ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງກະແສໄຟຟ້າ, ແຮງດັນໄຟຟ້າ, ແລະກຳລັງໄຟຟ້າແມ່ນພື້ນຖານຂອງລະບົບໄຟຟ້າທີ່ທັນສະໄໝ. ຄຳຖາມທີ່ສຳຄັນໃນການອອກແບບໄຟຟ້າທີ່ຢູ່ອາໄສ ແລະອຸດສາຫະກຳແມ່ນກ່ຽວກັບການກຳນົດຄວາມສາມາດຂອງວັດທີ່ປອດໄພຂອງເຄື່ອງຕັດວົງຈອນ 20 ແອມ. ບົດລາຍງານນີ້ສັງລວມຫຼັກການຈາກວິສະວະກຳໄຟຟ້າ, ມາດຕະຖານການຄວບຄຸມ, ແລະການນຳໃຊ້ຕົວຈິງເພື່ອໃຫ້ການກວດສອບລາຍລະອຽດກ່ຽວກັບຫົວຂໍ້ນີ້.
ຫຼັກການພື້ນຖານຂອງກຳລັງໄຟຟ້າ
ກົດຂອງໂອມ ແລະສູດກຳລັງໄຟຟ້າ
ຫົວໃຈຫຼັກຂອງການຄຳນວນກຳລັງໄຟຟ້າແມ່ນກົດຂອງໂອມ, ເຊິ່ງກຳນົດຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງແຮງດັນໄຟຟ້າ (V), ກະແສໄຟຟ້າ (I), ແລະຄວາມຕ້ານທານ (R). ສຳລັບກຳລັງໄຟຟ້າ (P), ສູດຂະຫຍາຍເປັນ:
P = V × I
ໃນລະບົບກະແສໄຟຟ້າສະຫຼັບ (AC), ປັດໄຈກຳລັງໄຟຟ້າ (PF) ປັບປ່ຽນສົມຜົນນີ້ສຳລັບການໂຫຼດແບບອຸປະນິນ ຫຼືຄາປາຊິຕີ:
P = V × I × PF
ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສຳລັບການໂຫຼດແບບຄວາມຕ້ານທານ (ຕົວຢ່າງ: ເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນ, ໄຟເຍືອງແສງແບບມີຫລອດ), PF = 1, ເຮັດໃຫ້ການຄຳນວນງ່າຍຂຶ້ນ.
ມາດຕະຖານແຮງດັນໄຟຟ້າໃນລະບົບທີ່ຢູ່ອາໄສ
ລະບົບໄຟຟ້າທີ່ຢູ່ອາໄສໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ 120V ສຳລັບປລັກສຽບທົ່ວໄປ ແລະ 240V ສຳລັບເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າກຳລັງສູງ (ຕົວຢ່າງ: ເຕົາໄຟຟ້າ, ລະບົບ HVAC). ແຮງດັນໄຟຟ້າເຫຼົ່ານີ້ມີອິດທິພົນໂດຍກົງຕໍ່ຄວາມສາມາດຂອງວັດຂອງວົງຈອນ 20 ແອມ.
ການຄຳນວນວັດສຳລັບວົງຈອນ 20 ແອມ
ການຄຳນວນພື້ນຖານ
ໂດຍໃຊ້ສູດກຳລັງໄຟຟ້າ:
ທີ່ 120V:
20 A × 120 V = 2,400 W
ທີ່ 240V:
20 A × 240 V = 4,800 W
ຄ່າເຫຼົ່ານີ້ສະແດງເຖິງວັດສູງສຸດທາງທິດສະດີກ່ອນທີ່ເຄື່ອງຕັດວົງຈອນຈະຕັດ.
ການຫຼຸດອັດຕາການໂຫຼດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (ກົດ 80%)
ລະຫັດໄຟຟ້າແຫ່ງຊາດ (NEC) ກຳນົດວ່າການໂຫຼດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (ເຮັດວຽກ ≥3 ຊົ່ວໂມງ) ຕ້ອງບໍ່ເກີນ 80% ຂອງຄວາມສາມາດທີ່ໄດ້ຮັບການຈັດອັນດັບຂອງວົງຈອນເພື່ອປ້ອງກັນຄວາມຮ້ອນເກີນໄປ. ການນຳໃຊ້ກົດນີ້:
ວົງຈອນ 120V:
20 A × 0.8 × 120 V = 1,920 W
ວົງຈອນ 240V:
20 A × 0.8 × 240 V = 3,840 W
ການຫຼຸດອັດຕານີ້ຮັບປະກັນຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືໃນໄລຍະຍາວ ແລະການປະຕິບັດຕາມມາດຕະຖານຄວາມປອດໄພ.
ປັດໃຈທີ່ມີອິດທິພົນຕໍ່ຄວາມສາມາດຂອງວົງຈອນ
ຂະໜາດສາຍໄຟ ແລະຄວາມສາມາດໃນການນຳກະແສໄຟຟ້າ
ລະບົບ American Wire Gauge (AWG) ກຳນົດຂະໜາດຂອງຕົວນຳ. ສຳລັບວົງຈອນ 20 ແອມ:
ທອງແດງ 12 AWG: ໄດ້ຮັບການຈັດອັນດັບສຳລັບ 20A (ສນວນກັນຄວາມຮ້ອນ 60°C) ຫຼື 25A (ສນວນກັນຄວາມຮ້ອນ 90°C).
ທອງແດງ 14 AWG: ຈຳກັດຢູ່ທີ່ 15A, ເຮັດໃຫ້ມັນບໍ່ເໝາະສົມສຳລັບວົງຈອນ 20A.
ການຍົກລະດັບເຄື່ອງຕັດວົງຈອນໂດຍບໍ່ມີການຈັບຄູ່ຂະໜາດສາຍໄຟ (ຕົວຢ່າງ: 12 AWG ໃສ່ເຄື່ອງຕັດວົງຈອນ 30A) ລະເມີດຂໍ້ແນະນຳຂອງ NEC ແລະກໍ່ໃຫ້ເກີດຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການເກີດໄຟໄໝ້.
ປະເພດວົງຈອນ ແລະລັກສະນະການໂຫຼດ
ວົງຈອນສະເພາະທຽບກັບວົງຈອນທົ່ວໄປ: ວົງຈອນສະເພາະ (ຕົວຢ່າງ: ຕູ້ເຢັນ) ຫຼີກລ່ຽງການໂຫຼດທີ່ໃຊ້ຮ່ວມກັນ, ໃນຂະນະທີ່ວົງຈອນທົ່ວໄປຕ້ອງການລວມອຸປະກອນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ທັງໝົດ.
ການໂຫຼດແບບອຸປະນິນ: ມໍເຕີ ແລະໝໍ້ແປງໄຟຟ້າແນະນຳກຳລັງໄຟຟ້າປະຕິກິລິຍາ, ເຊິ່ງຈຳເປັນຕ້ອງມີການແກ້ໄຂປັດໄຈກຳລັງໄຟຟ້າ. ຕົວຢ່າງ, ມໍເຕີ 1,500W ທີ່ມີ PF = 0.8 ດຶງ:
I = 1,500 W / (120 V × 0.8) = 15.63 A
ເກີນຄວາມສາມາດ 80% (16A) ໃນວົງຈອນ 20A.
ການນຳໃຊ້ຕົວຈິງ ແລະກໍລະນີສຶກສາ
ລະບົບເຮັດຄວາມຮ້ອນທີ່ຢູ່ອາໄສ
ເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນແບບກະດານມັກຈະໃຊ້ວົງຈອນ 240V ເພື່ອປະສິດທິພາບທີ່ສູງຂຶ້ນ. ວົງຈອນ 20A, 240V ຮອງຮັບການໂຫຼດຄວາມຮ້ອນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໄດ້ເຖິງ 3,840W. ການເກີນນີ້ຈຳເປັນຕ້ອງມີເຄື່ອງຕັດວົງຈອນ 30A ແລະສາຍໄຟ 10 AWG, ເນື່ອງຈາກວ່າ 12 AWG ບໍ່ສາມາດຮອງຮັບ 30A ໄດ້ຢ່າງປອດໄພ.
ການໃຊ້ພະລັງງານທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນສູງ
ໃນສະຖານະການເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຂຸດຄົ້ນ GPU ຫຼາຍເຄື່ອງ, ພະລັງງານສະໜອງ 1,200W ຫຼາຍອັນໃນວົງຈອນ 20A/120V ມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການໂຫຼດເກີນ:
1,200 W × 4 / 120 V = 40 A (ຕ້ອງການວົງຈອນ 50A)
ການຕັ້ງຄ່າດັ່ງກ່າວຕ້ອງການວົງຈອນສະເພາະເພື່ອປ້ອງກັນການຕັດ ແລະອັນຕະລາຍ.
ຂໍ້ຄວນພິຈາລະນາດ້ານກົດລະບຽບ ແລະຄວາມປອດໄພ
ການປະຕິບັດຕາມ NEC
ມາດຕາ 210.20(A): ການປ້ອງກັນກະແສໄຟຟ້າເກີນຕ້ອງກົງກັບຄວາມສາມາດໃນການນຳກະແສໄຟຟ້າຂອງຕົວນຳ.
ມາດຕາ 424.3(B): ອຸປະກອນເຮັດຄວາມຮ້ອນໄຟຟ້າຄົງທີ່ຖືກຈັດປະເພດເປັນການໂຫຼດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.
ການລະເມີດ, ເຊັ່ນ: ການໃຊ້ 14 AWG ໃນວົງຈອນ 20A, ເຮັດໃຫ້ຄວາມປອດໄພຫຼຸດລົງ ແລະເຮັດໃຫ້ການປະກັນໄພເປັນໂມຄະ.
ຂໍ້ກຳນົດ GFCI ແລະ AFCI
Ground Fault Circuit Interrupters (GFCIs) ແລະ Arc Fault Circuit Interrupters (AFCIs) ເສີມສ້າງຄວາມປອດໄພແຕ່ບໍ່ມີຜົນຕໍ່ຂີດຈຳກັດຂອງວັດ. AFCIs ກວດພົບຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງສ່ວນໂຄ້ງໄຟຟ້າ, ໃນຂະນະທີ່ GFCIs ປ້ອງກັນການຖືກໄຟຊອດ, ທັງສອງຢ່າງແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນໃນເຮືອນຄົວ ແລະຫ້ອງນ້ຳ.
ຄວາມເຂົ້າໃຈຜິດ ແລະຂໍ້ຜິດພາດທົ່ວໄປ
ການຕີຄວາມໝາຍຜິດກ່ຽວກັບການຈັດອັນດັບຂອງປລັກສຽບ
ວົງຈອນ 20A ທີ່ມີປລັກສຽບ 15A ບໍ່ໄດ້ເພີ່ມຄວາມສາມາດຂອງປລັກສຽບແຕ່ລະອັນ. ປລັກສຽບແຕ່ລະອັນຍັງຄົງຖືກຈຳກັດຢູ່ທີ່ 15A (1,800W ທີ່ 120V), ແຕ່ການໂຫຼດທັງໝົດຂອງວົງຈອນຕ້ອງບໍ່ເກີນ 1,920W ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.
ແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກໃນວົງຈອນຍາວ
ການແລ່ນສາຍໄຟຍາວແນະນຳຄວາມຕ້ານທານ, ເຊິ່ງຫຼຸດຜ່ອນແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ມີປະສິດທິພາບ. ສຳລັບວົງຈອນ 12 AWG ຍາວ 100 ຟຸດ:
V drop = 2 × L × I × R = 2 × 100 ft × 20 A × 1.588 Ω / 1,000 ft = 6.35 V
ສົ່ງຜົນໃຫ້ 120 V − 6.35 V = 113.65 V, ຫຼຸດຜ່ອນວັດທີ່ສາມາດໃຊ້ໄດ້.
ສະຫລຸບ
ການກຳນົດຄວາມສາມາດຂອງວັດຂອງເຄື່ອງຕັດວົງຈອນ 20 ແອມຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການເຊື່ອມໂຍງຫຼັກການທາງທິດສະດີ, ມາດຕະຖານການຄວບຄຸມ, ແລະຂໍ້ຈຳກັດຕົວຈິງ. ທີ່ 120V, ວົງຈອນຮອງຮັບ 2,400W (1,920W ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ); ທີ່ 240V, 4,800W (3,840W ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ). ການປະຕິບັດຕາມຂໍ້ກຳນົດສະເພາະຂອງຂະໜາດສາຍໄຟ, ປະເພດການໂຫຼດ, ແລະຂໍ້ແນະນຳຂອງ NEC ຮັບປະກັນການເຮັດວຽກທີ່ປອດໄພ ແລະມີປະສິດທິພາບ. ນະວັດຕະກຳໃນອະນາຄົດໃນການປ້ອງກັນວົງຈອນ ແລະການຈັດການພະລັງງານອາດຈະປັບປຸງຂີດຈຳກັດເຫຼົ່ານີ້ຕື່ມອີກ, ແຕ່ຫຼັກການພື້ນຖານທີ່ໄດ້ກ່າວມາຂ້າງເທິງຍັງຄົງມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ການອອກແບບລະບົບໄຟຟ້າ.
