สิ่งสำคัญที่ต้องจดจำ
- ปัจจัยการตัดผ่านศูนย์: กระแสสลับดับอาร์คโดยธรรมชาติที่จุดตัดศูนย์ (100-120 ครั้ง/วินาที) ในขณะที่กระแสตรงรักษาส่วนโค้งอย่างต่อเนื่อง.
- ความแตกต่างในการออกแบบ: ตัวแยก DC ต้องใช้ขดลวดเป่าด้วยแม่เหล็กและรางอาร์คลึก ทำให้มีขนาดใหญ่กว่าและมีราคาแพงกว่ารุ่น AC.
- การลดแรงดันไฟฟ้า: การใช้ตัวแยก AC สำหรับแอปพลิเคชัน DC ส่งผลให้ความจุแรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างมาก (เช่น 690V AC → ~220V DC).
- กฎความปลอดภัย: ห้ามใช้ตัวแยกที่ได้รับการจัดอันดับ AC สำหรับระบบ DC เช่น Solar PV หรือ Battery Storage เพื่อป้องกันอันตรายจากไฟไหม้และการเชื่อมหน้าสัมผัส.
ช่างเทคนิคบำรุงรักษาเปิดสวิตช์ไอโซเลเตอร์ 600 โวลต์, 32 แอมป์ ขั้นตอนการล็อกเอาต์ตามปกติสำหรับแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคา.
ยกเว้นว่าสวิตช์ไม่ได้ถูกจัดอันดับสำหรับ DC.
ภายในตัวเรือน เกิดอาร์คขึ้นระหว่างหน้าสัมผัสที่แยกจากกัน ซึ่งเป็นสะพานพลาสมาที่สว่างและต่อเนื่อง นำไฟฟ้า DC 600V ผ่านอากาศที่แตกตัวเป็นไอออน ในระบบ AC อาร์คนี้จะดับลงตามธรรมชาติภายใน 10 มิลลิวินาที ดับลงที่จุดตัดศูนย์ของกระแสถัดไป แต่กระแส DC ไม่มีจุดตัดศูนย์ อาร์คยังคงอยู่ หน้าสัมผัสเริ่มสึกกร่อน อุณหภูมิสูงขึ้น ภายในไม่กี่วินาที ไอโซเลเตอร์ที่ควรจะให้การตัดการเชื่อมต่อที่ปลอดภัย กลับกลายเป็นตัวนำไฟฟ้าแรงสูงอย่างต่อเนื่อง ในเวลาที่คุณต้องการให้มันแยกจากกันมากที่สุด.
นั่น “ตาข่ายนิรภัย Zero-Crossing”—AC มี แต่ DC ไม่มี และมันเปลี่ยนแปลงทุกสิ่งเกี่ยวกับการออกแบบ จัดอันดับ และเลือกสวิตช์ไอโซเลเตอร์.
สวิตช์ไอโซเลเตอร์คืออะไร?
หนึ่ง สวิตช์แยก (เรียกอีกอย่างว่าสวิตช์ตัดการเชื่อมต่อหรือสวิตช์ตัดการเชื่อมต่อ) เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งทางกลที่ออกแบบมาเพื่อแยกวงจรไฟฟ้าออกจากแหล่งพลังงาน เพื่อให้มั่นใจถึงการบำรุงรักษาและการซ่อมแซมที่ปลอดภัย อยู่ภายใต้การควบคุมโดย IEC 60947-3:2020 สำหรับสวิตช์เกียร์แรงดันต่ำ (สูงสุด 1,000V AC และ 1,500V DC) สวิตช์แยกให้การตัดการเชื่อมต่อที่มองเห็นได้ ซึ่งเป็นช่องว่างทางกายภาพที่คุณสามารถมองเห็นหรือตรวจสอบได้ระหว่างตัวนำไฟฟ้าและอุปกรณ์ปลายน้ำ.
ไม่เหมือนกับ วงจร breakers, ไอโซเลเตอร์ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อขัดขวางกระแสไฟผิดพลาดภายใต้โหลด เป็นตัวตัดการเชื่อมต่อสำหรับการบำรุงรักษา คุณเปิดมันเมื่อวงจรไม่มีพลังงาน หรือมีโหลดน้อยที่สุด สร้างจุดแยกที่ปลอดภัยสำหรับการทำงานปลายทาง ไอโซเลเตอร์ส่วนใหญ่มีกลไกล็อกเอาต์ (ห่วงคล้องแม่กุญแจ หรือ มือจับแบบล็อคได้) เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด LOTO (Lockout/Tagout).
นี่คือสิ่งที่ทำให้การเลือกไอโซเลเตอร์มีความสำคัญ: ฟิสิกส์ของ การขัดขวางอาร์ค—สิ่งที่เกิดขึ้นในไมโครวินาทีหลังจากที่คุณเปิดสวิตช์—แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงสำหรับ AC เทียบกับ DC ไอโซเลเตอร์ที่เพียงพอสำหรับบริการ AC อาจไม่เพียงพอ (และเป็นอันตราย) สำหรับบริการ DC แม้ในแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า แผ่นป้ายระบุอาจระบุว่า “690V” แต่นั่นคือ 690V แอร์. ใช้กับสตริงโซลาร์เซลล์ 600V DC หรือไม่ คุณเพิ่งสร้างอันตรายจากอาร์คแฟลชที่อาจเกิดขึ้น.
นี่ไม่ใช่รายละเอียดทางเทคนิคเล็กน้อย หรือขอบเขตความปลอดภัยที่อนุรักษ์นิยม มันคือฟิสิกส์ และการทำความเข้าใจว่าทำไมจึงต้องดูสิ่งที่เกิดขึ้นภายในสวิตช์ทุกครั้งเมื่อหน้าสัมผัสแยกจากกันภายใต้แรงดันไฟฟ้า.
มืออาชีพ-บ#1: ห้ามใช้ไอโซเลเตอร์ที่ได้รับการจัดอันดับ AC สำหรับการใช้งาน DC เว้นแต่จะมีพิกัดแรงดัน/กระแส DC ที่ชัดเจนในเอกสารข้อมูล ไอโซเลเตอร์ที่ได้รับการจัดอันดับ 690V AC โดยทั่วไปมีความจุ DC เพียง 220-250V DC ซึ่งน้อยกว่าสตริงโซลาร์เซลล์ 4 แผงที่วงจรเปิด.
ปัญหาการดับอาร์ค: ทำไม DC ถึงแตกต่าง
เมื่อคุณเปิดสวิตช์ใดๆ ภายใต้แรงดันไฟฟ้า จะเกิดอาร์คขึ้น เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ เมื่อหน้าสัมผัสแยกจากกัน ช่องว่างระหว่างหน้าสัมผัสยังคงเล็กพอ—ไมโครเมตร จากนั้นมิลลิเมตร—ที่แรงดันไฟฟ้าจะทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออน สร้างช่องพลาสมานำไฟฟ้า กระแสยังคงไหลผ่านอาร์คนี้ แม้ว่าหน้าสัมผัสทางกลจะไม่สัมผัสกันอีกต่อไป.
เพื่อให้สวิตช์แยกวงจรได้อย่างแท้จริง อาร์คนี้จะต้อง ดับ. และนี่คือจุดที่ AC และ DC แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง.
AC: Zero-Crossing ตามธรรมชาติ
กระแสสลับ ตามชื่อที่แนะนำ สลับ กระแสสลับ ระบบ AC 50 Hz ข้ามแรงดัน/กระแสศูนย์ 100 ครั้งต่อวินาที ระบบ 60 Hz ข้ามศูนย์ 120 ครั้งต่อวินาที ทุกๆ 8.33 มิลลิวินาที (60 Hz) หรือ 10 มิลลิวินาที (50 Hz) การไหลของกระแสจะเปลี่ยนทิศทาง และผ่านศูนย์.
ที่จุดตัดศูนย์ของกระแส ไม่มีพลังงานที่รักษาอาร์ค พลาสมาจะคลายประจุ อาร์คดับลง หากหน้าสัมผัสแยกจากกันมากพอในครึ่งรอบถัดไป ความแข็งแรงของไดอิเล็กตริกของช่องว่าง (ความสามารถในการทนต่อแรงดันไฟฟ้าโดยไม่เกิดการจุดระเบิดใหม่) เกินแรงดันไฟฟ้าระบบ อาร์คจะไม่เกิดขึ้นอีก การแยกทำได้สำเร็จ.
นี่คือ “ตาข่ายนิรภัย Zero-Crossing” ไอโซเลเตอร์ AC สามารถพึ่งพาการขัดจังหวะตามธรรมชาตินี้ การออกแบบหน้าสัมผัส ระยะห่างของช่องว่าง และรูปทรงของห้องอาร์ค เพียงแต่ต้องมั่นใจว่าอาร์คจะไม่เกิดขึ้นอีกหลังจากการข้ามศูนย์ครั้งถัดไป เป็นปัญหาการออกแบบที่ค่อนข้างให้อภัย.
DC: ปัญหาอาร์คที่ไม่สิ้นสุด
กระแสตรงไม่มีจุดตัดศูนย์ ตลอดไป สตริงโซลาร์เซลล์ 600V DC ให้แรงดันไฟฟ้า 600 โวลต์อย่างต่อเนื่อง เมื่อหน้าสัมผัสไอโซเลเตอร์แยกจากกันและเกิดอาร์ค อาร์คนั้นจะถูกรักษาไว้ด้วยพลังงานต่อเนื่อง ไม่มีจุดขัดจังหวะตามธรรมชาติ อาร์คจะดำเนินต่อไปอย่างไม่มีกำหนดจนกว่าสิ่งใดสิ่งหนึ่งในสามสิ่งนี้จะเกิดขึ้น:
- ช่องว่างของหน้าสัมผัสมีขนาดใหญ่พอ ที่แม้แต่อาร์คก็ไม่สามารถเชื่อมช่องว่างได้ (ต้องมีการแยกทางกายภาพที่ใหญ่กว่า AC มาก)
- อาร์คถูกยืดออกทางกล ระบายความร้อน และเป่าออก โดยใช้สนามแม่เหล็กและรางอาร์ค
- หน้าสัมผัสเชื่อมติดกัน จากความร้อนที่ต่อเนื่อง ทำลายวัตถุประสงค์ทั้งหมดของการแยก
ตัวเลือกที่ 3 คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณใช้ไอโซเลเตอร์ที่ได้รับการจัดอันดับ AC ในบริการ DC ความเร็วในการแยกหน้าสัมผัสและระยะห่างของช่องว่างที่ทำงานได้ดีสำหรับ AC—เนื่องจากการข้ามศูนย์ครั้งถัดไปมาถึงใน 10 มิลลิวินาที—ไม่เพียงพอสำหรับ DC อาร์คยังคงอยู่ การกัดกร่อนของหน้าสัมผัสเร่งขึ้น ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด หน้าสัมผัสจะเชื่อมติดกัน และคุณสูญเสียการแยกอย่างสมบูรณ์.
มืออาชีพ-บ#2: กระแส AC ข้ามศูนย์ 100 ครั้งต่อวินาที (50 Hz) หรือ 120 ครั้ง (60 Hz) —แต่ละการข้ามศูนย์เป็นโอกาสให้อาร์คดับลงตามธรรมชาติ กระแส DC ไม่เคยข้ามศูนย์ นี่ไม่ใช่ความแตกต่างเล็กน้อย—นี่คือเหตุผลที่ไอโซเลเตอร์ DC ต้องการขดลวดเป่าออกด้วยแม่เหล็กและรางอาร์คที่ลึก ซึ่งไอโซเลเตอร์ AC ไม่ต้องการ.
การออกแบบไอโซเลเตอร์ DC: นักรบห้องอาร์ค
เนื่องจากอาร์ค DC จะไม่ดับเอง ไอโซเลเตอร์ DC ต้องบังคับให้ดับด้วยวิธีการทางกลที่รุนแรง นี่คือ “นักรบห้องอาร์ค”—ไอโซเลเตอร์ DC ได้รับการออกแบบมาสำหรับการต่อสู้.
ขดลวดเป่าออกด้วยแม่เหล็ก
ไอโซเลเตอร์ DC ส่วนใหญ่รวม ขดลวดเป่าออกด้วยแม่เหล็ก หรือแม่เหล็กถาวรที่วางอยู่ใกล้กับหน้าสัมผัส เมื่อเกิดอาร์ค สนามแม่เหล็กจะทำปฏิกิริยากับกระแสอาร์ค (ซึ่งเป็นประจุที่เคลื่อนที่) ทำให้เกิดแรงลอเรนซ์ที่ผลักอาร์คออกจากหน้าสัมผัสและเข้าไปในห้องดับอาร์ค.
คิดว่ามันเป็นมือแม่เหล็กที่ผลักอาร์คออกจากที่ที่มันต้องการอยู่ ยิ่งคุณเคลื่อนอาร์คเร็วและไกลเท่าไหร่ มันก็จะยิ่งเย็นลงและยืดออกมากขึ้น จนกว่ามันจะไม่สามารถรักษาตัวเองได้อีกต่อไป.
รางอาร์ค (แผ่นแยก)
เมื่ออาร์คถูกเป่าเข้าไปในห้องอาร์ค มันจะพบกับ รางอาร์ค—อาร์เรย์ของแผ่นโลหะ (มักจะเป็นทองแดง) ที่แยกอาร์คออกเป็นส่วนที่สั้นกว่าหลายส่วน แต่ละส่วนมีการลดลงของแรงดันไฟฟ้าของตัวเอง เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงทั้งหมดในทุกส่วนเกินแรงดันไฟฟ้าระบบ อาร์คจะไม่สามารถคงอยู่ได้อีกต่อไป มันจะยุบ.
ไอโซเลเตอร์ DC ใช้การออกแบบรางอาร์คที่ลึกและรุนแรงกว่าไอโซเลเตอร์ AC เพราะไม่สามารถพึ่งพาการข้ามศูนย์ของกระแสได้ อาร์คจะต้องถูกดับอย่างแรงด้วยกระแสเต็มที่ ทุกครั้ง.
วัสดุหน้าสัมผัสที่มีปริมาณเงินสูง
อาร์ค DC นั้นรุนแรงต่อหน้าสัมผัส การเกิดอาร์คอย่างต่อเนื่องที่แรงดันไฟฟ้าเต็มที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนและความร้อนอย่างรวดเร็ว เพื่อทนต่อสิ่งนี้ ไอโซเลเตอร์ DC ใช้วัสดุหน้าสัมผัสที่มีปริมาณเงินสูงกว่า (มักจะเป็นโลหะผสมเงิน-ทังสเตน หรือ เงิน-นิกเกิล) ที่ต้านทานการเชื่อมและการกัดกร่อนได้ดีกว่าหน้าสัมผัสทองแดงหรือทองเหลืองที่พบได้ทั่วไปในไอโซเลเตอร์ AC.
ผลลัพธ์? ไอโซเลเตอร์ DC ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ 1000V DC ที่ 32A มีขนาดใหญ่กว่า หนักกว่า ซับซ้อนกว่า และมีราคาแพงกว่าไอโซเลเตอร์ AC ที่ได้รับการจัดอันดับในลักษณะเดียวกัน 2-3 เท่า นี่ไม่ใช่ราคาที่กำหนดโดยพลการ—มันคือต้นทุนทางวิศวกรรมของการบังคับให้ดับอาร์คโดยไม่มีการข้ามศูนย์.
มืออาชีพ-บ#3: สำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ให้ตรวจสอบเสมอว่าพิกัดแรงดันไฟฟ้า DC ของตัวแยกเกินแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงสุด (Voc) ของสตริงของคุณที่อุณหภูมิต่ำสุดที่คาดไว้ สตริง 10 แผงของโมดูล 400W สามารถเข้าถึง 500-600V DC ที่ -10°C ซึ่งเกินตัวแยก “DC-capable” จำนวนมาก นอกจากนี้ โปรดดูคำแนะนำของเราเกี่ยวกับ การเชื่อมต่อตัวแยก DC สำหรับแนวทางปฏิบัติในการเดินสายที่ปลอดภัย.
การออกแบบไอโซเลเตอร์ AC: ขี่ไปกับการข้ามศูนย์
เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว ไอโซเลเตอร์ AC นั้นเรียบง่าย พวกเขาไม่ต้องการขดลวดเป่าออกด้วยแม่เหล็ก (แม้ว่าบางตัวจะมีไว้เพื่อการขัดจังหวะที่เร็วกว่า) พวกเขาไม่ต้องการรางอาร์คที่ลึก พวกเขาไม่ต้องการวัสดุหน้าสัมผัสที่แปลกใหม่.
ทำไม? เพราะ การข้ามศูนย์ทำงานส่วนใหญ่. งานของไอโซเลเตอร์ AC ไม่ใช่การบังคับให้ดับอาร์ค—แต่เป็นการรับประกันว่าอาร์คจะไม่เกิดขึ้นอีกหลังจากการขัดจังหวะการข้ามศูนย์ตามธรรมชาติ.
- ระยะห่างของช่องว่างที่เพียงพอ: โดยทั่วไป 3-6 มม. สำหรับ AC แรงดันต่ำ ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและระดับมลพิษ
- การกักเก็บอาร์คขั้นพื้นฐาน: แผงกั้นฉนวนอย่างง่ายเพื่อป้องกันการเกิดอาร์คข้ามพื้นผิว
แค่นั้นแหละ ตัวแยก AC อาศัยรูปคลื่นในการยกของหนัก การออกแบบทางกลเพียงแค่ต้องตามให้ทัน สำหรับการใช้งานเฉพาะ เช่น มอเตอร์ 3 เฟส โปรดตรวจสอบของเรา คู่มือฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับสวิตช์แยก 3 เฟส.
ค่าปรับลดแรงดันไฟฟ้า
นี่คือเรื่องน่าประหลาดใจที่วิศวกรหลายคนเจอ: ถ้าคุณ ต้อง ใช้ตัวตัดตอนที่ได้รับการจัดอันดับ AC สำหรับ DC (ซึ่งคุณไม่ควรทำ แต่สมมติฐาน) ความสามารถในการรับแรงดันไฟฟ้า DC จะต่ำกว่าพิกัด AC อย่างมาก นี่คือ “ค่าปรับลดแรงดันไฟฟ้า”
รูปแบบทั่วไป:
- พิกัด 690V AC → ความสามารถประมาณ 220-250V DC
- พิกัด 400V AC → ความสามารถประมาณ 150-180V DC
- พิกัด 230V AC → ความสามารถประมาณ 80-110V DC
ทำไมต้องลดพิกัดอย่างรุนแรง? เนื่องจากแรงดันอาร์ค DC แตกต่างจากแรงดันอาร์ค AC โดยพื้นฐาน ผู้ผลิตคำนึงถึงสิ่งนี้โดยการลดพิกัดแรงดันไฟฟ้า DC ลงอย่างมาก.
สำหรับการใช้งานโซลาร์เซลล์ PV นี่คือ “กับดักสตริง PV” แผงโซลาร์เซลล์ขนาด 400W ทั่วไปมีแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) ประมาณ 48-50V ที่ STC สตริง 10 แผงเข้าด้วยกัน: 480-500V แต่ Voc จะเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่า ตัวตัดตอน AC 400V ที่มีพิกัด DC 180V? ไม่เพียงพออย่างสมบูรณ์.
มืออาชีพ-บ#4: ตัวแยกได้รับการออกแบบมาสำหรับการสลับแบบไม่มีโหลดหรือโหลดน้อยที่สุด ซึ่งเป็นการตัดการเชื่อมต่อเพื่อการบำรุงรักษา ไม่ใช่การป้องกันกระแสเกิน สำหรับสภาพแวดล้อมที่ต้องการการป้องกันสภาพอากาศ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณเข้าใจ ระดับ IP สำหรับสวิตช์แยก.
ตัวตัดตอน DC เทียบกับ AC: เปรียบเทียบข้อกำหนดที่สำคัญ
| Specification | ตัวแยกกระแสสลับ | ตัวแยกกระแสตรง |
|---|---|---|
| กลไกการดับอาร์ค | Zero-crossing ของกระแสธรรมชาติ (100-120 ครั้ง/วินาที) | การดับเชิงกลแบบบังคับ (การเป่าด้วยแม่เหล็ก + รางอาร์ค) |
| ช่องว่างหน้าสัมผัสที่ต้องการ | 3-6 มม. (แตกต่างกันไปตามแรงดันไฟฟ้า) | 8-15 มม. (ช่องว่างที่ใหญ่กว่าสำหรับแรงดันไฟฟ้าเดียวกัน) |
| การออกแบบรางอาร์ค | น้อยที่สุดหรือไม่มีเลย | แผ่นแยกส่วนลึก รูปทรงเรขาคณิตที่ดุดัน |
| การเป่าด้วยแม่เหล็ก | ตัวเลือก (สำหรับการขัดจังหวะอย่างรวดเร็ว) | บังคับ (แม่เหล็กถาวรหรือขดลวด) |
| วัสดุติดต่อ | ทองแดง ทองเหลือง โลหะผสมมาตรฐาน | ปริมาณเงินสูง (โลหะผสม Ag-W, Ag-Ni) |
| ตัวอย่างพิกัดแรงดันไฟฟ้า | 690V AC | 1000V DC หรือ 1500V DC |
| ตัวอย่างพิกัดกระแสไฟฟ้า | 32A, 63A, 125A ทั่วไป | 16A-1600A (ช่วงที่กว้างกว่าสำหรับ PV/ESS) |
| คิดถึงเรื่องโปรแกรม | การควบคุมมอเตอร์, HVAC, การกระจาย AC ในอุตสาหกรรม | โซลาร์เซลล์ PV, ที่เก็บแบตเตอรี่, การชาร์จ EV, ไมโครกริด DC |
| มาตรฐาน | IEC 60947-3:2020 (หมวดหมู่การใช้งาน AC) | IEC 60947-3:2020 (หมวดหมู่การใช้งาน DC: DC-21B, DC-PV2) |
| ขนาดและน้ำหนัก | ขนาดกะทัดรัด น้ำหนักเบา | ขนาดใหญ่กว่า หนักกว่า (ขนาด 2-3 เท่าสำหรับพิกัดกระแสไฟฟ้าเดียวกัน) |
| ค่าใช้จ่าย | ต่ำกว่า (พื้นฐาน) | แพงกว่า 2-3 เท่า |
| ระยะเวลาอาร์คเมื่อเปิด | <10ms (ถึง zero-crossing ถัดไป) | ต่อเนื่องจนกว่าจะดับเชิงกล |
กุญแจ Takeaway: “ค่าปรับต้นทุน 2-3 เท่า” สำหรับตัวตัดตอน DC ไม่ใช่การโก่งราคา—แต่สะท้อนถึงภาษีฟิสิกส์พื้นฐานของการดับอาร์คโดยไม่มี zero-crossing.
เมื่อใดควรใช้ตัวตัดตอน DC เทียบกับ AC
การตัดสินใจไม่ได้เกี่ยวกับความชอบหรือการเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุน—แต่เกี่ยวกับการจับคู่ความสามารถในการดับอาร์คของตัวตัดตอนกับประเภทกระแสของระบบของคุณ.
ใช้ตัวตัดตอน DC สำหรับ:
1. ระบบโซลาร์เซลล์ (PV)
สตริง DC ของอาร์เรย์โซลาร์เซลล์ทุกตัวต้องการการแยกตัวระหว่างอาร์เรย์และอินเวอร์เตอร์ แรงดันไฟฟ้าของสตริงโดยทั่วไปจะสูงถึง 600-1000V DC มองหาหมวดหมู่การใช้งาน IEC 60947-3 DC-PV2 ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับหน้าที่การสลับ PV โปรดดูคำแนะนำของเราเกี่ยวกับ พิกัดแรงดันไฟฟ้าของกล่องรวมสายพลังงานแสงอาทิตย์ สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม.
2. ระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (ESS)
แบตเตอรี่ทำงานที่แรงดันไฟฟ้า DC ตั้งแต่ 48V ถึง 800V+ ต้องมีการแยกตัวระหว่างโมดูลแบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์.
3. โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ EV
เครื่องชาร์จเร็ว DC จ่ายไฟ 400-800V DC โดยตรงไปยังแบตเตอรี่รถยนต์.
4. ไมโครกริด DC และศูนย์ข้อมูล
ศูนย์ข้อมูลใช้การกระจาย 380V DC มากขึ้นเพื่อลดการสูญเสียจากการแปลง.
5. การกระจาย DC ทางทะเลและทางรถไฟ
เรือและรถไฟใช้การกระจาย DC (24V, 48V, 110V, 750V) มานานหลายทศวรรษ.
ใช้ตัวตัดตอน AC สำหรับ:
1. วงจรควบคุมมอเตอร์
การแยกวงจรสำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำไฟฟ้ากระแสสลับ, ระบบ HVAC และปั๊ม.
2. การจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับในอาคาร
การแยกวงจรสำหรับแผงไฟและโหลดทั่วไปในอาคาร.
3. แผงควบคุมไฟฟ้ากระแสสลับในอุตสาหกรรม
ตู้ควบคุมเครื่องจักรที่มี คอนแทคเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ และ PLCs.
กฎที่สำคัญ
หากแรงดันไฟฟ้าระบบของคุณเป็น DC แม้แต่ 48V DC ให้ใช้ตัวแยกวงจรที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ DC ฟิสิกส์ของอาร์คไม่สนใจระดับแรงดันไฟฟ้า แต่สนใจประเภทของรูปคลื่น อาร์ค 48V DC ยังสามารถคงอยู่และทำให้เกิดการเชื่อมติดของหน้าสัมผัสในสวิตช์ AC เท่านั้น.
คู่มือการเลือก: วิธีการ 4 ขั้นตอนสำหรับตัวแยกวงจร DC
ขั้นตอนที่ 1: คำนวณแรงดันไฟฟ้าระบบสูงสุด
สำหรับ Solar PV: คำนวณ Voc ของสตริงที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำสุดที่คาดไว้ Voc เพิ่มขึ้นประมาณ 0.3-0.4% ต่อ °C ต่ำกว่า 25°C.
- ตัวอย่าง: สตริง 10 แผง, Voc = 49V/แผง ที่ STC ที่ -10°C: 49V × 1.14 (ตัวคูณอุณหภูมิ) × 10 แผง = พิกัดตัวแยกวงจรขั้นต่ำ 559V DC
มืออาชีพ-เคล็ดลับ: กำหนดพิกัดแรงดันไฟฟ้าของตัวแยกวงจรให้สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าระบบสูงสุดที่คำนวณได้อย่างน้อย 20% เสมอ เพื่อความปลอดภัย.
ขั้นตอนที่ 2: กำหนดพิกัดกระแสไฟฟ้า
สำหรับ Solar PV: ใช้กระแสไฟฟ้าลัดวงจรของสตริง (Isc) × ตัวคูณความปลอดภัย 1.25.
ขั้นตอนที่ 3: ตรวจสอบประเภทการใช้งาน
ตรวจสอบเอกสารข้อมูลสำหรับประเภทการใช้งาน IEC 60947-3: DC-21B สำหรับวงจร DC ทั่วไป, DC-PV2 โดยเฉพาะสำหรับการสลับ DC โฟโตโวลตาอิก.
ขั้นตอนที่ 4: ยืนยันพิกัดการลัดวงจร (ถ้ามี)
ตัวแยกส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบมาสำหรับการสลับแบบไม่มีโหลดหรือโหลดน้อยที่สุด สำหรับการสลับโหลดปกติหรือการขัดจังหวะความผิดพลาด ให้ระบุ เซอร์กิตเบรกเกอร์ DC แทน.
มืออาชีพ-บ#5: ตัวแยกวงจร DC มีราคาแพงกว่าตัวแยกวงจร AC ที่เทียบเท่ากัน 2-3 เท่า เนื่องจากต้องใช้วัสดุหน้าสัมผัสที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ระบบเป่าด้วยแม่เหล็ก และห้องดับอาร์คลึก.
คำถามที่ถูกถามบ่อย
ฉันสามารถใช้ตัวแยก AC สำหรับการใช้งาน DC ได้หรือไม่
ไม่ โดยทั่วไปคุณไม่สามารถทำได้ ตัวแยก AC อาศัย “การตัดผ่านศูนย์” ของกระแสสลับเพื่อดับอาร์คไฟฟ้า กระแสตรงไม่มีการตัดผ่านศูนย์ ซึ่งหมายความว่าส่วนโค้งสามารถคงอยู่ได้อย่างไม่มีกำหนดในสวิตช์ AC ซึ่งนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไป ไฟไหม้ และการเชื่อมหน้าสัมผัส.
ทำไมตัวแยก DC ถึงใหญ่กว่าตัวแยก AC
ตัวแยก DC ต้องการส่วนประกอบภายในที่ใหญ่กว่า เช่น ขดลวดเป่าด้วยแม่เหล็กและรางอาร์คที่ลึกกว่า (แผ่นแยก) เพื่อบังคับให้ดับอาร์คด้วยกลไก นอกจากนี้ยังต้องมีช่องว่างหน้าสัมผัสที่กว้างขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้อาร์คกลับมาโจมตีอีกครั้ง.
อะไรคือความแตกต่างระหว่างตัวแยก DC และเซอร์กิตเบรกเกอร์ DC
ตัวแยก DC ได้รับการออกแบบมาเพื่อการตัดการเชื่อมต่อเพื่อการบำรุงรักษาเป็นหลัก (การแยกวงจร) และโดยปกติจะทำงานโดยไม่มีโหลด A เซอร์กิตเบรกเกอร์ DC ให้การป้องกันอัตโนมัติต่อการโอเวอร์โหลดและการลัดวงจร และได้รับการออกแบบมาเพื่อขัดขวางกระแสไฟผิดพลาดภายใต้โหลด.
สรุป: ฟิสิกส์ไม่ใช่ทางเลือก
ความแตกต่างระหว่างสวิตช์แยกวงจร DC และ AC ไม่ใช่เรื่องของพิกัด ราคา หรือความชอบ มันคือฟิสิกส์.
ตัวแยกวงจร AC อาศัย “ตาข่ายนิรภัย Zero-Crossing”. ตัวแยกวงจร DC เผชิญหน้ากับ “ปัญหาอาร์คที่ไม่สิ้นสุด”. อาร์คจะคงอยู่ตลอดไป เว้นแต่สวิตช์จะบังคับให้ดับด้วยขดลวดเป่าด้วยแม่เหล็กและรางอาร์คลึก.
เมื่อคุณระบุตัวแยกวงจรสำหรับสตริง Solar PV หรือที่เก็บแบตเตอรี่ คุณกำลังเลือกระบบดับอาร์ค หากใช้ผิดประเภท คุณเสี่ยงต่อการเกิดอาร์คอย่างต่อเนื่องและไฟไหม้ กฎง่ายๆ คือ: หากแรงดันไฟฟ้าของคุณเป็น DC ให้ใช้ตัวแยกวงจรที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ DC.
ฟิสิกส์ไม่สามารถต่อรองได้ เลือกให้เหมาะสม.
ต้องการความช่วยเหลือในการเลือกตัวแยกวงจร DC สำหรับโครงการ Solar PV หรือที่เก็บแบตเตอรี่ของคุณหรือไม่? ติดต่อทีมวิศวกรรมแอปพลิเคชันของเราเพื่อขอคำแนะนำทางเทคนิคเกี่ยวกับโซลูชันการสลับ DC ที่เป็นไปตามมาตรฐาน IEC 60947-3.
