สเปคชีทดูสมบูรณ์แบบ พิกัด Icu 50 kA สูงกว่ากระแสลัดวงจรที่คำนวณได้ 38 kA มาก คุณอนุมัติคำสั่งซื้อ เบรกเกอร์ถูกจัดส่ง การติดตั้งเป็นไปอย่างราบรื่น.
สามเดือนต่อมา เกิดการลัดวงจรบนบัสจ่ายไฟหลัก เบรกเกอร์ตัดกระแสผิดพร่องในหน่วยมิลลิวินาที—ตรงตามที่ออกแบบไว้ทุกประการ แต่เมื่อทีมของคุณเปิดเครื่องอีกครั้งและทำการวินิจฉัย ความต้านทานหน้าสัมผัสของเบรกเกอร์เพิ่มขึ้นสามเท่า ห้องดับอาร์กแสดงความเสียหายจากความร้อน สิ่งที่ได้รับการจัดอันดับให้ใช้งานได้นานหลายสิบปี ตอนนี้อยู่ในสภาพที่ไม่ดีหลังจากขัดขวางความผิดพร่องเพียงครั้งเดียว การผลิตกลับมาดำเนินการต่อ แต่คุณสั่งซื้อตัวทดแทนและยื่นรายงานความล้มเหลว.
สาเหตุหลัก? คุณได้ตรวจสอบ Icu—ความสามารถของเบรกเกอร์ในการขัดขวางกระแสผิดพร่องสูงสุดเพียงครั้งเดียว คุณไม่ได้ตรวจสอบ Ics—ความสามารถในการตัดกระแสใช้งาน ซึ่งเป็นตัวกำหนดว่าเบรกเกอร์จะยังคงเชื่อถือได้หรือไม่หลังจากทำหน้าที่ของมัน เบรกเกอร์ 50 kA ของคุณมีพิกัด Ics เพียง 25 kA (50% ของ Icu) ความผิดพร่อง 38 kA อยู่ในเกณฑ์ Icu แต่เกิน Ics ไปมาก เบรกเกอร์ทำงานได้ตามที่ “ฮีโร่ครั้งเดียว”—มันช่วยระบบของคุณ แต่ไม่สามารถทำได้อีก.
นี่คือ “จุดบอด Ics” และเป็นข้อผิดพลาดในการระบุคุณสมบัติของเซอร์กิตเบรกเกอร์ #1 ในการติดตั้งทางอุตสาหกรรม.
สี่พิกัด: สิ่งที่ Datasheet ของคุณไม่ได้บอกคุณ
เปิด Datasheet ของเซอร์กิตเบรกเกอร์ใดก็ได้—MCCB, ACB ไม่สำคัญ—และคุณจะพบพิกัดการลัดวงจรสี่รายการที่แสดงพร้อมบริบทน้อยที่สุด:
- Icu (พิกัดความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรสูงสุด)
- Ics (พิกัดความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรใช้งาน)
- Icw (พิกัดกระแสทนต่อการลัดวงจร)
- Icm (พิกัดความสามารถในการรับกระแสลัดวงจร)
สี่ตัวย่อ สี่ตัวเลข โดยทั่วไปอยู่ในหน่วย kA หรือ kA peak และเว้นแต่คุณจะได้ระบุเบรกเกอร์หลายร้อยตัว แทบไม่มีสัญชาตญาณว่าตัวไหนที่ควบคุมความน่าเชื่อถือในการใช้งานของคุณจริงๆ.
นี่คือสิ่งที่ Datasheet ไม่ได้บอกคุณ: พิกัดเหล่านี้ไม่ได้เท่าเทียมกัน. สำหรับวงจรป้อนมอเตอร์ Icu และ Ics ครอบงำความน่าเชื่อถือของคุณ—Icw ไม่ได้ใช้ด้วยซ้ำ สำหรับตัวนำเข้าหลักที่มีการเลือกเฟ้นหน่วงเวลา Icw กลายเป็นสิ่งสำคัญ สำหรับสวิตช์ถ่ายโอนที่อาจปิดไปยังความผิดพร่องที่มีอยู่ การตรวจสอบ Icm เป็นสิ่งจำเป็น.
พิกัดถูกกำหนดโดย IEC 60947-2:2024 (ฉบับล่าสุด เผยแพร่ในเดือนกันยายน 2024) และมีความแม่นยำ ทดสอบได้ และบังคับ แต่การทำความเข้าใจว่าพวกมันหมายถึงอะไร—และที่สำคัญกว่านั้นคือ เมื่อใดที่แต่ละอย่างมีความสำคัญ—ต้องมีการแปลภาษาของมาตรฐานเป็นตรรกะการใช้งาน.
มาถอดรหัสทั้งสี่กัน โดยเริ่มจากสิ่งที่ทุกคนตรวจสอบ แต่ส่วนใหญ่มักเข้าใจผิด.
Icu: ฮีโร่ครั้งเดียว (ความสามารถในการตัดกระแสสูงสุด)
Icu คือกระแสลัดวงจรที่คาดว่าจะเกิดขึ้นสูงสุดที่เบรกเกอร์สามารถตัดได้ที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดโดยไม่ถูกทำลาย เป็นขีดจำกัดสูงสุด—ความผิดพร่องสูงสุดที่เบรกเกอร์สามารถตัดและยังคงเปิดทางกายภาพ ดับอาร์ก และป้องกันความล้มเหลวร้ายแรงได้.
แต่นี่คือความแตกต่างที่สำคัญ: Icu ได้รับการทดสอบภายใต้ลำดับ IEC ที่เฉพาะเจาะจง: O‑t‑CO เบรกเกอร์เปิดเพื่อตัดความผิดพร่อง มีการหน่วงเวลา (t) จากนั้นจะปิดและเปิดอีกครั้งทันทีเพื่อตัดความผิดพร่องครั้งที่สองที่ระดับ Icu หากเบรกเกอร์รอด—หมายความว่ามันขัดขวางความผิดพร่องทั้งสองได้สำเร็จโดยไม่มีการเชื่อมหน้าสัมผัส ระเบิด หรือล้มเหลวในการเปิด—มันผ่านการทดสอบ Icu.
สิ่งที่การทดสอบไม่ได้ตรวจสอบคือเบรกเกอร์ยังอยู่ในสภาพดีหรือไม่หลังจากนั้น หลังจากการทดสอบ Icu อุปกรณ์อาจมีการกัดกร่อนของหน้าสัมผัส ความเสียหายของห้องดับอาร์ก หรือการสึกหรอทางกลที่ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานต่อเนื่อง คิดว่า Icu เป็นความสามารถของเบรกเกอร์ในการตายอย่างกล้าหาญ—มันจะปกป้องการติดตั้งของคุณจากความผิดพร่องที่เลวร้ายที่สุด แม้ว่ามันจะไม่สามารถทำอะไรได้มากหลังจากนั้น.
นี่คือเหตุผลที่เราเรียกมันว่า “ฮีโร่ครั้งเดียว”
ทำไม Icu อย่างเดียวถึงไม่เพียงพอ
วิศวกรส่วนใหญ่รู้ว่าต้องตรวจสอบว่า Icu ≥ กระแสผิดพร่องที่คาดว่าจะเกิดขึ้น ณ จุดติดตั้ง นั่นคือขั้นตอนแรก และไม่สามารถต่อรองได้ เบรกเกอร์ที่มี Icu ไม่เพียงพอคือความล้มเหลวร้ายแรงที่รอจะเกิดขึ้น—หน้าสัมผัสสามารถเชื่อมติดกัน ห้องดับอาร์กสามารถแตกออก และสิ่งที่ควรเป็นการป้องกันที่ควบคุมได้ กลายเป็นการกระทำที่ควบคุมไม่ได้.
แต่ Icu ไม่ได้บอกอะไรคุณเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือหลังจากที่เบรกเกอร์ทำหน้าที่ของมัน มันจะทำงานอย่างถูกต้องในการเกิดความผิดพร่องครั้งต่อไปหรือไม่? มันจะยังคงเป็นไปตามพิกัดความทนทานทางความร้อนและทางกลหรือไม่? นั่นไม่ใช่สิ่งที่ Icu ทดสอบ สำหรับการรับประกันนั้น คุณต้องดูพิกัดถัดไป: Ics.
MCCB และ ACB ทางอุตสาหกรรมทั่วไปมีพิกัด Icu ตั้งแต่ 10 kA ถึง 150 kA ขึ้นอยู่กับขนาดเฟรมและการใช้งาน งานของคุณคือการตรวจสอบให้แน่ใจว่า Icu เกินกระแสผิดพร่องที่คาดว่าจะเกิดขึ้นสูงสุด ณ จุดติดตั้ง โดยทั่วไปจะมีส่วนต่างด้านความปลอดภัย 10-20% เพื่อคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของระบบตลอดอายุการใช้งานของการติดตั้ง (การเพิ่มการผลิต ลดอิมพีแดนซ์ ฯลฯ).
แต่นั่นเป็นเพียงข้อกำหนดเบื้องต้น Icu พาคุณเข้าไปในประตู Ics เป็นตัวกำหนดว่าคุณจะอยู่ได้หรือไม่.
Ics: นักรบวันจันทร์ถึงวันศุกร์ (ความสามารถในการตัดกระแสใช้งาน)
Ics คือพิกัดความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรใช้งาน—กระแสผิดพร่องสูงสุดที่เบรกเกอร์ได้รับการตรวจสอบว่ายังคงอยู่ในสภาพการทำงานที่ดีหลังจากขัดขวาง นี่คือพิกัดที่กำหนดว่าเบรกเกอร์ของคุณจะยังคงทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือหรือไม่หลังจากตัดความผิดพร่อง.
Ics ได้รับการทดสอบภายใต้ลำดับที่ต้องการมากกว่า Icu: O‑CO‑CO เบรกเกอร์เปิดเพื่อตัดความผิดพร่องที่ระดับ Ics ปิดและเปิดอีกครั้งทันที (CO) จากนั้นทำซ้ำวงจร (CO) รวมเป็นการขัดขวางความผิดพร่องสามครั้ง หลังจากลำดับนี้ เบรกเกอร์จะต้องยังคงเป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทั้งหมด—ความต้านทานหน้าสัมผัสอยู่ในขีดจำกัด การทำงานทางกลราบรื่น ความทนทานทางความร้อนและทางไฟฟ้าไม่ได้รับผลกระทบ จากนั้นจะถูกนำไปทดสอบการตรวจสอบเพิ่มเติม รวมถึงการทนต่อไดอิเล็กตริกและการตรวจสอบการทำงานขั้นสุดท้าย.
หากผ่าน เบรกเกอร์จะได้รับการรับรองสำหรับการใช้งานที่ระดับกระแสนั้น นี่คือ “นักรบวันจันทร์ถึงวันศุกร์”—เบรกเกอร์ที่คุณสามารถไว้วางใจได้ว่าจะทำงานอย่างถูกต้อง ไม่ใช่แค่ครั้งเดียว แต่ซ้ำๆ ตลอดอายุการใช้งานของการติดตั้ง.
อัตราส่วน Ics ต่อ Icu: ช่องว่างความน่าเชื่อถือ
นี่คือจุดที่สำคัญ: Ics จะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของ Icu เสมอ. อัตราส่วนทั่วไปสำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์ทางอุตสาหกรรม:
- 25% ของ Icu (MCCB ราคาถูก เกรดที่อยู่อาศัย)
- 50% ของ Icu (MCCB ทางอุตสาหกรรมระดับเริ่มต้น)
- 75% ของ Icu (MCCB ทางอุตสาหกรรมมาตรฐาน)
- 100% ของ Icu (MCCB ทางอุตสาหกรรมระดับพรีเมียมและ ACB ส่วนใหญ่)
เบรกเกอร์ที่มี Icu 80 kA และ Ics 40 kA (อัตราส่วน 50%) ได้รับการรับรองสำหรับการใช้งานที่เชื่อถือได้เฉพาะการขัดขวางความผิดพร่องสูงสุด 40 kA เท่านั้น ระหว่าง 40 kA ถึง 80 kA มันอยู่ในช่องว่างความน่าเชื่อถือ—มันจะตัดความผิดพร่อง (นั่นคือสิ่งที่ Icu รับประกัน) แต่มันอาจไม่สามารถใช้งานได้หลังจากนั้น.
นี่คือ “จุดบอด Ics” ในการดำเนินการ: คุณตรวจสอบ Icu สันนิษฐานว่าเบรกเกอร์ “ได้รับการจัดอันดับ” สำหรับระดับความผิดพร่องของคุณ และไม่เคยตรวจสอบว่า Ics ครอบคลุมกระแสผิดพร่องที่คาดว่าจะเกิดขึ้นจริงของคุณหรือไม่ จากนั้นความผิดพร่องจริงครั้งแรกเกิดขึ้น เบรกเกอร์ทำงานที่ 55 kA และหลังจากนั้นมันจะเสื่อมสภาพ บางทีมันอาจจะยังคงทำงานได้—หรือบางทีความต้านทานหน้าสัมผัสอาจเพิ่มขึ้น การปรับเทียบการทริปอาจเปลี่ยนไป และคุณกำลังมองหาอุปกรณ์ที่ไม่น่าเชื่อถือในตำแหน่งที่สำคัญ.
มืออาชีพ-บ#1: ในทางปฏิบัติทางอุตสาหกรรมของยุโรป การระบุ Ics = 100% ของ Icu เป็นมาตรฐานสำหรับการใช้งานที่สำคัญ ความแตกต่างของราคามีน้อยมาก—โดยทั่วไปคือ 300-600 บาทสำหรับเบรกเกอร์ Ics 100% เทียบกับรุ่น Ics 50% ในขนาดเฟรมเดียวกัน ความแตกต่างของความน่าเชื่อถือมีมาก เบรกเกอร์ที่มี Icu 50 kA และ Ics 25 kA (50%) อาจใช้งานไม่ได้หลังจากขัดขวางความผิดพร่องครั้งใหญ่ครั้งแรก เบรกเกอร์ที่มี Icu 50 kA และ Ics 50 kA (100%) ได้รับการรับรองสำหรับการใช้งานซ้ำๆ ที่ความสามารถในการเกิดความผิดพร่องเต็มที่.
เมื่อ Ics เท่ากับ Icu (และเมื่อไม่เท่ากัน)
สำหรับ ACB (แอร์เซอร์กิตเบรกเกอร์) และ MCCB ระดับพรีเมียม โดยทั่วไป Ics จะเท่ากับ Icu—อัตราส่วน 100% เบรกเกอร์เหล่านี้ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมหนัก ซึ่งความน่าเชื่อถือหลังความผิดพร่องไม่สามารถต่อรองได้.
สำหรับ MCCB ประหยัดและอุปกรณ์เกรดที่อยู่อาศัย Ics อาจเป็น 25% หรือ 50% ของ Icu เบรกเกอร์เหล่านี้มีไว้สำหรับการใช้งานที่กระแสผิดพร่องต่ำกว่า หรือที่เบรกเกอร์ได้รับการปฏิบัติเหมือนเป็นอุปกรณ์เสียสละที่ได้รับการเปลี่ยนหลังจากเกิดความผิดพร่องครั้งใหญ่.
คำถามที่คุณต้องตอบ: การติดตั้งของคุณเป็นการติดตั้งที่เบรกเกอร์ได้รับการเปลี่ยนหลังจากเกิดความผิดพร่องครั้งใหญ่ทุกครั้งหรือไม่? หรือคุณต้องการให้มันยังคงใช้งานได้?
มืออาชีพ-บ#5: อย่าสันนิษฐานว่า Icu สูงหมายถึง Ics ที่เพียงพอโดยอัตโนมัติ เบรกเกอร์ Icu 100 kA ที่มี Ics 25 kA (อัตราส่วน 25% พบได้ทั่วไปใน MCCB เกรดที่อยู่อาศัย) ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่กระแสผิดพร่องที่คาดว่าจะเกิดขึ้นของคุณคือ 60 kA และความสามารถในการใช้งานหลังความผิดพร่องมีความสำคัญ ตรวจสอบเสมอว่า Ics ≥ กระแสผิดพร่องที่คาดว่าจะเกิดขึ้นสำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้.
Icw: ผู้รักษาประตูการเลือกเฟ้น (กระแสทนต่อการลัดวงจร)
Icw คือพิกัดกระแสทนต่อการลัดวงจร—กระแสผิดพร่องสูงสุดที่เบรกเกอร์สามารถนำไปได้ในช่วงเวลาสั้นๆ ที่ระบุ (โดยทั่วไปคือ 0.05, 0.1, 0.25, 0.5 หรือ 1.0 วินาที) โดยไม่ทริปหรือได้รับความเสียหาย พิกัดนี้มีอยู่เพื่อให้สามารถเลือกเฟ้นหน่วงเวลาในระบบจำหน่ายได้.
แต่นี่คือสิ่งแรกที่คุณต้องรู้: ไม่ใช่เบรกเกอร์ทั้งหมดที่มีพิกัด Icw.
IEC 60947-2 กำหนดประเภทการเลือกเฟ้นสองประเภท:
- ประเภท A: เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ไม่มีการหน่วงเวลาโดยเจตนา เมื่อเกิดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรเกินค่าที่ตั้งไว้สำหรับการตัดวงจรทันที เบรกเกอร์จะตัดวงจรทันที (หรือเกือบจะทันที) MCCB ส่วนใหญ่สำหรับวงจรป้อนมอเตอร์, การจ่ายไฟขั้นสุดท้าย และวงจรย่อยเป็นอุปกรณ์ประเภท A. เบรกเกอร์ประเภท A ไม่มีค่า Icw.
- ประเภท B: เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่สามารถตั้งค่าหน่วงเวลาโดยเจตนาได้ เพื่อให้อุปกรณ์ที่อยู่ปลายน้ำสามารถเคลียร์ความผิดพลาดก่อน (Selective Coordination) เบรกเกอร์เหล่านี้ต้องทนต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในช่วงระยะเวลาที่หน่วงไว้ได้โดยไม่เกิดความเสียหาย. เฉพาะเบรกเกอร์ประเภท B เท่านั้นที่มีค่า Icw.
โดยทั่วไป ACBs และ MCCB สำหรับงานหนักที่ใช้เป็นตัวนำเข้าหลัก, เบรกเกอร์ Bus-tie หรือเบรกเกอร์ป้อนในระบบจ่ายไฟแบบหลายระดับเป็นอุปกรณ์ประเภท B.
ทำไม Icw ถึงสำคัญ: Selective Coordination ในการทำงาน
ลองจินตนาการถึงระบบจ่ายไฟแบบสามระดับ:
- เบรกเกอร์ตัวนำเข้าหลัก (ประเภท B, มีค่า Icw)
- เบรกเกอร์ป้อน ไปยังส่วนต่างๆ ของโรงงาน (ประเภท A หรือ B ขึ้นอยู่กับขนาด)
- เบรกเกอร์วงจรย่อย สำหรับโหลดแต่ละตัว (ประเภท A)
เกิดความผิดพลาดในวงจรย่อย คุณต้องการให้เฉพาะเบรกเกอร์วงจรย่อยเท่านั้นที่ตัดวงจร โดยปล่อยให้เบรกเกอร์ป้อนและเบรกเกอร์ตัวนำเข้าหลักยังคงปิดอยู่ เพื่อให้ส่วนอื่นๆ ของโรงงานยังคงทำงานต่อไปได้ นั่นคือ Selective Coordination.
เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ เบรกเกอร์ป้อนและเบรกเกอร์ตัวนำเข้าหลักต้องมีการตั้งค่าหน่วงเวลา: “รอ 0.1 วินาทีเพื่อดูว่ามีอะไรที่ปลายน้ำเคลียร์ความผิดพลาดก่อนที่ฉันจะตัดวงจรหรือไม่” ในช่วงเวลาหน่วง 0.1 วินาทีนั้น เบรกเกอร์ต้นน้ำกำลังนำกระแสไฟฟ้าลัดวงจรเต็มที่ หากความผิดพลาดคือ 40 kA และค่า Icw ของเบรกเกอร์ตัวนำเข้าหลักคือ 30 kA สำหรับ 0.1 วินาที เบรกเกอร์จะได้รับความเสียหายทางความร้อนและทางกลในช่วงเวลาที่หน่วงไว้ แม้ว่าเบรกเกอร์จะหน่วงเวลาการตัดวงจรได้สำเร็จก็ตาม.
นี่คือเหตุผลที่ Icw ถูกเรียกว่า “ผู้รักษาประตู Selective Coordination”—เป็นตัวกำหนดว่าเบรกเกอร์ต้นน้ำของคุณสามารถรักษาสถานะเดิมได้นานพอที่ระบบป้องกันปลายน้ำจะทำงานได้หรือไม่.
มืออาชีพ-บ#2: หากเบรกเกอร์ของคุณไม่มีค่า Icw ในเอกสารข้อมูลจำเพาะ แสดงว่าเป็นอุปกรณ์ประเภท A ที่มีการตัดวงจรทันที อย่าพยายามใช้เพื่อ Selective Coordination ด้วยการหน่วงเวลาโดยเจตนา เฉพาะเบรกเกอร์ประเภท B เท่านั้น (โดยทั่วไปคือ ACBs และ MCCB สำหรับงานหนัก) ที่สามารถรองรับการประสานงานแบบหน่วงเวลาผ่าน Icw การพยายามบังคับให้เบรกเกอร์ประเภท A ทำหน้าที่ Selective Coordination จะส่งผลให้เกิดการตัดวงจรที่ไม่พึงประสงค์หรือความเสียหายต่อเบรกเกอร์.
เมื่อ Icw ไม่สำคัญ
สำหรับวงจรป้อนมอเตอร์, แผงจ่ายไฟขั้นสุดท้าย และการใช้งานวงจรย่อยส่วนใหญ่ Icw ไม่เกี่ยวข้อง เบรกเกอร์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์ประเภท A ที่ออกแบบมาให้ตัดวงจรให้เร็วที่สุดเมื่อเกิดความผิดพลาด ไม่มีการหน่วงเวลา, ไม่มีการประสานงาน Selective Coordination ในระดับเบรกเกอร์ (คุณอาจใช้ฟิวส์หรืออุปกรณ์อื่นๆ สำหรับการประสานงาน) ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีความสามารถในการทนต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในช่วงเวลาสั้นๆ.
รายการตรวจสอบข้อกำหนดของคุณสำหรับการใช้งานเหล่านี้: Icu และ Ics แค่นั้น Icw ไม่สามารถใช้ได้.
Icm: ความสามารถในการสับวงจร (Short-Circuit Making Capacity)
Icm คือความสามารถในการสับวงจรเมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจรที่กำหนดไว้ ซึ่งเป็นค่ากระแสสูงสุดที่เบรกเกอร์สามารถสับวงจร (ปิดวงจร) ภายใต้สภาวะการทดสอบที่กำหนด พิกัดนี้กล่าวถึงสถานการณ์ที่วิศวกรส่วนใหญ่ไม่ได้คิดถึง: จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณปิดเบรกเกอร์ในขณะที่เกิดความผิดพลาดในวงจรอยู่แล้ว
ฟังดูเหมือนเป็นกรณีพิเศษ แต่ไม่ใช่:
- สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ ที่อาจปิดวงจรเมื่อเกิดความผิดพลาดที่มีอยู่ก่อนแล้วระหว่างการสลับแหล่งจ่ายไฟ
- การสับวงจรด้วยตนเอง หลังจากเกิดความผิดพลาดที่ยังไม่ได้ระบุตำแหน่งและแก้ไข
- การทำงานแบบขนาน ที่เบรกเกอร์ปิดเพื่อซิงโครไนซ์กับบัสที่มีกระแสไฟฟ้า
- การคืนค่าแหล่งจ่ายไฟ หลังจากที่ต้นน้ำเคลียร์ความผิดพลาดแล้ว แต่ความผิดพลาดปลายน้ำยังคงอยู่
ในขณะที่เบรกเกอร์ปิดวงจรเมื่อเกิดความผิดพลาด แรงที่เกิดขึ้นนั้นมหาศาล สูงกว่ากระแสไฟฟ้าลัดวงจรในสภาวะคงตัวมาก ครึ่งรอบแรกของกระแสไฟฟ้ารวมถึงส่วนประกอบที่ไม่สมมาตรสูงสุด ซึ่งอาจเป็น 2.0 ถึง 2.5 เท่าของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในสภาวะคงตัว RMS ขึ้นอยู่กับตัวประกอบกำลังไฟฟ้าของวงจร (หรืออัตราส่วน X/R).
นี่คือ “ช่วงเวลาแห่งการสับวงจร”—ช่วงเวลาที่รุนแรงที่สุดในชีวิตการทำงานของเบรกเกอร์.
การคำนวณ Icm: ความสัมพันธ์ของ k-Factor
IEC 60947-2 กำหนด Icm ในแง่ของตัวคูณ (k-factor) ที่ใช้กับ Icu k-factor ขึ้นอยู่กับตัวประกอบกำลังไฟฟ้าลัดวงจร (cosφ) ของวงจรทดสอบ ซึ่งแตกต่างกันไปตามค่า Icu:
| ช่วง Icu | ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าในการทดสอบ (cosφ) | k-Factor | Icm Peak |
|---|---|---|---|
| 6–10 kA | 0.5 | 1.7 | 1.7 × Icu |
| 10–20 kA | 0.3 | 2.0 | 2.0 × Icu |
| 20–50 kA | 0.25 | 2.1 | 2.1 × Icu |
| ≥50 kA | 0.2 | 2.2 | 2.2 × Icu |
ตัวอย่าง: เบรกเกอร์ที่มี Icu 100 kA (ในช่วง ≥50 kA) มี Icm ที่ได้มาตรฐานอย่างน้อย 2.2 × 100 kA = 220 kA peak.
หากกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้ของระบบของคุณคือ 90 kA RMS และอัตราส่วน X/R บ่งชี้ถึงส่วนประกอบที่ไม่สมมาตรสูงสุดที่ 200 kA Icm ของเบรกเกอร์ของคุณต้องมีอย่างน้อย 200 kA peak เพื่อปิดวงจรเมื่อเกิดความผิดพลาดได้อย่างปลอดภัย.
มืออาชีพ-บ#3: ในการตรวจสอบความสามารถในการสับวงจร ให้ใช้ k-factor ที่ได้มาตรฐานจาก IEC 60947-2: สำหรับเบรกเกอร์ที่มีพิกัด ≥50 kA Icu Icm ควรมีอย่างน้อย 2.2 × Icu (peak) เบรกเกอร์ 100 kA ต้องการ Icm ≥ 220 kA peak เพื่อปิดวงจรเมื่อเกิดความผิดพลาดได้อย่างปลอดภัย เบรกเกอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้มี Icm ที่เพียงพอสำหรับค่า Icu แต่ให้ตรวจสอบข้อกำหนดนี้เสมอสำหรับการใช้งานสวิตช์ถ่ายโอน, แผนการสับวงจรอัตโนมัติ หรือสถานการณ์ใดๆ ที่เบรกเกอร์อาจปิดวงจรภายใต้สภาวะความผิดพลาด.
เมื่อ Icm สำคัญที่สุด
สำหรับการติดตั้งแบบถาวรส่วนใหญ่ที่เบรกเกอร์ปิดวงจรภายใต้สภาวะปกติ (ไม่มีความผิดพลาด) และเปิดวงจรเพื่อเคลียร์ความผิดพลาดเท่านั้น การตรวจสอบ Icm เป็นเรื่องรอง Icm มาตรฐานของผู้ผลิตสำหรับ Icu ที่กำหนดโดยทั่วไปก็เพียงพอแล้ว.
แต่สำหรับสวิตช์ถ่ายโอน, ระบบสับวงจรอัตโนมัติ หรือการใช้งานที่การปิดวงจรเมื่อเกิดความผิดพลาดเป็นสถานการณ์ที่น่าเชื่อถือ Icm จะกลายเป็นข้อกำหนดหลัก ตรวจสอบทั้งสองอย่าง:
- Icm ≥ กระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่ไม่สมมาตรสูงสุดสำหรับระบบของคุณ
- การออกแบบทางกลและทางไฟฟ้าของเบรกเกอร์เหมาะสมสำหรับหน้าที่การสับวงจร (เบรกเกอร์บางตัวเป็น “Breaking Only” และไม่ได้รับการจัดอันดับสำหรับการสับวงจรเมื่อเกิดความผิดพลาด)
พิกัดใดที่สำคัญสำหรับการใช้งานของคุณ
ตอนนี้คุณเข้าใจแล้วว่าแต่ละพิกัดหมายถึงอะไร นี่คือตรรกะการใช้งาน:
วงจรป้อนมอเตอร์ (ประเภท A, ทริปทันที)
- ลำดับความสำคัญ 1: Icu ≥ กระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ (มีส่วนเผื่อ 10-20%)
- ลำดับความสำคัญ 2: Ics สูงเท่าที่ทำได้จริง—โดยทั่วไปคือ 75-100% ของ Icu เพื่อความน่าเชื่อถือทางอุตสาหกรรม
- ลำดับความสำคัญ 3: ตรวจสอบ Icm ≥ k × Icu ตามมาตรฐาน IEC (โดยปกติจะเป็นไปโดยอัตโนมัติหากเลือกเบรกเกอร์อย่างถูกต้อง)
- ไม่สามารถใช้งานได้: Icw (เบรกเกอร์ประเภท A ไม่มีหน่วงเวลาลัดวงจร)
เบรกเกอร์เหล่านี้จะทริปทันทีเมื่อเกิดความผิดพลาด ความน่าเชื่อถือของคุณขึ้นอยู่กับ Ics ความแตกต่างของต้นทุนระหว่างเบรกเกอร์ Ics 50% และ 100% ในเฟรมเดียวกันนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนเบรกเกอร์หลังเกิดข้อผิดพลาดและการหยุดทำงานของการผลิต.
เมนอินคัมเมอร์และเบรกเกอร์บัส-ไท (ประเภท B, การประสานงานแบบเลือกเฟ้น)
- ลำดับความสำคัญ 1: Icu ≥ prospective fault current
- ลำดับความสำคัญ 2: Icw ≥ กระแสลัดวงจรที่คาดการณ์สำหรับการตั้งค่าหน่วงเวลาลัดวงจรที่คุณวางแผนจะใช้ (ตรวจสอบทั้งกระแสและเวลา: เช่น Icw = 50 kA เป็นเวลา 0.5 วินาที)
- ลำดับความสำคัญ 3: Ics = 100% ของ Icu (มาตรฐานสำหรับ ACBs และ MCCBs ระดับพรีเมียม)
- ลำดับความสำคัญ 4: ตรวจสอบ Icm ≥ k × Icu
สำหรับการใช้งานเหล่านี้ Icw มีความสำคัญอย่างยิ่ง หากคุณตั้งค่าหน่วงเวลาลัดวงจร 0.5 วินาทีเพื่อการเลือกเฟ้น Icw ของเบรกเกอร์จะต้องครอบคลุมกระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้ของคุณตลอดระยะเวลานั้น.
สวิตช์ถ่ายโอน (ศักยภาพในการสร้างเมื่อเกิดข้อผิดพลาด)
- ลำดับความสำคัญ 1: Icu ≥ prospective fault current
- ลำดับความสำคัญ 2: Icm ≥ กระแสลัดวงจรแบบอสมมาตรสูงสุด (คำนวณจากอัตราส่วน X/R ของระบบของคุณ)
- ลำดับความสำคัญ 3: Ics = 100% ของ Icu
- ลำดับความสำคัญ 4: ตรวจสอบว่าเบรกเกอร์ได้รับการจัดอันดับสำหรับหน้าที่การสร้าง (ไม่ใช่เบรกเกอร์ทั้งหมด)
สำหรับสวิตช์ถ่ายโอนและการรีโคลสอัตโนมัติ Icm จะเลื่อนขึ้นไปอยู่ในรายการลำดับความสำคัญ คุณต้องมั่นใจว่าเบรกเกอร์สามารถปิดเมื่อเกิดข้อผิดพลาดได้โดยไม่มีการเชื่อมติดของหน้าสัมผัสหรือความล้มเหลวทางกล.
มืออาชีพ-บ#4: สำหรับวงจรป้อนมอเตอร์ที่มีทริปทันที ลำดับชั้นข้อกำหนดของคุณคือ: 1) Icu ≥ กระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ 2) Ics สูงเท่าที่ทำได้จริง (โดยทั่วไปคือ 75-100% ของ Icu) 3) Icw ไม่สามารถใช้งานได้ 4) ตรวจสอบ Icm ≥ k × Icu สำหรับเมนอินคัมเมอร์ที่มีการเลือกเฟ้น ให้เพิ่ม Icw เป็นลำดับความสำคัญที่ 2 และตรวจสอบให้แน่ใจว่าตรงกับระยะเวลาการตั้งค่าหน่วงเวลาของคุณ.
สรุป: เหนือกว่าตัวย่อ
กลับไปที่เบรกเกอร์ที่ล้มเหลวจากการเปิด: 50 kA Icu, 25 kA Ics ติดตั้งบนระบบกระแสลัดวงจร 38 kA ข้อผิดพลาดในการระบุข้อกำหนดไม่ใช่การคำนวณผิด แต่เป็นการตรวจสอบการจัดอันดับที่ไม่ถูกต้อง.
Icu, Ics, Icw และ Icm ไม่สามารถใช้แทนกันได้ ไม่ใช่ทั้งหมดที่จะมีความสำคัญเท่ากันสำหรับการใช้งานทุกประเภท และเอกสารข้อมูลจะไม่บอกคุณว่าการจัดอันดับใดควบคุมความน่าเชื่อถือสำหรับการติดตั้งของคุณ.
ลำดับชั้นคือ:
- Icu Icu คือข้อกำหนดเบื้องต้นของคุณ—เบรกเกอร์ต้องสามารถจัดการกับความผิดพลาดที่คาดการณ์ไว้สูงสุดได้.
- Ics Ics คือเมตริกความน่าเชื่อถือของคุณ—การจัดอันดับที่กำหนดความสามารถในการซ่อมบำรุงหลังเกิดข้อผิดพลาด.
- Icw Icw คือตัวเปิดใช้งานการเลือกเฟ้นของคุณ—เกี่ยวข้องเฉพาะกับเบรกเกอร์ประเภท B ที่มีหน่วงเวลาลัดวงจร.
- Icm Icm คือการตรวจสอบการสร้างของคุณ—มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับสวิตช์ถ่ายโอนและการใช้งานรีโคลส.
ข้อผิดพลาดในการระบุข้อกำหนดส่วนใหญ่เกิดขึ้นในขั้นตอนที่สอง: Icu เพียงพอ Ics ไม่เพียงพอ วิธีแก้ปัญหาตรงไปตรงมา—ระบุ Ics ≥ กระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้ และสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่สำคัญ ให้ยืนยันว่า Ics = 100% ของ Icu ส่วนต่างของราคาน้อยมาก การได้รับความน่าเชื่อถือคือทุกสิ่ง.
งานของคุณ วงจร breaker‘คือการปกป้องการติดตั้งของคุณและพร้อมสำหรับความผิดพลาดครั้งต่อไป การจัดอันดับทั้งสี่มีความสำคัญ—แต่เฉพาะในกรณีที่คุณรู้ว่าต้องตรวจสอบการจัดอันดับใดสำหรับการใช้งานของคุณ.
มาตรฐา&แหล่งข่าวของที่ถูกอ้างอิง:
- IEC 60947-2:2024 (สวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันต่ำ – ส่วนที่ 2: เซอร์กิตเบรกเกอร์)
- คำจำกัดความของหมวดหมู่การเลือกเฟ้น IEC 60947-2:2024 (หมวดหมู่ A และ B)
- ลำดับการทดสอบการลัดวงจร IEC 60947-2:2024 (O‑t‑CO สำหรับ Icu, O‑CO‑CO สำหรับ Ics)
- ตารางปัจจัย k ความสามารถในการสร้าง IEC 60947-2:2024
Timeliness แถลงการณ์: ข้อกำหนดทางเทคนิค คำจำกัดความของการจัดอันดับ และการอ้างอิงมาตรฐานทั้งหมดถูกต้อง ณ เดือนพฤศจิกายน 2025 IEC 60947-2:2024 (ฉบับที่ 6.0) เป็นเวอร์ชันปัจจุบัน เผยแพร่ในเดือนกันยายน 2024.
