Arc Flash Protection | -เทคโนโลยีการกำจัดอาร์คไฟฟ้าแบบแอคทีฟ

การเกิดอาร์คแฟลชเป็นหนึ่งในเหตุการณ์อุตสาหกรรมที่ทำลายล้างมากที่สุดที่คุณอาจพบเจอ ภายในเสี้ยววินาที สวิตช์เกียร์ของคุณสามารถถูกทำลาย อุปกรณ์ที่อยู่ด้านล่างได้รับความเสียหายอย่างรุนแรง การดำเนินงานหยุดชะงักเป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ และบุคลากรได้รับบาดเจ็บหรือเสียชีวิตอย่างรุนแรง

ในบางสถานที่หรือแอพพลิเคชัน ความเสี่ยงของการเกิดอาร์คแฟลชมีน้อยมาก สามารถใช้สวิตช์เกียร์แบบปกติ (ไม่มีการป้องกันอาร์คแฟลช) ได้โดยมีความเสี่ยงน้อย อย่างไรก็ตาม ในแอพพลิเคชันส่วนใหญ่ การพึ่งพาอุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติออกแบบมาเพื่อลดความเสี่ยงจากอาร์คแฟลช จะเป็นทางเลือกที่เหมาะสมกว่ามาก ให้การประกันที่ระมัดระวังต่อผลร้ายจากการเกิดอาร์คแฟลช

ศักยภาพการทำลายล้างมีขนาดใหญ่มาก พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการเกิดอาร์คแฟลชในสวิตช์เกียร์ 11kV เทียบเท่ากับพลังงานที่จำเป็นในการส่งยานอวกาศขึ้นไปหกลำ อุณหภูมิสามารถสูงถึง 20,000°C ซึ่งร้อนกว่าพื้นผิวของดวงอาทิตย์ถึงห้าเท่า มีความสามารถในการทำให้โลหะระเหิด

แม้ว่าความผิดพลาดของอาร์คจะพบได้น้อย แต่ก็เป็นประเภทของความผิดพลาดที่รุนแรงที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นในระบบสวิตช์เกียร์ สาเหตุที่เป็นไปได้มีหลากหลาย รวมถึงความผิดพลาดของมนุษย์ (ซึ่งพบบ่อยที่สุด) การล้มเหลวของเทคโนโลยี/อุปกรณ์ และปัจจัยสิ่งแวดล้อม

คุณสามารถเลือกวิธีการลดความเสี่ยงจากการทำลายและการบาดเจ็บจากอาร์คแฟลชได้หลายวิธี สามวิธีที่พบบ่อยที่สุดได้อธิบายไว้ด้านล่าง

การป้องกันอาร์คภายในแบบพาสซีฟ

ด้วยการป้องกันอาร์คภายในแบบพาสซีฟ ความผิดพลาดของอาร์คจะถูกตัดหลังจากเกิดขึ้นโดยวงจรป้องกันแบบปกติ เวลาเฉลี่ยระหว่างการเริ่มต้นอาร์คและวงจรป้องกันทำงานอยู่ระหว่าง 100 ถึง 1,000 มิลลิวินาที (ms) ซึ่งแทบจะอยู่ภายในระยะเวลาของการกระพริบตา ซึ่งมักวัดได้ประมาณ 100 ถึง 400 ms

แม้ว่าระยะเวลาดังกล่าวจะสั้นมาก แต่เหตุการณ์อาร์คจะทำให้เกิดความเสียหายเพียงพอที่ต้องซ่อมแซมหรือเปลี่ยนส่วนประกอบของสวิตช์เกียร์ การดำเนินงานที่ขึ้นอยู่กับสวิตช์เกียร์อาจได้รับผลกระทบอย่างรุนแรง

สวิตช์เกียร์ที่มีการป้องกันอาร์คภายในแบบพาสซีฟมีระบบท่อที่ให้ "ทางออก" สำหรับแก๊สที่มีความดันและความร้อนสูงและอาจเป็นพิษ บางสวิตช์เกียร์มีท่อที่นำไปสู่พื้นที่ภายนอก วิธีการนี้มักใช้ในห้องสวิตช์เกียร์ขนาดเล็ก หากสวิตช์เกียร์ตั้งอยู่ในห้องขนาดใหญ่หรือห่างจากผนังด้านนอก ท่ออาจระบายเข้าสู่ห้องที่ติดตั้งสวิตช์เกียร์

ทั้งสองวิธีการระบายอากาศช่วยลดหรือกำจัดการปล่อยแก๊สอาร์คออกจากด้านหน้าของสวิตช์เกียร์ ช่วยลดโอกาสการบาดเจ็บ นอกจากนี้ยังช่วยลดแรงดันระเบิด ลดความเสียหายภายในสวิตช์เกียร์

การตัดอาร์คภายในแบบแอคทีฟ

ในสวิตช์เกียร์ที่มีการตัดอาร์คภายในแบบแอคทีฟ วงจรป้องกันทำงานแยกจากวงจรป้องกันแบบปกติ เวลาระยะการตัดอาร์คโดยเฉลี่ยประมาณ 60-80 ms ซึ่งเป็นผลรวมของเวลาที่ต้องการในการตรวจจับอาร์ค เริ่มการทำงานวงจรตัดไฟ และสิ้นสุดการทำงานของวงจรตัดไฟ

เทคโนโลยีการตรวจจับส่งสัญญาณไปยังวงจรตัดไฟขึ้นสตรีมเพื่อตัดวงจร ตรวจจับอาร์คได้อย่างรวดเร็ว วิธีการตรวจจับอาร์คที่พบบ่อยคืออุปกรณ์ตรวจจับกระแสและ/หรือเซ็นเซอร์แสงที่ "เห็น" แสงแฟลช ระยะเวลาระบายน้ำเร็วกว่าการป้องกันอาร์คภายในแบบพาสซีฟ แต่ยังไม่เพียงพอที่จะป้องกันความเสียหายและการบาดเจ็บที่อาจเกิดขึ้น

เป็นที่ทราบกันดีว่าวงจรตัดไฟที่ใช้สปริงสามารถเพิ่มเวลาในการตัดไฟเมื่ออายุมากขึ้น ส่งผลให้เวลาในการดับอาร์คยาวนานขึ้น เวลาการตัดไฟที่ยาวนานขึ้นเชื่อมโยงโดยตรงกับความเสียหายจากการเกิดอาร์คแฟลชที่เพิ่มขึ้น ปัญหานี้ไม่เกิดขึ้นกับวงจรตัดไฟแบบแม่เหล็ก ซึ่งไม่ช้าลงเมื่อเวลาผ่านไป

การกำจัดอาร์คแบบแอคทีฟ

วิธีการทั้งสองข้างต้นช่วยลดความเสียหายและการบาดเจ็บที่เกิดจากอาร์ค แต่ควรทราบว่าทั้งสองวิธีเป็นการตอบสนองหลังจากอาร์คเกิดขึ้นแล้ว วิธีการที่สาม คือการกำจัดอาร์คแบบแอคทีฟ ออกแบบมาเพื่อตอบสนองอย่างรวดเร็วจนสามารถกำจัดอาร์คได้เกือบทั้งหมด

ทางเทคนิคแล้ว วิธีการนี้ก็ตอบสนองต่ออาร์คหลังจากเกิดขึ้นเช่นกัน แต่การตอบสนองของมันรวดเร็วมากจนความเสียหายต่อสวิตช์เกียร์มักจะน้อยมาก และความเสี่ยงของการบาดเจ็บต่อบุคลากรมีน้อยหรือไม่มีเลย มันสามารถตอบสนองได้รวดเร็วมาก โดยทั่วไปน้อยกว่า 1.5 ms และไม่เกิน 4 ms แทนที่จะตัดวงจรตัดไฟขึ้นสตรีม มันใช้สวิตช์ต่อพื้นที่มีความเร็วสูง (UFES) เพื่อเริ่มต้นการตัดวงจรสามเฟสที่ต่อพื้นเมื่อเกิดความผิดพลาดของอาร์ค

การใช้ UFES ร่วมกับการตรวจจับความผิดพลาดที่รวดเร็วและเชื่อถือได้ผ่านวิธีการตรวจจับต่างๆ ช่วยให้แน่ใจว่าความผิดพลาดของอาร์คจะถูกดับเกือบจะทันทีหลังจากเกิดขึ้น ทำให้ความร้อนและความดันลดลงอย่างมาก การตั้งค่าใหม่ของสวิตช์เกียร์มักต้องการเพียงการเช็ดภายในและเปลี่ยนส่วนประกอบการสลับหลัก ซึ่งสามารถทำได้ภายในไม่กี่ชั่วโมง

สรุป

หากเกิดไฟไหม้ในบ้านของคุณ การมีระบบตรวจจับและเตือนภัยที่แจ้งเจ้าหน้าที่ดับเพลิงทันที นำพวกเขาไปถึงภายในไม่กี่นาที ทำให้รู้สึกสบายใจ แต่ยิ่งสบายใจกว่านั้นคือระบบที่ป้องกันไม่ให้ไฟไหม้เกิดขึ้นในตอนแรก นี่คือการเปรียบเทียบว่าการกำจัดอาร์คแบบแอคทีฟแตกต่างจากวิธีการจัดการความผิดพลาดของอาร์คอื่นๆ อย่างไร

การกำจัดอาร์คแบบแอคทีฟถือเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการลดความเสี่ยงจากอาร์คแฟลช แม้ว่าจะมีต้นทุนสูงกว่าวิธีการป้องกันอื่นๆ บ้าง สำหรับสวิตช์เกียร์ที่ขาดการออกแบบการป้องกันอาร์ค การกำจัดอาร์คแบบแอคทีฟเป็นการลงทุนที่ค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับคุณค่าของสวิตช์เกียร์ที่ป้องกัน เมื่อประเมินผลประโยชน์ต่อต้นทุน ยังควรพิจารณาค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมที่เกิดจากการหยุดชะงักของการผลิตหรือกระบวนการหลังจากเกิดอาร์ค

เพื่อช่วยให้การป้องกันที่สูงที่สุดสำหรับบุคลากรและสวิตช์เกียร์ของคุณ และลดความเสี่ยงของการหยุดชะงักในการดำเนินงาน การกำจัดอาร์คแบบแอคทีฟผ่านสวิตช์ต่อพื้นที่มีความเร็วสูงคือทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับสวิตช์เกียร์ของคุณ