ทำความเข้าใจกับการจัดอันดับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก

จะรู้ได้อย่างไรว่าควรใช้คะแนน kA เท่าใด

การเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ที่เหมาะสมอาจดูเหมือนเป็นงานที่น่ากังวล โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับอุปกรณ์ประเภทต่างๆ ทุกประเภทในตลาดปัจจุบัน พิกัดไฟกระชากหรือพิกัด kA ของ SPD เป็นหนึ่งในพิกัดที่เข้าใจผิดมากที่สุด ลูกค้ามักขอ SPD เพื่อปกป้องแผง 200A ของตน นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มที่จะคิดว่ายิ่งแผงมีขนาดใหญ่เท่าใด ระดับอุปกรณ์ kA ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นในการป้องกัน ดังที่คุณจะเห็นในบทความนี้ นี่เป็นความเข้าใจผิดที่พบบ่อย.

เมื่อไฟกระชากเข้าสู่แผง จะไม่สนใจหรือทราบขนาดของแผง แล้วคุณจะรู้ได้อย่างไรว่าควรใช้ SPD 50kA, 100kA หรือ 200kA ตามที่กล่าวไว้ในมาตรฐาน IEEE C62.41 การเดินสายของอาคารจะเพิ่มอิมพีแดนซ์ที่จะจำกัดกระแสไฟกระชาก มาตรฐานยังระบุด้วยว่าอุปกรณ์ 10kA ได้รับการจำกัดกระแสไฟกระชากที่ทางเข้าบริการอย่างเพียงพอเป็นเวลาหลายปี ดังนั้นจึงสมเหตุสมผลที่จะบอกว่าไฟกระชากที่ใหญ่ที่สุดที่สามารถเข้าสู่ระบบสายไฟของอาคารคือ 10kA; อย่างไรก็ตามฟ้าผ่าโดยตรงจะทำให้เกิดคลื่นที่ใหญ่กว่ามาก แรงดันไฟฟ้าที่สูงมากซึ่งสัมพันธ์กับฟ้าผ่าโดยตรงมีแนวโน้มที่จะเกิดวาบไฟตามผิวไฟ จึงทำให้ไฟกระชาก “จำกัดตัวเอง” เหตุใดคุณจึงต้องมี SPD ที่พิกัด 200kA กล่าวง่ายๆ - เพื่ออายุยืนยาว.

คุณอาจคิดว่า: ถ้า 200kA ดี แล้ว 600kA จะต้องดีกว่าสามเท่าใช่ไหม ไม่จำเป็น. เมื่อถึงจุดหนึ่ง อันดับเครดิตจะลดผลตอบแทนลง มีแต่เพิ่มต้นทุนเพิ่มเติมและไม่มีผลประโยชน์อันเป็นรูปธรรม.

เนื่องจาก SPD ส่วนใหญ่ในตลาดใช้วาริสเตอร์ของโลหะออกไซด์ (MOV) เป็นอุปกรณ์จำกัดหลัก เราจึงสามารถสำรวจได้ว่า/เหตุใดจึงได้รับการจัดอันดับ kA ที่สูงขึ้น หาก MOV ได้รับการจัดอันดับที่ 10kA และเพิ่มขึ้น 10kA ก็จะใช้ความจุ 100% สิ่งนี้สามารถมองได้คล้ายกับถังแก๊ส ซึ่งไฟกระชากจะทำให้ MOV ลดลงเล็กน้อย (ไม่เต็ม 100% อีกต่อไป).

หาก SPD มี MOV 10kA สองตัวขนานกัน ก็จะได้รับการจัดอันดับที่ 20kA ตามทฤษฎีแล้ว MOV จะแบ่งแรงดันไฟกระชาก 10kA เท่าๆ กัน ดังนั้นแต่ละตัวจะใช้เวลา 5kA ในกรณีนี้ MOV แต่ละตัวจะใช้ความจุเพียง 50% ซึ่งทำให้ MOV ลดลงอย่างมาก โดยเหลือไว้ในถังมากขึ้นสำหรับไฟกระชากในอนาคต.

สิ่งนี้แปลเป็น “พลังหยุด” ที่พุ่งสูงขึ้นหรือไม่? ไม่ เพียงเพราะ SPD มี MOV สองหรือ 20 MOV ขนานกันไม่ได้หมายความว่าจะจำกัดกระแสไฟกระชาก 10kA ได้ดีไปกว่า SPD เดี่ยวที่มีพิกัดเดียวกัน วัตถุประสงค์หลักของการมี MOV แบบคู่ขนานคือการยืดอายุของ SPD ขอย้ำอีกครั้งว่านี่เป็นเรื่องส่วนตัว — ในบางจุดคุณเพียงแต่เพิ่มต้นทุนด้วยการรวม MOV มากขึ้นและได้รับประโยชน์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น.

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ขนาดแผงไม่ได้มีบทบาทในการเลือกพิกัด kA จริงๆ ตำแหน่งของแผงภายในอาคารมีความสำคัญมากกว่ามาก IEEE C62.41.2 กำหนดประเภทของไฟกระชากที่คาดหวังภายในสถานที่ดังนี้:

หมวด C: ทางเข้าบริการ สภาพแวดล้อมที่รุนแรงมากขึ้น: 10kV, ไฟกระชาก 10kA.
หมวด B: ปลายน้ำ มากกว่าหรือเท่ากับ 30 ฟุตจากหมวด C สภาพแวดล้อมที่รุนแรงน้อยกว่า: 6kV, ไฟกระชาก 3kA.
หมวด A: ปลายน้ำเพิ่มเติม มากกว่าหรือเท่ากับ 60 ฟุตจากหมวด C สภาพแวดล้อมที่รุนแรงน้อยที่สุด: 6kV, ไฟกระชาก 0.5kA.

อุปกรณ์ประเภท C สามารถใช้ในสถานที่ประเภท B หรือ A; อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ประเภท C จะมากเกินไปสำหรับตำแหน่งประเภท B วิศวกรบางคนอาจตัดสินใจระบุอุปกรณ์ Category C ให้มีการออกแบบที่อนุรักษ์นิยม แต่การทำเช่นนี้จะเพิ่มต้นทุนแต่เพิ่มผลประโยชน์เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีประโยชน์เลย.

แม้ว่า UL 1449 ฉบับที่สามจะไม่ใช้คำศัพท์เฉพาะหมวดหมู่เหมือนกับ IEEE C62.41.2 แต่ก็มีการกำหนดประเภทหลักๆ สามประเภท ประเภทที่ 1 สามารถติดตั้งได้ที่ด้านสายของอุปกรณ์กระแสเกินทางเข้าบริการ (ไม่ต้องใช้อุปกรณ์กระแสเกินทางเข้าเพิ่มเติม) ซึ่งคล้ายกับหมวด C ประเภทที่ 2 คล้ายกับประเภท B และสามารถติดตั้งได้ที่ด้านโหลดของอุปกรณ์กระแสเกินทางเข้าบริการเท่านั้น ประเภทที่ 3 และประเภท A คืออุปกรณ์ใช้งานเฉพาะจุด เช่น ปลั๊กไฟกระชากที่เสียบอยู่เต้ารับติดผนัง แม้ว่าประเภท UL และหมวดหมู่ IEEE จะคล้ายกัน แต่ 100% ไม่สามารถใช้แทนกันได้ อุปกรณ์ UL ประเภท 1 มักใช้ในสถานที่ประเภท 2 ประโยชน์ของการทำเช่นนี้คือไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์กระแสไฟเกินเพิ่มเติม.

คุณจะรู้ได้อย่างไรว่าควรใช้ค่า kA เท่าใด หมวดหมู่ IEEE เป็นฐานที่ดีสำหรับการเลือกพิกัด kA มีหลายขนาดที่ “เหมาะสม” สำหรับแต่ละหมวดหมู่ แต่ต้องมีความสมดุลระหว่างความซ้ำซ้อนและต้นทุนเพิ่ม ควรใช้วิจารณญาณที่มีคุณสมบัติเหมาะสมเสมอเมื่อเลือกระดับ kA ที่เหมาะสมสำหรับ SPD.

ดูบทความต้นฉบับได้ที่: http://www.ecmweb.com/power-quality/understanding-surge-protective-device-ratings