อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากคืออะไร?
Surge Arrester คืออุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินที่ทำหน้าที่จำกัดแรงดันกระชากชั่วขณะและเบี่ยงเบนกระแสกระชากออกจากอุปกรณ์ที่ต้องการป้องกัน ในระบบจำหน่ายไฟฟ้าและระบบสาธารณูปโภค คำนี้มักหมายถึงอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินสำหรับระบบแรงดันปานกลางหรือแรงดันสูงที่ติดตั้งใกล้กับหม้อแปลง สายส่งเหนือศีรษะ สถานีไฟฟ้า ตู้สวิตช์เกียร์ และจุดต่อสายเคเบิล.
ในตู้ควบคุมไฟฟ้าแรงดันต่ำ คำที่แม่นยำกว่ามักจะเป็น อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD). ในภาษาทั่วไป ผู้คนอาจเรียกอีกอย่างว่า เครื่องป้องกันไฟกระชาก, surge suppressor, surge diverter, lightning arrester, หรือแม้แต่การสะกดแบบอื่นที่ใช้แทนกันได้ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge arrester). คำศัพท์เหล่านี้มีความหมายคาบเกี่ยวกัน แต่ไม่สามารถใช้แทนกันได้เสมอไป.
ข้อแตกต่างที่ง่ายที่สุดคือ:
- Surge arrester: มักใช้สำหรับการป้องกันแรงดันเกินในระบบไฟฟ้า โดยส่วนใหญ่เป็นระบบแรงดันปานกลาง/แรงดันสูง.
- SPD: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบแรงดันต่ำที่ใช้ในตู้ควบคุม อุปกรณ์ไฟฟ้า ระบบโซลาร์เซลล์ สายสัญญาณข้อมูล และวงจรควบคุม.
- Surge protector: คำศัพท์ทั่วไปที่ผู้ใช้มักเรียกอุปกรณ์ป้องกันแรงดันต่ำแบบเสียบหรือแบบติดตั้งบนแผงควบคุม.
- อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (Lightning arrester): คำศัพท์ทั่วไปหรือคำศัพท์ดั้งเดิมสำหรับอุปกรณ์ป้องกันที่เน้นแรงดันเกินจากฟ้าผ่า ซึ่งมักมีความหมายคาบเกี่ยวกับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge arrester).
การเปรียบเทียบโดยย่อ: Surge Arrester กับ SPD กับ Surge Protector กับ Lightning Arrester
| ระยะ | ความหมายที่ดีที่สุดในทางปฏิบัติ | ระบบทั่วไป | บริบทตามมาตรฐานทั่วไป | หน้าที่หลัก |
|---|---|---|---|---|
| อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge arrester) | อุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินสำหรับระบบไฟฟ้า | สายส่งสาธารณูปโภค หม้อแปลง สถานีไฟฟ้า และสวิตช์เกียร์แรงดันปานกลาง (MV) | มาตรฐาน IEC 60099 และตระกูลมาตรฐาน IEEE C62.11 | หน่วงแรงดันเกินพลังงานสูงและเบี่ยงเบนกระแสกระชากลงสู่ดิน |
| สป.ด. | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำหรือระบบสัญญาณ | ตู้จ่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำ (LV) ตู้ควบคุม อุปกรณ์ไฟฟ้า ตู้รวมสายโซลาร์เซลล์ (PV Combiner Boxes) ระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) และสายสัญญาณข้อมูล | มาตรฐาน IEC 61643 และ UL 1449 | จำกัดแรงดันเกินชั่วขณะที่ระดับอุปกรณ์และระดับตู้ไฟฟ้า |
| อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก | คำศัพท์ทั่วไปทางการค้าหรือที่ผู้ใช้งานใช้เรียกอุปกรณ์ป้องกันประเภท SPD | รางปลั๊กไฟ, อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากทั้งบ้าน, อุปกรณ์ป้องกันสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้า | มักอ้างอิงมาตรฐาน UL 1449 ในอเมริกาเหนือสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ที่ผ่านการรับรอง | ป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือวงจรไฟฟ้าจากแรงดันไฟฟ้ากระชาก |
| อุปกรณ์ลดทอนไฟกระชาก (Surge suppressor) | คำศัพท์ทั่วไป/คำศัพท์ดั้งเดิม ซึ่งมักใช้เรียกแทนหรือมีความหมายคาบเกี่ยวกับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge protector) หรือ SPD | อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์, ระบบไฟฟ้ากระแสสลับ, วงจรสัญญาณ | ขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ | ลดทอนหรือจำกัดแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ (Transient voltage) |
| อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (Lightning arrester) | คำศัพท์ทั่วไป/คำศัพท์เก่าที่ใช้เรียกอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินจากฟ้าผ่า | สายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ, หม้อแปลงไฟฟ้า, จุดรับไฟเข้าอาคาร, สถานีไฟฟ้า | มักมีมาตรฐานที่คาบเกี่ยวกับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge arrester) | ลดความเครียดจากแรงดันเกินที่เกิดจากฟ้าผ่า |
| อุปกรณ์เบี่ยงเบนไฟกระชาก (Surge diverter) | คำศัพท์เฉพาะภูมิภาค/คำศัพท์ทั่วไป ซึ่งมักมีความหมายคล้ายกับ Surge arrester หรือ SPD | การติดตั้งในระบบสาธารณูปโภค, โรงงานอุตสาหกรรม หรือระบบแรงดันต่ำ (LV) ขึ้นอยู่กับแต่ละภูมิภาค | ขึ้นอยู่กับภูมิภาคและผลิตภัณฑ์ | เบี่ยงเบนพลังงานจากแรงดันกระชากออกจากอุปกรณ์ที่ต้องการป้องกัน |
ทำไมคำศัพท์ถึงสร้างความสับสน
ความสับสนเกิดจากการที่สองวงการใช้ภาษาที่คล้ายคลึงกัน.
ในระบบสาธารณูปโภคและการจ่ายไฟฟ้า “surge arrester” มักหมายถึงอุปกรณ์ที่ติดตั้งระหว่างตัวนำเฟสกับสายดินเพื่อป้องกันฉนวนจากฟ้าผ่าและแรงดันกระชากจากการสับสวิตช์ อุปกรณ์ป้องกันแรงดันกระชากในระบบไฟฟ้าสมัยใหม่มักเป็นอุปกรณ์ประเภทโลหะออกไซด์ โดยทั่วไปคือซิงค์ออกไซด์ (ZnO).
ในอาคารและอุปกรณ์แรงดันต่ำ “SPD” เป็นคำที่เป็นมาตรฐานมากกว่า อุปกรณ์เหล่านี้ถูกติดตั้งในตู้แผงไฟ ตู้ควบคุม ตู้รวมสายโซลาร์เซลล์ (PV combiner boxes) ระบบชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า ตู้ควบคุมอุตสาหกรรม และสายสัญญาณ โดยจะถูกเลือกใช้ตามพิกัดต่างๆ เช่น ค่า Uc/MCOV, Up/VPR, ใน, ไอแมกซ์, ไออิมป์, ประเภท/คลาส, พิกัดกระแสลัดวงจร และการป้องกันสำรอง.
นั่นคือเหตุผลที่ผู้ซื้อที่ค้นหาคำว่า “อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก” อาจต้องการผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันสามประเภท:
- อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันปานกลางสำหรับหม้อแปลง สายส่ง หรือสถานีไฟฟ้า.
- อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) แรงดันต่ำสำหรับตู้จ่ายไฟหรือตู้ควบคุม.
- อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับบ้านพักอาศัย ซึ่งแท้จริงแล้วคือ SPD แรงดันต่ำ.
หากเป็นการใช้งานในตู้ไฟฟ้าแรงดันต่ำ ให้เริ่มต้นด้วย ภาพรวมของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก แล้ว หน้าผลิตภัณฑ์ SPD.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากทำงานอย่างไร
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Arrester) จะมีความต้านทานสูงมากในสภาวะแรงดันไฟฟ้าปกติ เมื่อเกิดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะที่สูงกว่าระดับการทำงาน อุปกรณ์จะเปลี่ยนสถานะเป็นตัวนำไฟฟ้าและเบี่ยงเบนกระแสกระชากลงสู่ดิน หลังจากกระแสกระชากผ่านไปแล้ว อุปกรณ์จะกลับคืนสู่สถานะความต้านทานสูงอีกครั้ง.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสมัยใหม่และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) หลายชนิดอาศัย เทคโนโลยีเมทัลออกไซด์วาริสเตอร์ (MOV) โดยเฉพาะอย่างยิ่งซิงค์ออกไซด์ (ZnO) ซึ่ง ZnO MOV มีคุณสมบัติแรงดันและกระแสที่ไม่เป็นเชิงเส้นอย่างชัดเจน กล่าวคือจะยอมให้กระแสไหลผ่านน้อยมากในสภาวะแรงดันปกติ แต่จะยอมให้กระแสไหลผ่านได้มากในระหว่างที่เกิดไฟกระชาก.
ในอดีต อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากในระบบไฟฟ้าหลายชนิดใช้ บล็อกวาล์วซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ร่วมกับช่องว่างประกายไฟ (Spark Gaps) แบบอนุกรม. อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบ SiC ที่มีช่องว่างเหล่านี้ช่วยจำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินได้ แต่ช่องว่างประกายไฟ พฤติกรรมการเสื่อมสภาพ และคุณสมบัติการป้องกัน ทำให้การประสานงานของฉนวนมีความซับซ้อนมากขึ้น ปัจจุบันอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับแรงดันปานกลางและแรงดันสูงมักใช้เทคโนโลยีเมทัลออกไซด์แบบไม่มีช่องว่าง โดยเฉพาะ ZnO เนื่องจาก ZnO ให้คุณสมบัติแรงดันและกระแสที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่แข็งแกร่งกว่า และสามารถเชื่อมต่อกับระบบได้โดยไม่ต้องมีช่องว่างอนุกรมในการออกแบบส่วนใหญ่ การติดตั้งแบบเก่าอาจยังคงมีอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบ SiC ที่มีช่องว่างอยู่ ดังนั้นโครงการเปลี่ยนทดแทนควรตรวจสอบประเภทของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากก่อนที่จะเลือกอุปกรณ์รุ่นใหม่มาทดแทน.
เรื่องนี้มีความสำคัญเนื่องจากอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากไม่ได้มีไว้เพื่อรองรับกระแสโหลดปกติ แต่มีไว้เพื่อจำกัดแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งอาจกินเวลาเพียงไม่กี่ไมโครวินาทีเท่านั้น.
แหล่งกำเนิดไฟกระชากที่พบบ่อย ได้แก่:
- กิจกรรมฟ้าผ่าในบริเวณใกล้เคียง
- การสับเปลี่ยนโหลดประเภทอินดักทีฟ
- การสับเปลี่ยนชุดตัวเก็บประจุ (Capacitor bank)
- การปฏิบัติงานสับเปลี่ยนของระบบไฟฟ้าสาธารณะ
- การจ่ายไฟเข้าหม้อแปลง
- การเกิดฟอลต์และการตัดวงจรเพื่อแก้ไขฟอลต์
- การเดินสายไฟระยะไกลที่เสี่ยงต่อแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะที่เกิดจากการเหนี่ยวนำ
สำหรับรายละเอียดของ MOV โปรดดูคู่มือของ VIOX ZnO MOV ที่อยู่ภายในอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD).
อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (Surge Arrester) กับ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD)
ความแตกต่างส่วนใหญ่อยู่ที่ระดับของระบบ บริบทของมาตรฐาน จุดติดตั้ง และภาษาที่ใช้ระบุพิกัด.
| จุดเปรียบเทียบ | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge arrester) | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) |
|---|---|---|
| ระดับแรงดันไฟฟ้าทั่วไป | ระบบไฟฟ้าแรงดันปานกลางและแรงดันสูง | ระบบไฟฟ้ากระแสสลับ/กระแสตรงแรงดันต่ำ สายสัญญาณและสายควบคุม |
| การติดตั้งทั่วไป | สายส่งเหนือศีรษะ, บุชชิ่งหม้อแปลง, สวิตช์เกียร์, สถานีไฟฟ้า, การเข้าหัวสายเคเบิล | ตู้จ่ายไฟ, ตู้ควบคุม, จุดรับไฟเข้าอุปกรณ์, ตู้รวมสายโซลาร์เซลล์ (PV Combiner Box), ตู้เก็บข้อมูล/ตู้ควบคุม |
| มาตรฐานทั่วไป | มาตรฐาน IEC 60099 และตระกูลมาตรฐาน IEEE C62.11 | มาตรฐาน IEC 61643 และ UL 1449 |
| เทคโนโลยีทั่วไป | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบเมทัลออกไซด์ (Metal-oxide arrester) มักใช้บล็อก ZnO | MOV, GDT, TVS, ช่องว่างประกายไฟ (Spark gap), การออกแบบแบบไฮบริด |
| ข้อมูลหลักสำหรับการเลือกใช้งาน | แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด, แรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่อง, แรงดันไฟฟ้าตกค้าง, ความสามารถในการรับพลังงาน, ระดับของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก | Uc/MCOV, Up/VPR, In, Imax, Iimp, ประเภท/คลาส, SCCR, ฟิวส์สำรอง/เบรกเกอร์ |
| วัตถุประสงค์หลัก | ป้องกันฉนวนและอุปกรณ์ในระบบไฟฟ้า | ป้องกันอุปกรณ์และวงจรไฟฟ้าแรงดันต่ำที่อยู่ถัดไป |
ในทางปฏิบัติ ไม่ควรระบุคำว่า “surge arrester” สำหรับตู้ไฟฟ้าแรงดันต่ำ เว้นแต่ผู้ผลิตจะใช้คำนั้นสำหรับ SPD สำหรับโครงการไฟฟ้าแรงดันต่ำตามมาตรฐาน IEC และ UL คำศัพท์ทางวิศวกรรมที่ถูกต้องมักใช้คำว่า SPD.
Surge Arrester กับ Surge Protector
“Surge protector” เป็นคำศัพท์ทั่วไปที่เข้าใจง่าย ซึ่งอาจหมายถึง:
- ปลั๊กพ่วงที่มีระบบป้องกันไฟกระชาก
- อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับบ้านทั้งหลังที่ติดตั้งไว้ที่ตู้ควบคุมไฟฟ้า
- อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) แบบติดตั้งบนตู้ควบคุมไฟฟ้า
- โมดูลป้องกันสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก
ในทางตรงกันข้าม อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (Surge Arrester) มักหมายถึงอุปกรณ์ที่ใช้ในระบบสาธารณูปโภคหรือระบบจำหน่ายไฟฟ้า.
| คำถาม | คำศัพท์ที่เหมาะสมกว่า |
|---|---|
| ป้องกันแล็ปท็อป ทีวี หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากไฟกระชากผ่านปลั๊กไฟ | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก |
| ป้องกันตู้ควบคุมไฟฟ้าภายในที่พักอาศัย | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับบ้านทั้งหลัง หรือ SPD ประเภทที่ 1/ประเภทที่ 2 |
| การป้องกันตู้ควบคุมไฟฟ้าแรงดันต่ำในงานอุตสาหกรรม | สป.ด. |
| การป้องกันหม้อแปลงไฟฟ้าหรือสายส่งไฟฟ้าแรงดันปานกลางแบบเหนือศีรษะ | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge arrester) |
| การป้องกันอินพุตไฟฟ้ากระแสตรงของตู้รวมสายโซลาร์เซลล์ (PV Combiner Box) | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC SPD) หรือสำหรับระบบโซลาร์เซลล์ (PV SPD) |
นี่คือเหตุผลที่คำค้นหาอย่าง “ความแตกต่างระหว่าง Surge Arrester และ Surge Protector” มักจะปะปนกันระหว่างภาษาที่ใช้ทั่วไปกับภาษาทางวิศวกรรม โดยปกติแล้ว Surge Protector จะหมายถึงอุปกรณ์ป้องกันสำหรับระบบแรงดันต่ำ ส่วน Surge Arrester มักจะหมายถึงอุปกรณ์ป้องกันฉนวนสำหรับระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า.
Surge Arrester กับ Surge Suppressor
“Surge suppressor” เป็นคำกว้างๆ อีกคำหนึ่ง ในทางอิเล็กทรอนิกส์อาจหมายถึงอุปกรณ์หรือชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่ลดทอนแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ ส่วนในระบบจำหน่ายไฟฟ้า คำนี้มักจะมีความหมายคาบเกี่ยวกับ Surge protector หรือ SPD.
ใช้กฎนี้:
- สำหรับตู้ควบคุมไฟฟ้าและเอกสารรหัส/ข้อกำหนด ให้ใช้ สป.ด..
- สำหรับระบบจำหน่ายไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้า ให้ใช้ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Arrester).
- สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค, เครื่องป้องกันไฟกระชาก หรือ surge suppressor อาจเป็นที่ยอมรับได้ แต่ควรตรวจสอบพิกัดของผลิตภัณฑ์อย่างละเอียด.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Arrester) กับ อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (Lightning Arrester)
ในการสนทนาเชิงปฏิบัติหลายกรณี, อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Arrester) แล้ว lightning arrester การทับซ้อนกัน โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (Lightning arrester) คืออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ออกแบบมาเพื่อจัดการกับแรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดจากฟ้าผ่า อย่างไรก็ตาม คำว่า “อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก” (Surge arrester) เป็นคำที่กว้างกว่าและมีประโยชน์ในเชิงเทคนิคมากกว่า เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเกินสามารถเกิดขึ้นได้จากฟ้าผ่า การสับเปลี่ยนวงจร (Switching) ความผิดปกติของระบบ (Faults) หรือแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะในระบบ (System transients).
| ระยะ | ความหมายในทางปฏิบัติ |
|---|---|
| อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (Lightning arrester) | คำทั่วไปที่เน้นแรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดจากฟ้าผ่า |
| อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge arrester) | คำที่กว้างกว่าซึ่งครอบคลุมทั้งฟ้าผ่าและแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะอื่นๆ |
| สป.ด. | คำศัพท์ด้านการป้องกันแรงดันไฟฟ้าต่ำที่ใช้ในตู้ควบคุมและอุปกรณ์สมัยใหม่ |
อย่าสับสนระหว่างอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (Lightning arrester) กับสายล่อฟ้า (Lightning rod หรือ Air terminal) ระบบป้องกันฟ้าผ่าทำหน้าที่ดักจับและนำกระแสฟ้าผ่าโดยตรงลงสู่ดิน ส่วนอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge arrester หรือ SPD) ทำหน้าที่จำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะบนตัวนำไฟฟ้า กลยุทธ์การป้องกันฟ้าผ่าและไฟกระชากที่สมบูรณ์อาจจำเป็นต้องใช้ทั้งสองอย่างร่วมกัน.
Surge Arrester หรือ Surge Arrestor: การสะกดแบบใดถูกต้อง?
การสะกดทางเทคนิคที่นิยมใช้คือ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Arrester). การสะกดคำ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge arrester) เป็นที่นิยมในการค้นหาและงานเขียนทั่วไป แต่มาตรฐานทางไฟฟ้า เอกสารข้อมูลทางเทคนิค และเอกสารจากผู้ผลิตส่วนใหญ่ใช้คำว่า arrester.
เพื่อผลทาง SEO และความชัดเจนสำหรับผู้ใช้งาน การระบุทั้งสองรูปแบบถือเป็นสิ่งที่สมเหตุสมผล:
- surge arrester: รูปแบบการสะกดทางเทคนิคที่แนะนำ
- surge arrestor: รูปแบบการสะกดทางเลือกที่พบบ่อยในการค้นหา
- surge arresters / surge arrestors: รูปแบบพหูพจน์ที่ใช้ในการค้นหา
หากคุณกำลังเขียนข้อกำหนดทางเทคนิค ให้ใช้ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Arrester).
ประเภทของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Arresters)
“ประเภท” ของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสามารถจำแนกได้หลายวิธี เช่น ตามระดับแรงดันไฟฟ้า, ระดับการใช้งาน (Duty class), ตำแหน่งการติดตั้ง หรือเทคโนโลยี สำหรับผู้ใช้งานทั่วไป การจำแนกตามลักษณะการใช้งานถือว่าเหมาะสมที่สุด.
| ประเภท | การใช้งานทั่วไป | สิ่งที่อุปกรณ์ป้องกัน | บันทึกย่อ |
|---|---|---|---|
| อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากระดับจำหน่าย (Distribution class arrester) | สายส่งจำหน่ายและหม้อแปลงไฟฟ้า | หม้อแปลงจำหน่าย, สายป้อน (Feeders), โครงข่ายสายส่งเหนือศีรษะ | การป้องกันระบบจำหน่ายไฟฟ้าทั่วไป |
| อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากระดับกลาง (Intermediate class arrester) | การใช้งานระหว่างระบบจำหน่ายและสถานีไฟฟ้า | หม้อแปลงไฟฟ้า สถานีไฟฟ้า และสวิตช์เกียร์ | ใช้ในกรณีที่ภาระงานสูงกว่าการป้องกันระบบจำหน่ายทั่วไป |
| อุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินชนิดสถานีไฟฟ้า (Station class arrester) | สถานีไฟฟ้าและอุปกรณ์หลัก | หม้อแปลงกำลัง บัสบาร์สถานีไฟฟ้า และสวิตช์เกียร์ | อุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินประเภทภาระงานสูง |
| อุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินสำหรับสายส่ง | สายส่งหรือสายจำหน่ายไฟฟ้าเหนือศีรษะ | ฉนวนสายไฟฟ้าและอุปกรณ์ | มักใช้ในเส้นทางที่เสี่ยงต่อการเกิดฟ้าผ่า |
| เสาไรเซอร์ / อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับสายเคเบิล | จุดเปลี่ยนผ่านจากสายอากาศเป็นสายใต้ดิน | หัวต่อสายเคเบิลและอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ | ช่วยลดความเครียดจากแรงดันกระชากที่จุดเข้าสายเคเบิล |
| อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันต่ำ (SPD) | ตู้ควบคุมไฟฟ้าแรงดันต่ำและอุปกรณ์ | ตู้ควบคุม, ตู้แผงไฟฟ้าย่อย, และจุดรับไฟของอุปกรณ์ | โดยปกติจะไม่ถูกเรียกว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Arrester) แบบแรงดันปานกลาง/แรงดันสูงตามมาตรฐาน IEC/UL สำหรับแรงดันต่ำ |
| อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับระบบสัญญาณ | สายสัญญาณข้อมูล, สายโทรคมนาคม, สายควบคุม, และสายเซนเซอร์ | อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับการสื่อสารและควบคุม | เลือกโดยพิจารณาจากประเภทสัญญาณ, แบนด์วิดท์, แรงดันไฟฟ้า, และวิธีการต่อลงดิน |
ส่วนนี้เป็นจุดที่บทความทั่วไปหลายแห่งมักทำให้เกิดความเข้าใจผิด อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันต่ำ (LV SPD) และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสถานีไฟฟ้าแรงดันปานกลาง ต่างก็ทำหน้าที่จำกัดไฟกระชากเหมือนกัน แต่ไม่ได้ถูกเลือกมาจากกลุ่มข้อมูลจำเพาะ (Datasheet) เดียวกัน.
เซิร์จคาปาซิเตอร์ (Surge Capacitor) กับ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Arrester)
เซิร์จคาปาซิเตอร์และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากช่วยแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกันแต่มีความแตกต่างกัน.
| อุปกรณ์ | ฟังก์ชันหลัก | การใช้งานทั่วไป | ข้อจำกัดสำคัญ |
|---|---|---|---|
| อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge arrester) | ทำหน้าที่จำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินและเบี่ยงเบนกระแสไฟกระชาก | หม้อแปลง สายส่ง สถานีไฟฟ้า และตู้แผงไฟแรงต่ำ (LV panels) เมื่อใช้คำศัพท์เฉพาะของ SPD | โดยปกติจะไม่ดูดซับแรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดขึ้นเป็นเวลานานหรือกระแสเกินต่อเนื่อง |
| เซิร์จคาปาซิเตอร์ (Surge Capacitor) | ลดความเครียดของแรงดันไฟฟ้าที่มีความชันสูงโดยการหน่วงเวลาการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้า | เครื่องจักรหมุน หม้อแปลง และการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการเกิดแรงดันเกินจากการสับสวิตช์บางประเภท | ไม่สามารถใช้แทนอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Arrester) สำหรับการจำกัดแรงดันไฟกระชากสูงได้ |
ในบางระบบมีการใช้งาน Surge capacitor ร่วมกับ Arrester โดย Arrester จะทำหน้าที่จำกัดแรงดันเกินสูงสุด ส่วนคาปาซิเตอร์จะช่วยลดความชันของรูปคลื่นแรงดัน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในกรณีที่ต้องคำนึงถึงความเค้นของฉนวนและแรงดันชั่วขณะที่มีความเร็วสูง.
Surge diverter กับ Surge arrester
“คำว่า ”Surge diverter” มักถูกใช้ในบางภูมิภาคเพื่อเรียกอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เบี่ยงเบนกระแสไฟกระชากออกจากอุปกรณ์ที่ต้องการป้องกัน ในบริบทของระบบแรงดันต่ำอาจหมายถึงอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) แต่ในบริบทของระบบสาธารณูปโภคอาจมีความหมายคาบเกี่ยวกับ Surge arrester.
การตีความที่ปลอดภัยคือ:
- ตรวจสอบระดับแรงดันไฟฟ้า
- ตรวจสอบมาตรฐานผลิตภัณฑ์
- ตรวจสอบว่าผลิตภัณฑ์สำหรับตู้ควบคุมไฟฟ้าแรงดันต่ำ (LV panels), สายสัญญาณ, หม้อแปลงไฟฟ้า หรือระบบสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ
- เปรียบเทียบค่าพิกัดทางไฟฟ้าแทนการพิจารณาจากชื่อเรียกเพียงอย่างเดียว
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับที่อยู่อาศัย: โดยทั่วไปหมายถึงอะไร?
เมื่อเจ้าของบ้านค้นหาคำว่า “อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับที่อยู่อาศัย” โดยทั่วไปมักจะหมายถึง อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับบ้านทั้งหลัง หรือ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ประเภทที่ 1 / ประเภทที่ 2 ติดตั้งที่อุปกรณ์รับไฟหรือตู้แผงไฟฟ้าย่อย โดยปกติแล้วจะไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ชนิดเดียวกับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากของการไฟฟ้าที่ติดตั้งบนสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะหรือหม้อแปลงไฟฟ้า.
สำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำในที่พักอาศัยและอาคารพาณิชย์ ให้เน้นที่:
- อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ประเภทที่ 1, ประเภทที่ 2 หรือประเภทที่ 3
- แรงดันไฟระบบ
- กระแสคายประจุระบุ (Nominal discharge current)
- กระแสคายประจุสูงสุด
- ระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า (Voltage Protection Level) หรือพิกัดการป้องกันแรงดันไฟฟ้า (Voltage Protection Rating)
- พิกัดกระแสลัดวงจร (Short-circuit Current Rating)
- ข้อกำหนดสำหรับเบรกเกอร์สำรองหรือฟิวส์
- การต่อลงดินและความยาวของสายนำ
สำหรับข้อมูลเชิงลึกในการเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) แรงดันต่ำ โปรดดูคู่มือของ VIOX เรื่อง ความแตกต่างระหว่าง SPD ประเภทที่ 1, ประเภทที่ 2 และประเภทที่ 3, การเปรียบเทียบค่าพิกัด Imax และ In ของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD), และ ความหมายของค่า Uc และ Up บนอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD).
เมื่อใดควรใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) แทนอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกิน (Surge Arrester)
ใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) เมื่อเป็นการป้องกันอุปกรณ์แรงดันต่ำ.
| โปรแกรม | คำศัพท์เรียกอุปกรณ์ที่เหมาะสมกว่า |
|---|---|
| ตู้เมนจ่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำ | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ประเภทที่ 1 หรือประเภทที่ 2 |
| ตู้ควบคุมระบบไฟฟ้าในงานอุตสาหกรรม | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ประเภทที่ 2 ซึ่งบางครั้งทำงานร่วมกับอุปกรณ์ประเภทที่ 1 ที่ติดตั้งอยู่ต้นทาง |
| กล่องรวมสาย PV | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC SPD) หรือสำหรับระบบโซลาร์เซลล์ (PV SPD) |
| ระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) และสัญญาณ ที่ทำงานประสานกัน |
| สายอีเทอร์เน็ต, RS485, สายสัญญาณ หรือสายควบคุม | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับระบบสัญญาณ |
| การป้องกันสำหรับตู้ไฟในที่พักอาศัย | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับป้องกันทั้งบ้าน |
| หม้อแปลงไฟฟ้าบนสายส่งแรงดันปานกลาง (MV) แบบเหนือศีรษะ | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge arrester) |
| บัสบาร์ในสถานีไฟฟ้าหรือหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากระดับสถานีไฟฟ้า (Station class surge arrester) |
สำหรับระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC) และระบบพลังงานหมุนเวียน โปรดดูที่ VIOX คู่มืออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC) แล้ว คู่มือการป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS).
การป้องกันแบบประสานสัมพันธ์: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Arrester) + อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภท 1/2/3 (SPD)
การป้องกันไฟกระชากคุณภาพสูงต้องมีการแบ่งระดับการป้องกัน.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากระดับสาธารณูปโภคอาจทำหน้าที่ป้องกันหม้อแปลงหรืออุปกรณ์รับไฟเข้า อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภท 1 (Type 1 SPD) อาจรับมือกับกระแสไฟกระชากพลังงานสูงที่จุดรับไฟเข้าหรือขอบเขตการป้องกันฟ้าผ่า อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภท 2 (Type 2 SPD) อาจป้องกันตู้แผงไฟกระจายไฟฟ้า อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภท 3 (Type 3 SPD) อาจป้องกันอุปกรณ์ปลายทางที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้าซึ่งอยู่ใกล้กับโหลด และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับสัญญาณ (Signal SPD) อาจป้องกันสายสื่อสารและสายควบคุม.
วัตถุประสงค์ของการประสานสัมพันธ์คือเพื่อป้องกันไม่ให้อุปกรณ์ตัวใดตัวหนึ่งทำงานเกินกำลัง และเพื่อลดความเครียดจากแรงดันไฟฟ้าที่อุปกรณ์ปลายทางได้รับ.
| ระดับการป้องกัน | อุปกรณ์ทั่วไป | ตำแหน่งที่ติดตั้งโดยทั่วไป |
|---|---|---|
| ชั้นระบบสาธารณูปโภค/ระบบไฟฟ้า | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge arrester) | หม้อแปลง, สายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ, สถานีไฟฟ้า, สวิตช์เกียร์ |
| ชั้นทางเข้าบริการไฟฟ้า | SPD ประเภท 1 | ตู้เมนไฟฟ้าหรืออุปกรณ์รับไฟ |
| ชั้นการจ่ายไฟฟ้า | SPD ประเภท 2 | ตู้ย่อย, แผงจ่ายไฟ, ตู้ควบคุม |
| ชั้นอุปกรณ์ใช้งาน | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภทที่ 3 (Type 3 SPD) หรือการป้องกันระดับอุปกรณ์ | ใกล้กับอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน |
| ชั้นสัญญาณ/ควบคุม | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับระบบสัญญาณ | สายข้อมูล, RS485, อีเทอร์เน็ต, เซนเซอร์, และสายโทรคมนาคม |
สำหรับข้อผิดพลาดในการติดตั้งที่ลดประสิทธิภาพของ SPD โปรดดูที่ คู่มือข้อผิดพลาดในการติดตั้ง SPD ของ VIOX.
ข้อผิดพลาดในการเลือกทั่วไป
ข้อผิดพลาดที่ 1: การใช้คำว่า “surge arrester” และ “SPD” เป็นคำพ้องความหมายที่เหมือนกันทุกประการ
ทั้งสองอย่างมีการทำงานที่ทับซ้อนกัน แต่ไม่จำเป็นต้องเหมือนกันในบริบทของมาตรฐานหรือระดับแรงดันไฟฟ้า ในข้อกำหนดของตู้ไฟฟ้าแรงดันต่ำ คำว่า SPD มักจะเป็นคำที่เหมาะสมกว่า.
ข้อผิดพลาดที่ 2: การเลือกโดยพิจารณาจากค่า kA เพียงอย่างเดียว
ค่า kA มีความสำคัญ แต่ยังไม่เพียงพอ สำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ควรตรวจสอบค่า Uc/MCOV, Up/VPR, In, Imax, Iimp, SCCR, อุปกรณ์ป้องกันสำรอง, การแสดงสถานะความผิดปกติ และระบบสายดินด้วย.
ข้อผิดพลาดที่ 3: การเข้าใจผิดว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสามารถป้องกันความเสียหายจากฟ้าผ่าโดยตรงได้ด้วยตัวมันเอง
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากหรือ SPD ทำหน้าที่จำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะบนตัวนำเท่านั้น การป้องกันฟ้าผ่าโดยตรง การเชื่อมต่อประสานศักย์ไฟฟ้า การต่อลงดิน ระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก และการติดตั้ง SPD อย่างเป็นระบบ เป็นส่วนประกอบแยกต่างหากของกลยุทธ์การป้องกันที่สมบูรณ์.
ข้อผิดพลาดที่ 4: การละเลยแรงดันไฟฟ้าของระบบที่ต้องการป้องกัน
อุปกรณ์ต้องตรงกับแรงดันไฟฟ้าของระบบจริงและการจัดวางระบบสายดิน SPD แรงดันต่ำไม่สามารถนำมาใช้แทนอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันปานกลางได้ และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากของระบบสาธารณูปโภคไม่สามารถติดตั้งในลักษณะเดียวกับ SPD ในตู้ควบคุมได้.
ข้อผิดพลาดที่ 5: การลืมป้องกันสายสัญญาณและสายสื่อสาร
SPD สำหรับระบบไฟฟ้าไม่สามารถป้องกันสาย Ethernet, RS485, สายเซนเซอร์, สายโทรคมนาคม หรือสายควบคุมได้ เว้นแต่สายเหล่านั้นจะมีอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่เหมาะสม ความเสียหายจากไฟกระชากจำนวนมากมักเข้ามาผ่านทางสายสื่อสารหรือสายควบคุม.
คำตอบสุดท้าย
เป็ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Arrester) โดยปกติแล้วเป็นอุปกรณ์ในระบบไฟฟ้าที่ใช้เพื่อป้องกันหม้อแปลง สายส่งเหนือศีรษะ สถานีไฟฟ้า สวิตช์เกียร์ และจุดต่อสายเคเบิลจากแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะ สป.ด. เป็นคำศัพท์สมัยใหม่ที่ถูกต้องสำหรับการป้องกันไฟกระชากแรงดันต่ำในตู้จ่ายไฟ ตู้ควบคุม อุปกรณ์ ระบบโซลาร์เซลล์ (PV) การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า (EV) ระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) และสายสัญญาณ.
เป็ lightning arrester มักเป็นชื่อเรียกทั่วไปหรือชื่อเรียกแบบเก่าของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Arrester) ที่เน้นการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินจากฟ้าผ่า เครื่องป้องกันไฟกระชาก หรือ surge suppressor โดยปกติจะหมายถึงการป้องกันอุปกรณ์แรงดันต่ำ คำศัพท์ที่เหมาะสมที่สุดขึ้นอยู่กับระดับแรงดันไฟฟ้า จุดติดตั้ง มาตรฐานผลิตภัณฑ์ และการใช้งาน.
คำถามที่พบบ่อย
ควรใช้คำว่า surge arrester หรือ surge arrestor?
การสะกดทางเทคนิคที่นิยมใช้คือ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Arrester). Surge arrestor เป็นการสะกดอีกรูปแบบหนึ่งที่พบได้บ่อยในการค้นหา แต่มาตรฐานและเอกสารข้อมูลทางเทคนิคส่วนใหญ่ใช้คำว่า “arrester”
Surge arrester เหมือนกับ SPD หรือไม่?
ไม่เสมอไป ทั้งสองอย่างทำหน้าที่จำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะ แต่คำว่า “Surge Arrester” มักหมายถึงอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากในระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า ในขณะที่ “SPD” มักหมายถึงอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันต่ำตามมาตรฐาน IEC 61643 หรือ UL 1449.
Surge Arrester กับ Surge Protector มีความแตกต่างกันอย่างไร
Surge Protector มักเป็นอุปกรณ์แรงดันต่ำสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ รางปลั๊กไฟ การป้องกันทั้งบ้าน หรือการป้องกันที่ตู้ควบคุม ส่วน Surge Arrester มักหมายถึงอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินสำหรับระบบสาธารณูปโภคหรือระบบจำหน่ายไฟฟ้า.
Surge Arrester กับ Lightning Arrester มีความแตกต่างกันอย่างไร
Lightning Arrester มักใช้เรียกอุปกรณ์ที่ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดจากฟ้าผ่าโดยเฉพาะ ส่วน Surge Arrester เป็นคำที่กว้างกว่า ซึ่งครอบคลุมถึงไฟกระชากจากฟ้าผ่า ไฟกระชากจากการสับสวิตช์ และแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะอื่นๆ.
Surge Arrester มีประเภทหลักๆ อะไรบ้าง
ประเภทที่พบบ่อยในระบบไฟฟ้ากำลัง ได้แก่ Distribution class, Intermediate class, Station class, Line arrester และ Cable protection arrester ส่วนระบบแรงดันต่ำมักจะใช้คำว่า SPD แทน.
Surge Diverter กับ Surge Arrester มีความแตกต่างกันอย่างไร
ในหลายภูมิภาค Surge diverter เป็นคำทั่วไปที่ใช้เรียกอุปกรณ์สำหรับเบี่ยงเบนกระแสไฟกระชาก ซึ่งอาจหมายถึง SPD หรือ Surge arrester ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของระบบและบริบทของผลิตภัณฑ์.
Surge capacitor และ Surge arrester มีความแตกต่างกันอย่างไร
Surge arrester ทำหน้าที่จำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินสูงสุดและเบี่ยงเบนกระแสไฟกระชาก ส่วน Surge capacitor ช่วยลดความเครียดจากแรงดันไฟฟ้าที่มีความชันสูง ในบางระบบอาจมีการใช้งานร่วมกันทั้งสองอุปกรณ์.
SPD สามารถใช้แทน Surge arrester ได้หรือไม่
ได้เฉพาะในกรณีที่เป็นการป้องกันด้วย SPD แรงดันต่ำเท่านั้น SPD แรงดันต่ำไม่สามารถนำไปใช้แทน Surge arrester แรงดันปานกลางหรือแรงดันสูงสำหรับหม้อแปลง สายส่งเหนือศีรษะ หรือสถานีไฟฟ้าได้.
Surge arrester สามารถป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงได้หรือไม่
สามารถช่วยลดความเครียดจากแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากฟ้าผ่าบนตัวนำได้ แต่ไม่ถือเป็นระบบป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงที่สมบูรณ์ในตัวเอง อาจจำเป็นต้องมีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก การเชื่อมต่อประสานศักย์ การต่อลงดิน และการประสานการทำงานของ SPD ร่วมด้วย.
