เกณฑ์ในการเลือกตัวตัดวงจรไฟฟ้าคืออะไร

เกณฑ์ในการเลือกตัวตัดวงจรไฟฟ้า

การเลือกตัวตัดวงจรไฟฟ้าที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าระบบพลังงานทำงานได้อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ เมื่อเลือกตัวตัดวงจร จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพของมันตรงตามความต้องการเฉพาะของแอปพลิเคชัน ด้านล่างนี้คือเกณฑ์หลักในการเลือกตัวตัดวงจรไฟฟ้า:

1. แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

• คำนิยาม: แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของตัวตัดวงจรคือแรงดันสูงสุดที่สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัย ซึ่งโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นตัวตัดวงจรแรงดันต่ำ (LV) แรงดันกลาง (MV) และแรงดันสูง (HV)

• การพิจารณาในการเลือก: แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของตัวตัดวงจรต้องเท่ากับหรือสูงกว่าแรงดันที่กำหนดของระบบ หากแรงดันที่กำหนดของตัวตัดวงจรต่ำกว่าแรงดันของระบบอาจทำให้เกิดการล้มเหลวของฉนวนและเพิ่มความเสี่ยงของการเกิดข้อผิดพลาด

2. กระแสไฟฟ้าที่กำหนด (In)

• คำนิยาม: กระแสไฟฟ้าที่กำหนดคือกระแสสูงสุดที่ตัวตัดวงจรสามารถขนส่งได้อย่างต่อเนื่องภายใต้สภาพการทำงานปกติ

• การพิจารณาในการเลือก: กระแสไฟฟ้าที่กำหนดของตัวตัดวงจรควรขึ้นอยู่กับกระแสการทำงานต่อเนื่องสูงสุดของระบบ โดยทั่วไปแล้ว กระแสที่กำหนดของตัวตัดวงจรควรสูงกว่ากระแสโหลดสูงสุดของระบบเล็กน้อยเพื่อให้มีช่องว่างความปลอดภัยและป้องกันการโหลดเกิน

3. ความสามารถในการตัดวงจรในกรณีเกิดข้อผิดพลาด (Icn)

• คำนิยาม: ความสามารถในการตัดวงจรในกรณีเกิดข้อผิดพลาดคือกระแสสูงสุดที่ตัวตัดวงจรสามารถตัดได้อย่างปลอดภัยเมื่อมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น นี่คือมาตรการสำคัญในการป้องกันของตัวตัดวงจร

• การพิจารณาในการเลือก: ความสามารถในการตัดวงจรในกรณีเกิดข้อผิดพลาดของตัวตัดวงจรต้องมากกว่าหรือเท่ากับกระแสข้อผิดพลาดสูงสุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในระบบ กระแสข้อผิดพลาดของระบบสามารถตรวจสอบได้ผ่านการคำนวณข้อผิดพลาดหรือใช้ซอฟต์แวร์วิเคราะห์ข้อผิดพลาด

4. แรงดันฟื้นตัวชั่วคราว (TRV)

• คำนิยาม: แรงดันฟื้นตัวชั่วคราวหมายถึงแรงดันที่นำไปใช้ระหว่างตัวตัดวงจรหลังจากที่ตัดกระแสข้อผิดพลาด อัตราการเพิ่มขึ้นและค่าสูงสุดของ TRV มีผลต่อความสามารถในการฟื้นฟูของฉนวนของตัวตัดวงจรอย่างมาก

• การพิจารณาในการเลือก: ตัวตัดวงจรต้องสามารถทนทานต่อแรงดันฟื้นตัวชั่วคราวสูงสุดในระบบได้ สำหรับแอปพลิเคชันที่มี TRV สูง เช่น การสลับโหลดเหนี่ยวนำ ควรเลือกตัวตัดวงจรที่มีการฟื้นฟูฉนวนเร็ว เช่น ตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศ

5. ความถี่ในการทำงาน

• คำนิยาม: ความถี่ในการทำงานหมายถึงจำนวนครั้งที่ตัวตัดวงจรสามารถทำการเปิดและปิดภายใต้สภาพการทำงานปกติ การทำงานบ่อยครั้งอาจทำให้เกิดการสึกหรอเร็วขึ้น กระทบต่ออายุการใช้งานของตัวตัดวงจร

• การพิจารณาในการเลือก: สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการทำงานบ่อยครั้ง (เช่น การเริ่มมอเตอร์หรือการสลับธนาคารคอนเดนเซอร์) ควรเลือกตัวตัดวงจรที่มีความถี่ในการทำงานสูง สามารถใช้อุปกรณ์เสริมเช่น ตัวต้านทานก่อนใส่หรือวงจรระบายเพื่อลดความเครียดจากการทำงานได้

6. สภาพแวดล้อม

• อุณหภูมิ: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานของตัวตัดวงจรต้องเข้ากับสภาพอากาศที่สถานที่ติดตั้ง อุณหภูมิสุดขั้วอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพและการใช้งานของตัวตัดวงจร

• ความชื้นและแก๊สรุนแรง: ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือมีแก๊สรุนแรง ควรเลือกตัวตัดวงจรที่มีคุณสมบัติป้องกันความชื้นและกัดกร่อน หรือใช้มาตรการป้องกันเพิ่มเติม

• การสั่นสะเทือนและการกระแทก: ในสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนมาก (เช่น โรงงานอุตสาหกรรมหรือยานพาหนะรถไฟ) ควรเลือกตัวตัดวงจรที่มีการออกแบบป้องกันการสั่นสะเทือน เพื่อให้แน่ใจว่ามีความมั่นคงและเชื่อถือได้

7. คุณสมบัติในการป้องกัน

• เส้นโค้งการทริป: เส้นโค้งการทริปของตัวตัดวงจรกำหนดเวลาตอบสนองต่อระดับกระแสต่างๆ ประเภททั่วไป ได้แก่ แบบความร้อน-แม่เหล็กและแบบอิเล็กทรอนิกส์ หน่วยการทริปแบบความร้อน-แม่เหล็กเหมาะสมสำหรับการป้องกันการโหลดเกินและการข้อผิดพลาดสั้น ขณะที่หน่วยการทริปแบบอิเล็กทรอนิกส์มีคุณสมบัติการป้องกันที่แม่นยำมากขึ้น

• การป้องกันแบบเลือกสรร: เพื่อให้แน่ใจว่าข้อผิดพลาดส่งผลกระทบเฉพาะพื้นที่อุปกรณ์น้อยที่สุด ตัวตัดวงจรควรมีคุณสมบัติการป้องกันแบบเลือกสรร โดยการกำหนดเส้นโค้งการทริปของตัวตัดวงจรทางต้นทางและทางปลายทางอย่างเหมาะสม สามารถระบุและแยกข้อผิดพลาดได้อย่างถูกต้อง ป้องกันการขาดแคลนพลังงานอย่างกว้างขวาง

8. วิธีการติดตั้ง

• แบบคงที่กับแบบลิ้นชัก: ตัวตัดวงจรแบบคงที่ติดตั้งโดยตรงในสวิตช์เกียร์ ในขณะที่ตัวตัดวงจรแบบลิ้นชักสามารถบำรุงรักษาและเปลี่ยนได้ง่ายผ่านกลไกลิ้นชัก ตัวตัดวงจรแบบลิ้นชักเหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการบำรุงรักษาหรือเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง

• กลางแจ้งกับภายในอาคาร: ตัวตัดวงจรที่ติดตั้งกลางแจ้งต้องมีคุณสมบัติกันน้ำและกันฝุ่น ในขณะที่ตัวตัดวงจรที่ติดตั้งภายในอาคารสามารถออกแบบตามความต้องการสภาพแวดล้อมเฉพาะ

9. ต้นทุนและการบำรุงรักษา

• ต้นทุนเริ่มต้น: ตัวตัดวงจรประเภทต่างๆ (เช่น แบบสุญญากาศ, SF6, และอากาศ) มีราคาแตกต่างกัน เมื่อเลือกตัวตัดวงจร ควรพิจารณาความสมดุลระหว่างข้อจำกัดงบประมาณและความต้องการประสิทธิภาพเพื่อเลือกตัวตัดวงจรที่คุ้มค่าที่สุด

• ต้นทุนการบำรุงรักษา: บางตัวตัดวงจรต้องการการบำรุงรักษาประจำ (เช่น ตัวตัดวงจร SF6 ต้องการการเติมแก๊ส) ในขณะที่บางตัว (เช่น ตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศ) แทบไม่ต้องการการบำรุงรักษา ต้นทุนการบำรุงรักษาเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือก

10. ใบรับรองและมาตรฐาน

• มาตรฐานสากล: ตัวตัดวงจรควรปฏิบัติตามมาตรฐานสากลที่เกี่ยวข้อง เช่น IEC 60947 (สำหรับสวิตช์เกียร์และควบคุมแรงดันต่ำ) หรือ IEC 62271 (สำหรับสวิตช์เกียร์และควบคุมแรงดันสูง) มาตรฐานเหล่านี้รับประกันคุณภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์

• มาตรฐานชาติหรือภูมิภาค: ขึ้นอยู่กับกฎระเบียบท้องถิ่น ตัวตัดวงจรต้องปฏิบัติตามมาตรฐานการรับรองของชาติหรือภูมิภาค เช่น มาตรฐาน GB ของจีน หรือเครื่องหมาย CE ของยุโรป

11. ความต้องการสำหรับการใช้งานพิเศษ

• ระบบ DC: สำหรับระบบ DC ต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษในการเลือกตัวตัดวงจร เพราะการดับอาร์ค DC ยากกว่าอาร์ค AC ควรเลือกตัวตัดวงจรที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งาน DC

• ระบบพลังงานทดแทน: ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม และพลังงานทดแทนอื่นๆ ตัวตัดวงจรต้องปรับตัวให้เข้ากับแหล่งพลังงานที่ผันผวนและมีการตอบสนองรวดเร็วและเชื่อถือได้

• การใช้งานทางทะเลและอากาศยาน: ในสภาพแวดล้อมทางทะเลและอากาศยาน ตัวตัดวงจรต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดสภาพแวดล้อมเฉพาะ เช่น ทนทานต่อการสั่นสะเทือน ทนทานต่อการกระแทก และมีน้ำหนักเบา

สรุป

การเลือกตัวตัดวงจรไฟฟ้าที่เหมาะสมต้องการการประเมินอย่างครอบคลุมหลายปัจจัย รวมถึงแรงดันที่กำหนด กระแสที่กำหนด ความสามารถในการตัดวงจรในกรณีเกิดข้อผิดพลาด แรงดันฟื้นตัวชั่วคราว ความถี่ในการทำงาน สภาพแวดล้อม คุณสมบัติในการป้องกัน วิธีการติดตั้ง ต้นทุนและการบำรุงรักษา มาตรฐานการรับรอง และความต้องการสำหรับการใช้งานพิเศษ ด้วยการพิจารณาเกณฑ์เหล่านี้อย่างรอบคอบ คุณสามารถมั่นใจได้ว่าตัวตัดวงจรที่เลือกไม่เพียงแต่ตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันปัจจุบัน แต่ยังให้การดำเนินงานอย่างมั่นคงในระยะยาว รับประกันความปลอดภัยและความเชื่อถือได้ของระบบพลังงาน