วิธีเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบเฟสเดียวที่เหมาะสม?

วิธีเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบเฟสเดียวที่เหมาะสม?

ผมทำเครื่องชงกาแฟพังไปสองเครื่องและเครื่องควบคุม CNC ราคา 3,800 ดอลลาร์อีกหนึ่งเครื่อง ก่อนที่ผมจะยอมรับว่าผมไม่รู้เลยว่าไฟกระชากหน้าตาเป็นอย่างไร

ผมเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบเฟสเดียวโดยพิจารณาจากสามตัวเลข ได้แก่ กระแสไฟกระชากสูงสุด (kA) ระดับการป้องกันแรงดันไฟ (VPR) และพิกัดกระแสลัดวงจร (SCCR) เลือกให้ตรงกับขนาดเบรกเกอร์และความไวต่อโหลดของคุณ แล้วอุปกรณ์นั้นจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าอุปกรณ์ที่มันป้องกัน

อ่านต่อหากคุณต้องการตัวกรองแบบสามนาทีตัวเดียวกับที่ผมใช้ เพื่อที่ผมจะได้ไม่ต้องเสียเวลาไปกับเอกสารข้อมูลที่ไม่ถูกต้องอีกต่อไป

เข้าใจเรื่องไฟฟ้าเฟสเดียวใช่ไหม?

ฉันเคยคิดว่า "ไฟฟ้าเฟสเดียว" หมายถึงสายไฟเส้นเดียว จนกระทั่งฟิวส์ขาดและฉันเห็นว่ามีสายไฟสองเส้นบวกสายดินอยู่ในแผงควบคุม

ไฟฟ้าเฟสเดียวคือไฟฟ้าสองสายแรงดัน 230 โวลต์หรือ 120 โวลต์ ที่จ่ายไฟให้กับบ้านและร้านค้าขนาดเล็ก สายไฟหนึ่งเส้น (สายร้อน) สายกลางหนึ่งเส้น และคลื่นไซน์ที่ซ้ำกัน จะให้พลังงานที่เพียงพอสำหรับไฟส่องสว่าง แล็ปท็อป และเครื่องกลึง

เหตุใดรูปทรงของคลื่นจึงมีความสำคัญ

คลื่นไซน์จะมีค่าสูงสุด 325 โวลต์ในระบบ 230 โวลต์ ไฟกระชากจะอยู่บนยอดคลื่นนั้นและสามารถสูงถึง 600 โวลต์ในเวลาเพียงไม่กี่ไมโครวินาที หากอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ของคุณมีค่า RMS 275 โวลต์ มันจะทำงานก่อนกำหนดและตัดส่วนบนของคลื่นออก แต่ถ้าคุณเลือกใช้รุ่น 420 โวลต์เพราะราคาถูกกว่า ไฟกระชากจะพุ่งตรงไปยัง VFD ของคุณ ผมพกออสซิลโลสโคปขนาดพกพาไว้ในกล่องเครื่องมือ แค่ดูคลื่นที่ถูกตัดก็รู้แล้วว่าผมเลือกคลาสแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องหรือไม่

ตารางที่ 1: แรงดันไฟฟ้าเฟสเดียวทั่วไปเทียบกับระดับแรงดันไฟฟ้า SPD ที่แนะนำ

ระบบป้องกันไฟกระชากแบบเฟสเดียวคืออะไร?

ฉันบอกผู้ซื้อไปว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากก็คือปลั๊กพ่วงแบบหรูๆ นั่นเอง แต่เขาดันส่งใบเสร็จค่าซ่อมเครื่องตัดเลเซอร์มาให้ฉัน

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบเฟสเดียวเป็นอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดที่ติดตั้งไว้ข้างแผงเบรกเกอร์ ภายในประกอบด้วยตัวต้านทานโลหะออกไซด์ (MOV) หรือหลอดแก๊สที่เบี่ยงเบนกระแสส่วนเกินลงสู่พื้นดินในเวลาไม่ถึง 25 นาโนวินาที ทำให้โหลดของคุณมีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าระดับที่อุปกรณ์ทนได้

ส่วนที่คุณสามารถมองเห็นได้

เปิดฝาพลาสติกออก คุณจะพบแผ่นดิสก์สามแผ่นที่ดูเหมือนเหรียญ นั่นคือ MOV (ชิปประมวลผลสัญญาณวิดีโอ) จะมีฟิวส์ความร้อนอยู่ข้างๆ แผ่นดิสก์แต่ละแผ่น หาก MOV ร้อนเกินไป ฟิวส์จะขาดและไฟ LED สีเขียวจะดับลง ผมเคยผ่าเครื่องที่เสียแล้วครั้งหนึ่ง พบว่าสายฟิวส์ขาดและ MOV กลายเป็นสีดำ การตรวจสอบด้วยสายตาครั้งนั้นช่วยให้ผมไม่ต้องติดตั้งตัวป้องกันที่เสียแล้วกลับเข้าไปใหม่

ตารางที่ 2: อวัยวะภายในและสิ่งที่ทำให้ตาย

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบเฟสเดียว (Single Phase SPD) ทำงานอย่างไร?

ผมเฝ้าดูการเกิดกระแสไฟ 40 กิโลแอมป์บนเครื่องบันทึกข้อมูลของผม แรงดันไฟฟ้าที่เต้ารับเพิ่มขึ้นเพียง 90 โวลต์ แทนที่จะเป็น 1,200 โวลต์

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) จะติดตั้งคร่อมระหว่างสายไฟกับสายกลาง และสายไฟกับสายดิน เมื่อเกิดไฟกระชากขึ้น ส่วนประกอบภายในจะเปลี่ยนไปสู่สถานะความต้านทานต่ำภายในเวลาเพียงไม่กี่นาโนวินาที กระแสไฟกระชากจะไหลผ่าน SPD ไม่ใช่เครื่องพิมพ์ของคุณ และแรงดันไฟฟ้าที่จำกัดจะยังคงต่ำกว่าเกณฑ์ความเสียหายของอุปกรณ์ที่ไวต่อกระแสไฟกระชากนั้น

เส้นโค้งการหนีบ

MOV ทุกตัวจะมีกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแส ที่ 1 mA MOV จะเริ่มนำกระแส และที่ 1 kA แรงดันจะสูงขึ้น 50% ผมจะนำกราฟนั้นมาซ้อนทับกับข้อมูลจำเพาะด้านความทนทานของเครื่อง CNC ถ้าเครื่อง CNC พังที่ 800 V และ MOV รับแรงดันได้ 820 V ที่ 3 kA ผมจะเปลี่ยนไปใช้ MOV ที่ใหญ่กว่า หรือเพิ่มวงจรขยายอีกขั้น ผมไม่เคยเชื่อแค่ข้อมูลในแคตตาล็อกอย่างเดียว ผมจะพล็อตเส้นกราฟทั้งสองเส้นแล้วดูความแตกต่าง

หลักการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบเฟสเดียวคืออะไร?

ฉันเคยคิดว่า "หลักการทำงาน" เป็นแค่คำโฆษณาชวนเชื่อ จนกระทั่งฉันได้ตรวจสอบหาประกายไฟที่กระโดดข้ามแผงขั้วต่อ

หลักการทำงานนั้นง่ายมาก คือ การยุบตัวของอิมพีแดนซ์ ภายใต้แรงดันไฟฟ้าปกติ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) จะมีลักษณะเหมือนวงจรเปิด เมื่อไฟกระชากเพิ่มพลังงานเข้ามา เม็ดโลหะใน MOV จะแตกตัว ทำให้เกิดการลัดวงจร และส่งพลังงานลงสู่พื้นดิน หลังจากไฟกระชากสิ้นสุดลง MOV จะรีเซ็ตและรอรับไฟกระชากครั้งต่อไป

การแบ่งปันพลังงานภายในยูนิต

กระแสไฟกระชาก 20 kA ไม่ได้ตกอยู่ที่ MOV ตัวเดียว อุปกรณ์นี้ใช้ MOV สามตัวต่อขนานกัน ดังนั้นแต่ละตัวจึงใช้กระแสไฟประมาณหนึ่งในสาม ถ้า MOV ตัวใดตัวหนึ่งเสื่อมสภาพเร็วกว่าตัวอื่น ความต้านทานของมันจะลดลงและมันจะดึงกระแสไฟมากขึ้น ทำให้เกิดความร้อน และฟิวส์ความร้อนก็จะตัดการทำงาน การตัดการทำงานอย่างนุ่มนวลนี้จะช่วยให้ MOV อีกสองตัวยังคงทำงานต่อไปได้ ผมตรวจสอบรหัสวันที่เสมอ MOV จากล็อตเดียวกันจะเสื่อมสภาพในอัตราเดียวกัน ดังนั้นชุดอะไหล่ของผมจึงมีรหัสวันที่ตรงกัน

วิธีการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบเฟสเดียว?

ผมเคยต่อสายอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) ผิดด้านครั้งหนึ่ง ไฟ LED ยังคงเป็นสีเขียว แต่ระบบป้องกันหายไปเหมือนควัน

ปิดสวิตช์เบรกเกอร์หลัก ต่อสาย SPD เข้ากับด้านโหลดของเบรกเกอร์ สายกลางเข้ากับแท่งสายกลาง และสายดินเข้ากับแท่งสายดิน รักษาความยาวของสายไฟให้ไม่เกิน 30 ซม. บิดสายไฟเข้าด้วยกัน และขันให้แน่นด้วยแรงบิด 2 นิวตันเมตร ปิดแผงควบคุม เปิดสวิตช์ และตรวจสอบว่าไฟ LED สีเขียวติดสว่างคงที่

ผมทำการทดสอบความยาวสายไฟในทุกงาน

ผมใช้เครื่องกำเนิดสัญญาณ 1 MHz และต่อสายไฟยาว 10 ซม. คร่อมขั้วต่อของอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) แรงดันตกคร่อมเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อผมต่อสายเพิ่มอีก 10 ซม. การทดสอบนี้พิสูจน์ให้ผมเห็นว่า 30 ซม. คือขีดจำกัดสูงสุด ทุกๆ เซนติเมตรที่เพิ่มขึ้น จะทำให้แรงดันไฟรั่วผ่านเพิ่มขึ้นประมาณ 40 V หากแผงควบคุมมีพื้นที่จำกัด ผมจะติดตั้ง SPD ไว้ที่ประตูและใช้สายทองแดงถักแทน รูปทรงแบนของสายจะช่วยลดค่าความเหนี่ยวนำลงครึ่งหนึ่ง

การประยุกต์ใช้ตัวป้องกันไฟกระชากแบบเฟสเดียวในธุรกิจขนาดเล็ก?

ร้านเบเกอรี่ของลูกค้าผมสูญเสียเตาอบไปสามเตาในพายุลูกเดียว พนักงานบริษัทประกันบอกว่าเป็น "โชคร้าย" จนกระทั่งเราแสดงให้เขาเห็นแผ่นป้องกันความร้อน (SPD) ที่ละลายซึ่งเราได้ทำการซ่อมแซมเพิ่มเติมในวันรุ่งขึ้น

อุปกรณ์ป้องกันไฟรั่วแบบเฟสเดียว (SPD) ช่วยปกป้องเครื่องคิดเงิน เครื่องชงกาแฟ เครื่องเราเตอร์ CNC และกล้องวงจรปิดในร้านค้าขนาดเล็ก สามารถติดตั้งในแร็คขนาด 1U หรือแขวนบนราง DIN ข้างมิเตอร์ได้ อุปกรณ์ขนาด 20 kA เพียงตัวเดียวก็สามารถจ่ายไฟให้กับสายการผลิตเบเกอรี่ทั้งหมดได้ตลอดฤดูฝน

เทคนิคการจัดกลุ่มโหลดที่ฉันใช้

ผมระบุอุปกรณ์ทุกชิ้นที่มีกระแสไฟต่ำกว่า 16 A และติดป้ายกำกับว่า “ไวต่อกระแสไฟ” หรือ “ทนทานต่อกระแสไฟ” อุปกรณ์ที่ไวต่อกระแสไฟ เช่น PLC จะใช้ SPD ตัวเดียวร่วมกับ VPR 550 V ส่วนอุปกรณ์ที่ทนทานต่อกระแสไฟ เช่น เครื่องทำความร้อน จะใช้ SPD อีกตัวหนึ่งร่วมกับ VPR 650 V การแยกแบบนี้ช่วยลดต้นทุนได้ เพราะรุ่น 650 V ราคาถูกกว่า 30% ตารางคำนวณของผมแสดงให้เจ้าของเห็นว่าประหยัดได้ถึง 210 ดอลลาร์ และลดระยะเวลารอสินค้าจากโรงงานเหวินโจวของเราด้วย

ต้องปฏิบัติตามกฎการติดตั้งอะไรบ้าง?

ผมเคยลดต้นทุนโดยการใช้สายไฟยาว 50 เซนติเมตร เพราะคิดว่าราง DIN จะดูสวยกว่า แต่สุดท้ายผู้ตรวจสอบก็สั่งให้ผมรื้อออก

ปฏิบัติตามกฎสี่ข้อนี้: ใช้สายไฟยาวไม่เกิน 30 ซม., ใช้ท่อทองแดงขนาด 16 มม.², ติดตั้งเบรกเกอร์ขนาด 32 A ไว้ด้านต้นทาง และติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) หลังมิเตอร์แต่ก่อนอุปกรณ์ป้องกันกระแสไฟรั่ว (RCD) ปฏิบัติตามข้อกำหนดของท้องถิ่น: ในเยอรมนีใช้ VDE 0100-443 ในสหราชอาณาจักรใช้ BS 7671 534

ตารางที่ 3: รายการตรวจสอบฉบับย่อที่ผมมอบให้ลูกทีม

บทสรุป

เลือกหมายเลข ตัดสายไฟ ขันสกรูให้แน่น แล้วอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่วแบบเฟสเดียวของคุณก็จะพัง เครื่องจักรของคุณก็จะไม่เสียหาย

ส่งอีเมลมาที่ caroline@leikexing.com เพื่อขอใบเสนอราคาแบบหน้าเดียว และเราจะจัดส่งสินค้าที่คุณสั่งทำจากเมืองเหวินโจวภายใน 15 วัน