Ue vs Ui vs Uimp: Panduan Penarafan Voltan Elektrik

Anda membandingkan dua MCCB dengan kadar arus yang sama—kedua-duanya 100A, peranti tiga kutub. Tetapi spesifikasi voltan menunjukkan perbezaan: satu menunjukkan “Ue 400V, Ui 690V, Uimp 8kV” manakala yang lain menyenaraikan “Ue 690V, Ui 800V, Uimp 6kV.” Yang mana satu sesuai dengan sistem tiga fasa 400V anda? Bolehkah anda menggunakan pemutus litar pertama dengan selamat walaupun Ue-nya sepadan dengan voltan sistem anda tetapi Uimp-nya berbeza?

Ketiga-tiga parameter voltan ini—Ue, Ui, dan Uimp—muncul pada setiap helaian data peralatan elektrik daripada MCCB dan penyentuh kepada geganti dan blok terminal. Tetapi kekeliruan tentang maksud sebenarnya membawa kepada peralatan yang kurang spesifikasi yang gagal sebelum waktunya, komponen yang terlalu spesifikasi yang membazirkan belanjawan, dan isu pematuhan semasa kelulusan projek.

Masalahnya bukan hanya membaca tiga nombor. Setiap kadar menguji tekanan elektrik yang berbeza: operasi keadaan mantap, integriti penebat, dan ketahanan lonjakan sementara. Ia dikawal oleh piawaian IEC yang berbeza, disahkan melalui prosedur ujian yang berbeza, dan berfungsi peranan yang berbeza dalam pemilihan peralatan. Menganggapnya sebagai boleh saling bertukar—atau lebih teruk, mengabaikan dua daripadanya—mencipta risiko keselamatan dan kebolehpercayaan yang sebenar.

Panduan ini menyahkod ketiga-tiga kadar voltan dengan tepat. Anda akan mempelajari dengan tepat apa yang diukur oleh Ue, Ui, dan Uimp, ujian IEC mana yang mengesahkan setiap parameter, bagaimana ia berkaitan dengan piawaian penyelarasan penebat, dan yang paling penting—kadar mana yang penting untuk keputusan spesifikasi yang mana. Pada akhirnya, anda akan membaca helaian data peralatan dengan yakin dan memilih komponen yang sepadan dengan voltan sistem anda dan profil tekanan elektrik lengkap yang dihadapi oleh pemasangan anda.

Apakah Ue (Voltan Kendalian Terkadar)?

Ue adalah voltan kendalian terkadar—voltan di mana peralatan elektrik direka untuk beroperasi dalam keadaan normal dan tidak terganggu. Ini ialah nombor yang anda padankan dengan voltan nominal sistem anda apabila memilih MCCB, kontaktor, geganti, atau gear kawalan lain.

Dalam terminologi IEC 60947, Ue mentakrifkan domain voltan aplikasi peralatan. Ia berfungsi bersama dengan dua parameter kritikal lain: Ie (arus kendalian terkadar) dan kategori penggunaan (seperti AC-3 untuk motor atau AC-23 untuk beban campuran). Bersama-sama, ketiga-tiga spesifikasi ini menerangkan sampul prestasi kendalian peranti.

Apa yang Sebenarnya Diuji oleh Ue

Ue tidak sepadan dengan voltan ujian kendiri tertentu. Sebaliknya, ia menetapkan voltan rujukan untuk ujian prestasi:

• Ujian ketahanan kendalian: Peralatan mesti melengkapkan kitaran kendalian terkadar (membuat dan memutuskan arus terkadar) pada Ue tanpa kegagalan
• Pengesahan kenaikan suhu: Pada arus terkadar dan voltan kendalian, suhu peranti mesti kekal dalam had
• Penyelarasan prestasi: Pengilang mengisytiharkan keupayaan pensuisan arus, prestasi litar pintas, dan data penyelarasan pada nilai Ue tertentu

Untuk kontaktor yang dinilai Ue 400V AC-3 dengan Ie 95A, itu bermakna ia telah diuji untuk menukar beban motor induktif 95A pada 400V untuk ketahanan mekanikal dan elektrik yang diisytiharkan.

Nilai Ue Tipikal untuk Peralatan Perindustrian

Kadar Ue standard mengikut voltan sistem biasa:

• 230V / 240V AC: Sistem fasa tunggal Eropah dan antarabangsa
• 400V / 415V AC: Sistem tiga fasa Eropah, Asia, dan banyak sistem perindustrian
• 480V AC: Sistem perindustrian tiga fasa Amerika Utara
• 690V AC: Aplikasi perindustrian voltan tinggi, peralatan perlombongan
• 24V / 48V / 110V DC: Litar kawalan, sistem automasi, pemasangan sandaran bateri

Anda memilih peralatan di mana Ue yang diisytiharkan sepadan atau melebihi voltan nominal sistem anda. Peranti yang dinilai Ue 690V boleh beroperasi dalam sistem 400V (ia terlebih kadar untuk voltan), tetapi peranti yang dinilai Ue 230V tidak boleh digunakan dalam aplikasi 400V—ia kurang spesifikasi.

Hubungan Ue-Ie-Kategori

Ue tidak pernah wujud secara berasingan. MCCB mungkin menunjukkan Ue 400V dengan berbilang kadar Ie (40A, 63A, 100A) bergantung pada saiz bingkai dan tetapan perjalanan terma. Kontaktor mungkin menyenaraikan nilai Ie yang berbeza pada tahap Ue yang berbeza—contohnya, Ie 95A pada Ue 400V tetapi hanya Ie 80A pada Ue 690V, kerana voltan yang lebih tinggi menekankan sesentuh semasa gangguan arka.

Sentiasa sahkan ketiga-tiga spesifikasi. Peranti yang dinilai untuk voltan anda tetapi kategori penggunaan yang salah boleh gagal walaupun Ue sepadan dengan sempurna.

Apakah Ui (Voltan Penebat Terkadar)?

Ui adalah voltan penebat terkadar—rujukan voltan yang digunakan untuk menentukan tahap ujian dielektrik dan jarak rambatan minimum. Tidak seperti Ue (yang menerangkan prestasi kendalian), Ui mentakrifkan keupayaan penebat peralatan. Ia bukan voltan operasi yang dibenarkan; ia ialah rujukan reka bentuk yang memastikan kekuatan penebat yang mencukupi.

Peraturan asas: Ue tidak boleh melebihi Ui. Helaian data peralatan menunjukkan hubungan ini secara eksplisit—kontaktor yang dinilai Ue 400V biasanya akan menunjukkan Ui 690V atau 800V, bermakna ia boleh beroperasi pada sebarang voltan sehingga 400V sambil mengekalkan penebat yang direka untuk tahap tekanan 690V atau 800V.

Apa yang Sebenarnya Diuji oleh Ui: Kekuatan Dielektrik

Ui menentukan ujian ketahanan dielektrik frekuensi kuasa voltan. Ujian ini mengesahkan bahawa penebat boleh menahan tekanan elektrik yang berterusan tanpa kerosakan:

• Voltan ujian: Biasanya 2 × Ui + 1000V untuk peralatan dengan Ui ≤ 690V (mengikut IEC 60947-1)
• Tempoh ujian: 60 saat (1 minit voltan AC berterusan)
• Frekuensi ujian: 50 Hz atau 60 Hz AC (frekuensi kuasa)
• Kriteria lulus: Tiada nyahcas disruptif, tiada kerosakan, arus rambatan dalam had yang ditetapkan

Contohnya, blok terminal yang dinilai Ui 690V menjalani ujian dielektrik pada kira-kira 2,380V AC selama satu minit. Ini mensimulasikan penuaan dan tekanan penebat selama bertahun-tahun yang diringkaskan menjadi satu ujian terkawal.

Mengapa Ui Melebihi Ue: Margin Keselamatan

Peralatan elektrik mengalami tekanan voltan melebihi tahap nominal:

• Voltan lampau sementara: Lonjakan pensuisan, operasi bank kapasitor
• Variasi voltan sistem: Turun naik grid, isu pengawalaturan penjana
• Penuaan Penebat: Kelembapan, pencemaran, kitaran haba merendahkan penebat dari masa ke masa
• Margin keselamatan: Piawaian IEC memerlukan penebat direka untuk tekanan yang lebih tinggi daripada voltan operasi

Sistem 400V jarang melihat tepat 400V secara berterusan. Voltan boleh berubah ±10% dalam keadaan biasa, dan peristiwa sementara menolaknya lebih tinggi. Menentukan peralatan dengan Ui yang jauh lebih tinggi daripada Ue memastikan integriti penebat sepanjang hayat perkhidmatan peralatan.

Keperluan Ui dan Jarak Rayapan

Ui secara langsung menentukan minimum jarak rayapan—laluan terpendek antara bahagian konduktif yang diukur di sepanjang permukaan penebat. Jadual IEC 60664-1 menentukan rayapan yang diperlukan berdasarkan:

• Voltan penebat berkadar (Ui)
• Tahap pencemaran (tahap pencemaran: bersih, normal, konduktif)
• Kumpulan bahan penebat (rintangan terhadap penjejakan: I, II, IIIa, IIIb)

Ui yang lebih tinggi memerlukan rayapan yang lebih besar. Blok terminal untuk Ui 1000V memerlukan jarak yang lebih ketara daripada blok Ui 400V, walaupun kedua-duanya beroperasi dalam sistem 400V yang sama. Ini mempengaruhi saiz fizikal dan ketumpatan terminal.

Nilai Ui Biasa

Penarafan Ui standard untuk peralatan voltan rendah:

• 300V: Komponen kawalan tugas ringan, aplikasi voltan rendah
• 500V / 690V: Paling biasa untuk MCCB industri, kontaktor, geganti dalam sistem 400V/480V
• 800V / 1000V: Penebat yang lebih tinggi untuk aplikasi yang mencabar, liputan julat voltan yang diperluas

Sentiasa sahkan bahawa peralatan yang dipilih menunjukkan Ui ≥ voltan sistem maksimum yang anda jangkakan. Untuk sistem 480V, memilih komponen dengan Ui 500V memberikan margin yang minimum; Ui 690V atau 800V menawarkan kebolehpercayaan jangka panjang yang lebih baik.

Apakah Uimp (Voltan Tahan Impuls Terkadar)?

Uimp adalah voltan tahan impuls terkadar—nilai voltan puncak yang boleh ditahan oleh peralatan apabila dikenakan impuls lampau voltan sementara yang diseragamkan tanpa kegagalan penebat. Walaupun Ui menguji kekuatan dielektrik frekuensi kuasa, Uimp mengesahkan keupayaan peralatan untuk bertahan daripada lonjakan tenaga tinggi yang pantas daripada sambaran petir, peristiwa pensuisan dan gangguan grid.

Uimp dinyatakan dalam kilovolt (kV) puncak dan menggunakan bentuk gelombang impuls yang diseragamkan: 1.2/50 μs (masa naik 1.2 mikrosaat ke puncak, pereputan 50 mikrosaat ke separuh nilai). Bentuk gelombang ini mensimulasikan tandatangan elektrik lonjakan yang disebabkan oleh petir dan transien pensuisan.

Apa yang Sebenarnya Diuji oleh Uimp: Kekebalan Lonjakan

Ujian tahan impuls mengenakan peralatan kepada denyutan sementara voltan tinggi:

• Bentuk gelombang ujian: Impuls voltan 1.2/50 μs (bentuk IEC standard)
• Voltan ujian: Uimp peralatan yang diisytiharkan (6 kV, 8 kV, 12 kV, dll.)
• Prosedur ujian: Pelbagai impuls digunakan dengan kedua-dua polariti (positif dan negatif)
• Selang antara impuls: Minimum 1 saat
• Kriteria lulus: Tiada flashover, tiada pecahan penebat, tiada degradasi kelegaan

Untuk pemutus litar yang dinilai Uimp 8 kV, jurutera ujian menggunakan impuls puncak 8,000 volt berulang kali untuk mengesahkan bahawa kelegaan dalaman dan penebat menahan tekanan sementara ini tanpa kegagalan.

Sambungan Kategori Lampau Voltan

Nilai Uimp tidak sewenang-wenangnya—ia diselaraskan dengan kategori lampau voltan yang ditakrifkan dalam IEC 60664-1. Kategori ini mengklasifikasikan pemasangan mengikut pendedahan mereka kepada lampau voltan sementara:

• Kategori I: Peralatan dengan pendedahan sementara yang dikurangkan (litar elektronik terlindung)
• Kategori II: Peralatan dan peralatan mudah alih (beban kediaman biasa)
• Kategori III: Pemasangan tetap (panel pengagihan, jentera perindustrian)
• Kategori IV: Asal pemasangan (pintu masuk perkhidmatan, meter utiliti, talian atas)

Kategori yang lebih tinggi menghadapi transien yang lebih teruk. Jadual IEC 60664-1 memetakan voltan nominal sistem kepada tahap tahan impuls yang diperlukan untuk setiap kategori. Untuk sistem tiga fasa 400V:

• Kategori II: Uimp 2.5 kV biasa
• Kategori III: Uimp 6 kV biasa
• Kategori IV: Uimp 8 kV biasa

Peralatan perindustrian yang dipasang dalam sistem pengagihan tetap (Kategori III) memerlukan Uimp yang lebih tinggi daripada peralatan yang dipalamkan ke dalam alur keluar dinding (Kategori II), walaupun kedua-duanya beroperasi pada voltan nominal yang sama.

Nilai Uimp Biasa untuk Peralatan Perindustrian

Penarafan Uimp standard untuk suisgear voltan rendah dan peralatan kawalan:

• 4 kV: Aplikasi kategori rendah, peralatan kediaman
• 6 kV: Biasa untuk MCCB domestik/kediaman, peralatan Kategori II/III
• 8 kV: Standard untuk MCCB perindustrian, kontaktor, pemasangan tetap Kategori III/IV
• 12 kV: Aplikasi perindustrian yang mencabar, peralatan gred utiliti, lokasi pendedahan tinggi

Lembaran data peralatan biasanya menunjukkan nilai Uimp yang sepadan dengan kategori pemasangan yang dimaksudkan. Komponen gred perindustrian lalai kepada 8 kV atau lebih tinggi, manakala produk kediaman mungkin menunjukkan 4-6 kV.

Mengapa Uimp Penting: Peristiwa Lonjakan Dunia Sebenar

Sistem elektrik menghadapi voltan lampau sementara secara berkala:

• Petir menyambar: Sambaran petir secara langsung atau berdekatan menyebabkan lonjakan voltan tinggi ke dalam rangkaian pengagihan
• Operasi pensuisan: Pembukaan/penutupan beban besar, bank kapasitor, atau transformer menghasilkan pancang voltan
• Kerosakan grid: Operasi penjelasan dan penutupan semula kerosakan menjana transien
• Permulaan motor: Pensuisan beban induktif menghasilkan pancang voltan setempat

Peralatan dengan Uimp yang tidak mencukupi gagal secara tidak dijangka—kadang-kadang serta-merta selepas ribut petir, kadang-kadang selepas kerosakan lonjakan kumulatif melemahkan penebat selama berbulan-bulan. Spesifikasi Uimp yang betul memastikan peralatan bertahan dalam persekitaran transien yang khusus untuk lokasi dan kategori pemasangannya.

Perbezaan Utama: Ue vs Ui vs Uimp

Ketiga-tiga penarafan voltan ini mengukur tekanan elektrik yang berbeza secara asas. Memahami perbezaan mereka menghalang ralat spesifikasi dan membantu anda memadankan peralatan dengan keadaan operasi sebenar.

Operasi vs. Penebat vs. Lonjakan: Soalan Berbeza

Setiap penarafan menjawab soalan reka bentuk yang khusus:

• Ue (Voltan Operasi): “Apakah voltan sistem yang boleh dikendalikan oleh peranti ini dalam keadaan biasa dan berterusan?”
• Ui (Voltan Penebat): “Apakah rujukan voltan yang menentukan kekuatan penebat dan jarak rambatan peranti ini?”
• Uimp (Voltan Tahan Impuls): “Apakah voltan transien puncak yang boleh ditahan oleh peranti ini tanpa kerosakan penebat?”

Ia saling melengkapi, bukan boleh ditukar ganti. Anda tidak boleh menggantikan Ui untuk Ue, dan Uimp yang tinggi tidak mengimbangi Ue yang tidak mencukupi. Ketiga-tiganya mesti selaras dengan keperluan aplikasi anda.

Perbezaan Kaedah Ujian

Penilaian	Jenis Ujian	Ujian Voltan	Tempoh	Apa Yang Disahkan
Ue	Ujian prestasi operasi	Voltan nominal sistem	Beribu-ribu kitaran	Keupayaan pensuisan, ketahanan, kenaikan suhu
Ui	Ketahanan dielektrik frekuensi kuasa	~2 × Ui + 1000V AC	60 saat	Integriti penebat terhadap tekanan AC yang berterusan
Uimp	Ujian tahan impuls	Puncak kV impuls yang dinilai	Mikrosaat (berbilang tembakan)	Kecukupan pelepasan terhadap lonjakan transien pantas

Ujian Ui menggunakan AC 50/60 Hz yang berterusan selama satu minit—tekanan yang perlahan dan berterusan pada penebat. Ujian Uimp menggunakan impuls 1.2/50 μs—pancang voltan yang pantas dan tajam yang menekankan pelepasan dan jurang udara secara berbeza. Lulus satu ujian tidak menjamin lulus ujian yang lain.

Hubungan Magnitud Voltan

Peralatan biasa menunjukkan hierarki voltan yang khusus:

Ue ≤ Ui < Uimp

Contoh: MCCB industri untuk sistem 400V mungkin menunjukkan:

• Ue = 400V (voltan operasi sepadan dengan sistem)
• Ui = 690V (penebat direka untuk tekanan yang lebih tinggi)
• Uimp = 8 kV (tahan impuls untuk pemasangan Kategori III)

Perhatikan tertib magnitud: Ue dan Ui adalah dalam ratusan volt, manakala Uimp melonjak kepada ribuan volt. Ini mencerminkan sifat lonjakan transien yang berbeza berbanding operasi keadaan mantap.

Penarafan Mana Yang Mengawal Keputusan Mana?

Keputusan spesifikasi yang berbeza bergantung pada penarafan yang berbeza:

Gunakan Ue untuk menentukan:

• Keserasian sistem (adakah peralatan sepadan dengan voltan nominal anda?)
• Penyelarasan penarafan semasa (nilai Ie diisytiharkan pada tahap Ue yang khusus)
• Kebolehgunaan kategori penggunaan (AC-3, AC-23, dll.)
• Konfigurasi selari/bersiri (pertimbangan perkongsian voltan)

Gunakan Ui untuk mengesahkan:

• Margin keselamatan penebat yang mencukupi (Ui harus melebihi Ue dengan ketara)
• Pematuhan dengan keperluan jarak rambatan untuk darjah pencemaran
• Kebolehpercayaan penebat jangka panjang dalam persekitaran anda
• Kesesuaian peralatan merentasi julat voltan (satu peranti, berbilang aplikasi)

Gunakan Uimp untuk memastikan:

• Perlindungan lonjakan transien untuk kategori voltan lampau pemasangan
• Penyelarasan dengan peranti pelindung lonjakan huluan
• Reka bentuk pelepasan yang mencukupi untuk lokasi pendedahan tinggi
• Pematuhan dengan piawaian penyelarasan penebat (IEC 60664-1)

Piawaian IEC dan Keperluan Pengujian

Ketiga-tiga penarafan voltan bukanlah tuntutan pengeluar yang sewenang-wenangnya—ia dikawal oleh piawaian antarabangsa IEC yang ketat yang mentakrifkan prosedur pengujian, kriteria prestasi minimum dan keperluan dokumentasi.

Siri IEC 60947: Suisgear dan Gear Kawalan Voltan Rendah

Siri IEC 60947 menyediakan asas untuk definisi penarafan voltan merentasi MCCB, penyentuh, geganti, pemula motor, dan peralatan kawalan:

• IEC 60947-1: Peraturan am yang menetapkan definisi Ue, Ui, Uimp, keperluan penyelarasan penebat, dan prosedur ujian yang terpakai kepada semua suisgear voltan rendah
• IEC 60947-2: Keperluan khusus untuk pemutus litar (MCCB, ACB), termasuk kapasiti pemutusan litar pintas, kategori selektiviti, dan aplikasi penarafan voltan
• IEC 60947-4-1: Penghidup kontaktor dan motor, mentakrifkan kategori penggunaan (AC-3, AC-4, dll.) dan cara Ue berkaitan dengan keupayaan pensuisan motor
• IEC 60947-5-1: Peranti litar kawalan dan elemen pensuisan (suis had, suis pemilih, butang tekan)

Semua bahagian merujuk kepada IEC 60947-1 untuk definisi penarafan voltan asas, kemudian menambah butiran ujian khusus produk.

IEC 60947-7-1: Blok Terminal untuk Konduktor Kuprum

Blok terminal mengikut piawaian berkaitan:

• IEC 60947-7-1: Mentakrifkan kenaikan suhu, ketahanan dielektrik (mengesahkan Ui), ketahanan arus jangka pendek, dan ujian impuls (mengesahkan Uimp) untuk blok terminal
• Pengujian termasuk: Ujian dielektrik frekuensi kuasa (60 saat pada voltan ujian yang diperoleh daripada Ui) dan ujian voltan impuls (bentuk gelombang 1.2/50 μs pada Uimp berkadar)

Blok terminal menggunakan rangka kerja Ui dan Uimp asas yang sama seperti MCCB dan kontaktor, memastikan konsistensi penyelarasan penebat merentasi semua komponen panel.

IEC 60664-1: Penyelarasan Penebat Dalam Sistem Voltan Rendah

IEC 60664-1 menyediakan jadual kejuruteraan yang menghubungkan voltan sistem kepada Uimp dan kelegaan yang diperlukan:

• Kategori voltan lampau (I hingga IV) mengklasifikasikan pendedahan pemasangan kepada transien
• Darjah pencemaran (1 hingga 4) mengklasifikasikan tahap pencemaran alam sekitar
• Jadual voltan impuls berkadar: Memetakan voltan sistem nominal dan kategori voltan lampau kepada Uimp minimum yang diperlukan
• Jadual kelegaan dan jarak rambatan: Menentukan jarak udara dan permukaan minimum berdasarkan Ui, darjah pencemaran, dan kumpulan bahan penebat

Jurutera menggunakan IEC 60664-1 untuk menentukan Uimp dan kelegaan yang diperlukan oleh aplikasi mereka, kemudian memilih peralatan dengan helaian data yang menunjukkan penarafan yang mencukupi.

IEC 61810-1: Geganti Elektromekanikal

Geganti elektromekanikal mengikut piawaian mereka sendiri tetapi menggunakan konsep penarafan voltan yang sama:

• IEC 61810-1: Mentakrifkan Ue (voltan pensuisan), Ui (voltan penebat), dan Uimp (voltan ketahanan impuls) untuk sesentuh dan gegelung geganti
• Prosedur ujian: Ujian dielektrik frekuensi kuasa dan ujian impuls mencerminkan metodologi IEC 60947-1

Geganti berkadar Ue 400V, Ui 690V, Uimp 6 kV menggunakan rangka kerja interpretasi yang sama seperti MCCB dengan penarafan tersebut—hanya jenis produk yang berbeza.

Ujian Jenis lwn. Ujian Rutin

Pengesahan penarafan voltan melibatkan dua tahap ujian:

Pengujian jenis (dilakukan sekali setiap reka bentuk):

• Pengesahan komprehensif termasuk ketahanan dielektrik, ujian impuls, kenaikan suhu, kitaran ketahanan
• Dijalankan pada sampel perwakilan di makmal ujian yang diakreditasi
• Keputusan didokumenkan dalam laporan ujian jenis dan diterbitkan pada helaian data
• Mahal, memakan masa—pengeluar tidak mengulangi untuk setiap unit pengeluaran

Pengujian rutin (dilakukan pada setiap unit atau kelompok pengeluaran):

• Pengesahan asas: pemeriksaan visual, pemeriksaan dimensi, ujian dielektrik yang dipermudahkan (voltan lebih rendah, tempoh lebih pendek)
• Memastikan konsistensi pembuatan tanpa mengulangi bateri ujian jenis penuh
• Kawalan kualiti yang cepat dan kos efektif

Apabila anda membaca helaian data yang menunjukkan Ue, Ui, dan Uimp, nilai tersebut mewakili prestasi yang diuji jenis dan disahkan. Ujian rutin mengesahkan setiap unit pengeluaran memenuhi reka bentuk yang diuji jenis.

Panduan Pemilihan Praktikal: Menggunakan Penarafan Voltan dengan Betul

Memilih peralatan dengan penarafan voltan yang sesuai memerlukan pendekatan sistematik. Ikuti rangka kerja keputusan ini untuk memadankan penarafan dengan keperluan pemasangan anda.

Langkah 1: Kenal Pasti Voltan Nominal Sistem Anda

Mulakan dengan fakta sistem asas:

• Sistem fasa tunggal: 120V, 230V, 240V AC
• Sistem tiga fasa: 208V, 380V, 400V, 415V, 480V, 600V, 690V AC
• Sistem DC: 24V, 48V, 110V, 220V DC (biasa dalam aplikasi kawalan/bateri)

Ini adalah keperluan Ue minimum. Peralatan berkadar Ue lebih rendah daripada voltan sistem anda tidak boleh digunakan; peralatan berkadar Ue sama dengan atau lebih tinggi daripada voltan sistem boleh diterima dari sudut pandangan voltan operasi.

Langkah 2: Tentukan Kategori Voltan Lampau Pemasangan

Rujuk IEC 60664-1 atau kod elektrik tempatan untuk mengklasifikasikan pemasangan anda:

Kategori I: Peralatan elektronik sensitif dengan perlindungan lonjakan tempatan (jarang berlaku dalam aplikasi perindustrian)

Kategori II: Litar perkakas dan alur keluar soket, peralatan mudah alih sekurang-kurangnya 10 meter dari sumber Kategori III (kediaman, komersial ringan)

Kategori III: Peralatan tetap dalam bangunan, panel pengagihan, jentera perindustrian (aplikasi perindustrian yang paling biasa)

Kategori IV: Asal pemasangan, peralatan masuk perkhidmatan, meter utiliti, talian atas

Kategori pemasangan anda menentukan Uimp minimum yang diperlukan. Untuk sistem 400V:

• Kategori II → Uimp ≥ 2.5 kV
• Kategori III → Uimp ≥ 6 kV (sering dinyatakan sebagai 8 kV untuk margin yang lebih baik)
• Kategori IV → Uimp ≥ 8 kV

Langkah 3: Menilai Tahap Pencemaran Alam Sekitar

Menilai tahap pencemaran mengikut IEC 60664-1:

• Darjah Pencemaran 1: Persekitaran bersih, penutup kedap (jarang berlaku)
• Darjah Pencemaran 2: Keadaan dalaman biasa, hanya pencemaran bukan konduktif (kebanyakan kabinet kawalan)
• Darjah Pencemaran 3: Pencemaran konduktif atau pencemaran bukan konduktif kering yang menjadi konduktif apabila basah (persekitaran perindustrian, pemasangan luar)
• Darjah Pencemaran 4: Pencemaran konduktif berterusan daripada hujan, salji, atau pencemaran teruk

Tahap pencemaran yang lebih tinggi memerlukan peralatan dengan jarak rambatan yang lebih besar, yang bermaksud penarafan Ui yang lebih tinggi untuk keupayaan kelegaan yang sama. Sistem 400V dalam Tahap Pencemaran 3 memerlukan rambatan yang lebih besar daripada voltan yang sama dalam Tahap 2.

Langkah 4: Pilih Peralatan Ui dengan Margin yang Mencukupi

Peraturan am: Nyatakan peralatan dengan Ui sekurang-kurangnya 1.5× voltan nominal sistem anda, sebaik-baiknya lebih tinggi.

Untuk sistem biasa:

• Sistem tiga fasa 400V: Nyatakan Ui ≥ 690V (margin 1.73×)
• Sistem tiga fasa 480V: Nyatakan Ui ≥ 690V atau 800V
• Sistem satu fasa 230V: Nyatakan Ui ≥ 400V atau 500V

Margin ini mengambil kira variasi voltan, voltan lampau sementara, dan penuaan penebat sepanjang hayat perkhidmatan peralatan.

Langkah 5: Sahkan Uimp Padan dengan Kategori Pemasangan

Semak silang lembaran data peralatan dengan kategori pemasangan anda dari Langkah 2:

• Pastikan Uimp yang diisytiharkan ≥ minimum IEC 60664-1 untuk voltan dan kategori sistem anda
• Pemasangan tetap perindustrian (Kategori III) biasanya memerlukan Uimp minimum 6-8 kV
• Jangan kurang menyatakan untuk menjimatkan kos—kegagalan lonjakan tidak dapat diramalkan dan mahal

Langkah 6: Sahkan Penarafan Arus pada Ue Terpilih

Penarafan arus peralatan (Ie, In) diisytiharkan pada nilai Ue tertentu. Sahkan bahawa:

• Penarafan arus mencukupi untuk beban anda pada Ue yang diisytiharkan
• Jika peralatan menyenaraikan berbilang pilihan Ue, semak sama ada arus tidak berkurang pada voltan pilihan anda
• Terutamanya kontaktor menunjukkan Ie yang dikurangkan pada tahap Ue yang lebih tinggi—jangan anggap arus kekal malar

Langkah 7: Dokumentasikan Pilihan untuk Pengesahan Pematuhan

Kekalkan rekod spesifikasi yang menunjukkan:

• Voltan nominal sistem dan kategori pemasangan
• Nilai Ue, Ui, Uimp peralatan terpilih
• Tahap pencemaran dan jarak rambatan yang diperlukan
• Justifikasi untuk sebarang penyimpangan daripada amalan standard

Dokumentasi ini menyokong proses kelulusan, semakan pemeriksaan, dan keputusan penyelenggaraan/penggantian masa hadapan.

Ringkasan Carta Alir Keputusan

1. Voltan sistem → Menentukan Ue minimum
2. Kategori pemasangan (IEC 60664-1) → Menentukan Uimp minimum
3. Tahap pencemaran + Voltan → Menentukan rambatan yang diperlukan (mengesahkan pemilihan Ui)
4. Ciri-ciri beban + Ue → Menentukan Ie dan kategori penggunaan yang diperlukan
5. Semak silang semua penarafan → Memastikan Ue ≤ Ui, Uimp mencukupi, arus mencukupi

Jika mana-mana penarafan adalah marginal atau tidak jelas, nyatakan penarafan standard yang lebih tinggi seterusnya. Perbezaan kos adalah minimum berbanding kegagalan lapangan dan penggantian kecemasan.

Kesilapan Spesifikasi Biasa yang Perlu Dielakkan

Malah jurutera berpengalaman melakukan kesilapan penarafan voltan apabila bekerja di bawah tekanan masa atau berurusan dengan jenis peralatan yang tidak dikenali. Berikut adalah kesilapan yang paling kerap dan cara mengelakkannya.

Kesilapan 1: Hanya Menggunakan Ue dan Mengabaikan Ui/Uimp

ralat: Menentukan peralatan berdasarkan semata-mata Ue yang sepadan dengan voltan sistem, tanpa menyemak Ui dan Uimp.

Mengapa ia salah: Ue mengesahkan keserasian operasi tetapi tidak mengatakan apa-apa tentang kekuatan penebat atau ketahanan lonjakan. Peralatan dengan Ue yang betul tetapi Uimp yang tidak mencukupi gagal secara tidak dapat diramalkan selepas peristiwa sementara.

Pendekatan yang betul: Sentiasa sahkan ketiga-tiga penarafan. Untuk sistem 400V, semak bahawa Ue ≥ 400V dan Ui ≥ 690V dan Uimp ≥ 6-8 kV (bergantung pada kategori pemasangan).

Kesilapan 2: Menganggap Ui sebagai Voltan Operasi Maksimum

ralat: Menganggap peralatan yang dinilai Ui 690V boleh beroperasi secara berterusan pada 690V.

Mengapa ia salah: Ui ialah voltan rujukan penebat, bukan had operasi. Peraturan asas ialah Ue ≤ Ui—voltan operasi tidak boleh melebihi Ue yang diisytiharkan, tanpa mengira nilai Ui.

Pendekatan yang betul: Padankan voltan sistem dengan Ue, bukan Ui. Untuk sistem 690V, pilih peralatan yang dinilai Ue 690V (atau lebih tinggi) dengan Ui 800V atau 1000V. Jangan gunakan peralatan yang dinilai Ue 400V hanya kerana Ui adalah 690V.

Kesilapan 3: Terlepas Pandang Kategori Pemasangan Apabila Memilih Uimp

ralat: Menentukan peralatan gred kediaman (Uimp 4-6 kV) untuk pemasangan tetap industri (Kategori III).

Mengapa ia salah: IEC 60664-1 memerlukan Uimp yang lebih tinggi untuk pemasangan yang lebih dekat dengan asal bekalan elektrik. Persekitaran industri Kategori III menghadapi transien yang lebih teruk daripada litar perkakas Kategori II. Peralatan dengan Uimp yang tidak mencukupi mengalami degradasi penebat kumulatif dan kegagalan yang tidak dijangka.

Pendekatan yang betul: Tentukan kategori pemasangan dahulu, kemudian pilih peralatan dengan Uimp yang sesuai. Untuk kebanyakan aplikasi industri (Kategori III), tentukan Uimp ≥ 8 kV. Untuk peralatan masuk perkhidmatan (Kategori IV), gunakan Uimp ≥ 12 kV.

Kesilapan 4: Mengabaikan Impak Darjah Pencemaran pada Jarak Rayapan

ralat: Memilih peralatan hanya berdasarkan penarafan voltan tanpa mempertimbangkan pencemaran alam sekitar.

Mengapa ia salah: Darjah pencemaran yang lebih tinggi memerlukan jarak rayapan yang lebih besar antara bahagian konduktif. Peralatan yang mencukupi untuk Darjah Pencemaran 2 (kabinet kawalan bersih) mungkin mempunyai rayapan yang tidak mencukupi untuk Darjah 3 (persekitaran industri dengan habuk/kelembapan). Ini menyebabkan kegagalan penjejakan dan flashover.

Pendekatan yang betul: Nilaikan persekitaran secara jujur (kebanyakan tapak industri adalah Darjah 3, bukan Darjah 2), kemudian pilih peralatan dengan Ui yang mencukupi dan jarak rayapan yang disahkan untuk darjah pencemaran anda. Jika ragu-ragu, tentukan penarafan Ui yang lebih tinggi seterusnya untuk memastikan jarak yang mencukupi.

Kesilapan 5: Menganggap Penarafan Arus Tidak Bergantung pada Voltan

ralat: Memilih kontaktor yang dinilai Ie 95A pada Ue 400V dan menjangkakan keupayaan 95A yang sama pada Ue 690V.

Mengapa ia salah: Voltan yang lebih tinggi menekankan gangguan arka sentuhan dengan lebih teruk. Kontaktor dan suis biasanya menunjukkan keupayaan arus yang berkurangan pada voltan yang lebih tinggi. Lembaran data menyenaraikan pelbagai kombinasi Ue/Ie—nilai Ie berkurangan apabila Ue meningkat.

Pendekatan yang betul: Sentiasa baca penarafan arus pada voltan operasi khusus anda. Jika anda mereka bentuk untuk operasi 690V, gunakan nilai Ie yang diisytiharkan pada Ue 690V, bukan nilai (lebih tinggi) yang diisytiharkan pada Ue 400V.

Kesilapan 6: Mencampurkan Peralatan Kediaman dan Industri

ralat: Menentukan MCCB kediaman (dinilai Uimp 6 kV) dalam panel kawalan industri untuk menjimatkan kos.

Mengapa ia salah: Peralatan kediaman diuji dan diperakui untuk aplikasi Kategori II dengan pendedahan transien yang lebih rendah. Persekitaran industri (Kategori III/IV) melebihi sampul reka bentuk peralatan kediaman. Mencampurkan komponen kediaman dan industri mewujudkan jurang penyelarasan dan isu pematuhan.

Pendekatan yang betul: Padankan gred peralatan dengan jenis pemasangan. Gunakan komponen bertaraf industri (minimum Uimp 8 kV) untuk pemasangan kilang, loji dan bangunan tetap. Rizabkan peralatan gred kediaman (Uimp 4-6 kV) untuk aplikasi kediaman sebenar.

Kesilapan 7: Terlupa Mengesahkan Penarafan Peralatan Penggantian

ralat: Menggantikan peralatan yang gagal dengan peranti “setara” yang sepadan dengan penarafan arus tetapi mempunyai penarafan voltan yang lebih rendah.

Mengapa ia salah: Peralatan asal ditentukan dengan penarafan voltan lengkap (Ue, Ui, Uimp) atas sebab tertentu. Peranti penggantian dengan Ui atau Uimp yang tidak mencukupi mungkin sesuai secara fizikal dan berfungsi pada mulanya, tetapi gagal sebelum waktunya di bawah tekanan elektrik.

Pendekatan yang betul: Dokumentasikan spesifikasi peralatan asal termasuk semua penarafan voltan. Sahkan penggantian sepadan atau melebihi ketiga-tiga penarafan (Ue, Ui, Uimp), bukan sahaja kapasiti arus dan jejak fizikal.

Kesimpulan

Ue, Ui dan Uimp bukanlah tiga cara untuk mengatakan perkara yang sama. Ia adalah tiga ukuran berbeza yang menangani tekanan elektrik yang berbeza: keupayaan operasi (Ue), kekuatan penebat (Ui) dan ketahanan lonjakan transien (Uimp). Pemilihan peralatan memerlukan penilaian ketiga-tiganya terhadap voltan sistem anda, kategori pemasangan dan keadaan persekitaran.

Soalan pembukaan—MCCB mana yang sesuai dengan sistem 400V apabila satu menunjukkan “Ue 400V, Ui 690V, Uimp 8kV” dan satu lagi “Ue 690V, Ui 800V, Uimp 6kV”—kini mempunyai jawapan yang jelas. MCCB pertama sepadan dengan voltan operasi anda (Ue 400V) dengan margin penebat yang betul (Ui 690V) dan ketahanan lonjakan gred industri (Uimp 8 kV) yang sesuai untuk pemasangan Kategori III. Yang kedua adalah lebih spesifikasi untuk voltan operasi (Ue 690V melebihi keperluan 400V anda) dan kurang spesifikasi untuk perlindungan lonjakan (Uimp 6 kV adalah marginal untuk Kategori III industri). Peranti pertama adalah pilihan yang betul.

Spesifikasi yang betul bermaksud penilaian sistematik: kenal pasti voltan sistem untuk menentukan Ue minimum, klasifikasikan kategori pemasangan untuk menentukan Uimp yang diperlukan, nilaikan darjah pencemaran untuk mengesahkan kecukupan Ui dan rayapan, dan semak silang penarafan arus pada voltan operasi anda. Apabila penarafan adalah marginal, tentukan nilai standard yang lebih tinggi seterusnya—penarafan voltan kejuruteraan berlebihan kos jauh lebih rendah daripada kegagalan pramatang dan penggantian kecemasan.

Paling penting, dokumentasikan pilihan anda. Lembaran data peralatan yang menunjukkan Ue, Ui dan Uimp mewakili prestasi yang diuji dan diperakui. Tiga nombor itu memberitahu anda sama ada peranti boleh mengendalikan profil tekanan elektrik lengkap aplikasi anda—bukan sahaja operasi keadaan mantap hari ini, tetapi variasi voltan, pencemaran alam sekitar dan lonjakan transien selama bertahun-tahun. Baca dengan betul, tentukan dengan teliti, dan sistem elektrik anda akan memberikan prestasi yang boleh dipercayai yang dijanjikan oleh piawaian tersebut.