แรงดันไฟเกินคือพิกัดแรงดันไฟสูงสุดสำหรับเครือข่ายใดเครือข่ายหนึ่ง แรงดันไฟกระชากหมายถึงแรงดันไฟกระชากอย่างกะทันหันระหว่างเฟสกับโลก ซึ่งใช้เวลาเพียงเสี้ยววินาที แรงดันตกคร่อมดังกล่าวไม่เป็นอันตรายต่อสายไฟเท่านั้น แต่สำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เชื่อมต่ออยู่ด้วย เพื่อป้องกันสถานการณ์นี้จึงใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก
เนื้อหา
SPD คืออะไรและเหตุใดจึงจำเป็น
SPD เป็นอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ป้องกันการติดตั้งระบบไฟฟ้าได้สูงถึง 1 kVอุปกรณ์นี้ป้องกันแรงดันไฟเกินในแหล่งจ่ายไฟหลัก เช่นเดียวกับผลกระทบจากฟ้าผ่าโดยการเปลี่ยนกระแสพัลส์ปัจจุบันลงกับพื้น
SPD ใช้เฉพาะในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำเท่านั้น อุปกรณ์นี้เหมาะสำหรับทั้งองค์กรอุตสาหกรรมและอาคารที่พักอาศัย
SPD มีสองประเภท:
- OPS - ตัวป้องกันไฟกระชากเครือข่าย
- SPE - ตัวจำกัดแรงดันไฟกระชาก
หลักการทำงานและอุปกรณ์
หลักการทำงานของ SPD คือการใช้วาริสเตอร์ - องค์ประกอบที่ไม่เชิงเส้นในรูปแบบของตัวต้านทานความต้านทานเซมิคอนดักเตอร์กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้
SPD มีการป้องกันสองประเภท:
- ไม่สมดุล (โหมดทั่วไป) - ในกรณีของแรงดันไฟฟ้าเกิน อุปกรณ์จะส่งแรงกระตุ้นไปที่พื้น (เฟส - กราวด์และเป็นกลาง - กราวด์)
- สมมาตร (ส่วนต่าง) - ในกรณีของแรงดันไฟเกิน พลังงานจะถูกส่งไปยังตัวนำที่ใช้งานอยู่อีกตัวหนึ่ง (เฟส - เฟสหรือเฟส - เป็นกลาง)
เพื่อให้เข้าใจหลักการทำงานของ SPD มากขึ้น เราขอนำเสนอ ตัวอย่าง.
แรงดันไฟปกติของวงจรคือ 220 V และเมื่อมีแรงกระตุ้นในวงจรนี้ แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เช่น ระหว่างที่เกิดฟ้าผ่า ด้วยความคมชัด ไฟกระชากความต้านทานใน SPD ลดลงซึ่งนำไปสู่การลัดวงจรซึ่งจะนำไปสู่การทำงานของตัวตัดวงจรและต่อมาทำให้เกิดการตัดวงจรเอง ดังนั้นการป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าจากแรงดันไฟฟ้าตกอย่างกะทันหันจึงทำให้มั่นใจได้ว่าพัลส์ไฟฟ้าแรงสูงจะไม่ไหลผ่าน
พันธุ์ SPD
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากมาพร้อมกับอินพุตหนึ่งและสองอินพุต และ แบ่งออกเป็น:
- สัญจร;
- จำกัด;
- รวม.
การสลับอุปกรณ์ป้องกัน
คุณลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์สวิตชิ่งคือความต้านทานสูง ซึ่งเมื่อแรงดันไฟแรงกระตุ้นสูง จะลดลงเป็นศูนย์ทันที หลักการทำงานของอุปกรณ์สวิตชิ่งขึ้นอยู่กับตัวจับ
ตัวจำกัดแรงดันไฟหลัก (SPD)
ตัวจำกัดแรงดันไฟหลักยังมีความต้านทานสูงอีกด้วย ความแตกต่างจากอุปกรณ์สวิตชิ่งก็คือความต้านทานที่ลดลงจะค่อยๆ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากขึ้นอยู่กับการทำงานของวาริสเตอร์ (ตัวต้านทาน) ซึ่งใช้ในการออกแบบ ความต้านทานของวาริสเตอร์นั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่กระทำต่อมัน ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วยังมีความแรงของกระแสที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งผ่านโดยตรง วาริสเตอร์ แล้วก็ แรงกระตุ้นไฟฟ้าจะถูกปรับให้เรียบในลักษณะนี้ หลังจากนั้นตัวจำกัดแรงดันไฟหลักจะกลับสู่สถานะเดิม
SPD แบบรวม
SPD ของชนิดรวมรวมตัวจับและวาริสเตอร์ และสามารถทำหน้าที่เป็นทั้งตัวจับและตัวจำกัด
คลาส SPD
อุปกรณ์มีเพียงสามประเภทตามระดับการป้องกัน:
- อุปกรณ์คลาส I (หมวดแรงดันเกิน IV) - ปกป้องระบบจากฟ้าผ่าโดยตรง และติดตั้งในแผงสวิตช์หลักหรือในอุปกรณ์กระจายอินพุต (ASU) อย่าลืมใช้อุปกรณ์นี้หากอาคารตั้งอยู่ในพื้นที่เปิดโล่งและล้อมรอบด้วยต้นไม้สูงจำนวนมาก ซึ่งจะเพิ่มความเสี่ยงที่จะถูกฟ้าผ่า
- อุปกรณ์คลาส II (หมวดแรงดันเกิน III) - ใช้เป็นส่วนเสริมของอุปกรณ์คลาส I เพื่อปกป้องเครือข่ายจากเอฟเฟกต์การสลับเช่น จากแรงดันไฟเกินของเครือข่ายภายใน ติดตั้งในแผงสวิตช์
- อุปกรณ์คลาส III (หมวดแรงดันเกิน II) - ใช้เพื่อป้องกันไฟกระชากบรรยากาศตกค้างและไฟกระชากแบบสวิตช์ รวมถึงกำจัดสัญญาณรบกวนความถี่สูงที่ส่งผ่านอุปกรณ์คลาส II การติดตั้งดำเนินการทั้งในเต้ารับธรรมดาหรือกล่องรวมสัญญาณและในเครื่องใช้ไฟฟ้าซึ่งต้องได้รับการรักษาความปลอดภัย
จำแนกตามระดับการคายประจุในปัจจุบัน:
- คลาส B - การปล่อยอากาศหรือก๊าซที่มีกระแสไฟจ่ายตั้งแต่ 45 ถึง 60 kA ติดตั้งที่ทางเข้าอาคารในแผงป้องกันหลักหรือในสวิตช์อินพุต
- คลาส C - โมดูลวาริสเตอร์พร้อมกระแสไฟจ่าย 40 kA จัดตั้งขึ้นในกระดานเพิ่มเติม
- คลาส C และ D ใช้ควบคู่กันเมื่อจำเป็นต้องป้อนสายเคเบิลใต้ดิน
สำคัญ! ระยะห่างระหว่าง SPD ต้องมีอย่างน้อย 10 เมตรตลอดความยาวของสายไฟ
จะเลือก SPD ได้อย่างไร?
สิ่งแรกที่ต้องทำเมื่อเลือก SPD คือการกำหนดระบบสายดินที่ใช้ในอาคาร
ระบบสายดินมีสามประเภท:
- TN-S เฟสเดียว;
- TN-S มีสามเฟส
- TN-C หรือ TN-C-S มีสามเฟส
สิ่งสำคัญเท่าเทียมกันคือต้องใส่ใจกับอุณหภูมิที่รักษาไว้เมื่อซื้ออุปกรณ์ SPD ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้ทำงานที่อุณหภูมิต่ำถึง -25 หากพื้นที่ของคุณมีสภาพอากาศหนาวเย็นมากและฤดูหนาวรุนแรง ไม่ควรวางแผงไฟฟ้าไว้ด้านนอก มิฉะนั้น อุปกรณ์จะไม่ทำงาน
เมื่อเลือก SPD ควรพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้ด้วย:
- ความสำคัญของอุปกรณ์ป้องกัน
- ความเสี่ยงที่จะกระทบต่อวัตถุ: ภูมิประเทศ (เมืองหรือชานเมือง, พื้นที่เปิดโล่ง), โซนที่มีความเสี่ยงพิเศษ (ต้นไม้, ภูเขา, อ่างเก็บน้ำ), โซนของผลกระทบพิเศษ (สายล่อฟ้าที่ระยะห่างน้อยกว่า 50 เมตรจากอาคารซึ่ง อันตราย).
ในการเชื่อมต่อกับสถานการณ์ที่จำเป็นต้องติดตั้ง SPD ได้เลือกคลาสที่เหมาะสม (I, II, III)
สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาถึงความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ สำหรับอุปกรณ์คลาส I ตัวบ่งชี้นี้ไม่เกิน 4 kV อุปกรณ์คลาส II ทนทานต่อระดับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 2.5 kV และอุปกรณ์คลาส III สูงถึง 1.5 kV
พารามิเตอร์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งในการเลือก SPD คือแรงดันไฟฟ้าทำงานต่อเนื่องสูงสุด - ค่าประสิทธิผลของกระแสสลับหรือกระแสตรง ซึ่งใช้กับ SPD อย่างต่อเนื่อง พารามิเตอร์นี้ต้องเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดในเครือข่าย รายละเอียดสามารถพบได้ในข้อมูลใน IEC 61643 - 1 ภาคผนวก 1
เมื่อเชื่อมต่อ SPD เพื่อป้องกันอุปกรณ์ ควรพิจารณากระแสตรงหรือกระแสสลับ ซึ่งสามารถโหลดได้
จะเชื่อมต่อ SPD ในบ้านส่วนตัวได้อย่างไร?
ติดตั้ง SPD โดยขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้า: 220V (หนึ่งเฟส) และ 380V (สามเฟส)
แผนภาพการเดินสายสามารถมุ่งไปที่ความต่อเนื่องหรือความปลอดภัยได้ คุณต้องจัดลำดับความสำคัญ ในกรณีแรก ระบบป้องกันฟ้าผ่าอาจถูกปิดชั่วคราวเพื่อป้องกันการหยุดชะงักในการจัดหาผู้บริโภค ในกรณีที่สอง ไม่สามารถปิดการป้องกันฟ้าผ่าได้ แม้จะเป็นเวลาไม่กี่วินาที แต่ก็สามารถปิดระบบจ่ายไฟโดยสมบูรณ์ได้
ไดอะแกรมการเชื่อมต่อในเครือข่ายเฟสเดียวของระบบสายดิน TN-S
เมื่อใช้เครือข่าย TN-S แบบเฟสเดียว จะต้องเชื่อมต่อเฟส การทำงานเป็นศูนย์ และตัวนำป้องกันเป็นศูนย์กับ SPD ขั้นแรกให้เชื่อมต่อเฟสและศูนย์กับเทอร์มินัลที่เกี่ยวข้อง จากนั้นจึงวนซ้ำกับสายอุปกรณ์ ตัวนำสายดินเชื่อมต่อกับตัวนำป้องกัน SPD ได้รับการติดตั้งทันทีหลังจากเครื่องแนะนำ เพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการเชื่อมต่อ ผู้ติดต่อทั้งหมดบนอุปกรณ์จะถูกทำเครื่องหมาย ดังนั้นจึงไม่มีปัญหา
คำอธิบายสำหรับโครงการ: A, B, C - เฟสของเครือข่ายไฟฟ้า, N - ตัวนำเป็นกลางที่ใช้งานได้, PE - ตัวนำเป็นกลางที่ป้องกัน
อ้างอิง. ขอแนะนำให้ใช้ฟิวส์เพื่อป้องกัน SPD เพิ่มเติมซึ่งติดตั้งโดยตรงที่ตัวอุปกรณ์
แผนภาพการเดินสายไฟในเครือข่ายสามเฟสของระบบสายดิน TN-S
คุณลักษณะที่โดดเด่นของเครือข่าย TN-S สามเฟสจากเฟสเดียวคือ ตัวนำห้าตัวมาจากแหล่งพลังงาน สามเฟส ตัวนำที่เป็นกลางสำหรับการทำงาน และตัวนำที่เป็นกลางสำหรับการป้องกัน สามเฟสและสายกลางเชื่อมต่อกับขั้ว ตัวนำป้องกันตัวที่ห้าเชื่อมต่อกับตัวเครื่องของอุปกรณ์ไฟฟ้าและพื้นดินนั่นคือทำหน้าที่เป็นจัมเปอร์ชนิดหนึ่ง
ไดอะแกรมการเชื่อมต่อในเครือข่ายสามเฟสของระบบสายดิน TN-C
ในระบบเชื่อมต่อสายดิน TN-C ตัวนำการทำงานและตัวป้องกันจะรวมกันเป็นสายเดียว (PEN) ซึ่งเป็นข้อแตกต่างหลักจากสายดิน TN-S
ระบบ TN-C นั้นเรียบง่ายกว่าและค่อนข้างล้าสมัยไปแล้ว และเป็นเรื่องปกติในสต็อกบ้านที่ล้าสมัย ตามมาตรฐานสมัยใหม่จะใช้ระบบกราวด์ TN-C-S ซึ่งมีการทำงานเป็นศูนย์และตัวนำป้องกันเป็นศูนย์
การเปลี่ยนไปใช้ระบบที่ใหม่กว่านั้นมีความจำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงไฟฟ้าช็อตต่อเจ้าหน้าที่บริการและสถานการณ์ไฟไหม้ และแน่นอน ในระบบ TN-C-S การป้องกันไฟกระชากกะทันหันจะดีกว่า
ในตัวเลือกการเชื่อมต่อทั้งสามแบบ ในกรณีของแรงดันไฟเกิน กระแสจะถูกส่งตรงไปยังดินผ่านสายดินหรือผ่านตัวนำป้องกันทั่วไป ซึ่งป้องกันแรงกระตุ้นไม่ให้ทำอันตรายทั้งสายและอุปกรณ์
ข้อผิดพลาดในการเชื่อมต่อ
1. การติดตั้ง SPD ในแผงสวิตช์ที่มีกราวด์กราวด์ไม่ดี
หากคุณทำผิดพลาดคุณสามารถสูญเสียไม่เพียง แต่เครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งหมด แต่ยังรวมถึงสวิตช์บอร์ดด้วยเมื่อเกิดฟ้าผ่าครั้งแรกเนื่องจากจะไม่มีการป้องกันด้วยกราวด์กราวด์ที่ไม่ดีและด้วยเหตุนี้จึงไม่มีการป้องกัน
2. เลือก SPD ที่ไม่ถูกต้องซึ่งไม่พอดีกับระบบสายดินที่ใช้
ก่อนซื้ออุปกรณ์ อย่าลืมค้นหาว่าระบบกราวด์แบบใดที่ใช้ในบ้านของคุณ และเมื่อซื้อ ให้อ่านเอกสารทางเทคนิคอย่างละเอียดเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาด
3. การใช้ SPD ของคลาสที่ไม่ถูกต้อง
ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากมี 3 ประเภท แต่ละชั้นสอดคล้องกับแผงสวิตช์เฉพาะและต้องติดตั้งตามกฎและข้อบังคับ
4. การติดตั้ง SPD ของคลาสเดียวเท่านั้น
มักจะไม่เพียงพอในการติดตั้ง SPD ของคลาสเดียวเพื่อการป้องกันที่เชื่อถือได้
5. คลาสของอุปกรณ์และปลายทางสับสน
นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นที่อุปกรณ์คลาส B วางอยู่ในแผงสวิตช์ของอพาร์ทเมนต์ อุปกรณ์คลาส C ใน ASU ของอาคาร และอุปกรณ์คลาส D ที่ด้านหน้าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
SPD เป็นสิ่งที่ดีและจำเป็นอย่างแน่นอน แต่ไม่จำเป็นต้องใช้ในแหล่งจ่ายไฟที่บ้านในกรณีของการเชื่อมต่ออุปกรณ์นี้ เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การจดจำว่าได้รับเลือกเป็นรายบุคคลสำหรับระบบกราวด์แต่ละระบบ ด้วยเหตุนี้ก่อนซื้อจึงแนะนำให้ใช้บริการของช่างไฟฟ้าที่มีประสบการณ์เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหา
บทความที่คล้ายกัน:
