คุณกำลังเปรียบเทียบ MCCB สองตัวที่มีพิกัดกระแสไฟฟ้าเหมือนกัน—ทั้งคู่เป็นอุปกรณ์ 100A แบบสามขั้ว แต่ข้อมูลจำเพาะด้านแรงดันไฟฟ้าแตกต่างกัน: ตัวหนึ่งแสดง “Ue 400V, Ui 690V, Uimp 8kV” ในขณะที่อีกตัวแสดง “Ue 690V, Ui 800V, Uimp 6kV” ตัวไหนที่เหมาะกับระบบสามเฟส 400V ของคุณ? คุณสามารถใช้อุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินตัวแรกได้อย่างปลอดภัยหรือไม่ แม้ว่า Ue จะตรงกับแรงดันไฟฟ้าระบบของคุณ แต่ Uimp แตกต่างกัน
พารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าทั้งสามนี้—Ue, Ui และ Uimp—ปรากฏอยู่ในเอกสารข้อมูลอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกชิ้น ตั้งแต่ MCCB และ คอนแทคเตอร์ ต้อง รีเลย์ แล้ว บล็อกเทอร์มินัล. แต่ความสับสนเกี่ยวกับความหมายที่แท้จริงของพารามิเตอร์เหล่านี้ นำไปสู่อุปกรณ์ที่ระบุคุณสมบัติไว้ต่ำกว่าความเป็นจริง ซึ่งทำให้เกิดความเสียหายก่อนเวลาอันควร ส่วนประกอบที่ระบุคุณสมบัติไว้สูงเกินไปซึ่งสิ้นเปลืองงบประมาณ และปัญหาการปฏิบัติตามข้อกำหนดระหว่างการอนุมัติโครงการ.
ปัญหาไม่ได้อยู่ที่การอ่านตัวเลขสามตัวเท่านั้น พิกัดแต่ละรายการทดสอบความเค้นทางไฟฟ้าที่แตกต่างกัน: การทำงานในสภาวะคงตัว ความสมบูรณ์ของฉนวน และความสามารถในการทนต่อแรงดันไฟกระชากชั่วขณะ พิกัดเหล่านี้อยู่ภายใต้มาตรฐาน IEC ที่แตกต่างกัน ตรวจสอบโดยขั้นตอนการทดสอบที่แตกต่างกัน และมีบทบาทที่แตกต่างกันในการเลือกอุปกรณ์ การปฏิบัติต่อพิกัดเหล่านี้ราวกับว่าสามารถใช้แทนกันได้ หรือที่แย่กว่านั้นคือ การละเลยสองในสามพิกัด ทำให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยและความน่าเชื่อถืออย่างแท้จริง.
คู่มือนี้จะถอดรหัสพิกัดแรงดันไฟฟ้าทั้งสามอย่างแม่นยำ คุณจะได้เรียนรู้ว่า Ue, Ui และ Uimp วัดอะไรกันแน่ การทดสอบ IEC ใดที่ตรวจสอบความถูกต้องของแต่ละพารามิเตอร์ พารามิเตอร์เหล่านี้เกี่ยวข้องกับมาตรฐานการประสานงานของฉนวนอย่างไร และที่สำคัญที่สุดคือ พิกัดใดที่สำคัญสำหรับการตัดสินใจเกี่ยวกับข้อกำหนดเฉพาะใด เมื่อถึงตอนท้าย คุณจะอ่านเอกสารข้อมูลอุปกรณ์ได้อย่างมั่นใจ และเลือกส่วนประกอบที่ตรงกับทั้งแรงดันไฟฟ้าระบบของคุณและโปรไฟล์ความเค้นทางไฟฟ้าที่สมบูรณ์ที่การติดตั้งของคุณเผชิญ.
Ue (แรงดันไฟฟ้าใช้งานที่กำหนด) คืออะไร
Ue คือ แรงดันไฟฟ้าใช้งานที่กำหนด—แรงดันไฟฟ้าที่อุปกรณ์ไฟฟ้าได้รับการออกแบบมาให้ทำงานภายใต้สภาวะปกติที่ไม่ถูกรบกวน นี่คือตัวเลขที่คุณจับคู่กับแรงดันไฟฟ้าปกติของระบบของคุณเมื่อเลือก MCCB รถมอเตอร์ไซค์, คอนแทคเตอร์ รีเลย์ หรืออุปกรณ์ควบคุมอื่นๆ.
ในศัพท์เฉพาะของ IEC 60947 Ue กำหนดโดเมนแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานของอุปกรณ์ โดยทำงานร่วมกับพารามิเตอร์สำคัญอื่นๆ อีกสองตัว: Ie (กระแสไฟฟ้าใช้งานที่กำหนด) และ ประเภทการใช้งาน (เช่น AC-3 สำหรับมอเตอร์ หรือ AC-23 สำหรับโหลดผสม) ข้อมูลจำเพาะทั้งสามนี้อธิบายถึงขอบเขตประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์.
Ue ทดสอบอะไรจริง ๆ
Ue ไม่สอดคล้องกับแรงดันทดสอบแบบสแตนด์อโลนที่เฉพาะเจาะจง แต่จะกำหนดแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงสำหรับการทดสอบประสิทธิภาพ:
- การทดสอบความทนทานในการทำงาน: อุปกรณ์ต้องทำรอบการทำงานที่กำหนด (การสับและตัดกระแสไฟฟ้าที่กำหนด) ที่ Ue โดยไม่เกิดความล้มเหลว
- การตรวจสอบอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น: ที่กระแสไฟฟ้าที่กำหนดและแรงดันไฟฟ้าใช้งาน อุณหภูมิของอุปกรณ์ต้องอยู่ในขีดจำกัด
- การประสานงานด้านประสิทธิภาพ: ผู้ผลิตประกาศความสามารถในการสับกระแสไฟฟ้า ประสิทธิภาพการลัดวงจร และข้อมูลการประสานงานที่ค่า Ue ที่เฉพาะเจาะจง
สำหรับคอนแทคเตอร์ที่ได้รับการจัดอันดับ Ue 400V AC-3 ที่ Ie 95A นั่นหมายความว่าได้รับการทดสอบเพื่อสับโหลดมอเตอร์เหนี่ยวนำ 95A ที่ 400V สำหรับความทนทานทางกลและทางไฟฟ้าที่ประกาศไว้.
ค่า Ue ทั่วไปสำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม
พิกัด Ue มาตรฐานเป็นไปตามแรงดันไฟฟ้าระบบทั่วไป:
- 230V / 240V AC: ระบบเฟสเดียวของยุโรปและนานาชาติ
- 400V / 415V AC: ระบบสามเฟสของยุโรป เอเชีย และระบบอุตสาหกรรมจำนวนมาก
- 480V AC: ระบบอุตสาหกรรมสามเฟสของอเมริกาเหนือ
- 690V AC: การใช้งานในอุตสาหกรรมแรงดันสูง อุปกรณ์ทำเหมือง
- 24V / 48V / 110V DC: วงจรควบคุม ระบบอัตโนมัติ การติดตั้งที่สำรองด้วยแบตเตอรี่
คุณเลือกอุปกรณ์ที่ Ue ที่ประกาศไว้ตรงกับหรือเกินแรงดันไฟฟ้าปกติของระบบของคุณ อุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับ Ue 690V สามารถทำงานในระบบ 400V ได้ (มีพิกัดแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไป) แต่อุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับ Ue 230V ไม่สามารถใช้ในการใช้งาน 400V ได้ (มีคุณสมบัติต่ำกว่าที่กำหนด).
ความสัมพันธ์ Ue-Ie-Category
Ue ไม่เคยมีอยู่โดดๆ MCCB อาจแสดง Ue 400V ที่มีพิกัด Ie หลายรายการ (40A, 63A, 100A) ขึ้นอยู่กับขนาดเฟรมและการตั้งค่าทริปความร้อน คอนแทคเตอร์อาจแสดงรายการค่า Ie ที่แตกต่างกันที่ระดับ Ue ที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น Ie 95A ที่ Ue 400V แต่ Ie 80A เท่านั้นที่ Ue 690V เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจะทำให้หน้าสัมผัสเกิดความเค้นระหว่างการขัดจังหวะส่วนโค้ง.
ตรวจสอบข้อมูลจำเพาะทั้งสามเสมอ อุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้าของคุณ แต่มีประเภทการใช้งานที่ไม่ถูกต้อง อาจล้มเหลวได้ แม้ว่า Ue จะตรงกันอย่างสมบูรณ์แบบ.
Ui (แรงดันไฟฟ้าฉนวนที่กำหนด) คืออะไร
Ui คือ แรงดันไฟฟ้าฉนวนที่กำหนด—แรงดันไฟฟ้าอ้างอิงที่ใช้ในการกำหนดระดับการทดสอบความเป็นฉนวนและระยะห่างตามผิวฉนวนขั้นต่ำ Ui (ซึ่งอธิบายถึงประสิทธิภาพการทำงาน) Ui กำหนดความสามารถของฉนวนของอุปกรณ์ ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตให้ใช้งาน แต่เป็นข้อมูลอ้างอิงการออกแบบที่ช่วยให้มั่นใจถึงความแข็งแรงของฉนวนที่เพียงพอ.
กฎพื้นฐาน: Ue ต้องไม่เกิน Ui. เอกสารข้อมูลอุปกรณ์แสดงความสัมพันธ์นี้อย่างชัดเจน—คอนแทคเตอร์ที่ได้รับการจัดอันดับ Ue 400V โดยทั่วไปจะแสดง Ui 690V หรือ 800V ซึ่งหมายความว่าสามารถทำงานได้ที่แรงดันไฟฟ้าใดก็ได้สูงถึง 400V ในขณะที่ยังคงรักษาฉนวนที่ออกแบบมาสำหรับระดับความเค้น 690V หรือ 800V.
Ui ทดสอบอะไรจริง ๆ: ความแข็งแรงของความเป็นฉนวน
Ui กำหนด แรงดันทดสอบทนต่อความเป็นฉนวนความถี่ไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าทดสอบนี้ตรวจสอบว่าฉนวนสามารถทนต่อความเค้นทางไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องโดยไม่เกิดการสลายตัว:
- แรงดันทดสอบ: โดยทั่วไปคือ 2 × Ui + 1000V สำหรับอุปกรณ์ที่มี Ui ≤ 690V (ตามมาตรฐาน IEC 60947-1)
- ระยะเวลาการทดสอบ: 60 วินาที (แรงดันไฟฟ้า AC ที่ต่อเนื่อง 1 นาที)
- ความถี่ทดสอบ: 50 Hz หรือ 60 Hz AC (ความถี่ไฟฟ้า)
- เกณฑ์การผ่าน: ไม่มีการปล่อยประจุที่ทำให้เกิดการหยุดชะงัก ไม่มีการสลายตัว กระแสไฟรั่วตามผิวฉนวนอยู่ในขีดจำกัดที่ระบุ
ตัวอย่างเช่น แผงขั้วต่อที่ได้รับการจัดอันดับ Ui 690V จะต้องผ่านการทดสอบความเป็นฉนวนที่ประมาณ 2,380V AC เป็นเวลาหนึ่งนาที ซึ่งจำลองการเสื่อมสภาพของฉนวนและความเค้นเป็นเวลาหลายปี โดยควบแน่นเป็นการทดสอบที่ควบคุมเพียงครั้งเดียว.
ทำไม Ui จึงเกิน Ue: ส่วนต่างด้านความปลอดภัย
อุปกรณ์ไฟฟ้าประสบกับความเค้นจากแรงดันไฟฟ้าที่เกินระดับปกติ:
- แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะ: แรงดันไฟกระชากจากการสับเปลี่ยน การทำงานของแบงค์คาปาซิเตอร์
- ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าระบบ: ความผันผวนของกริด ปัญหาการควบคุมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
- ฉนวนเสื่อมสภาพ: ความชื้น การปนเปื้อน และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ทำให้ฉนวนเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป
- ระยะขอบความปลอดภัย: มาตรฐาน IEC กำหนดให้ฉนวนต้องได้รับการออกแบบให้ทนต่อความเค้นที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน
ระบบ 400V แทบจะไม่เคยเห็น 400V อย่างต่อเนื่อง แรงดันไฟฟ้าสามารถแกว่ง ±10% ภายใต้สภาวะปกติ และเหตุการณ์ชั่วขณะดันให้สูงขึ้น การระบุอุปกรณ์ที่มี Ui สูงกว่า Ue อย่างมาก ช่วยให้มั่นใจถึงความสมบูรณ์ของฉนวนตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์.
ข้อกำหนด Ui และระยะ Creepage
Ui กำหนดขั้นต่ำโดยตรง ระยะ creepage—เส้นทางที่สั้นที่สุดระหว่างชิ้นส่วนนำไฟฟ้าที่วัดตามพื้นผิวฉนวน ตาราง IEC 60664-1 ระบุ creepage ที่จำเป็นตาม:
- แรงดันฉนวนที่กำหนด (Ui)
- ระดับมลพิษ (ระดับการปนเปื้อน: สะอาด ปกติ นำไฟฟ้า)
- กลุ่มวัสดุฉนวน (ความต้านทานต่อการ Tracking: I, II, IIIa, IIIb)
Ui ที่สูงขึ้นต้องการ creepage ที่มากขึ้น บล็อก Terminal สำหรับ Ui 1000V ต้องการระยะห่างมากกว่าบล็อก Ui 400V อย่างมาก แม้ว่าทั้งสองจะทำงานในระบบ 400V เดียวกันก็ตาม สิ่งนี้มีผลต่อขนาดทางกายภาพและความหนาแน่นของ Terminal.
ค่า Ui ทั่วไป
พิกัด Ui มาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงดันต่ำ:
- 300V: ส่วนประกอบควบคุมสำหรับงานเบา การใช้งานแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า
- 500V / 690V: ทั่วไปที่สุดสำหรับ MCCB คอนแทคเตอร์ รีเลย์ในระบบ 400V/480V ในอุตสาหกรรม
- 800V / 1000V: ฉนวนที่สูงขึ้นสำหรับการใช้งานที่ต้องการ ครอบคลุมช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้างขึ้น
ตรวจสอบเสมอว่าอุปกรณ์ที่เลือกแสดง Ui ≥ แรงดันไฟฟ้าระบบสูงสุดที่คาดไว้ สำหรับระบบ 480V การเลือกส่วนประกอบที่มี Ui 500V ให้ระยะขอบน้อยที่สุด Ui 690V หรือ 800V ให้ความน่าเชื่อถือในระยะยาวที่ดีกว่า.
Uimp (แรงดันไฟฟ้าทนต่อแรงกระตุ้นที่กำหนด) คืออะไร
Uimp คือ แรงดันไฟฟ้าทนต่อแรงกระตุ้นที่กำหนด—ค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่อุปกรณ์สามารถทนได้เมื่ออยู่ภายใต้แรงกระตุ้น Overvoltage ชั่วขณะที่เป็นมาตรฐานโดยไม่เกิดความล้มเหลวของฉนวน ในขณะที่ Ui ทดสอบความแข็งแรงของไดอิเล็กตริกความถี่ไฟฟ้า Uimp ตรวจสอบความสามารถของอุปกรณ์ในการอยู่รอดจากไฟกระชากพลังงานสูงอย่างรวดเร็วจากฟ้าผ่า เหตุการณ์การสลับ และการรบกวนของกริด.
Uimp แสดงเป็นกิโลโวลต์ (kV) พีค และใช้รูปคลื่นอิมพัลส์ที่เป็นมาตรฐาน: 1.2/50 μs (เวลาเพิ่มขึ้น 1.2 ไมโครวินาทีถึงจุดสูงสุด เวลาลดลง 50 ไมโครวินาทีถึงครึ่งค่า) รูปคลื่นนี้จำลองลักษณะทางไฟฟ้าของไฟกระชากที่เกิดจากฟ้าผ่าและ Transient Switching.
Uimp ทดสอบอะไรจริง ๆ : ภูมิคุ้มกันต่อไฟกระชาก
การทดสอบความทนทานต่อแรงกระตุ้นจะทำให้อุปกรณ์อยู่ภายใต้พัลส์ Transient แรงดันสูง:
- รูปคลื่นทดสอบ: แรงกระตุ้นแรงดันไฟฟ้า 1.2/50 μs (รูปร่าง IEC มาตรฐาน)
- แรงดันทดสอบ: Uimp ที่ประกาศของอุปกรณ์ (6 kV, 8 kV, 12 kV ฯลฯ )
- ขั้นตอนการทดสอบ: ใช้แรงกระตุ้นหลายครั้งกับทั้งขั้ว (บวกและลบ)
- ช่วงเวลาระหว่างแรงกระตุ้น: ขั้นต่ำ 1 วินาที
- เกณฑ์การผ่าน: ไม่มีการ Flashover ไม่มีการ Breakdown ของฉนวน ไม่มีการเสื่อมสภาพของ Clearances
สำหรับ Circuit Breaker ที่ได้รับการจัดอันดับ Uimp 8 kV วิศวกรทดสอบจะใช้แรงกระตุ้นสูงสุด 8,000 โวลต์ซ้ำ ๆ เพื่อตรวจสอบว่า Clearances ภายในและฉนวนทนต่อความเค้นชั่วขณะเหล่านี้ได้โดยไม่ล้มเหลว.
การเชื่อมต่อหมวดหมู่ Overvoltage
ค่า Uimp ไม่ได้เป็นไปโดยพลการ—มีการประสานงานกับ หมวดหมู่ Overvoltage กำหนดไว้ใน IEC 60664-1 หมวดหมู่เหล่านี้จัดประเภทการติดตั้งตามการสัมผัสกับ Transient Overvoltage:
- หมวดหมู่ I: อุปกรณ์ที่มีการสัมผัส Transient ลดลง (วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ได้รับการป้องกัน)
- Category II: เครื่องใช้และอุปกรณ์พกพา (โหลดที่อยู่อาศัยทั่วไป)
- หมวดที่ 3: การติดตั้งแบบอยู่กับที่ (แผงจ่ายไฟ เครื่องจักรอุตสาหกรรม)
- Category IV: ต้นกำเนิดของการติดตั้ง (ทางเข้าบริการ มิเตอร์ไฟฟ้า สายเหนือศีรษะ)
หมวดหมู่ที่สูงกว่าต้องเผชิญกับ Transient ที่รุนแรงกว่า ตาราง IEC 60664-1 จับคู่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของระบบกับระดับความทนทานต่อแรงกระตุ้นที่จำเป็นสำหรับแต่ละหมวดหมู่ สำหรับระบบสามเฟส 400V:
- Category II: Uimp 2.5 kV ทั่วไป
- หมวดที่ 3: Uimp 6 kV ทั่วไป
- Category IV: Uimp 8 kV ทั่วไป
อุปกรณ์อุตสาหกรรมที่ติดตั้งในระบบจ่ายไฟแบบอยู่กับที่ (หมวดหมู่ III) ต้องการ Uimp ที่สูงกว่าเครื่องใช้ที่เสียบเข้ากับเต้ารับที่ผนัง (หมวดหมู่ II) แม้ว่าทั้งสองจะทำงานที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดเดียวกัน.
ค่า Uimp ทั่วไปสำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม
พิกัด Uimp มาตรฐานสำหรับสวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าต่ำ:
- 4 kV: การใช้งานในหมวดหมู่ต่ำกว่า อุปกรณ์ที่อยู่อาศัย
- 6 kV: ทั่วไปสำหรับ MCCB ในประเทศ/ที่อยู่อาศัย อุปกรณ์หมวดหมู่ II/III
- 8 kV: มาตรฐานสำหรับ MCCB คอนแทคเตอร์ การติดตั้งแบบอยู่กับที่หมวดหมู่ III/IV ในอุตสาหกรรม
- 12 kV: การใช้งานในอุตสาหกรรมที่ต้องการ อุปกรณ์ระดับสาธารณูปโภค สถานที่ที่มีการสัมผัสสูง
Datasheet ของอุปกรณ์โดยทั่วไปจะแสดงค่า Uimp ที่สอดคล้องกับหมวดหมู่การติดตั้งที่ตั้งใจไว้ ส่วนประกอบระดับอุตสาหกรรมโดยค่าเริ่มต้นคือ 8 kV หรือสูงกว่า ในขณะที่ผลิตภัณฑ์สำหรับที่อยู่อาศัยอาจแสดง 4-6 kV.
ทำไม Uimp ถึงมีความสำคัญ: เหตุการณ์ไฟกระชากในโลกแห่งความเป็นจริง
ระบบไฟฟ้าเผชิญกับแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะเป็นประจำ:
- ฟ้าผ่า: การเกิดฟ้าผ่าโดยตรงหรือใกล้เคียงเหนี่ยวนำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงในเครือข่ายการจ่ายไฟฟ้า
- การสับสวิตช์: การเปิด/ปิดโหลดขนาดใหญ่, แบงค์คาปาซิเตอร์ หรือหม้อแปลง ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้ากระชาก
- ความผิดพร่องในระบบไฟฟ้า: การเคลียร์ความผิดพร่องและการดำเนินการรีโคลสทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ
- การสตาร์ทมอเตอร์: การสับสวิตช์โหลดเหนี่ยวนำทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้ากระชากเฉพาะที่
อุปกรณ์ที่มี Uimp ไม่เพียงพอจะล้มเหลวโดยไม่สามารถคาดการณ์ได้ บางครั้งทันทีหลังจากพายุฟ้าคะนอง บางครั้งหลังจากความเสียหายจากแรงดันไฟฟ้ากระชากสะสมทำให้อินซูเลชันอ่อนแอลงในช่วงหลายเดือน การระบุ Uimp ที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์จะรอดพ้นจากสภาพแวดล้อมชั่วขณะที่เฉพาะเจาะจงกับสถานที่ติดตั้งและประเภท.
ความแตกต่างที่สำคัญ: Ue vs Ui vs Uimp
เรตติ้งแรงดันไฟฟ้าทั้งสามนี้วัดความเค้นทางไฟฟ้าที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน การทำความเข้าใจความแตกต่างของพวกมันจะช่วยป้องกันข้อผิดพลาดในการระบุและช่วยให้คุณจับคู่อุปกรณ์กับสภาวะการทำงานจริง.
การทำงาน vs. ฉนวน vs. แรงดันไฟฟ้ากระชาก: คำถามที่แตกต่างกัน
แต่ละเรตติ้งตอบคำถามการออกแบบที่เฉพาะเจาะจง:
- Ue (แรงดันไฟฟ้าใช้งาน): “อุปกรณ์นี้สามารถทำงานในระบบแรงดันไฟฟ้าใดภายใต้สภาวะปกติและต่อเนื่อง”
- Ui (แรงดันไฟฟ้าฉนวน): “การอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าใดที่กำหนดความแข็งแรงของฉนวนและระยะครีปเปจของอุปกรณ์นี้”
- Uimp (แรงดันไฟฟ้าทนต่ออิมพัลส์): “อุปกรณ์นี้สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะสูงสุดเท่าใดโดยไม่เกิดการสลายตัวของฉนวน”
พวกมันเป็นส่วนประกอบซึ่งกันและกัน ไม่สามารถใช้แทนกันได้ คุณไม่สามารถใช้ Ui แทน Ue ได้ และ Uimp ที่สูงไม่ได้ชดเชย Ue ที่ไม่เพียงพอ ทั้งสามอย่างต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดการใช้งานของคุณ.
ความแตกต่างของวิธีการทดสอบ
| การจัดอันดับ | ประเภทการทดสอบ | 测试电压 | ระยะเวลา | สิ่งที่ตรวจสอบ |
| Ue | การทดสอบประสิทธิภาพการทำงาน | แรงดันไฟฟ้าปกติของระบบ | หลายพันรอบ | ความสามารถในการสับสวิตช์, ความทนทาน, อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น |
| Ui | ความทนทานต่อไดอิเล็กตริกความถี่ไฟฟ้ากำลัง | ~2 × Ui + 1000V AC | 60 วินาที | ความสมบูรณ์ของฉนวนต่อความเค้น AC อย่างต่อเนื่อง |
| Uimp | การทดสอบความทนทานต่ออิมพัลส์ | พีค kV อิมพัลส์ที่กำหนด | ไมโครวินาที (หลายช็อต) | ความเพียงพอของระยะห่างสำหรับแรงดันไฟฟ้ากระชากชั่วขณะที่รวดเร็ว |
การทดสอบ Ui ใช้ AC 50/60 Hz อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหนึ่งนาที ซึ่งเป็นความเค้นที่ช้าและบดขยี้ฉนวน การทดสอบ Uimp ใช้แรงดันไฟฟ้ากระชาก 1.2/50 μs ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าที่รวดเร็วและคมชัดซึ่งเน้นระยะห่างและช่องว่างอากาศที่แตกต่างกัน การผ่านการทดสอบหนึ่งไม่ได้เป็นการรับประกันว่าจะผ่านการทดสอบอื่น.
ความสัมพันธ์ของขนาดแรงดันไฟฟ้า
อุปกรณ์ทั่วไปแสดงลำดับชั้นของแรงดันไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจง:
Ue ≤ Ui < Uimp
ตัวอย่าง: MCCB อุตสาหกรรมสำหรับระบบ 400V อาจแสดง:
- Ue = 400V (แรงดันไฟฟ้าใช้งานตรงกับระบบ)
- Ui = 690V (ฉนวนที่ออกแบบมาสำหรับความเค้นที่สูงขึ้น)
- Uimp = 8 kV (ความทนทานต่ออิมพัลส์สำหรับการติดตั้งประเภท III)
สังเกตลำดับขนาด: Ue และ Ui อยู่ในหน่วยร้อยโวลต์ ในขณะที่ Uimp กระโดดไปที่หน่วยพันโวลต์ สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นถึงลักษณะที่แตกต่างกันของแรงดันไฟฟ้ากระชากชั่วขณะเมื่อเทียบกับการทำงานในสภาวะคงที่.
เรตติ้งใดควบคุมการตัดสินใจใด
การตัดสินใจระบุที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับเรตติ้งที่แตกต่างกัน:
ใช้ Ue เพื่อกำหนด:
- ความเข้ากันได้ของระบบ (อุปกรณ์ตรงกับแรงดันไฟฟ้าปกติของคุณหรือไม่)
- การประสานงานเรตติ้งกระแส (ค่า Ie ที่ประกาศที่ระดับ Ue ที่เฉพาะเจาะจง)
- การใช้งานประเภทการใช้งาน (AC-3, AC-23 ฯลฯ)
- การกำหนดค่าแบบขนาน/อนุกรม (ข้อควรพิจารณาในการแบ่งแรงดันไฟฟ้า)
ใช้ Ui เพื่อตรวจสอบ:
- ส่วนต่างความปลอดภัยของฉนวนที่เพียงพอ (Ui ควรเกิน Ue อย่างมีนัยสำคัญ)
- การปฏิบัติตามข้อกำหนดระยะครีปเปจสำหรับระดับมลพิษ
- ความน่าเชื่อถือของฉนวนในระยะยาวในสภาพแวดล้อมของคุณ
- ความเหมาะสมของอุปกรณ์ในช่วงแรงดันไฟฟ้า (อุปกรณ์หนึ่ง, หลายการใช้งาน)
ใช้ Uimp เพื่อให้มั่นใจ:
- การป้องกันแรงดันไฟฟ้ากระชากชั่วขณะสำหรับประเภทแรงดันไฟฟ้าเกินของการติดตั้ง
- การประสานงานกับอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้ากระชากต้นน้ำ
- การออกแบบระยะห่างที่เพียงพอสำหรับสถานที่ที่มีการสัมผัสสูง
- การปฏิบัติตามมาตรฐานการประสานงานฉนวน (IEC 60664-1)
มาตรฐาน IEC และข้อกำหนดการทดสอบ
เรตติ้งแรงดันไฟฟ้าทั้งสามไม่ใช่การอ้างสิทธิ์ของผู้ผลิตโดยพลการ แต่ถูกควบคุมโดยมาตรฐานสากล IEC ที่เข้มงวดซึ่งกำหนดขั้นตอนการทดสอบ เกณฑ์ประสิทธิภาพขั้นต่ำ และข้อกำหนดด้านเอกสาร.
ชุดมาตรฐาน IEC 60947: สวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันต่ำ
ชุดมาตรฐาน IEC 60947 เป็นรากฐานสำหรับการกำหนดค่าแรงดันไฟฟ้าทั่วทั้ง MCCB รถมอเตอร์ไซค์, คอนแทคเตอร์, รีเลย์, สตาร์ทเตอร์มอเตอร์ และอุปกรณ์ควบคุม:
- IEC 60947-1: กฎทั่วไปที่กำหนดนิยาม Ue, Ui, Uimp, ข้อกำหนดการประสานงานฉนวน และขั้นตอนการทดสอบที่ใช้กับสวิตช์เกียร์แรงดันต่ำทั้งหมด
- มอก. 60947-2: ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์ (MCCB, ACB) รวมถึงความสามารถในการตัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ประเภทการเลือก และการประยุกต์ใช้ค่าแรงดันไฟฟ้า
- IEC 60947-4-1: คอนแทคเตอร์และสตาร์ทเตอร์มอเตอร์ กำหนดประเภทการใช้งาน (AC-3, AC-4, ฯลฯ) และความสัมพันธ์ของ Ue กับความสามารถในการสับเปลี่ยนมอเตอร์
- IEC 60947-5-1: อุปกรณ์วงจรควบคุมและองค์ประกอบการสับเปลี่ยน (ลิมิตสวิตช์, สวิตช์เลือก, ปุ่มกด)
ทุกส่วนอ้างอิง IEC 60947-1 สำหรับนิยามค่าแรงดันไฟฟ้าพื้นฐาน จากนั้นเพิ่มรายละเอียดการทดสอบเฉพาะผลิตภัณฑ์.
IEC 60947-7-1: แถบขั้วต่อสำหรับตัวนำทองแดง
แถบขั้วต่อเป็นไปตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง:
- IEC 60947-7-1: กำหนดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น, ความทนทานต่อไดอิเล็กตริก (ตรวจสอบ Ui), ความทนทานต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในช่วงเวลาสั้นๆ และการทดสอบอิมพัลส์ (ตรวจสอบ Uimp) สำหรับแถบขั้วต่อ
- การทดสอบรวมถึง: การทดสอบไดอิเล็กตริกความถี่ไฟฟ้า (60 วินาทีที่แรงดันทดสอบที่ได้จาก Ui) และการทดสอบแรงดันอิมพัลส์ (รูปคลื่น 1.2/50 μs ที่ Uimp ที่กำหนด)
แถบขั้วต่อใช้กรอบ Ui และ Uimp พื้นฐานเดียวกันกับ MCCB และคอนแทคเตอร์ ทำให้มั่นใจได้ถึงความสอดคล้องของการประสานงานฉนวนทั่วทั้งส่วนประกอบแผงทั้งหมด.
IEC 60664-1: การประสานงานฉนวนภายในระบบแรงดันต่ำ
IEC 60664-1 จัดเตรียมตารางทางวิศวกรรมที่เชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าระบบกับ Uimp และระยะห่างที่ต้องการ:
- ประเภทแรงดันเกิน (I ถึง IV) จัดประเภทการสัมผัสการติดตั้งกับทรานเซียนท์
- ระดับมลพิษ (1 ถึง 4) จัดประเภทระดับการปนเปื้อนของสิ่งแวดล้อม
- ตารางแรงดันอิมพัลส์ที่กำหนด: จับคู่แรงดันไฟฟ้าระบบปกติและประเภทแรงดันเกินกับ Uimp ขั้นต่ำที่ต้องการ
- ตารางระยะห่างในอากาศและระยะคืบ: ระบุระยะทางอากาศและพื้นผิวขั้นต่ำตาม Ui, ระดับมลพิษ และกลุ่มวัสดุฉนวน
วิศวกรใช้ IEC 60664-1 เพื่อกำหนดว่า Uimp และระยะห่างที่แอปพลิเคชันของตนต้องการคืออะไร จากนั้นเลือกอุปกรณ์ที่มีแผ่นข้อมูลแสดงค่าที่เพียงพอ.
IEC 61810-1: รีเลย์ไฟฟ้าเครื่องกล
รีเลย์ไฟฟ้าเครื่องกลเป็นไปตามมาตรฐานของตนเอง แต่ใช้แนวคิดการจัดอันดับแรงดันไฟฟ้าที่เหมือนกัน:
- IEC 61810-1: กำหนด Ue (แรงดันไฟฟ้าสวิตชิ่ง), Ui (แรงดันไฟฟ้าฉนวน) และ Uimp (แรงดันไฟฟ้าทนต่ออิมพัลส์) สำหรับหน้าสัมผัสและขดลวดรีเลย์
- ขั้นตอนการทดสอบ: การทดสอบไดอิเล็กตริกความถี่ไฟฟ้าและการทดสอบอิมพัลส์สะท้อนวิธีการของ IEC 60947-1
รีเลย์ที่ได้รับการจัดอันดับ Ue 400V, Ui 690V, Uimp 6 kV ใช้กรอบการตีความเดียวกันกับ MCCB ที่มีการจัดอันดับเหล่านั้น—มีเพียงประเภทผลิตภัณฑ์เท่านั้นที่แตกต่างกัน.
การทดสอบชนิดเทียบกับการทดสอบประจำ
การตรวจสอบค่าแรงดันไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับระดับการทดสอบสองระดับ:
การทดสอบชนิด (ดำเนินการหนึ่งครั้งต่อการออกแบบ):
- การตรวจสอบที่ครอบคลุมรวมถึงความทนทานต่อไดอิเล็กตริก, การทดสอบอิมพัลส์, อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น, รอบความทนทาน
- ดำเนินการกับตัวอย่างที่เป็นตัวแทนในห้องปฏิบัติการทดสอบที่ได้รับการรับรอง
- ผลลัพธ์ที่บันทึกไว้ในรายงานการทดสอบชนิดและเผยแพร่ในแผ่นข้อมูล
- มีราคาแพง ใช้เวลานาน—ผู้ผลิตไม่ได้ทำซ้ำสำหรับทุกหน่วยการผลิต
การทดสอบประจำ (ดำเนินการกับทุกหน่วยหรือชุดการผลิต):
- การตรวจสอบขั้นพื้นฐาน: การตรวจสอบด้วยสายตา, การตรวจสอบมิติ, การทดสอบไดอิเล็กตริกแบบง่าย (แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า, ระยะเวลาสั้นกว่า)
- มั่นใจในความสอดคล้องของการผลิตโดยไม่ต้องทำซ้ำชุดการทดสอบชนิดทั้งหมด
- การควบคุมคุณภาพที่รวดเร็วและคุ้มค่า
เมื่อคุณอ่านแผ่นข้อมูลที่แสดง Ue, Ui และ Uimp ค่าเหล่านั้นแสดงถึงประสิทธิภาพที่ผ่านการทดสอบชนิดและได้รับการรับรอง การทดสอบประจำยืนยันว่าแต่ละหน่วยการผลิตตรงตามการออกแบบที่ผ่านการทดสอบชนิด.
คู่มือการเลือกใช้งานจริง: การใช้ค่าแรงดันไฟฟ้าอย่างถูกต้อง
การเลือกอุปกรณ์ที่มีค่าแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมต้องใช้วิธีการที่เป็นระบบ ทำตามกรอบการตัดสินใจนี้เพื่อให้ตรงกับค่าที่กำหนดกับข้อกำหนดการติดตั้งของคุณ.
ขั้นตอนที่ 1: ระบุแรงดันไฟฟ้าปกติของระบบของคุณ
เริ่มต้นด้วยข้อเท็จจริงพื้นฐานของระบบ:
- ระบบเฟสเดียว: 120V, 230V, 240V AC
- ระบบสามเฟส: 208V, 380V, 400V, 415V, 480V, 600V, 690V AC
- ระบบ DC: 24V, 48V, 110V, 220V DC (ทั่วไปในการใช้งานควบคุม/แบตเตอรี่)
นี่คือ ข้อกำหนด Ue ขั้นต่ำ. อุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับ Ue ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าระบบของคุณไม่สามารถใช้งานได้ อุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับ Ue เท่ากับหรือสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าระบบเป็นที่ยอมรับจากจุดยืนของแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน.
ขั้นตอนที่ 2: กำหนดประเภทแรงดันเกินของการติดตั้ง
ปรึกษา IEC 60664-1 หรือรหัสไฟฟ้าในพื้นที่เพื่อจัดประเภทการติดตั้งของคุณ:
หมวดหมู่ I: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนพร้อมระบบป้องกันไฟกระชากในพื้นที่ (พบได้ยากในการใช้งานทางอุตสาหกรรม)
Category II: วงจรเครื่องใช้และเต้ารับ, อุปกรณ์พกพาอย่างน้อย 10 เมตรจากแหล่งที่มาประเภท III (ที่อยู่อาศัย, เชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก)
หมวดที่ 3: อุปกรณ์ติดตั้งถาวรในอาคาร, แผงจ่ายไฟ, เครื่องจักรอุตสาหกรรม (การใช้งานทางอุตสาหกรรมที่พบมากที่สุด)
Category IV: ต้นกำเนิดของการติดตั้ง, อุปกรณ์ทางเข้าบริการ, มิเตอร์ไฟฟ้า, สายเหนือศีรษะ
ประเภทการติดตั้งของคุณกำหนด Uimp ขั้นต่ำที่ต้องการ. สำหรับระบบ 400V:
- Category II → Uimp ≥ 2.5 kV
- Category III → Uimp ≥ 6 kV (โดยทั่วไปจะระบุเป็น 8 kV เพื่อให้มีค่าเผื่อที่ดีกว่า)
- Category IV → Uimp ≥ 8 kV
ขั้นตอนที่ 3: ประเมินระดับมลพิษทางสิ่งแวดล้อม
ประเมินระดับการปนเปื้อนตามมาตรฐาน IEC 60664-1:
- ระดับมลพิษ 1: สภาพแวดล้อมที่สะอาด, ตู้หุ้มปิดสนิท (พบได้ยาก)
- ระดับมลพิษ 2: สภาพภายในอาคารปกติ, มีแต่มลพิษที่ไม่นำไฟฟ้า (ตู้ควบคุมส่วนใหญ่)
- ระดับมลพิษ 3: มลพิษที่นำไฟฟ้า หรือมลพิษที่ไม่นำไฟฟ้าที่แห้งแต่จะนำไฟฟ้าเมื่อเปียก (สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม, การติดตั้งภายนอกอาคาร)
- ระดับมลพิษ 4: มลพิษที่นำไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องจากฝน, หิมะ หรือการปนเปื้อนที่รุนแรง
ระดับมลพิษที่สูงขึ้นต้องใช้อุปกรณ์ที่มีระยะ Creepage ที่มากขึ้น ซึ่งหมายถึงค่า Ui ที่สูงขึ้นสำหรับความสามารถในการ Clearance ที่เท่ากัน ระบบ 400V ในระดับมลพิษ 3 ต้องการ Creepage ที่ใหญ่กว่าแรงดันไฟฟ้าเดียวกันในระดับ 2.
ขั้นตอนที่ 4: เลือกอุปกรณ์ Ui ที่มีค่าเผื่อที่เพียงพอ
กฎทั่วไป: ระบุอุปกรณ์ที่มี Ui อย่างน้อย 1.5 เท่าของแรงดันไฟฟ้าปกติของระบบของคุณ โดยควรระบุให้สูงกว่า.
สำหรับระบบทั่วไป:
- ระบบสามเฟส 400V: ระบุ Ui ≥ 690V (ค่าเผื่อ 1.73 เท่า)
- ระบบสามเฟส 480V: ระบุ Ui ≥ 690V หรือ 800V
- ระบบเฟสเดียว 230V: ระบุ Ui ≥ 400V หรือ 500V
ค่าเผื่อนี้ครอบคลุมถึงความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า, แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะ และอายุการใช้งานของฉนวนเมื่อเวลาผ่านไป.
ขั้นตอนที่ 5: ตรวจสอบว่า Uimp ตรงกับ Installation Category
ตรวจสอบ Datasheet ของอุปกรณ์กับ Installation Category ของคุณจากขั้นตอนที่ 2:
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่า Uimp ที่ระบุ ≥ ค่าต่ำสุดตามมาตรฐาน IEC 60664-1 สำหรับแรงดันไฟฟ้าและ Category ของระบบของคุณ
- การติดตั้งแบบอยู่กับที่ในอุตสาหกรรม (Category III) โดยทั่วไปต้องมี Uimp ขั้นต่ำ 6-8 kV
- อย่าระบุค่าต่ำกว่าที่กำหนดเพื่อประหยัดค่าใช้จ่าย ความเสียหายจาก Surge เป็นสิ่งที่คาดเดาไม่ได้และมีค่าใช้จ่ายสูง
ขั้นตอนที่ 6: ตรวจสอบความถูกต้องของ Current Ratings ที่ Ue ที่เลือก
Current Ratings ของอุปกรณ์ (Ie, In) จะถูกระบุที่ค่า Ue ที่เฉพาะเจาะจง ตรวจสอบว่า:
- Current Rating เพียงพอสำหรับโหลดของคุณ ที่ Ue ที่ระบุ
- หากอุปกรณ์แสดงรายการตัวเลือก Ue หลายรายการ ให้ตรวจสอบว่ากระแสไฟจะไม่ลดลงที่แรงดันไฟฟ้าที่คุณเลือก
- โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Contactors จะแสดง Ie ที่ลดลงที่ระดับ Ue ที่สูงขึ้น อย่าคิดว่ากระแสไฟจะคงที่
ขั้นตอนที่ 7: จัดทำเอกสารการเลือกสำหรับการตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนด
จัดทำบันทึกข้อกำหนดที่แสดง:
- แรงดันไฟฟ้าปกติของระบบและ Installation Category
- ค่า Ue, Ui, Uimp ของอุปกรณ์ที่เลือก
- ระดับมลพิษและระยะ Creepage ที่กำหนด
- เหตุผลสำหรับการเบี่ยงเบนใดๆ จากแนวทางปฏิบัติมาตรฐาน
เอกสารนี้สนับสนุนกระบวนการอนุมัติ การตรวจสอบ และการตัดสินใจเกี่ยวกับการบำรุงรักษา/การเปลี่ยนในอนาคต.
สรุปแผนผังการตัดสินใจ
- แรงดันไฟฟ้าระบบ → กำหนด Ue ขั้นต่ำ
- หมวดหมู่การติดตั้ง (IEC 60664-1) → กำหนด Uimp ขั้นต่ำ
- ระดับมลพิษ + Voltage → กำหนด Creepage ที่จำเป็น (ตรวจสอบความถูกต้องของการเลือก Ui)
- ลักษณะเฉพาะของโหลด + Ue → กำหนด Ie และ Utilization Category ที่จำเป็น
- ตรวจสอบ Ratings ทั้งหมด → ตรวจสอบให้แน่ใจว่า Ue ≤ Ui, Uimp เพียงพอ, กระแสเพียงพอ
หาก Rating ใดๆ มีค่าใกล้เคียงหรือคลุมเครือ ให้ระบุ Rating มาตรฐานที่สูงกว่าถัดไป ความแตกต่างของต้นทุนน้อยมากเมื่อเทียบกับความล้มเหลวใน Field และการเปลี่ยนฉุกเฉิน.
ข้อผิดพลาดทั่วไปในการระบุข้อกำหนดที่ควรหลีกเลี่ยง
แม้แต่วิศวกรที่มีประสบการณ์ก็ยังทำผิดพลาดเกี่ยวกับ Voltage Rating เมื่อทำงานภายใต้แรงกดดันด้านเวลาหรือจัดการกับอุปกรณ์ที่ไม่คุ้นเคย นี่คือข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดและวิธีหลีกเลี่ยง.
ข้อผิดพลาดที่ 1: การใช้เฉพาะ Ue และละเลย Ui/Uimp
ข้อผิดพลาด: การระบุอุปกรณ์โดยพิจารณาจาก Ue ที่ตรงกับแรงดันไฟฟ้าระบบเท่านั้น โดยไม่ได้ตรวจสอบ Ui และ Uimp.
ทำไมถึงผิด: Ue ยืนยันความเข้ากันได้ในการทำงาน แต่ไม่ได้บอกอะไรเกี่ยวกับความแข็งแรงของฉนวนหรือความทนทานต่อ Surge อุปกรณ์ที่มี Ue ที่ถูกต้องแต่ Uimp ไม่เพียงพอจะล้มเหลวโดยคาดเดาไม่ได้หลังจากเหตุการณ์ Transient.
แนวทางที่ถูกต้อง: ตรวจสอบ Ratings ทั้งสามเสมอ สำหรับระบบ 400V ให้ตรวจสอบว่า Ue ≥ 400V แล้ว Ui ≥ 690V แล้ว Uimp ≥ 6-8 kV (ขึ้นอยู่กับ Installation Category).
ข้อผิดพลาดที่ 2: การถือว่า Ui เป็น Maximum Operating Voltage
ข้อผิดพลาด: การสันนิษฐานว่าอุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับ Ui 690V สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องที่ 690V.
ทำไมถึงผิด: Ui คือ Insulation Reference Voltage ไม่ใช่ Operational Limit กฎพื้นฐานคือ Ue ≤ Ui แรงดันไฟฟ้าในการทำงานต้องไม่เกิน Ue ที่ระบุ โดยไม่คำนึงถึงค่า Ui.
แนวทางที่ถูกต้อง: จับคู่แรงดันไฟฟ้าระบบกับ Ue ไม่ใช่ Ui สำหรับระบบ 690V ให้เลือกอุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับ Ue 690V (หรือสูงกว่า) ที่มี Ui 800V หรือ 1000V อย่าใช้อุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับ Ue 400V เพียงเพราะ Ui คือ 690V.
ข้อผิดพลาดที่ 3: การมองข้าม Installation Category เมื่อเลือก Uimp
ข้อผิดพลาด: การระบุอุปกรณ์เกรดที่อยู่อาศัย (Uimp 4-6 kV) สำหรับการติดตั้งแบบอยู่กับที่ในอุตสาหกรรม (Category III).
ทำไมถึงผิด: IEC 60664-1 กำหนดให้ Uimp สูงขึ้นสำหรับการติดตั้งที่อยู่ใกล้กับแหล่งจ่ายไฟต้นทาง สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม Category III เผชิญกับสภาวะชั่วครู่ที่รุนแรงกว่าวงจรเครื่องใช้ไฟฟ้า Category II อุปกรณ์ที่มี Uimp ไม่เพียงพอจะประสบปัญหาการเสื่อมสภาพของฉนวนสะสมและความล้มเหลวที่ไม่คาดคิด.
แนวทางที่ถูกต้อง: กำหนดประเภทการติดตั้งก่อน จากนั้นเลือกอุปกรณ์ที่มี Uimp ที่เหมาะสม สำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ (Category III) ให้ระบุ Uimp ≥ 8 kV สำหรับอุปกรณ์ทางเข้าบริการ (Category IV) ให้ใช้ Uimp ≥ 12 kV.
ข้อผิดพลาดที่ 4: การละเลยผลกระทบของระดับมลพิษต่อระยะ Creepage
ข้อผิดพลาด: การเลือกอุปกรณ์โดยพิจารณาจากพิกัดแรงดันไฟฟ้าเท่านั้น โดยไม่คำนึงถึงการปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม.
ทำไมถึงผิด: ระดับมลพิษที่สูงขึ้นต้องใช้ระยะ Creepage ที่มากขึ้นระหว่างชิ้นส่วนนำไฟฟ้า อุปกรณ์ที่เพียงพอสำหรับระดับมลพิษ 2 (ตู้ควบคุมที่สะอาด) อาจมี Creepage ไม่เพียงพอสำหรับระดับ 3 (สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่มีฝุ่น/ความชื้น) ซึ่งทำให้เกิดการติดตามและความล้มเหลวจากการวาบไฟ.
แนวทางที่ถูกต้อง: ประเมินสภาพแวดล้อมอย่างตรงไปตรงมา (ไซต์อุตสาหกรรมส่วนใหญ่อยู่ในระดับ 3 ไม่ใช่ระดับ 2) จากนั้นเลือกอุปกรณ์ที่มี Ui ที่เพียงพอและระยะ Creepage ที่ตรวจสอบแล้วสำหรับระดับมลพิษของคุณ หากมีข้อสงสัย ให้ระบุพิกัด Ui ที่สูงกว่าถัดไปเพื่อให้แน่ใจว่ามีระยะห่างที่เพียงพอ.
ข้อผิดพลาดที่ 5: การสันนิษฐานว่าพิกัดกระแสไฟฟ้าไม่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้า
ข้อผิดพลาด: การเลือกคอนแทคเตอร์ที่มีพิกัด Ie 95A ที่ Ue 400V และคาดหวังความสามารถ 95A เดียวกันที่ Ue 690V.
ทำไมถึงผิด: แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจะเน้นการขัดจังหวะส่วนโค้งของหน้าสัมผัสอย่างรุนแรงมากขึ้น คอนแทคเตอร์และสวิตช์โดยทั่วไปจะแสดงความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้าที่ลดลงที่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น แผ่นข้อมูลแสดงรายการชุดค่าผสม Ue/Ie หลายชุด—ค่า Ie จะลดลงเมื่อ Ue เพิ่มขึ้น.
แนวทางที่ถูกต้อง: อ่านพิกัดกระแสไฟฟ้าที่แรงดันไฟฟ้าในการทำงานเฉพาะของคุณเสมอ หากคุณกำลังออกแบบสำหรับการทำงานที่ 690V ให้ใช้ค่า Ie ที่ประกาศที่ Ue 690V ไม่ใช่ค่า (ที่สูงกว่า) ที่ประกาศที่ Ue 400V.
ข้อผิดพลาดที่ 6: การผสมอุปกรณ์ที่อยู่อาศัยและอุตสาหกรรม
ข้อผิดพลาด: การระบุ MCCB ที่อยู่อาศัย (พิกัด Uimp 6 kV) ในแผงควบคุมอุตสาหกรรมเพื่อประหยัดค่าใช้จ่าย.
ทำไมถึงผิด: อุปกรณ์ที่อยู่อาศัยได้รับการทดสอบและรับรองสำหรับการใช้งาน Category II ที่มีการสัมผัสกับสภาวะชั่วครู่น้อยกว่า สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม (Category III/IV) เกินขอบเขตการออกแบบของอุปกรณ์ที่อยู่อาศัย การผสมส่วนประกอบที่อยู่อาศัยและอุตสาหกรรมทำให้เกิดช่องว่างในการประสานงานและปัญหาการปฏิบัติตามข้อกำหนด.
แนวทางที่ถูกต้อง: จับคู่อุปกรณ์เกรดกับประเภทการติดตั้ง ใช้องค์ประกอบที่ได้รับการจัดอันดับทางอุตสาหกรรม (Uimp ขั้นต่ำ 8 kV) สำหรับโรงงาน โรงงาน และการติดตั้งอาคารแบบอยู่กับที่ สำรองอุปกรณ์เกรดที่อยู่อาศัย (Uimp 4-6 kV) สำหรับการใช้งานที่อยู่อาศัยจริง.
ข้อผิดพลาดที่ 7: การลืมตรวจสอบพิกัดของอุปกรณ์ทดแทน
ข้อผิดพลาด: การเปลี่ยนอุปกรณ์ที่ล้มเหลวด้วยอุปกรณ์ “เทียบเท่า” ที่ตรงกับพิกัดกระแสไฟฟ้า แต่มีพิกัดแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า.
ทำไมถึงผิด: อุปกรณ์ดั้งเดิมได้รับการระบุด้วยพิกัดแรงดันไฟฟ้าที่สมบูรณ์ (Ue, Ui, Uimp) ด้วยเหตุผลบางประการ อุปกรณ์ทดแทนที่มี Ui หรือ Uimp ไม่เพียงพออาจพอดีทางกายภาพและทำงานได้ในตอนแรก แต่จะล้มเหลวก่อนเวลาอันควรภายใต้ความเค้นทางไฟฟ้า.
แนวทางที่ถูกต้อง: จัดทำเอกสารข้อกำหนดอุปกรณ์ดั้งเดิม รวมถึงพิกัดแรงดันไฟฟ้าทั้งหมด ตรวจสอบว่าอุปกรณ์ทดแทนตรงหรือเกินพิกัดทั้งสาม (Ue, Ui, Uimp) ไม่ใช่แค่ความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้าและขนาดทางกายภาพเท่านั้น.
สรุป
Ue, Ui และ Uimp ไม่ใช่สามวิธีในการพูดสิ่งเดียวกัน พวกเขาเป็นการวัดที่แตกต่างกันสามแบบที่กล่าวถึงความเค้นทางไฟฟ้าที่แตกต่างกัน: ความสามารถในการปฏิบัติงาน (Ue), ความแข็งแรงของฉนวน (Ui) และความทนทานต่อแรงดันไฟกระชากชั่วครู่ (Uimp) การเลือกอุปกรณ์ต้องมีการประเมินทั้งสามอย่างเทียบกับแรงดันไฟของระบบ ประเภทการติดตั้ง และสภาพแวดล้อมของคุณ.
คำถามเปิด—MCCB ใดที่เหมาะกับระบบ 400V เมื่ออันหนึ่งแสดง “Ue 400V, Ui 690V, Uimp 8kV” และอีกอัน “Ue 690V, Ui 800V, Uimp 6kV”—ตอนนี้มีคำตอบที่ชัดเจนแล้ว MCCB ตัวแรกตรงกับแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของคุณ (Ue 400V) โดยมีระยะขอบของฉนวนที่เหมาะสม (Ui 690V) และความทนทานต่อแรงดันไฟกระชากเกรดอุตสาหกรรม (Uimp 8 kV) ที่เหมาะสำหรับการติดตั้ง Category III ตัวที่สองได้รับการระบุมากเกินไปสำหรับแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน (Ue 690V เกินความต้องการ 400V ของคุณ) และระบุน้อยเกินไปสำหรับการป้องกันแรงดันไฟกระชาก (Uimp 6 kV อยู่ในระดับที่น้อยสำหรับอุตสาหกรรม Category III) อุปกรณ์ตัวแรกคือตัวเลือกที่ถูกต้อง.
การระบุที่เหมาะสมหมายถึงการประเมินอย่างเป็นระบบ: ระบุแรงดันไฟของระบบเพื่อกำหนด Ue ขั้นต่ำ จัดประเภทประเภทการติดตั้งเพื่อกำหนด Uimp ที่ต้องการ ประเมินระดับมลพิษเพื่อตรวจสอบความเพียงพอของ Ui และ Creepage และตรวจสอบพิกัดกระแสไฟฟ้าที่แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของคุณ เมื่อพิกัดอยู่ในระดับที่น้อย ให้ระบุค่ามาตรฐานที่สูงกว่าถัดไป—การออกแบบแรงดันไฟฟ้าที่มากเกินไปมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าความล้มเหลวก่อนเวลาอันควรและการเปลี่ยนฉุกเฉินมาก.
ที่สำคัญที่สุดคือจัดทำเอกสารการเลือกของคุณ แผ่นข้อมูลอุปกรณ์ที่แสดง Ue, Ui และ Uimp แสดงถึงประสิทธิภาพที่ผ่านการทดสอบและรับรองแล้ว ตัวเลขสามตัวนั้นบอกคุณว่าอุปกรณ์สามารถจัดการกับโปรไฟล์ความเค้นทางไฟฟ้าที่สมบูรณ์ของแอปพลิเคชันของคุณได้หรือไม่—ไม่ใช่แค่การทำงานในสภาวะคงที่ในปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า การปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม และแรงดันไฟกระชากชั่วครู่เป็นเวลาหลายปี อ่านอย่างถูกต้อง ระบุอย่างระมัดระวัง และระบบไฟฟ้าของคุณจะให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ตามที่มาตรฐานเหล่านั้นสัญญาไว้.
