อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากกับเบรกเกอร์วงจรต่างกันอย่างไร
- ความแตกต่างระหว่างอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากและเบรกเกอร์วงจร
1.1 อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) หรือที่รู้จักกันในชื่ออุปกรณ์กันฟ้าผ่าแรงดันต่ำ หรืออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันต่ำ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้จำกัดไฟกระชากที่เกิดจากแรงดันไฟเกินชั่วขณะที่รุนแรงในวงจรไฟฟ้าหรือสายสื่อสาร จึงช่วยปกป้องอุปกรณ์ได้ หลักการทำงานคือ เมื่อเกิดแรงดันไฟเกินหรือกระแสไฟเกินชั่วขณะในวงจร อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะนำกระแสอย่างรวดเร็วและเบี่ยงเบนไฟกระชากลงสู่พื้นดิน
ตามประเภทของอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับกำลังไฟฟ้า และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับสัญญาณ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับกำลังไฟฟ้าสามารถจำแนกเพิ่มเติมได้ตามความสามารถในการป้องกัน เป็นอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภทที่ 1, ประเภทที่ 2, ประเภทที่ 3 และประเภทที่ 4 ส่วนอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับสัญญาณนั้น ประกอบด้วย อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับสัญญาณเครือข่าย อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับวิดีโอ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับกล้องวงจรปิดแบบ 3-in-1 อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับสัญญาณควบคุม และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับสัญญาณ RF (เสาอากาศ-ฟีดเดอร์)
1.2 เบรกเกอร์วงจร
ตัวตัดวงจร หรือบางครั้งเรียกว่าสวิตช์อากาศ เป็นอุปกรณ์ความปลอดภัยที่ใช้ในระบบไฟฟ้า มันจะตัดวงจรโดยอัตโนมัติเมื่อกระแสไฟฟ้าเกินขีดจำกัดที่กำหนดไว้ ซึ่งจะช่วยป้องกันวงจรไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าจากปัญหาต่างๆ เช่น ไฟฟ้าลัดวงจรหรือการโอเวอร์โหลด
โดยทั่วไปแล้ว ผู้คนมักใช้เบรกเกอร์วงจรเพื่อควบคุมกระแสไฟฟ้าในสถานที่ต่างๆ เช่น ระบบไฟส่องสว่าง หรือห้องปั๊มน้ำ อุปกรณ์นี้ทำงานโดยอาศัยความร้อน เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเบรกเกอร์มากเกินไป จะทำให้เกิดความร้อน ความร้อนนี้จะทำให้แถบโลหะภายในเบรกเกอร์งอ ส่งผลให้เบรกเกอร์ตัดวงจรและตัดกระแสไฟฟ้าออก ซึ่งจะช่วยป้องกันความเสียหายต่ออุปกรณ์ที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าเกิน
- ความแตกต่างระหว่างอุปกรณ์ทั้งสอง
2.1 หลักการทำงานแตกต่างกัน: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะนำกระแสเมื่อเกิดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะในวงจร โดยจะระบายแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินลงสู่พื้นดิน ในทางตรงกันข้าม เบรกเกอร์วงจรจะตัดวงจรโดยอัตโนมัติเมื่อกระแสไฟฟ้าเกินขีดจำกัดที่กำหนดไว้ ซึ่งจะช่วยปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้า
2.2 หน้าที่การป้องกันแตกต่างกัน: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากได้รับการออกแบบมาเพื่อปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์สื่อสารจากความเสียหายที่เกิดจากไฟกระชากภายในวงจร ในขณะที่เบรกเกอร์วงจรจะป้องกันวงจรจากความผิดพลาด เช่น ไฟฟ้าลัดวงจรและการโอเวอร์โหลด
ขอบเขตการป้องกันแตกต่างกัน: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสามารถป้องกันได้ทั้งระบบจ่ายไฟและสายสื่อสาร ในขณะที่เบรกเกอร์วงจรจำกัดอยู่เฉพาะการป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้าเท่านั้น
- ความรู้พื้นฐานสำหรับการเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD)
ปัจจัยสำคัญในการเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก ได้แก่:
ควรเลือกค่าระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า (Up) ตามแรงดันไฟฟ้าที่อุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันทนได้ เพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าในการป้องกันต่ำกว่าระดับแรงดันไฟฟ้าที่ฉนวนทนได้ ซึ่งจะช่วยปกป้องอุปกรณ์จากความเสียหายที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าเกิน ค่า Up ควรน้อยกว่า 80% ของแรงดันไฟฟ้าที่ฉนวนทนได้ของอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน ตัวอย่างเช่น ในกล่องจ่ายไฟย่อยของอาคารที่พักอาศัย โดยทั่วไปจะเลือกค่า Up ระหว่าง 1.5kV ถึง 2.5kV เมื่อต้องการป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้า เช่น ระบบควบคุมบ้านอัจฉริยะ ควรเลือกค่า Up ที่ต่ำกว่า
แรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่องสูงสุด (Uc) แสดงถึงแรงดันไฟฟ้า AC RMS หรือ DC สูงสุดที่อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สามารถทนได้อย่างปลอดภัยในระยะเวลานาน ควรมีค่ามากกว่าแรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่องสูงสุดที่อาจเกิดขึ้นในระบบ และโดยทั่วไปจะเลือกค่า Uc โดยพิจารณาจากแรงดันไฟฟ้าปกติของระบบ ในระบบจ่ายไฟบ้าน 220V/380V โดยทั่วไปจะเลือกค่า Uc ที่ 385V หรือ 420V ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ค่า Uc ของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากควรเลือกโดยพิจารณาจากแรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุดของอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ เมื่อระบบจ่ายไฟมีแรงดันไฟฟ้าผันผวนมาก ควรเลือกค่า Uc ที่สูงขึ้น
ความสามารถในการคายประจุหมายถึงกระแสไฟกระชากสูงสุดที่อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (SPD) สามารถทนได้ในเหตุการณ์ไฟกระชากครั้งเดียว ซึ่งรวมถึงกระแสไฟคายประจุที่กำหนด (In) และกระแสไฟคายประจุสูงสุด (Imax) การเลือกควรขึ้นอยู่กับตำแหน่งการติดตั้งและความรุนแรงของไฟกระชากจากฟ้าผ่าที่อาจเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น ที่กล่องจ่ายไฟหลัก จำเป็นต้องใช้ความสามารถในการคายประจุที่สูงกว่า ในขณะที่กล่องจ่ายไฟปลายทางอาจใช้ความสามารถในการคายประจุที่ต่ำกว่าก็เพียงพอ กระแสไฟคายประจุที่กำหนด (In) แสดงถึงระดับกระแสไฟกระชากที่ SPD สามารถทนได้ซ้ำๆ โดยไม่เกิดความเสียหาย การเลือกค่า In ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ตำแหน่ง ความสูง สภาพแวดล้อมโดยรอบ และระดับการป้องกันฟ้าผ่าที่ต้องการ ในเขตเมืองที่มีอาคารสูงล้อมรอบ อาจเลือก In เป็น 20kA ได้ ในพื้นที่โล่งหรือภูมิภาคที่มีฟ้าผ่าบ่อยครั้ง ควรเลือก In เป็น 30kA หรือสูงกว่า
กระแสคายประจุสูงสุด (Imax) แสดงถึงกระแสไฟกระชากสูงสุดที่อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สามารถทนได้ในเหตุการณ์เดียว การเลือกค่า Imax นั้นคล้ายกับการเลือกค่า In แต่ต้องพิจารณาสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง ความสำคัญของอาคาร และมูลค่าของอุปกรณ์ด้วย สำหรับอาคารที่พักอาศัยทั่วไป อาจเลือกค่า Imax ได้ระหว่าง 40kA ถึง 60kA สำหรับอาคารที่พักอาศัยระดับสูงหรือสถานที่ที่มีอุปกรณ์สำคัญ ค่า Imax ควรอยู่ที่ 80kA ขึ้นไป
เวลาตอบสนองสะท้อนถึงความเร็วของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ในการตอบสนองต่อไฟกระชากจากฟ้าผ่า ยิ่งเวลาตอบสนองสั้นลงยิ่งดี โดยทั่วไปแล้ว แนะนำให้เลือก SPD ที่มีเวลาตอบสนองน้อยกว่า 25 นาโนวินาที เพื่อให้มั่นใจได้ว่าการระงับและการปล่อยไฟกระชากจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ลดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์ให้น้อยที่สุด