Giới thiệu: Vượt xa Thông số trên Nhãn
Trong thế giới xây dựng tủ điện công nghiệp, một quan niệm sai lầm nguy hiểm vẫn tồn tại: việc lựa chọn bộ ngắt mạch bắt đầu và kết thúc với dòng điện định mức (Tôin). Sự đơn giản hóa quá mức này là nguyên nhân hàng đầu gây ra “nhảy aptomat sai” trong quá trình chạy thử và, nghiêm trọng hơn, là sự cố thiết bị đóng cắt trong các điều kiện sự cố thực tế.
Một aptomat 100A không phải lúc nào cũng là một aptomat 100A. Đặt nó bên trong một vỏ IP54 ở 50°C, đặt cạnh một biến tần (VFD), và thiết bị đó có thể chỉ mang dòng điện an toàn là 85A. Kết nối nó với một động cơ có điện cảm cao, và nó có thể ngắt ngay lập tức khi khởi động mặc dù đã được “định cỡ đúng cách”.”
Tại VIOX Điện, chúng tôi thiết kế các thiết bị bảo vệ của mình theo TRUYỀN thông 60947-2 các tiêu chuẩn, được thiết kế cho các yêu cầu khắt khe của các ứng dụng công nghiệp. Hướng dẫn này cung cấp một khuôn khổ 5 bước tiêu chuẩn để vượt ra ngoài các định mức ampe cơ bản và đảm bảo thiết kế của bạn an toàn, tuân thủ và bền bỉ.
Bước 1: Xác định Danh mục Ứng dụng (Phân tích Định tính)
Trước khi xem xét bảng dữ liệu, bạn phải xác định cấu hình tải. Các ứng dụng khác nhau gây ra các ứng suất nhiệt và từ khác nhau lên các thiết bị bảo vệ.
1. Tải Động cơ (Dòng Khởi động Cao)
Động cơ là tải cảm ứng với dòng khởi động cao (thường là 6–10 lần Tôin). Một aptomat nhiệt-từ tiêu chuẩn với đường cong ngắt chung chung có khả năng sẽ ngắt trong giai đoạn tăng tốc của động cơ.
- Giải pháp: Sử dụng Bộ ngắt mạch bảo vệ động cơ (MPCB) hoặc MCB với Đường cong loại D (ngắt từ 10–14x).
- Thông tin chi tiết từ VIOX: Để đảm bảo an toàn toàn diện cho động cơ, hãy đọc hướng dẫn của chúng tôi về Bộ ngắt mạch bảo vệ động cơ: Hướng dẫn tối ưu.
2. Cơ sở hạ tầng Sạc EV (Tải Liên tục)
Bộ sạc EV được phân loại là “tải liên tục”. Không giống như máy hàn bật và tắt theo chu kỳ, bộ sạc EV có thể chạy hết công suất trong nhiều giờ.
- Quy tắc Giảm tải: Theo các tiêu chuẩn an toàn, bạn thường không thể tải một aptomat quá 80% định mức của nó đối với tải liên tục. Một bộ sạc 40A yêu cầu một aptomat 50A.
- Bảo vệ Chống Rò rỉ: RCD Loại AC tiêu chuẩn bị mù bởi rò rỉ DC từ pin EV. Bạn phải sử dụng Loại B hay Loại EV Đừng là một "kẻ côn đồ." Đừng "giết người đưa tin.".
- Tài nguyên: Xem Hướng dẫn Bảo vệ Sạc EV Thương mại của chúng tôi.
3. Lưu trữ Năng lượng (BESS) & Hệ thống DC
Hệ thống Lưu trữ Năng lượng Pin (BESS) đặt ra hai thách thức riêng biệt: dòng ngắn mạch DC cao và trở kháng hệ thống thấp. Các aptomat AC tiêu chuẩn không thể dập tắt hồ quang DC một cách hiệu quả, dẫn đến hàn tiếp điểm và hỏa hoạn.
- Yêu cầu: Sử dụng MCCB DC chuyên dụng hoặc Máy cắt không khí (ACB) với máng dập hồ quang không phân cực nếu dòng điện chạy hai chiều.
- Tìm hiểu sâu hơn: Hiểu các rủi ro trong Tại sao Aptomat DC Tiêu chuẩn Thất bại trong BESS.
Bảng 1: Ma trận Lựa chọn Cấu hình Tải
| Loại Tải | Sự Xâm Nhập Hiện Tại | Ứng suất nhiệt | Đường cong/Thiết bị được Đề xuất | Yêu cầu Quan trọng |
|---|---|---|---|---|
| Điện trở (Máy sưởi) | 1x Tôin | Vừa phải | Đường cong B hoặc C | Tập trung bảo vệ cáp |
| Cảm ứng (Động cơ) | 8-12x Tôin | Cao (Khởi động) | Đường cong D / MPCB | Cần độ nhạy mất pha |
| Sạc EV | 1x Tôin | Cực cao (Liên tục) | Đường cong C | Hệ số Giảm tải 80% áp dụng |
| Điện tử/PLC | Thấp | Thấp | Đường cong B | Ngắt từ nhanh để bảo vệ PCB nhạy cảm |
Bước 2: Xác định Điện áp & Số Cực Hệ thống (Kiến trúc)
Sau khi tải được xác định, kiến trúc hệ thống sẽ quyết định cấu hình vật lý của thiết bị.
Định mức Điện áp AC so với DC
Các nhà xây dựng tủ điện thường nhầm lẫn điện áp cách điện (Ui) với điện áp hoạt động (Ue).
- ). Năng lượng Mặt trời/PV:.
- Tài nguyên: Các hệ thống đã chuyển từ 600V sang 1000V và hiện là 1500V DC. Một aptomat được định mức cho 1000V sẽ phóng điện trong một hệ thống 1500V. Kiểm tra phân tích của chúng tôi về.
Định mức Điện áp Hộp Kết hợp Năng lượng Mặt trời
Quyết định ngắt dây trung tính phụ thuộc vào sơ đồ nối đất của bạn (TN-S, TN-C, TT).
- TN-C: Không bao giờ đóng cắt dây PEN (sử dụng 3P).
- TN-S / TT: Dây trung tính thường phải được đóng cắt/cách ly để ngăn ngừa các vòng lặp điện thế hoặc nguy hiểm trong quá trình bảo trì (sử dụng 4P).
- Tài nguyên: Để lựa chọn số cực phù hợp trong chuyển mạch, xem Nên Sử Dụng Cầu Dao SP, TP, TPN và 4P Ở Đâu.
Bước 3: Tính Toán Dòng Điện Hoạt Động Thực Tế (Giảm Định Mức Định Lượng)
Đây là nơi xảy ra 80% lỗi thiết kế. Dòng Điện Định Mức (Tôin) ) được kiểm tra trong không khí thoáng ở 30°C hoặc 40°C. Tuy nhiên, cầu dao của bạn có khả năng nằm bên trong một tủ điện chật chội ở 55°C.
Công Thức Tính Dòng Điện Thực Tế
Bạn phải tính toán dòng điện cho phép (Tôibất) bằng cách sử dụng các hệ số giảm định mức:
Tôibất = In × Kt (Nhiệt độ) × KMột (Độ cao) × Kg (Nhóm)
- Nhiệt độ (Kt): Khi nhiệt độ môi trường tăng lên, dải lưỡng kim uốn cong sớm hơn. Một cầu dao 100A ở 60°C thường có thể hoạt động như một cầu dao 80A.
- Nhóm (Kg): Khi các cầu dao được gắn cạnh nhau trên thanh DIN, chúng làm nóng lẫn nhau.
- N=2-3 cầu dao: Kg ≈ 0.9
- N=6-9 cầu dao: Kg ≈ 0.7
- Độ cao (KMột): Trên 2000m, mật độ không khí giảm, làm giảm khả năng làm mát và độ bền điện môi.
Ưu điểm của VIOX: Cầu dao VIOX được hiệu chỉnh để giảm thiểu tổn thất do giảm định mức. Tuy nhiên, vật lý vẫn áp dụng.
Tài nguyên: Sử dụng dữ liệu của chúng tôi để tính toán các hệ số: Giảm Định Mức Điện: Các Yếu Tố Nhiệt Độ, Độ Cao & Nhóm.
Để biết xếp hạng của cụm thiết bị đóng cắt, cũng cần hiểu sự khác biệt giữa dòng điện định mức và xếp hạng cụm trong hướng dẫn của chúng tôi: Xếp Hạng Dòng Điện Thiết Bị Đóng Cắt: InA so với Inc so với RDF.
Bước 4: Xử Lý Dòng Điện Sự Cố (An Toàn & Khả Năng Cắt)
Đảm bảo cầu dao chịu được tải là bước 3; đảm bảo nó nổ an toàn trong quá trình ngắn mạch là bước 4.
TôiIcu so với TôiIcs: Sự Khác Biệt Quan Trọng
- TôiIcu (Khả Năng Cắt Giới Hạn): Dòng điện tối đa mà cầu dao có thể cắt một lần. Nó có thể không sử dụng được sau đó.
- TôiIcs (Khả Năng Cắt Làm Việc): Dòng điện mà cầu dao có thể cắt nhiều lần và vẫn hoạt động.
Đối với các tủ điện công nghiệp quan trọng (bệnh viện, trung tâm dữ liệu, hàng hải), VIOX khuyến nghị chỉ định TôiIcs = 100% TôiIcu. Ics. Bạn không muốn thay thế một cầu dao chính sau một sự cố duy nhất.
Bảo Vệ Dự Phòng
Nếu dòng điện ngắn mạch dự kiến (TôiIsc) tại điểm lắp đặt là 50kA, nhưng việc sử dụng MCCB 50kA quá đắt, bạn có thể sử dụng Bảo Vệ Dự Phòng chiến lược bảo vệ dự phòng. Điều này bao gồm việc đặt một cầu chì công suất cao ở phía trên nguồn.
- Tài nguyên: Tìm hiểu khi nào nên sử dụng cầu chì cho dòng điện sự cố cao trong Hướng Dẫn Về Cầu Chì Có Khả Năng Cắt Cao.
Bảng 2: Khuyến Nghị Về Khả Năng Cắt Theo Tiêu Chuẩn IEC 60947-2
| Ứng dụng | Đề nghị TôiIcu (Điển hình) | Đề nghị TôiIcs Tỷ lệ | Tại sao? |
|---|---|---|---|
| Khu Dân Cư (Cuối Cùng) | 6 kA | 50-75% | Sự cố hiếm khi xảy ra và năng lượng thấp. |
| Tòa Nhà Thương Mại | 10 – 25 kA | 75% | Cân bằng giữa chi phí và tính liên tục. |
| Công Nghiệp / Hàng Hải | 35 – 100 kA | 100% | Thời gian ngừng hoạt động là không thể chấp nhận được; bộ ngắt mạch phải hoạt động tốt. |
| BESS / Lưu trữ DC | 25 – 50 kA | 100% | Nguy cơ hỏa hoạn cao nếu hồ quang không được kiểm soát. |
Tìm hiểu sâu hơn: Hiểu các thông số định mức là rất quan trọng. Đọc Thông số định mức của bộ ngắt mạch: Icu, Ics, Icw, Icm.
Bước 5: Phối hợp & Chọn lọc (Độ tin cậy của hệ thống)
Mục tiêu của một tủ điện được thiết kế tốt là Tính chọn lọc: khi xảy ra sự cố, chỉ thiết bị ngay trước sự cố mới được phép ngắt. Nguồn cấp chính phải duy trì đóng để giữ cho phần còn lại của cơ sở được cấp điện.
Các kỹ thuật để chọn lọc
- Phân biệt dòng điện: Định mức bộ ngắt mạch thượng nguồn > 2x Định mức bộ ngắt mạch hạ nguồn (Cơ bản).
- Phân biệt thời gian: Sử dụng bộ ngắt mạch loại B (ACBs hoặc MCCBs cao cấp) với dòng điện chịu đựng ngắn mạch (TôiIcw). Bạn có thể hiểu là bạn đang yêu cầu bộ ngắt mạch chính: “Chờ 300ms trước khi ngắt để xem thiết bị nhỏ hơn có xử lý được trước không.”
Bảng 3: So sánh các phương pháp chọn lọc
| Phương pháp | Cơ chế | Ưu điểm | Nhược điểm | Tốt nhất cho… | Thực hiện |
|---|---|---|---|---|---|
| Dòng điện (Cường độ dòng điện) | Sự khác biệt về ngưỡng ngắt (Tôir) | Đơn giản, chi phí thấp | Khả năng chọn lọc kém ở dòng sự cố cao | Mạch phân phối cuối cùng | Thấp |
| Thời gian (Đo thời gian) | Cài đặt thời gian trễ (t_{sd}) | Độ tin cậy tốt cho bộ ngắt mạch loại B | Ứng suất nhiệt cao trên hệ thống trong thời gian trễ | Phân phối chính / Nguồn cấp | Vừa |
| Logic (Chọn lọc theo vùng) | Tín hiệu dây giao tiếp | Nhanh nhất; Chọn lọc hoàn toàn; Ứng suất thấp | Hệ thống dây điện phức tạp; Chi phí cao hơn | Nguồn điện quan trọng / Trung tâm dữ liệu | Cao |
| Năng lượng | Hạn chế năng lượng hồ quang (Tôi2t) | Hiệu quả cho bộ ngắt mạch nhỏ gọn | Yêu cầu bảng cụ thể của nhà sản xuất | Tủ điện mật độ cao | Vừa |
Kiểm tra hệ thống VIOX: Chúng tôi cung cấp các bảng chọn lọc đảm bảo rằng ACBs và MCCBs VIOX phối hợp hoàn hảo.
Tài nguyên: Làm chủ chủ đề phức tạp này với Hướng dẫn phối hợp ATS & Bộ ngắt mạch của chúng tôi.
Kết luận: Sự khác biệt của VIOX
Lựa chọn tiêu chuẩn hóa không chỉ là tuân theo các quy tắc—mà còn là về trách nhiệm pháp lý và an toàn. Bằng cách tuân theo khuôn khổ IEC 60947-2 (Ứng dụng → Điện áp → Dòng điện thực → Khả năng chịu sự cố → Phối hợp), các nhà sản xuất tủ điện có thể loại bỏ các nguyên nhân phổ biến nhất gây ra sự cố điện.
Tại VIOX Điện, chúng tôi không chỉ bán các thành phần; chúng tôi cung cấp các hệ thống đã được xác thực. Bộ ngắt mạch của chúng tôi được kiểm tra trong các cấu hình nhóm và môi trường khắc nghiệt để đảm bảo bảng dữ liệu phù hợp với thực tế.
Bạn đã sẵn sàng chỉ định tủ điện tiếp theo của mình chưa?
- Kiểm tra Hướng dẫn sản xuất vỏ điện công nghiệp của chúng tôi để chứa hệ thống bảo vệ của bạn.
- Đảm bảo các đầu nối của bạn phù hợp với hệ thống bảo vệ của bạn bằng Hướng dẫn chọn khối đầu cuối của chúng tôi.
Câu hỏi thường gặp: Lựa chọn bảo vệ mạch
Hỏi: Tôi có thể sử dụng MCB IEC 60898 (Dân dụng) trong tủ điện công nghiệp không?
Đáp: Nói chung là không. Bộ ngắt mạch IEC 60898 được thiết kế cho hoạt động không chuyên nghiệp và khả năng cắt thấp hơn (thường là 6kA). Bộ ngắt mạch IEC 60947-2 được thiết kế cho các cấp độ ô nhiễm công nghiệp, điện áp cao hơn và các đặc tính ngắt có thể điều chỉnh cần thiết cho máy móc.
Hỏi: Độ cao ảnh hưởng đến việc lựa chọn bộ ngắt mạch của tôi như thế nào?
Đáp: Trên 2.000 mét, không khí loãng làm mát kém hiệu quả hơn và cách điện kém. Thông thường, bạn giảm dòng điện khoảng 4% và điện áp khoảng 1% cho mỗi 500m tăng lên. Xem Hướng dẫn giảm định mức theo độ cao để biết các bảng chính xác.
Q: Tại sao aptomat của tôi bị nhảy ngay cả khi dòng tải thấp hơn định mức? Tôin?
A: Điều này có thể là do hiện tượng nhóm nhiệt. Nếu bạn có 10 aptomat được lắp đặt sát nhau và mang dòng điện cao, nhiệt độ môi trường bên trong cụm tăng lên, khiến các phần tử nhiệt tác động sớm. Bạn cần áp dụng hệ số nhóm (Kg) hoặc thêm miếng đệm.
Q: Tôi có cần một loại aptomat đặc biệt cho các ứng dụng năng lượng mặt trời/PV không?
A: Có. Bạn phải sử dụng aptomat định mức DC (thường phân cực). Sử dụng aptomat AC cho điện áp DC trên 48V là nguy hiểm vì aptomat AC dựa vào điểm cắt không của sóng sin để dập tắt hồ quang. DC không có điểm cắt không.
Q: Sự khác biệt giữa năng lượng cho phép đi qua (Tôi2t) và Khả năng cắt là gì?
A: Khả năng cắt (TôiIcu) là dòng điện tối đa mà thiết bị có thể xử lý. Năng lượng cho phép đi qua (Tôi2t) là lượng năng lượng nhiệt truyền đến cáp trước khi trước khi aptomat mở. Giá trị này rất quan trọng để định cỡ cáp để đảm bảo chúng không bị nóng chảy trước khi aptomat tác động.
Q: Tôi có nên sử dụng RCBO thay vì MPCB để bảo vệ động cơ không?
MỘT: KHÔNG. RCBO tiêu chuẩn thiếu các đường cong khởi động động cơ cụ thể (Loại D hoặc K) và độ nhạy pha-mất cần thiết cho động cơ. Chúng cũng dễ bị nhảy do dòng rò của động cơ. Sử dụng MPCB chuyên dụng cho động cơ và nếu bảo vệ chống chạm đất là yêu cầu pháp lý, hãy đặt RCD Loại B hoặc F phù hợp ở phía trước.
Q: Tần suất bảo trì được khuyến nghị cho aptomat công nghiệp VIOX là bao nhiêu?
A: Theo hướng dẫn của IEC 60947-2, aptomat công nghiệp (MCCB và ACB) nên được kiểm tra trực quan hàng năm. Kiểm tra chức năng đầy đủ (kiểm tra cơ và điện) được khuyến nghị sau mỗi 3–5 năm tùy thuộc vào điều kiện môi trường (mức độ ô nhiễm) và mức độ quan trọng của tải.
Đọc thêm
Để biết thêm chi tiết về các thành phần cụ thể được đề cập trong khuôn khổ này, hãy khám phá các hướng dẫn kỹ thuật VIOX sau:
- Aptomat so với Cầu dao cách ly – Hiểu sự khác biệt cơ bản trong cách ly.
- Hiểu về bảo vệ chống lỗi tiếp đất – Tìm hiểu sâu hơn về bảo vệ nhân viên và thiết bị.
- Bộ bảo vệ quá/dưới điện áp là gì? – Bảo vệ chống lại sự không ổn định của lưới điện.
