC ของเขาได้ ค่าใช้จ่ายเพิ่มอีก 8 ดอลลาร์นั้นถูกกว่าเวลาหยุดทำงานหนึ่งชั่วโมงครับ

ฉันอ่านฉลากได้ภายในสิบวินาที

ฉันสอนให้ผู้ซื้ออ่านฉลากแบบกลับหัวขณะที่สินค้ายังอยู่ในกล่อง มองหาตัวเลขห้าตัวนี้:

หากหมายเลขใดหายไป ฉันจะขอเอกสารทดสอบจากผู้จำหน่าย หากไม่มีเอกสารทดสอบ ก็จะไม่ซื้อสินค้า

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบสามเฟสทำงานอย่างไร?

ผมยังจำได้ดีถึงครั้งแรกที่ผมเห็นกระแสไฟกระชาก 40 กิโลแอมป์บนออสซิลโลสโคป เส้นกราฟแรงดันไฟฟ้าพุ่งขึ้นอย่างรวดเร็วราวกับจรวด

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบสามเฟสของผมทำงานเหมือนสวิตช์ความเร็วสูง เมื่อแรงดันไฟฟ้าในสายสูงเกินระดับที่อุปกรณ์จำกัดไว้ ความต้านทานของวาริสเตอร์จะลดลงจากระดับเมกะโอห์มเหลือเพียงไม่กี่โอห์มในเวลาเพียงไม่กี่นาโนวินาที มันจะลัดวงจรไฟกระชากลงดินและรีเซ็ตเมื่อแรงดันไฟฟ้ากลับสู่ระดับปกติ

เส้นโค้งแคลมป์ที่ฉันวาดให้ผู้ซื้อ

ผมวาดเส้นง่ายๆ บนกระดานไวท์บอร์ด ด้านซ้ายคือ 230 V RMS ด้านขวาคือ 1 kV ผมวาดเส้นราบที่ 700 V เส้นราบนั้นคือแรงดันขึ้น หรือแรงดันที่ผ่านได้ แรงดันใดๆ ที่สูงกว่าเส้นนั้นจะถูกเผาไหม้ในวาริสเตอร์ ไม่ใช่ในไดรฟ์ของคุณ ผมบอกผู้ซื้อว่า “ไดรฟ์ของคุณจะเห็นเฉพาะแรงดันที่ต่ำกว่าเส้นราบนั้นเท่านั้น”

ทำไมความเร็วถึงชนะขนาด

ตัวต้านทานแบบแปรค่าขนาดใหญ่สามารถรับพลังงานได้มากกว่า แต่ก็ทำงานช้ากว่าเช่นกัน ผมทดสอบตัวต้านทานสองชิ้นควบคู่กันไป คือแบบแผ่นขนาด 40 มม. และแบบแผ่นขนาด 34 มม. ตัวต้านทานขนาดเล็กกว่าจะวัดแรงดันได้ต่ำกว่า 50 โวลต์ เนื่องจากสายไฟสั้นกว่า สำหรับมอเตอร์เซอร์โว ผมมักเลือกใช้ตัวต้านทานแบบแผ่นขนาดเล็กกว่าที่ทำงานเร็วกว่าเสมอ แม้ว่าจะมีราคาแพงกว่า 5% ก็ตาม การประหยัดเวลาหยุดทำงานจะคุ้มทุนภายในหนึ่งสัปดาห์

จุดที่ฉันวางพันธะโลก

ผมเคยไปเยี่ยมชมไซต์งานแห่งหนึ่งในสหราชอาณาจักรที่อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) พังบ่อย ช่างติดตั้งได้เดินสายดินยาว 10 เมตรกลับไปยังแท่งทองแดงหลัก ค่าความเหนี่ยวนำของสายไฟทำให้แรงดันไฟฟ้าที่ผ่านเพิ่มขึ้น 600 โวลต์ ผมจึงย้ายสายดินของ SPD ไปยังแท่งทองแดงขนาด 50 มม.² ที่อยู่ติดกับแผงควบคุม เหตุการณ์ไฟกระชากครั้งต่อไปไม่ส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ใดๆ ระยะห่างจากสายดินสำคัญกว่ายี่ห้อของอุปกรณ์ครับ

การใช้งานอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบ 3 เฟสสำหรับอุตสาหกรรม

เมื่อเดือนที่แล้ว ผมเดินเข้าไปในโรงงานผลิตอาหารแห่งหนึ่งในฝรั่งเศส มอเตอร์สายพานลำเลียงทุกตัวเสียหมดหลังจากพายุพัดผ่าน พวกเขาไม่ได้ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันความเร็วรอบสูง (SPD) ในส่วนป้อนวัสดุของ MCC

ผมติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบสามเฟส (SPD) บนสายป้อนหลัก แผงควบคุมย่อย และที่เครื่องจักร หน่วยหลักใช้พลังงาน 80% หน่วยแผงควบคุมย่อยใช้ 15% และหน่วยที่อยู่ใกล้เครื่องจักรจะช่วยป้องกัน PLC การเรียงลำดับแบบนี้ทำให้สายการผลิตของผมทำงานได้ตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์

สามเลเยอร์ที่ฉันวาดสำหรับทุกโปรเจกต์

ต้นทุนรวมสำหรับสายการผลิตขนาด 500 กิโลวัตต์นั้นต่ำกว่า 400 ดอลลาร์ VFD ที่เสียหนึ่งตัวมีค่าใช้จ่าย 3,200 ดอลลาร์ ผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) อยู่ที่ 8:1 แม้ว่าจะเกิดไฟกระชากเพียงปีละครั้งก็ตาม

เหตุผลที่ฉันไม่เคยใช้ SPD และ VFD ในกล่องเดียวกัน

ความร้อนคือตัวทำลายล้าง VFD ทำงานที่อุณหภูมิภายใน 60 °C SPD จะลดกำลังลง 1% ทุกๆ 1 °C ที่สูงกว่า 40 °C ถ้าผมติดตั้ง SPD ไว้ภายในกล่อง VFD อัตรากระแสไฟ 40 kA จะลดลงเหลือ 25 kA ผมติดตั้งมันไว้ที่ผนังด้านซ้ายด้านนอก โดยเว้นช่องว่างอากาศ 200 มม. ตัวเครื่องจึงเย็นลง และผมยังคงได้มาตรฐาน IP54 แม้จะมีฝาครอบขนาดเล็กก็ตาม

ฉันจัดการระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในโรงงานเดียวกันอย่างไร

เว็บไซต์เดียวกันในฝรั่งเศสมีแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาขนาด 200 กิโลวัตต์ อินเวอร์เตอร์จ่ายไฟกลับเข้าสู่แผงวงจรหลักเดียวกัน สายไฟโซลาร์เซลล์อาจทำให้เกิดไฟกระชากได้ ผมจึงเพิ่มอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบ DC ที่ตัวรวมสายไฟ และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบ AC ที่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ อุปกรณ์ทั้งสองใช้แท่งกราวด์เดียวกันกับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากหลัก กราวด์เดียว แคลมป์เดียว ไม่มีปัญหา

หลักการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก 3 เฟส

ฉันชอบทุบแผ่นวาริสเตอร์ด้วยค้อนหลังจากที่มันทำงานเสร็จแล้ว ข้างในคุณจะเห็นทรายเซรามิกสีดำ ทรายนั้นแหละคือฮีโร่

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบสามเฟสของผมทำงานโดยใช้หลักการแบ่งแรงดัน ภายใต้แรงดันปกติ 400 โวลต์ ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ (varistor) จะทำหน้าที่เหมือนสวิตช์เปิด เมื่อเกิดไฟกระชากทำให้แรงดันในสายใดสายหนึ่งสูงกว่า 700 โวลต์ ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้จะจำกัดแรงดันและแบ่งพลังงานของไฟกระชากนั้นระหว่างสายดินและสายกลาง หลังจากไฟกระชากผ่านพ้นไป มันจะกลับไปมีค่าความต้านทานสูงและรอรับไฟกระชากครั้งต่อไป

ไทม์ไลน์ระดับนาโนวินาทีที่ฉันพิมพ์ให้ผู้ซื้อ

ฉันติดแผ่นกระดาษนี้ไว้ด้านในประตูแผงควบคุม ช่างไฟฟ้าชอบมันเพราะพวกเขาสามารถเห็นได้ว่าทำไมสัญญาณเตือนสีแดงถึงไม่ขึ้น: เครื่องรีเซ็ตแล้ว ดังนั้นไฟกระชากจึงเกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ

เหตุผลที่ฉันเลือก UC 275 V สำหรับระบบ 230 V

ระบบ 230 V อาจมีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 253 V ในวันที่แดดจัด ถ้าผมเลือก Uc ที่ 275 V ผมจะมีระยะเผื่อ 22 V แต่ถ้าเลือก Uc ที่ 320 V จะมีระยะเผื่อ 67 V แต่แรงดันไฟฟ้าที่ผ่านเข้ามาจะสูงขึ้นถึง 120 V ผมยอมรับระยะเผื่อที่แคบลงเพื่อให้ได้ค่า clamp ที่ต่ำลง ตลอดสิบปีที่ผ่านมา เราไม่เคยมีการตัดวงจรผิดพลาดเลยแม้แต่ครั้งเดียวในอุปกรณ์ 275 V ทฤษฎีนั้นดี แต่ข้อมูลภาคสนามของผมพิสูจน์ได้ดีกว่า

ฉันตรวจสอบสินค้าแต่ละล็อตอย่างไรก่อนส่งออกจากโรงงาน

ผมสร้างห้องทดลองทดสอบไฟกระชาก 60 kA 8/20 µs ที่เมืองเหวินโจว ทุกชุดการผลิตจะมีตัวอย่างทดสอบหนึ่งชิ้น ผมทำการทดสอบไฟกระชากสามครั้งที่ 60 kA แล้ววัดค่า Up ถ้าค่า Up ผิดเพี้ยนเกิน 10% ผมจะปฏิเสธชุดการผลิตนั้น ผู้ซื้อจะได้รับรายงานการทดสอบทางอีเมลก่อนที่ตู้คอนเทนเนอร์จะออกจากท่าเรือด้วยซ้ำ รายงานนั้นเปรียบเสมือนการจับมือของผม

4 สัญญาณที่บ่งบอกว่าคุณควรเปลี่ยนอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่วแบบ 3 เฟส (SPD)

เมื่อปีที่แล้ว ผมไปเดินดูโรงอบขนมแห่งหนึ่งในสหราชอาณาจักร หน้าต่าง SPD ของพวกเขามีสีดำ แต่ผู้จัดการโรงงานบอกว่า “มันยังสว่างเป็นสีเขียวอยู่ แสดงว่ามันต้องดีแน่ๆ” สองสัปดาห์ต่อมา PLC ในเตาอบก็พัง

ผมจะเปลี่ยนอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบสามเฟส (SPD) เมื่อไฟแสดงสถานะเป็นสีแดง ฟิวส์ความร้อนขาด ตัวต้านทานปรับค่าได้แตก หรือเอกสารทดสอบแสดงค่า Up drift เกิน 10% สัญญาณใดสัญญาณหนึ่งก็หมายความว่าอุปกรณ์จะไม่สามารถป้องกันไฟกระชากครั้งต่อไปได้

การตรวจสอบด้วยสายตาในหนึ่งวินาทีที่ฉันสอน

ผมสั่งให้ช่างไฟฟ้าทุกกะทำแบบนี้: เปิดแผงควบคุม ดูที่ช่องแสดงสถานะอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) แล้วปิดแผงควบคุม ถ้าช่องแสดงสถานะไม่ใช่สีเขียว ให้เขียนหมายเลขอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่วลงบนกระดานไวท์บอร์ด ผมจัดส่งอุปกรณ์สำรองไปที่ห้องเก็บของของไซต์งาน การเปลี่ยนใช้เวลาเพียงห้านาทีและไม่ต้องใช้เครื่องมือใดๆ เราทำเหมือนเปลี่ยนหลอดไฟเลยครับ

วิธีที่ฉันใช้แคลมป์มิเตอร์เพื่อตรวจหาการสึกหรอที่มองไม่เห็น

บางครั้งไฟแสดงสถานะยังเขียวอยู่ แต่ตัวต้านทานปรับค่าได้ (varistor) อาจเสื่อมสภาพแล้ว ผมจึงหนีบสายดินและทดสอบแรงดันไฟด้วยเครื่องทดสอบฉนวน 500 โวลต์ ถ้ากระแสไฟลงดินต่ำกว่า 0.5 มิลลิแอมป์ แสดงว่าตัวต้านทานปรับค่าได้ยังใช้งานได้ดี แต่ถ้าสูงกว่า 2 มิลลิแอมป์ แสดงว่าเริ่มรั่วแล้ว ผมจดบันทึกค่าที่ได้และเปลี่ยนตัวใหม่ในรอบการปิดระบบครั้งถัดไป การทดสอบนี้ใช้เวลาเพียงสองนาทีและช่วยป้องกันการโทรขอความช่วยเหลือฉุกเฉินตอนตีสองได้

ป้ายระบุวันที่ที่ฉันติดไว้กับทุกหน่วย

ฉันพิมพ์ฉลากขนาดเล็กที่มีวันที่ติดตั้งและรหัส QR รหัสนี้เชื่อมโยงไปยัง Google Sheet ซึ่งแสดงวันที่ติดตั้ง วันที่ทดสอบครั้งล่าสุด และวันครบกำหนดครั้งถัดไป เมื่ออุปกรณ์ครบห้าปี ระบบของฉันจะส่งอีเมลมาหาฉัน ฉันส่งข้อความไปหาผู้ซื้อว่า “SPD ของคุณมีอายุครบห้าปีแล้ว ราคายังคงอยู่ที่ 85 ดอลลาร์ ฉันจะเพิ่มอุปกรณ์อีกสองชิ้นในการสั่งซื้อครั้งต่อไปของคุณหรือไม่” ผู้ซื้อส่วนใหญ่กด “ตอบตกลง” ภายในเวลาไม่ถึงสิบวินาที

วิธีเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่วแบบสามเฟส (SPD) ที่เหมาะสมที่สุด?

ผมได้รับอีเมลแบบนี้เกือบทุกวัน: “เจสัน บอกราคาที่ดีที่สุดของคุณมา” ผมจึงตอบกลับไปด้วยคำถามหกข้อ เมื่อผู้ซื้อตอบกลับมา ผมก็จะส่งใบเสนอราคาไปเพียงบรรทัดเดียว การซื้อขายก็เสร็จสิ้นภายในหนึ่งชั่วโมง

ผมเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบสามเฟสที่เหมาะสมที่สุดโดยพิจารณาจากห้าตัวเลขที่ตรงกับระบบของผม ได้แก่ แรงดันไฟฟ้า กระแสลัดวงจร แรงดันไฟกระชากที่คาดการณ์ไว้ ระดับการป้องกันน้ำและฝุ่นของตัวเครื่อง และรายการใบรับรอง จากนั้นผมจะขอเอกสารการทดสอบและใบรับประกันห้าปีจากผู้จำหน่าย หากได้รับทั้งสองอย่างภายในวันเดียวกัน ผมก็จะซื้อ

คู่มือ 5 ขั้นตอนที่ฉันส่งให้ผู้ซื้อ

ฉันคัดลอกห้าบรรทัดนี้ลงในอีเมล ผู้จำหน่ายจะตอบว่า “ใช่ เราตรงตามข้อกำหนดทั้งหมด” หรือไม่ก็แก้ไขเพียงบรรทัดเดียว ไม่มีเรื่องยุ่งยาก ไม่มีโบรชัวร์ PDF

เหตุผลที่ฉันไม่เคยไล่ตามราคาที่ต่ำที่สุด

ผมคำนวณต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ: ราคา + ค่าขนส่ง + ภาษีนำเข้า + ต้นทุนของผมต่อเหตุการณ์หยุดทำงานหนึ่งครั้ง ในเยอรมนี การหยุดทำงานของสายการผลิตรถยนต์หนึ่งชั่วโมงมีค่าใช้จ่าย 40,000 ยูโร อุปกรณ์ SPD ราคา 65 ยูโรที่เสีย จะมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าราคาถึง 615 เท่า ผมจ่าย 85 ยูโรสำหรับอุปกรณ์ที่มีรายงาน TUV และมีสต็อกในประเทศ ส่วนเกินอีก 20 ยูโรคือค่าประกันภัยของผม

ฉันทำสัญญาซื้อขายราคาคงที่สองปีได้อย่างไร

ผมบอกผู้ซื้อว่า “สั่งซื้อสองครั้งในตู้คอนเทนเนอร์เดียวเลยตอนนี้ ผมจะคงราคาไว้ให้ 24 เดือน” ผู้ซื้อประหยัดค่าขนส่งได้ 2,000 ดอลลาร์ และได้รับการคุ้มครองราคาจากภาวะเงินเฟ้อของทองแดง ผมบรรจุสินค้า 500 ชิ้นลงในคลังสินค้าของเราที่เหวินโจวพร้อมติดฉลากของเขา เมื่อเขาโทรมา ผมก็จัดส่งภายใน 48 ชั่วโมง ทั้งสองฝ่ายนอนหลับสบายใจ

บทสรุป

ฉันเสียเงินไปกับการกระชากของกระแสไฟ ดังนั้นฉันจึงเขียนเช็คลิสต์นี้ขึ้นมา ใช้มัน เลือก SPD ที่เหมาะสม และหยุดสลักเกลียวตัวต่อไปก่อนที่มันจะหยุดคุณ ส่งอีเมลมาหาฉันที่ caroline@leikexing.com แล้วฉันจะส่งตัวอย่างฟรีให้คุณวันนี้