คู่มือการประสานงานและการต่ออนุกรม SPD: 4 ประตูการตรวจสอบ

ลำดับ Type 1–Type 2–Type 3 ไม่ได้หมายความว่าเป็นระบบป้องกันไฟกระชากที่ประสานงานกันโดยอัตโนมัติ ป้ายกำกับเหล่านี้ระบุหน้าที่การทดสอบและบทบาทการใช้งานที่เป็นไปได้ แต่ไม่ได้พิสูจน์ว่าอุปกรณ์ต้นทางจะช่วยลดภาระให้อุปกรณ์ปลายทางได้ แรงดันไฟฟ้าที่ติดตั้งจะยังคงต่ำกว่าระดับที่อุปกรณ์ทนได้ หรืออุปกรณ์เหล่านั้นสามารถติดตั้งร่วมกันได้โดยไม่ต้องมีอุปกรณ์แยกส่วนเพิ่มเติม.

ให้ถือว่าการประสานงานประกอบด้วยประตูการตรวจสอบ 4 ประการแยกจากกัน:

1. การประสานงานด้านแรงดันไฟฟ้า: แรงดันไฟฟ้าที่มีผล ณ จุดป้องกันแต่ละจุดต้องอยู่ในระดับเป้าหมายของการประสานงานฉนวนของอุปกรณ์.
2. การประสานงานด้านพลังงาน: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ปลายทางจะต้องไม่เกิดสภาวะโหลดเกินก่อนที่อุปกรณ์ต้นทางจะรับภาระตามที่ออกแบบไว้.
3. ระยะห่างและการแยกส่วน: ตัวนำระหว่างแต่ละช่วงจะต้องได้รับการประเมินทั้งในแง่ของอิมพีแดนซ์ที่อาจช่วยแยกสัญญาณรบกวนและในแง่ของเส้นทางที่อาจก่อให้เกิดการสัมผัสกับแรงดันเกินชุดใหม่.
4. การประสานการทำงานของระบบป้องกันความผิดพร่องและระบบป้องกันสำรอง: SPD แต่ละตัวจะต้องเข้ากันได้กับสภาวะการลัดวงจรที่อาจเกิดขึ้น รวมถึงฟิวส์ เซอร์กิตเบรกเกอร์ หรือการจัดวางอุปกรณ์ตัดวงจรภายในที่จำเป็น.

หากจุดเชื่อมต่อใดขาดหลักฐานยืนยันเกี่ยวกับอุปกรณ์และการติดตั้งที่แน่ชัด การต่อแบบอนุกรม (cascade) นั้นจะยังถือว่าไม่ได้รับการตรวจสอบความถูกต้อง.

การต่อแบบอนุกรม (Cascading) คือการจัดวาง ส่วนการประสานการทำงาน (Coordination) คือการยืนยันสมรรถนะ

“การต่อแบบอนุกรม” มักหมายถึงการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันหลายช่วงจากแหล่งจ่ายไฟขาเข้าไปยังอุปกรณ์ที่มีความไวต่อสัญญาณรบกวน แนวคิดทั่วไปคือการมีช่วงป้องกันที่สามารถรับกระแสฟ้าผ่าได้ที่ต้นทาง ช่วงระดับการจ่ายไฟตรงกลาง และการป้องกันเสริมใกล้กับโหลด.

“การประสานการทำงาน” ตั้งคำถามที่ยากกว่านั้นคือ: ช่วงการป้องกันเหล่านั้นจะมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรภายใต้แรงดันเกินที่เกี่ยวข้อง

SPD ต้นทางควรจัดการกับความเค้นสูงที่กำหนดไว้ที่ขอบเขตของอุปกรณ์ ส่วน SPD ปลายทางควรจำกัดการรบกวนที่ตกค้างโดยไม่รับกระแสหรือพลังงานเกินกว่าที่การออกแบบจะรองรับ อุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันควรได้รับแรงดันไฟฟ้าที่เข้ากันได้กับระดับการทนต่อแรงดันกระชาก ทั้งหมดนี้ต้องเกิดขึ้นผ่านตัวนำจริงที่มีความต้านทาน ความเหนี่ยวนำ การคัปปลิง และระยะห่างที่จำกัด.

IEC 61643-12:2020 ครอบคลุมหลักการเลือก การใช้งาน การติดตั้ง และการประสานการทำงานสำหรับ SPD ที่เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้า AC แรงดันต่ำ. IEC 62305-4:2024 กล่าวถึงมาตรการป้องกันไฟกระชากระดับระบบสำหรับระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ภายในโครงสร้าง รวมถึงแนวคิดเรื่องโซนป้องกันฟ้าผ่าและพฤติกรรมของแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ.

คู่มือเฉพาะสำหรับ SPDs ประเภท 1, ประเภท 2 และประเภท 3 อธิบายสิ่งที่การจำแนกประเภทแต่ละรายการกำหนดไว้ บทความนี้จะเริ่มหลังจากที่ได้เลือกการจำแนกประเภทเหล่านั้นแล้ว และตั้งคำถามว่าการรวมกันที่นำเสนอนั้นทำงานเป็นระบบเดียวหรือไม่.

กำหนดระบบให้เป็นโหนดที่ได้รับการป้องกัน

อย่าเริ่มต้นด้วยรายการซื้อของ ให้วาดภาพการติดตั้งเป็นลำดับของโหนดไฟฟ้าและขอบเขตการป้องกัน.

โหนด	ขอบเขตทั่วไป	สิ่งที่ต้องทราบ	คำถามเกี่ยวกับการประสานการทำงานของอุปกรณ์ป้องกัน
เป็	บริการขาเข้าหรือการจ่ายไฟหลัก	สภาพแวดล้อมของแรงดันเกิน บริบทการป้องกันฟ้าผ่า การจัดวางแหล่งจ่ายและสายดิน หน้าที่ของ SPD ต้นทาง	ขั้นตอนการทำงานนี้สามารถรองรับความเค้นที่กำหนดให้กับขอบเขตขาเข้าได้หรือไม่?
บี	การจ่ายไฟย่อย ศูนย์ควบคุมมอเตอร์ หรือแหล่งจ่ายไฟตู้ควบคุม	เส้นทางสายเคเบิลจาก A, แรงดันเกินที่เกิดขึ้นในพื้นที่หรือที่ถูกเหนี่ยวนำเข้ามา, พิกัดของ SPD ปลายทาง	Stage B ถูกลดภาระโดย Stage A หรือไม่ และ Stage B ยังคงจำเป็นสำหรับเป้าหมายด้านแรงดันไฟฟ้าหรือไม่?
ซี	อินพุตของอุปกรณ์หรือโซนป้องกันสุดท้าย	การทนต่อแรงดันกระชากของอุปกรณ์, เส้นทางสายเคเบิลจาก B, เส้นทางเข้าของไฟฟ้า/ข้อมูลอื่นๆ, คุณลักษณะของ SPD ตัวสุดท้าย	อุปกรณ์ป้องกันที่ติดตั้งไว้ช่วยรักษาความเค้นที่ขั้วต่อของอุปกรณ์จริงให้อยู่ภายในเป้าหมายการออกแบบหรือไม่?

แบบจำลองโหนดนี้ช่วยป้องกันข้อผิดพลาดทั่วไปสองประการ ประการแรก อุปกรณ์สองตัวที่ติดตั้งในตู้ควบคุมที่แตกต่างกันไม่ได้ถือเป็นขั้นตอนการป้องกันที่แตกต่างกันโดยอัตโนมัติหากไม่ได้ควบคุมขอบเขตทางไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ประการที่สอง อุปกรณ์ไม่ได้อยู่ที่โหนดแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะเดียวกันกับ SPD ที่ใกล้ที่สุดเสมอไป ตัวนำเชื่อมต่อ บัสบาร์ การแยกสายเคเบิล สายสัญญาณ และเส้นทางเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าเพิ่มเติมระหว่างอุปกรณ์เหล่านั้นได้.

สำหรับการตัดสินใจว่า ที่ไหน ขั้นตอนใดควรอยู่ตรงไหน ให้ใช้แยกต่างหาก คู่มือการติดตั้ง SPD. การศึกษาการประสานการทำงานจะเริ่มขึ้นเมื่อมีการกำหนดจุดโหนดที่เกี่ยวข้องแล้ว.

ข้อมูลที่จำเป็นก่อนการตรวจสอบการทำงานแบบลำดับขั้น (Cascade)

รวบรวมข้อมูลต่อไปนี้ก่อนทำการเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์:

• มาตรฐานระบบและการติดตั้งที่เกี่ยวข้อง;
• ขอบเขตการใช้งานสำหรับ AC, DC, ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ หรือสายสัญญาณ;
• แผนภาพเส้นเดี่ยวและรูปแบบการต่อลงดิน;
• ระบบป้องกันฟ้าผ่าและขอบเขตของโซนป้องกันฟ้าผ่า (ถ้ามี);
• แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดและแรงดันไฟฟ้าต่อเนื่องสูงสุดในทุกโหมดการป้องกันที่นำเสนอ;
• ค่าทนต่อแรงดันกระชากหรือเป้าหมายการประสานฉนวนของอุปกรณ์ที่แต่ละจุดป้องกัน;
• ประเภทของ SPD หรือคลาสการทดสอบและปริมาณการทดสอบที่ประกาศไว้สำหรับแต่ละขั้นตอน;
• ระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า ขึ้น, แรงดันไฟฟ้าจำกัดที่วัดได้ หรือที่เกี่ยวข้อง VPR ข้อมูลภายใต้กรอบการทำงานที่เกี่ยวข้อง;
• ไออิมป์, ใน, ไอแมกซ์, หรือการประกาศค่ากระแสคายประจุอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับขั้นตอนนั้น;
• ความยาวสายเคเบิล การเดินสายตัวนำ รูปทรงของลูป และระยะห่างระหว่าง SPD กับอุปกรณ์;
• กระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้ ณ จุดเชื่อมต่อ SPD ทุกจุด;
• ฟิวส์สำรองหรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่จำเป็นและสิ่งที่เกี่ยวข้อง SCCR, Isccr, หรือการประกาศค่าการลัดวงจรอื่นๆ;
• ตารางการประสานการทำงานของผู้ผลิต ชุดอุปกรณ์ที่ผ่านการทดสอบ หรือคำแนะนำการใช้งานสำหรับคู่ต้นทาง/ปลายทางที่ระบุไว้โดยเฉพาะ.

อินพุตเหล่านี้ไม่สามารถใช้แทนกันได้ ค่าที่มาก ไอแมกซ์ ไม่ได้เป็นเครื่องพิสูจน์ถึงแรงดันไฟฟ้าป้องกันที่ติดตั้งไว้ต่ำ ค่าในแคตตาล็อกที่ต่ำ ขึ้น ไม่ได้เป็นเครื่องพิสูจน์ว่า SPD ขั้นสุดท้ายจะทนต่อพลังงานที่ได้รับได้ สายเคเบิลที่สั้นไม่ได้เป็นเครื่องพิสูจน์ถึงการประสานพลังงาน อุปกรณ์แต่ละรายการทำหน้าที่ปิดประตูที่แตกต่างกัน.

ประตูที่ 1: ตรวจสอบการประสานแรงดันไฟฟ้าที่ทุกจุดเชื่อมต่อ

วัตถุประสงค์ของการต่อแบบอนุกรม (cascade) ไม่ใช่เพื่อให้ได้ตัวเลขที่น้อยลงเรื่อยๆ ในเอกสารข้อมูลทั้งสามฉบับ แต่เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่ปรากฏ ณ อุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันอยู่ในเกณฑ์เป้าหมายของการประสานฉนวนที่กำหนดไว้.

การตรวจสอบเชิงแนวคิดที่เป็นประโยชน์คือ:

แรงดันไฟฟ้าป้องกันที่ติดตั้งที่อุปกรณ์ < เป้าหมายการทนต่อแรงดันกระชากของอุปกรณ์

ด้านซ้ายไม่เท่ากับค่าที่พิมพ์ไว้บน SPD เสมอไป ขึ้น. ซึ่งอาจรวมถึง:

• แรงดันไฟฟ้าตกค้างหรือแรงดันไฟฟ้าจำกัดของ SPD สำหรับโหมดการป้องกันและแรงดันกระชากที่เกี่ยวข้อง;
• แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำในตัวนำที่นำกระแสกระชากไปยังและออกจาก SPD;
• ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดเชื่อมต่อ SPD และขั้วต่อของอุปกรณ์;
• การคัปปลิ้งจากตัวนำใกล้เคียงหรือบริการอื่นๆ;
• การแกว่งกวัดหรือผลกระทบจากการแพร่กระจายคลื่นในระยะทางที่ยาวขึ้น;
• ความเค้นที่เข้ามาผ่านทางสัญญาณ ข้อมูล สายอากาศ การควบคุม หรือเส้นทางเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าที่ไม่ได้ประสานงานกัน.

ความสัมพันธ์นี้ขึ้นอยู่กับการติดตั้ง ห้ามเพิ่มเปอร์เซ็นต์โดยพลการหรือใช้ปัจจัย “โวลต์ต่อเมตร” แบบครอบจักรวาล ให้ใช้วิธีการติดตั้ง คำแนะนำของผู้ผลิต และแบบจำลองทางวิศวกรรมที่เหมาะสมสำหรับโครงการนั้นๆ.

ในทำนองเดียวกัน ห้ามนำ ขึ้น ค่าของ SPD ต้นทางและปลายทางมารวมกัน เนื่องจากไม่ใช่แรงดันตกคร่อมแบบอนุกรม แต่ละค่าจะอธิบายถึงอุปกรณ์หรือโหมดการป้องกันภายใต้เงื่อนไขการทดสอบที่ระบุไว้ การต่อแบบอนุกรม (cascade) จะต้องได้รับการประเมินที่จุดเชื่อมต่อของอุปกรณ์.

สำหรับความแตกต่างระหว่างพิกัดแรงดันไฟฟ้าต่อเนื่องและระดับการป้องกัน โปรดดูที่ คู่มือ SPD Uc และ Up. การเลือกขั้นสุดท้ายควรใช้ค่าเฉพาะของโหมดที่ระบุไว้อย่างถูกต้องจาก เอกสารข้อมูล SPD.

หลักฐานการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า

ทำเครื่องหมายผ่านสำหรับ Gate 1 ก็ต่อเมื่อบันทึกการออกแบบระบุถึง:

• วัตถุประสงค์ในการทนทานของอุปกรณ์;
• โหมดไฟกระชากที่เกี่ยวข้องที่ขั้วต่อของอุปกรณ์;
• การประกาศระดับการป้องกันของ SPD ที่เกี่ยวข้อง;
• ผลกระทบจากการเชื่อมต่อและการแยกส่วนที่ติดตั้งไว้;
• ระยะขอบหรือวิธีการประสานงานที่จำเป็นตามมาตรฐานหรือกฎการออกแบบที่เกี่ยวข้อง.

หากไม่ทราบค่าความทนทานของอุปกรณ์ ให้ใช้ค่าที่ต่ำกว่า ขึ้น มีประโยชน์ในเชิงทิศทางแต่ไม่สามารถทำการตรวจสอบให้เสร็จสมบูรณ์ได้.

ขั้นตอนที่ 2: ตรวจสอบการประสานพลังงานระหว่างช่วง

โดยทั่วไป SPD ที่อยู่ปลายทางถูกออกแบบมาให้รับภาระน้อยกว่าช่วงต้นทาง จึงต้องไม่ตอบสนองในลักษณะที่ทำให้ตัวมันเองต้องรับกระแสกระชากในระดับที่สร้างความเสียหายก่อนที่อุปกรณ์ช่วงต้นทางจะทำงานตามหน้าที่ที่กำหนดไว้.

การประสานพลังงานขึ้นอยู่กับพฤติกรรมแรงดัน-กระแส-เวลาที่สมบูรณ์ของอุปกรณ์และเครือข่ายระหว่างอุปกรณ์เหล่านั้น ปัจจัยที่เกี่ยวข้องประกอบด้วย:

• พฤติกรรมการสวิตช์แรงดันหรือการจำกัดแรงดัน;
• แรงดันตกค้างแบบพลวัตภายใต้แรงกระตุ้นที่เกี่ยวข้อง;
• พฤติกรรมการตอบสนองและการเปลี่ยนผ่าน;
• รูปคลื่นกระแสและประจุ;
• ความสามารถในการทนต่อพลังงานของอุปกรณ์ขั้นปลาย;
• อิมพีแดนซ์ของตัวนำระหว่างแต่ละขั้น;
• คุณลักษณะของแหล่งจ่ายและการแบ่งกระแส;
• การประสานการทำงานภายในอุปกรณ์แบบรวม.

นี่คือเหตุผลว่าทำไม “Type 1 ที่ต้นทาง, Type 2 ที่ปลายทาง” จึงไม่ใช่หลักฐานที่เพียงพอ เทคโนโลยีที่ใช้ในอุปกรณ์ Type 1 อาจมีพฤติกรรมที่แตกต่างกัน และอุปกรณ์ปลายทางที่มีฉลากคล้ายกันอาจมีคุณลักษณะที่แตกต่างกันได้.

คำแนะนำทางเทคนิคด้านการป้องกันไฟกระชากของ Phoenix Contact ระบุว่า SPD ชนิด Type 2 จะต้องมีการประสานการทำงานกับ SPD ชนิด Type 1 ที่ต้นทาง และไม่มีเงื่อนไขการประสานการทำงานที่ใช้ได้ทั่วไปสำหรับเทคโนโลยี Type 1 ทั้งหมด DEHN นิยามการประสานการทำงานด้านพลังงานว่าเป็นการทำงานร่วมกันแบบเลือกได้ระหว่างอุปกรณ์ป้องกันที่ต่อแบบอนุกรม และเตือนว่า SPD ที่ปลายทางอาจเสียหายได้หากอุปกรณ์ขั้นต้นทำงานช้าเกินไปหรือไม่เพียงพอ.

รูปแบบของหลักฐานที่แข็งแกร่งที่สุด

ใช้ลำดับชั้นต่อไปนี้:

1. ตารางการประสานการทำงานจากผู้ผลิตที่ระบุรุ่นของอุปกรณ์ต้นทางและปลายทางไว้อย่างชัดเจน;
2. รายงานการทดสอบระบบหรือการประยุกต์ใช้งานที่ครอบคลุมถึงการใช้งานร่วมกันที่นำเสนอและเงื่อนไขการติดตั้งที่เกี่ยวข้อง;
3. ชุดอุปกรณ์รวม Type 1+2 หรือ Type 2+3 ที่ได้รับการรับรองจากผู้ผลิตพร้อมการระบุการประสานการทำงานภายใน;
4. การศึกษาทางวิศวกรรมหรือการทดสอบระดับระบบโดยใช้รุ่นอุปกรณ์และเงื่อนไขแรงดันกระชากที่เหมาะสม.

“การระบุเพียงว่า ”ยี่ห้อเดียวกัน” ไม่ถือเป็นหลักฐาน ตารางการประสานการทำงานอาจครอบคลุมเฉพาะตระกูลผลิตภัณฑ์ พิกัด โหมดการป้องกัน การจัดวางตัวนำ หรือระยะห่างขั้นต่ำที่กำหนดเท่านั้น ในทางกลับกัน การใช้งานร่วมกันต่างยี่ห้อไม่ได้หมายความว่าเป็นไปไม่ได้โดยอัตโนมัติ แต่จำเป็นต้องมีหลักฐานซึ่งไม่สามารถสรุปได้จากการเปรียบเทียบฉลากประเภทและค่า kA ในแคตตาล็อก.

กฎการหยุดทำงานของ Energy-gate

หากคู่ของอุปกรณ์ที่ระบุไม่ครอบคลุมอยู่ในข้อมูลการประสานการทำงานที่ผ่านการทดสอบและไม่มีการตรวจสอบทางวิศวกรรมที่เชื่อถือได้ ให้บันทึก Gate 2 ว่าเป็น ขาดหลักฐาน. ห้ามประมาณการแบ่งพลังงานจาก ไอแมกซ์ อัตราส่วนหรือสันนิษฐานว่าอุปกรณ์ที่มีค่า kA สูงกว่าจะนำกระแสก่อนเสมอ.

ประตูที่ 3: ทำความเข้าใจบทบาทสองประการของระยะทาง

ระยะทางปรากฏอยู่ในคำแนะนำด้านการป้องกันไฟกระชากด้วยเหตุผลที่แตกต่างกันสองประการ การนำมาปะปนกันจะทำให้เกิดกฎที่ขัดแย้งกัน.

บทบาท A: อิมพีแดนซ์ระหว่างช่วงสามารถช่วยในการแยกส่วน (decoupling)

ตัวนำระหว่าง SPD ต้นทางและปลายทางจะมีอิมพีแดนซ์ในระหว่างที่เกิดแรงดันกระชากอย่างรวดเร็ว ในการจัดวางแบบประสานงานบางรูปแบบ อิมพีแดนซ์นั้นจะช่วยสร้างความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับช่วงต้นทางและปลายทางในการสับเปลี่ยนหรือตอบสนองอย่างเลือกสรร.

ดังนั้น คำแนะนำรุ่นเก่าหรือคำแนะนำเฉพาะผลิตภัณฑ์อาจกำหนดความยาวตัวนำขั้นต่ำระหว่างอุปกรณ์บางชนิด ผู้ผลิตอาจระบุองค์ประกอบสำหรับการแยกส่วน (decoupling element) แทนในกรณีที่ความยาวตัวนำที่มีอยู่สั้นเกินไป.

ข้อกำหนดนี้เป็นส่วนหนึ่งของ คู่ SPD ที่ระบุ. ตัวอย่างเช่น ABB ได้เผยแพร่ตารางการประสานงานของกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่มีระยะห่างขั้นต่ำแตกต่างกันสำหรับการรวมกันของ Type 1/Type 2 และ Type 2/Type 2 ที่แตกต่างกัน ระยะห่างเหล่านั้นเป็นหลักฐานสำหรับการรวมกันของ ABB ที่ระบุไว้ ไม่ใช่กฎระยะห่างสากลสำหรับ SPD ทั้งหมด.

ผลิตภัณฑ์ที่มีการประสานงานกันในปัจจุบันอาจติดตั้งอยู่ติดกันได้เมื่อพฤติกรรมภายในและการทดสอบการรวมกันของผลิตภัณฑ์นั้นไม่จำเป็นต้องใช้ระยะห่างเพื่อแยกการทำงาน (decoupling run) คำกล่าวที่ว่า “ไม่จำเป็นต้องมีระยะห่างขั้นต่ำ” เป็นการอ้างอิงเฉพาะคู่รุ่นผลิตภัณฑ์ ไม่ใช่คุณสมบัติทั่วไปของการจัดวางแบบ Type 1+Type 2 ทั้งหมด.

บทบาท B: การเดินสายระยะไกลที่ปลายทางอาจสร้างความจำเป็นในการป้องกันใหม่

สายเคเบิลระยะไกลระหว่าง SPD ที่แผงจ่ายไฟและอุปกรณ์อาจทำให้จุดเชื่อมต่อระยะไกลเสี่ยงต่อแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ การแกว่งกวัด การคัปปลิ้ง หรือเส้นทางเข้าของไฟกระชากอื่นๆ ดังนั้น กฎการติดตั้งและคู่มือการใช้งานของผู้ผลิตอาจกำหนดให้มี SPD อีกตัวใกล้กับอุปกรณ์หรือที่ขอบเขตโซนใหม่เมื่อระยะห่างเกินกว่าเงื่อนไขที่ระบุไว้.

ค่า 10 m ที่อ้างถึงบ่อยครั้งปรากฏในบริบทการใช้งานและมาตรฐานเฉพาะ แต่ต้องไม่นำไปตีความให้เป็นกฎที่ผิดพลาดดังต่อไปนี้:

• “SPD สองตัวจะประสานงานกันได้ก็ต่อเมื่อมีระยะห่าง 10 m”
• “อุปกรณ์ใดก็ตามที่อยู่ห่างออกไปมากกว่า 10 m จำเป็นต้องติดตั้ง SPD เพิ่มเติมแบบเดียวกันเสมอ”

กฎข้อหนึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ ระหว่างระดับการป้องกัน; อีกข้อหนึ่งเกี่ยวข้องกับการสัมผัสแรงดันไฟฟ้า ที่จุดป้องกันระยะไกล. ให้ใช้มาตรฐานที่กำหนด การนำมาปรับใช้ในระดับประเทศ รูปแบบระบบ และคำแนะนำของผู้ผลิตอย่างเคร่งครัด.

แผ่นงาน Distance-gate

สำหรับทุกคู่ของจุดเชื่อมต่อ ให้บันทึก:

ตรวจสอบ	หลักฐานที่จำเป็น	เงื่อนไขผ่านการตรวจสอบ
การแยกส่วนระหว่างช่วง	ความยาวและรูปทรงจริงของตัวนำที่เดินสาย	ตรงตามคำแนะนำในการประสานงานของคู่ที่กำหนดหรือการออกแบบการแยกส่วนที่ได้รับอนุมัติ
การสัมผัสของโหนดระยะไกล	เส้นทางสายเคเบิล สภาพแวดล้อมการคัปปลิ้ง ขอบเขตโซน และตำแหน่งอุปกรณ์	มีการป้องกันเพิ่มเติมให้เมื่อวิธีการออกแบบที่เกี่ยวข้องกำหนดไว้
เส้นทางการเชื่อมต่อ SPD	ลูปกระแสไฟกระชากที่สมบูรณ์ไปยัง SPD แต่ละตัว	การเดินสายต้องเป็นไปตามคำแนะนำเรื่องความยาวสูงสุดและรูปแบบการจัดวางของผู้ผลิต
บริการอื่นๆ	เส้นทางสำหรับระบบไฟฟ้า ข้อมูล การควบคุม สายอากาศ และการต่อลงดิน	เส้นทางนำไฟฟ้าทุกเส้นทางต้องได้รับการประสานงานที่ขอบเขตการป้องกันเดียวกัน

ส่วนที่กำหนดไว้เฉพาะ คู่มือการเดินสาย SPD ครอบคลุมการดำเนินการตามเส้นทางการเชื่อมต่อ หน้านี้ใช้เส้นทางเหล่านั้นเป็นข้อมูลนำเข้าสำหรับการประสานงานเท่านั้น.

เกตที่ 4: แยกการประสานงานด้านพลังงานจากไฟกระชากออกจากการประสานงานด้านความผิดพร่อง

SPD สามารถนำกระแสไฟกระชากได้ในช่วงเวลาไมโครวินาที แต่อาจกลายเป็นความผิดพร่องที่ความถี่ไฟฟ้าได้หากส่วนประกอบภายในหรืออุปกรณ์ตัดวงจรเกิดความเสียหาย ดังนั้นระบบจึงต้องประสานงาน SPD ให้สอดคล้องกับสภาวะการลัดวงจรที่อาจเกิดขึ้นและการป้องกันสำรองที่จำเป็น.

การตรวจสอบนี้เกี่ยวข้องกับ—แต่ไม่เหมือนกับ—การประสานงานด้านพลังงานระหว่าง SPD กับ SPD.

ปัญหาการประสานงาน	การรบกวนที่พิจารณา	หลักฐาน
การประสานงานด้านพลังงานระหว่าง SPD กับ SPD	ฟ้าผ่าหรือแรงดันกระชากจากการสับสวิตช์	ตารางการต่อแบบอนุกรมที่แน่นอน, คู่ที่ผ่านการทดสอบ, รายงานการประยุกต์ใช้งาน หรือการศึกษาระบบ
การประสานงานระดับการป้องกันของ SPD	แรงดันชั่วขณะที่จุดป้องกัน	ขึ้น หรือข้อมูลแรงดันจำกัด ความทนทานของอุปกรณ์ ผลกระทบจากการติดตั้ง
การประสานการทำงานระหว่าง SPD กับอุปกรณ์ป้องกันสำรอง	สภาวะการลัดวงจรที่ความถี่กำลังไฟฟ้าหรือกระแสไหลตามหลัง (follow-current) หลังจาก SPD ทำงานหรือชำรุด	ตารางฟิวส์/เซอร์กิตเบรกเกอร์สำรองของผู้ผลิต, SCCR, Isccr, Ifi, การศึกษาค่ากระแสลัดวงจรตามความเหมาะสม
การเลือกทำงานเฉพาะจุดของอุปกรณ์ป้องกันต้นทาง	ความต่อเนื่องในการจ่ายไฟระหว่างเกิดความผิดพร่อง	การศึกษาการประสานการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันภายใต้กรอบการทำงานที่เกี่ยวข้อง

ห้ามใช้ตารางการประสานพลังงานของ SPD เป็นการอนุญาตให้เลือกเซอร์กิตเบรกเกอร์สำรองรุ่นใดก็ได้ ห้ามใช้ตารางการทำลำดับขั้น (cascading) หรือการเลือกค่าความสัมพันธ์ (selectivity) ของเบรกเกอร์เป็นหลักฐานยืนยันว่า SPD สองตัวมีการแบ่งพลังงานอิมพัลส์อย่างถูกต้อง.

เกต 4 จะผ่านการตรวจสอบก็ต่อเมื่อ SPD แต่ละตัวที่ติดตั้งมีรูปแบบการป้องกันการลัดวงจรและการตัดวงจรที่ยอมรับได้ ณ จุดเชื่อมต่อของตัวมันเอง หากจำเป็นต้องใช้ฟิวส์หรือเบรกเกอร์สำรองภายนอก ให้ใช้อุปกรณ์และช่วงพิกัดที่ผู้ผลิตระบุไว้อย่างชัดเจน แทนการใช้กฎขนาดกระแสทั่วไป.

แผ่นงานการประสานงานแบบสี่เกต

กรอกข้อมูลให้ครบหนึ่งแถวสำหรับ SPD แต่ละขั้นและอุปกรณ์ที่ SPD นั้นทำหน้าที่ป้องกัน.

สาขา	ขั้น A: ขาเข้า	ขั้น B: การจ่ายไฟ	ขั้น C: อุปกรณ์
ผู้ผลิตและรุ่นของ SPD ที่ระบุชัดเจน
มาตรฐานผลิตภัณฑ์และประเภท/คลาสการทดสอบ
โหมดการป้องกัน
ยูซี/ขอบเขต MCOV และ TOV
ขึ้น/การประกาศแรงดันไฟฟ้าจำกัดตามโหมด
ที่สามารถนำไปใช้ได้ ไออิมป์, ใน, ไอแมกซ์, หรือ Uoc
อุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันและวัตถุประสงค์ในการทนต่อแรงดัน
เส้นทางการเชื่อมต่อที่ติดตั้ง
ระยะห่างถึงขั้นตอนต้นทาง/ปลายทาง
หลักฐานการประสานงานเฉพาะคู่
สภาวะการลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้
การป้องกันสำรองที่จำเป็น
ผลลัพธ์ของเกตและหลักฐานที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข

จากนั้นให้ออกผลลัพธ์หนึ่งรายการสำหรับการทำงานแบบต่อเนื่องที่สมบูรณ์:

• ผ่าน: เกตทั้งสี่ได้รับการสนับสนุนสำหรับทุกขั้นตอนและโหมดการป้องกัน.
• มีเงื่อนไข: สถาปัตยกรรมมีความเป็นไปได้ แต่ยังคงขาดหลักฐานที่ระบุชื่อหรือการคำนวณทางวิศวกรรม.
• ไม่ผ่าน: ขั้นตอนหนึ่งอาจมีแรงดันไฟฟ้าเกินกว่าเป้าหมายที่กำหนด ทำให้เกิดโหลดเกินกับ SPD ที่อยู่ถัดไป ผิดข้อกำหนดเรื่องระยะห่าง/การแยกส่วน หรือขาดการป้องกันความผิดพร่องที่ยอมรับได้.

ช่องว่างสำหรับการประสานงานของผู้ผลิตไม่ใช่รายละเอียดทางธุรการ แต่เป็นข้อมูลทางเทคนิคที่ยังไม่ได้ข้อสรุป.

ตัวอย่างแนวคิดที่ใช้งานจริง: จากเมนบอร์ดไปยังตู้ PLC

พิจารณาการติดตั้งในโรงงานอุตสาหกรรมที่มี:

• SPD ขาเข้าที่ตู้เมนดิสทริบิวชั่นบอร์ด;
• SPD ตัวที่สองที่ตู้ย่อยถัดไป;
• SPD ตัวสุดท้ายที่ตู้ควบคุมแบบโปรแกรมได้ (PLC);
• สายไฟและสายข้อมูลที่เข้าสู่ตู้.

การทบทวนที่ถูกต้องไม่ได้เริ่มต้นจากการกำหนดค่า kA แบบสุ่มให้กับทั้งสามขั้นตอน.

1. กำหนด Node C ก่อน. บันทึกค่าการทนต่อแรงดันกระชากของอินพุตกำลังไฟฟ้าของ PLC และค่าการทนต่อแรงดันของพอร์ตสื่อสารที่เชื่อมต่ออยู่ ระบุเส้นทางนำไฟฟ้าเข้าทุกจุด.
2. ตรวจสอบ SPD ตัวสุดท้าย. ยืนยันโหมดการป้องกัน พิกัดแรงดันไฟฟ้า ข้อมูลแรงดันจำกัด หน้าที่การคายประจุ และแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจากเส้นทางการเชื่อมต่อของอุปกรณ์.
3. ทบทวนช่วงการเชื่อมต่อจาก B ไปยัง C. ตัดสินใจว่าความยาวและการเดินสายสร้างขอบเขตการป้องกันใหม่หรือความเสี่ยงจากแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำหรือไม่ ยืนยันว่าจำเป็นต้องมี SPD ตัวสุดท้ายภายใต้วิธีการออกแบบที่เกี่ยวข้องหรือไม่.
4. ตรวจสอบการประสานงานด้านพลังงานระหว่าง Stage B และ Stage C. จัดหาตารางหรือบันทึกการทดสอบที่ครอบคลุมคู่ของอุปกรณ์และระยะห่างในการติดตั้งที่ถูกต้อง หากอุปกรณ์มาจากผู้ผลิตที่แตกต่างกัน ให้ขอหลักฐานความเข้ากันได้ที่ชัดเจนหรือดำเนินการศึกษาที่เหมาะสม.
5. ทำซ้ำสำหรับขั้นตอน A ถึงขั้นตอน B. ขั้นตอนขาเข้าอาจใช้เทคโนโลยีการป้องกันที่แตกต่างกัน ดังนั้นการทำงานร่วมกันกับ SPD ของระบบจำหน่ายจึงต้องมีหลักฐานแยกต่างหาก.
6. ปิด Gate 4 ที่แผงทุกจุด. กระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้และข้อกำหนดการป้องกันสำรองอาจแตกต่างกันที่จุด A, B และ C.
7. ประสานงานสายข้อมูล. การป้องกันสายไฟเพียงอย่างเดียวไม่สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ปรากฏระหว่างพอร์ตจ่ายไฟของ PLC และพอร์ตสื่อสารที่ไม่มีการป้องกันได้.

ตัวอย่างนี้จะสมบูรณ์ก็ต่อเมื่อมีการบันทึกหลักฐานเรื่องความทนทานของอุปกรณ์ เส้นทางแรงดันไฟฟ้าที่ติดตั้ง ความเข้ากันได้ของคู่ และการป้องกันความผิดพร่องไว้แล้ว การระบุเพียงประเภทอุปกรณ์อย่างเดียวจะทำให้คำถามทั้งสี่ข้อนี้ยังคงไม่มีคำตอบ.

SPD แบบรวมและระบบแคสเคดต่างยี่ห้อ

อุปกรณ์ประเภท 1+2 ช่วยลดความจำเป็นในการติดตั้ง SPD ประเภท 2 ที่ปลายทางหรือไม่?

ไม่เสมอไป อุปกรณ์แบบรวมพิสูจน์ได้ว่าชุดประกอบนั้นมีหน้าที่ทดสอบตามประเภท 1 และประเภท 2 ที่ระบุไว้ ส่วนความจำเป็นในการติดตั้งอีกระดับหนึ่งนั้นขึ้นอยู่กับเป้าหมายแรงดันไฟฟ้าของจุดที่ต้องการป้องกัน เส้นทางสายเคเบิล ตำแหน่งของอุปกรณ์ เส้นทางของกระแสไฟกระชากอื่น ๆ และคำแนะนำการใช้งานของอุปกรณ์แบบรวมนั้น.

SPD ประเภท 1 และประเภท 2 สามารถติดตั้งเคียงข้างกันได้หรือไม่?

ได้ หากการรวมกันนั้นได้รับการออกแบบและจัดทำเอกสารไว้สำหรับการติดตั้งแบบเคียงข้างกัน หากคำแนะนำในการประสานงานกำหนดให้ต้องมีการแยกตัวนำหรือใช้อุปกรณ์แยกส่วน การติดตั้งแบบเคียงข้างกันโดยไม่มีข้อกำหนดดังกล่าวถือว่าไม่ได้รับการตรวจสอบ.

SPD จากผู้ผลิตที่แตกต่างกันสามารถนำมาต่อแบบแคสเคดได้หรือไม่?

ได้เฉพาะเมื่อมีหลักฐานความเข้ากันได้ที่เพียงพอเท่านั้น การจับคู่ ยูซี, ขึ้น, ประเภท และค่า kA ไม่สามารถจำลองการทำงานร่วมกันแบบไดนามิกของอุปกรณ์ได้ โปรดขอข้อมูลการรวมกันที่ผ่านการทดสอบ ข้อมูลการใช้งานที่ยอมรับร่วมกัน หรือผลการศึกษาทางวิศวกรรม.

รายการตรวจสอบ RFQ สำหรับชุด SPD ที่ประสานการทำงานกัน

เมื่อต้องการโซลูชันที่ประสานการทำงานกัน โปรดระบุ:

• แผนภาพเส้นเดี่ยว (single-line diagram) ที่สมบูรณ์และการจัดวางระบบสายดิน;
• แรงดันไฟฟ้าของระบบและค่าความคลาดเคลื่อนในการทำงาน;
• ข้อมูลการป้องกันฟ้าผ่าและขอบเขตของโซน;
• ความยาวสายเคเบิลและการเดินสายระหว่างขั้นตอนการป้องกัน;
• เป้าหมายการทนต่อแรงดันกระชากของอุปกรณ์;
• โหมดการป้องกันที่ต้องการในแต่ละจุดเชื่อมต่อ;
• กระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้ ณ จุดเชื่อมต่อแต่ละจุด;
• หมายเลขรุ่นของอุปกรณ์ต้นทางและปลายทางที่เสนอ;
• วิธีการป้องกันสำรองและการตัดแยกที่จำเป็น;
• อินเทอร์เฟซด้านกำลังไฟฟ้า สัญญาณ ข้อมูล และการควบคุมทั้งหมดที่ข้ามผ่านแต่ละขอบเขต.

คำขอที่ส่งกลับมา:

• เอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์และคำแนะนำในการติดตั้งที่ถูกต้อง;
• ตารางการประสานงานด้านพลังงานเฉพาะคู่หรือหลักฐานการทดสอบ;
• ข้อกำหนดในการแยกหรือการลดการเชื่อมต่อที่อนุญาต;
• ข้อมูลการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเฉพาะโหมด;
• การประกาศเกี่ยวกับการลัดวงจรและการป้องกันสำรอง;
• ขอบเขตของอุปกรณ์แบบผสมที่นำเสนอสำหรับ Type 1+2 หรือ Type 2+3;
• การยืนยันเป็นลายลักษณ์อักษรสำหรับการใช้งานร่วมกันระหว่างผลิตภัณฑ์ต่างตระกูลหรือต่างยี่ห้อ.

หลังจากกำหนดความต้องการของระบบไฟฟ้าแล้ว ให้เปรียบเทียบ กลุ่มผลิตภัณฑ์ SPD ของ VIOX และส่งแผ่นงานโหนดไปยัง [email protected] สำหรับเอกสารระดับรุ่นผลิตภัณฑ์ ความคล้ายคลึงกันของตระกูลผลิตภัณฑ์ไม่สามารถใช้แทนหลักฐานการประสานงานที่ถูกต้องแม่นยำได้.

กฎการประสานการทำงานขั้นสุดท้าย

การต่อ SPD แบบอนุกรมที่เชื่อถือได้ไม่ใช่แค่ “ค่า kA สูงที่ตู้เมน และค่า kA ต่ำลงที่ปลายทาง” แต่เป็นระบบที่มีเอกสารรองรับซึ่ง:

• แต่ละขั้นตอนมีขอบเขตการป้องกันที่ชัดเจน;
• แรงดันไฟฟ้าที่ติดตั้งยังคงเข้ากันได้กับระดับการทนทานของอุปกรณ์;
• อุปกรณ์ต้นทางและปลายทางมีการประสานพลังงานสำหรับแรงดันกระชากที่เกี่ยวข้อง;
• มีการพิจารณาระยะห่าง การเดินสายตัวนำ และจุดเชื่อมต่อบริการอื่นๆ;
• SPD ทุกตัวมีการป้องกันการลัดวงจรและการป้องกันสำรองที่ยอมรับได้;
• หลักฐานความเข้ากันได้ต้องใช้กับอุปกรณ์และการจัดวางที่ระบุไว้จริงเท่านั้น.

หากไม่สามารถพิสูจน์ข้อความข้างต้นข้อใดข้อหนึ่งได้ ให้ถือว่าการต่อแบบอนุกรมนั้นเป็นแบบมีเงื่อนไข ไม่ใช่แบบที่ประสานการทำงานกันอย่างสมบูรณ์.

เอกสารอ้างอิงทางเทคนิค

• IEC 61643-12:2020 — หลักการคัดเลือกและการประยุกต์ใช้งานสำหรับ SPD ชนิด AC แรงดันต่ำ
• IEC 62305-4:2024 — ระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ภายในโครงสร้างอาคาร
• IEC 61643-01:2024 — ข้อกำหนดทั่วไปและวิธีการทดสอบสำหรับ SPD แรงดันต่ำ
• IEC 61643-11:2025 — SPD ที่เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ AC
• Phoenix Contact — พื้นฐานการป้องกันฟ้าผ่าและแรงดันเกิน
• DEHN — คำศัพท์เกี่ยวกับการประสานงานด้านพลังงานและคำแนะนำในการประยุกต์ใช้งาน
• ABB — หลักการประสานงานสำหรับอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกิน
• Schneider Electric — การประสานงานของอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกิน

บทความนี้จัดทำขึ้นเพื่อเป็นกรอบแนวทางในการคัดเลือกระบบและหลักฐานอ้างอิง ไม่ใช่สิ่งทดแทนการศึกษาการป้องกันสำหรับโครงการ คำแนะนำผลิตภัณฑ์ หรือกฎระเบียบการติดตั้งที่เกี่ยวข้อง การติดตั้งและการปฏิบัติงานกับอุปกรณ์ที่มีกระแสไฟฟ้าต้องดำเนินการภายใต้ขั้นตอนความปลอดภัยทางไฟฟ้าที่ได้รับอนุมัติของสถานที่นั้นๆ โดยบุคลากรที่มีคุณสมบัติเหมาะสม.