ในระบบไฟฟ้าสมัยใหม่ การป้องกันไฟกระชากเป็นองค์ประกอบสำคัญในการรับประกันการทำงานของอุปกรณ์อย่างปลอดภัยและมีเสถียรภาพ อย่างไรก็ตาม เงื่อนไขเช่น SPD (อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก), อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากมักใช้แทนกันในอุตสาหกรรม ซึ่งนำไปสู่การเลือกและการใช้งานที่ไม่ถูกต้อง.
บทความนี้จะชี้แจงความแตกต่างหลักระหว่างเทคโนโลยีทั้งสามนี้อย่างเป็นระบบ เพื่อช่วยให้คุณสร้างความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับแนวคิดการป้องกัน และสร้าง “แนวป้องกัน” ที่มีประสิทธิภาพ”
แม้ว่าทั้งสามจะมีเป้าหมายเดียวกัน นั่นคือการถ่ายโอนหรือดูดซับพลังงานไฟกระชาก แต่การออกแบบ มาตรฐาน และสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก: ใช้เป็นหลักในระบบไฟฟ้าแรงปานกลางและแรงสูง (เช่น สายส่งและสายจำหน่ายและสถานีไฟฟ้าย่อย) วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อปกป้องฉนวนของสายไฟและอุปกรณ์ของระบบไฟฟ้า ป้องกันความล้มเหลวของระบบที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าเกินภายนอกอันเป็นผลมาจากฟ้าผ่าโดยตรงหรือแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากฟ้าผ่า โดยทำหน้าที่เป็น “วาล์วนิรภัย” ให้กับระบบไฟฟ้า.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD): นี่เป็นคำมาตรฐานที่ใช้ในระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์แรงดันต่ำ วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อปกป้องการติดตั้งระบบไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนภายในอาคารจากความเสียหายที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวอันเป็นผลมาจากพัลส์แม่เหล็กไฟฟ้าฟ้าผ่าหรือการทำงานของสวิตช์ มันทำหน้าที่เป็น “บัฟเฟอร์” ระหว่างอุปกรณ์และไฟกระชาก.
เครื่องป้องกันไฟกระชาก (SPS): โดยทั่วไปหมายถึงผลิตภัณฑ์ระดับผู้บริโภคแบบเสียบปลั๊กแรงดันต่ำ ฟังก์ชั่นคล้ายกับ SPD แต่โดยปกติแล้วจะมีระดับการป้องกันและความสามารถต่ำกว่า วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อให้การป้องกันพื้นฐานที่สะดวกสบายสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าของผู้ใช้ปลายทาง.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก: จัดการกับระดับแรงดันไฟฟ้าปานกลางถึงสูง ซึ่งโดยทั่วไปจะสูงกว่า 1kV และสามารถเข้าถึงได้หลายร้อย kV.
เครื่องตัดไฟกระชาก (SPD) และเครื่องป้องกันไฟกระชาก: จัดการระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำ โดยทั่วไปคือ 1000V AC หรือ 1500V DC และต่ำกว่า ระบบ 220V/380V ที่ใช้กันทั่วไปจัดอยู่ในหมวดหมู่นี้.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก: ปกป้องโครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้า เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า เซอร์กิตเบรกเกอร์ และฉนวนของสายส่ง.
SPD: ปกป้องระบบไฟฟ้าโดยรวมและอุปกรณ์สำคัญภายในอาคาร เช่น ตู้กระจายสินค้า เซิร์ฟเวอร์ศูนย์ข้อมูล และระบบควบคุมอุตสาหกรรม.
เครื่องป้องกันไฟกระชาก: ปกป้องอุปกรณ์ปลายทางเฉพาะ เช่น คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล โทรทัศน์ และเครื่องใช้ในครัวเรือน.
อุปกรณ์ปล่อยไฟกระชาก (SPD): สูงมาก ออกแบบมาเพื่อปล่อยพลังงานกระแสฟ้าผ่าขนาดใหญ่จากการถูกฟ้าผ่าโดยตรงหรือเหนี่ยวนำให้เกิดในบริเวณใกล้เคียง.
SPD: สูงถึงปานกลาง และให้คะแนน ขึ้นอยู่กับสถานที่ติดตั้ง มีพิสัยตั้งแต่หลายร้อยกิโลแอมป์ (คลาส I) ที่จุดจ่ายไฟหลักไปจนถึงหลายพันกิโลแอมป์ (คลาส III) ที่ส่วนหน้าของอุปกรณ์ ก่อให้เกิดระบบการป้องกันแบบประสานงาน.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก: ต่ำกว่า โดยทั่วไปความสามารถในการคายประจุจะต่ำกว่า 10kA (รูปคลื่น 8/20μs) เหมาะสำหรับการจัดการพลังงานไฟกระชากตกค้างและการรบกวนเฉพาะจุด.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก: ติดตั้งที่จุดเริ่มต้นหรือโหนดวิกฤตของระบบไฟฟ้า เช่น เสาส่งสัญญาณ ฝั่งสายออกของสถานีไฟฟ้าย่อย และด้านไฟฟ้าแรงสูงของหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย 10kV.
SPD: ติดตั้งในขั้นตอนที่ระดับต่างๆ ของระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงต่ำตามแนวคิด Lightning Protection Zone (LPZ) เช่น กล่องจ่ายไฟหลักของอาคาร (ขอบเขต LPZ 0-1) กล่องจ่ายไฟแบบตั้งพื้น (ขอบเขต LPZ 1-2) และส่วนหน้าสุดของตู้อุปกรณ์ (ขอบเขต LPZ 2-3).
เครื่องป้องกันไฟกระชาก: ติดตั้งที่จุดใช้งานที่ห่างไกลที่สุด เช่น บนเต้ารับหรือเป็นฟังก์ชันรวมของปลั๊กพ่วง.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก: สอดคล้องกับมาตรฐานอุตสาหกรรมพลังงาน เช่น IEC 60099 series และ GB 11032 (อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากโลหะออกไซด์แบบไม่มีช่องว่าง AC).
SPD: สอดคล้องกับมาตรฐานสากล/ระดับชาติสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันต่ำ เช่น IEC 61643 series และ GB/T 18802.1 มาตรฐานเหล่านี้กำหนดการทดสอบและการจำแนกประเภท Class I, II และ III อย่างชัดเจน.
เครื่องป้องกันไฟกระชาก: โดยทั่วไปแล้วจะเป็นไปตามมาตรฐานด้านความปลอดภัยและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ เช่น UL 1449 (USA) และ EN 61643-11 แต่จุดมุ่งเน้นในการประเมินจะแตกต่างจาก SPD ระดับระบบ.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก: ระบบส่งและแปลงกำลัง โรงไฟฟ้า สถานีไฟฟ้าย่อยใหม่ ระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงสูงทางอุตสาหกรรม.
SPD: อาคารพาณิชย์ ศูนย์ข้อมูล โรงงาน สถานีฐานการสื่อสาร อาคารอัจฉริยะ สถานพยาบาล.
เครื่องป้องกันไฟกระชาก: บ้าน สำนักงาน ร้านค้าขนาดเล็ก ระบบภาพและเสียง.
ระบบป้องกันการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดสามารถจินตนาการได้ว่าเป็นแนวป้องกันชายฝั่ง:
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากเป็นเหมือนเขื่อนกันคลื่นในทะเลลึก ต้านทานคลื่นยักษ์ที่ทำลายล้างได้มากที่สุด (ฟ้าผ่าโดยตรง/แรงดันไฟฟ้าเกินของระบบ).
SPD (Class I/II/III) เปรียบเสมือนกำแพงกันคลื่นหลายชั้น เขื่อนกั้นน้ำ และประตูระบายน้ำ ซึ่งจะลดพลังงานของคลื่นลงเรื่อยๆ ในขณะที่คลื่นซัดเข้าหาฝั่ง (ไฟกระชากที่เกิดจากฟ้าผ่า/ไฟกระชากสลับ).
เครื่องป้องกันไฟกระชากเป็นเหมือนแถบปิดผนึกของประตูและหน้าต่างของอาคาร ซึ่งทำหน้าที่ปิดกั้นความชื้นที่หลงเหลืออยู่ (แรงดันไฟเกินชั่วคราวที่ตกค้างและการรบกวน).
ส่วนประกอบทั้งสามนี้มีความแตกต่างกันในด้านจุดประสงค์การออกแบบ สถานการณ์การใช้งาน และมาตรฐานทางเทคนิค แต่ในระบบการป้องกันที่ครอบคลุม ส่วนประกอบเหล่านี้สามารถทำงานร่วมกันเพื่อสร้างการป้องกันที่ครอบคลุมตั้งแต่ทางเข้าของโครงข่ายไฟฟ้าไปจนถึงระดับชิป.
ยิ่งเวลาตอบสนองสั้นลงก็ยิ่งดีเท่านั้น
ความเข้าใจผิด: เวลาตอบสนองระดับนาโนวินาทีเป็นตัวบ่งชี้หลักของคุณภาพของอุปกรณ์ป้องกัน.
ชี้แจง: เวลาตอบสนองเป็นสิ่งสำคัญ แต่ไม่ใช่ตัวบ่งชี้เดียวเท่านั้น การจำกัดแรงดันไฟฟ้า (ขึ้น) มีความสำคัญมากกว่า เนื่องจากจะเป็นตัวกำหนดแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ใช้กับอุปกรณ์ในท้ายที่สุด ผลิตภัณฑ์ที่มีการตอบสนองช้ากว่าเล็กน้อยแต่ค่าขึ้นที่ต่ำกว่าอาจให้การป้องกันที่ดีกว่า SPD MOV (แบบวาริสเตอร์) สมัยใหม่มีเวลาตอบสนองระดับนาโนวินาทีอยู่แล้ว โดยมีความแตกต่างกันเพียงเล็กน้อย.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากให้การป้องกันที่แข็งแกร่งกว่า SPD
ความเข้าใจผิด: เนื่องจากมักใช้ในระบบไฟฟ้าแรงสูง อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) จึงเหนือกว่า SPD แรงดันต่ำในทุกด้าน.
ชี้แจง: ทั้งสองมีสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันและไม่สามารถเปรียบเทียบโดยตรงได้ SPD ได้รับการออกแบบมาเพื่อทนต่อพลังงานฟ้าผ่าโดยตรงที่สูงมาก แต่แรงดันตกค้าง (ระดับการป้องกัน) อาจยังสูงเกินไปสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อน SPD แรงดันต่ำได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อจำกัดแรงดันไฟกระชากให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยสำหรับอุปกรณ์ ทั้งสองเป็นส่วนเสริมไม่ใช่สิ่งทดแทน.
การป้องกัน SPD หลายระดับ ติดตั้งอย่างง่ายดายในซีรีส์
ความเข้าใจผิด: การเชื่อมต่อ SPD หลายตัวแบบอนุกรมทางออนไลน์ทำให้เกิดการประสานงานด้านพลังงานโดยอัตโนมัติ.
ชี้แจง: การเชื่อมต่อแบบอนุกรมอย่างง่ายอาจทำให้ SPD อัพสตรีมล้มเหลว ส่งผลให้ SPD ดาวน์สตรีมรับพลังงานทั้งหมดและทำให้เกิดความเสียหาย การป้องกันหลายขั้นตอนที่เหมาะสมจำเป็นต้องมีการประสานงานด้านพลังงานและการออกแบบการแยกส่วน (โดยปกติจะใช้ตัวเหนี่ยวนำแบบเส้นหรืออุปกรณ์แยกส่วนเฉพาะ) เพื่อให้แน่ใจว่าแต่ละขั้นตอนจะเริ่มต้นการปล่อยพลังงานในลำดับที่ออกแบบ.
การติดตั้ง “อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก” หมายความว่าทุกอย่างเรียบร้อยดี
ความเข้าใจผิด: เสียบปลั๊กเครื่องป้องกันไฟกระชากและอุปกรณ์ทั้งหมดได้รับการป้องกันอย่างสมบูรณ์.
ชี้แจง: อุปกรณ์ดังกล่าวให้การป้องกันในระดับพื้นฐานที่สุดเท่านั้นและมีความสามารถในการกระจายพลังงานที่จำกัด สำหรับไฟกระชากขนาดใหญ่ที่เข้ามาจากสายไฟ (เช่น ฟ้าผ่าที่ส่งผ่านระบบจำหน่าย) จะต้องดำเนินการคายประจุปฐมภูมิและทุติยภูมิโดยใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก Class I/II ที่ติดตั้งในกล่องจ่ายไฟ หากไม่มีการป้องกันต้นทาง เทอร์มินัลบล็อกเกอร์จะเสี่ยงต่อความเสียหายอย่างมาก.
“อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า”=”อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก” ?
ความเข้าใจผิด: ทั้งสองมีความเท่าเทียมกันโดยสิ้นเชิง.
การชี้แจง: มักใช้สลับกันในบริบทภาษาพูดและที่ไม่ได้มาตรฐาน อย่างไรก็ตาม หากพูดอย่างเคร่งครัด:
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก: อาจหมายถึงอุปกรณ์ที่ใช้ป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงหรือการสับเปลี่ยนขนาดใหญ่ (เช่น อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า ตัวนำลง ระบบสายดิน และ SPD ที่ตรงตามข้อกำหนดการทดสอบ Class I).
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD): คำที่กว้างกว่านั้นครอบคลุมถึงอุปกรณ์ป้องกันทั้งหมดจากไฟกระชากฟ้าผ่าและการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเกิน.
สรุป: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากทั้งหมดที่ใช้ในระบบภายในเป็นประเภทของ SPD แต่ไม่ใช่ว่า SPD ทั้งหมดจะเพียงพอที่จะรองรับกระแสฟ้าผ่าโดยตรง (เฉพาะคลาส I).
SPD VS อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก
กุญแจสำคัญอยู่ที่ระดับแรงดันไฟฟ้าของแอปพลิเคชันและวัตถุที่ได้รับการป้องกัน อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากใช้เพื่อป้องกันฉนวนสายในระบบไฟฟ้าแรงปานกลางและสูง SPD ใช้เพื่อปกป้องอุปกรณ์ปลายทางในระบบจ่ายไฟและการใช้ไฟฟ้าแรงดันต่ำ.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก VS อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก
นี่คือความแตกต่างระหว่างอุปกรณ์ระบบไฟฟ้าแรงสูงและแรงดันต่ำ ที่ทางเข้าด้านข้างแรงดันต่ำ SPD ที่ตรงตามมาตรฐานการทดสอบ Class I บางครั้งเรียกว่า “อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก” แต่ควรเป็นไปตามคำศัพท์มาตรฐาน.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก VS อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก
นี่คือความแตกต่างระหว่างการป้องกันระดับระบบและการป้องกันระดับอุปกรณ์ แบบแรกมีความจุขนาดใหญ่มากและติดตั้งที่ทางเข้าของระบบ ส่วนหลังมีความจุน้อยและเสียบเข้ากับเต้ารับโดยตรง.
คลาส SPD ใดที่ใช้สำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก
ในแง่ของตำแหน่งการทำงาน อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากของระบบไฟฟ้าสอดคล้องกับผลิตภัณฑ์ Class I ในประเภท SPD แรงดันต่ำ (ซึ่งจะต้องผ่านการทดสอบกระแสฟ้าผ่า 10/350μs).
ระดับการป้องกันใดที่สูงกว่า SPD หรืออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก?
คำถามนี้ไม่ถูกต้อง พวกเขาอยู่ในระดับระบบที่แตกต่างกัน ในแง่ของการปล่อยพลังงานสัมบูรณ์ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันสูง (SPD) จะสูงกว่า อย่างไรก็ตาม ในแง่ของความสามารถในการจำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยสำหรับอุปกรณ์ SPD แรงดันต่ำ (โดยเฉพาะคลาส II และ III) มีความซับซ้อนในการออกแบบมากกว่า.
เราจะทำการเปรียบเทียบโดยตรงโดยพิจารณาจากความสามารถในการปลดปล่อยพลังงานได้หรือไม่
ไม่ ความสามารถในการคายประจุ (เช่น Imax) จะมีความหมายก็ต่อเมื่อเปรียบเทียบภายใต้มาตรฐานรูปคลื่นเดียวกัน (เช่น 8/20μs หรือ 10/350μs) รูปคลื่นทดสอบสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันสูงชั่วขณะและ SPD คลาส I แรงดันต่ำอาจแตกต่างจากมาตรฐาน ทำให้การเปรียบเทียบเชิงตัวเลขโดยตรงไม่มีความหมาย การเลือกจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐานและระดับการป้องกันของระบบที่ใช้งาน.
การทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่าง SPD อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก และเครื่องป้องกันไฟกระชากเป็นพื้นฐานในการสร้างระบบป้องกันไฟกระชากที่มีประสิทธิภาพ SPD เป็น “แนวป้องกันที่หนักหน่วง” สำหรับระบบไฟฟ้า SPD เป็น “ระบบป้องกันหลักหลายชั้น” ของการสร้างระบบไฟฟ้า ในขณะที่เครื่องป้องกันไฟกระชากทำหน้าที่เป็น “บอดี้การ์ดที่รัดรูป” สำหรับอุปกรณ์ของผู้ใช้ปลายทาง.
การป้องกันที่ประสบความสำเร็จไม่ได้ขึ้นอยู่กับกำลังของอุปกรณ์เพียงตัวเดียว แต่ขึ้นอยู่กับการประสานงานด้านพลังงานที่เหมาะสมตามแนวคิด Lightning Protection Zone (LPZ) ซึ่งสร้างห่วงโซ่การป้องกันที่ไร้รอยต่อตั้งแต่จุดที่เข้าถึงอุปกรณ์.
สำหรับโซลูชันการป้องกันไฟกระชากที่แม่นยำสำหรับบ้าน ศูนย์ข้อมูล หรือโรงงานอุตสาหกรรมของคุณ ขอแนะนำให้ปรึกษาวิศวกรไฟฟ้าที่ผ่านการรับรองหรือบริษัทป้องกันไฟกระชากมืออาชีพ ปกป้องการลงทุนของคุณโดยเริ่มจากความเข้าใจที่ถูกต้อง มาทำงานร่วมกันเพื่อเปลี่ยนความเสี่ยงไฟกระชากที่คาดเดาไม่ได้ให้เป็นความปลอดภัยที่สามารถจัดการได้.
Optimized by Seraphinite Accelerator
