ควรเลือกระดับแรงดันไฟฟ้าใดสำหรับตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศ

การเลือกค่าแรงดันที่ระบุที่เหมาะสมสำหรับ เบรกเกอร์วงจรแบบสุญญากาศ เป็นหนึ่งในการตัดสินใจที่สำคัญที่สุดในการออกแบบและบำรุงรักษาระบบไฟฟ้า ค่าแรงดันที่ระบุจะกำหนดว่าเบรกเกอร์ของคุณสามารถรองรับความเครียดทางไฟฟ้าของระบบจ่ายไฟได้อย่างปลอดภัยหรือไม่ โดยไม่เกิดความล้มเหลวก่อนกำหนดหรือข้อบกพร่องที่อันตราย การเลือกค่าผิดอาจส่งผลให้การป้องกันอุปกรณ์ลดลง อายุการใช้งานลดลง และก่อให้เกิดอันตรายต่อความปลอดภัยอย่างรุนแรงในสถานที่อุตสาหกรรมหรือเชิงพาณิชย์ของคุณ

เบรกเกอร์แบบสุญญากาศทำงานโดยการตัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรภายในห้องที่ถูกสุญญากาศ จึงมีประสิทธิภาพสูงมากสำหรับการใช้งานแรงดันปานกลาง ค่าแรงดันที่ระบุไว้ของเบรกเกอร์ของท่านจะต้องสูงกว่าหรือเท่ากับแรงดันระบบของท่าน เพื่อให้มั่นใจว่าการดับอาร์คจะมีความน่าเชื่อถือ และฉนวนกันไฟฟ้าจะยังคงสมบูรณ์ การเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันระบบกับการเลือกเบรกเกอร์ที่เหมาะสมจะช่วยป้องกันการหยุดทำงานที่สร้างค่าใช้จ่ายสูง รับรองความสอดคล้องตามข้อกำหนดทางเทคนิค และยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ที่ท่านลงทุน

การเข้าใจความเข้ากันได้ระหว่างแรงดันระบบกับค่าแรงดันที่ระบุไว้ของเบรกเกอร์

การนิยามมาตรฐานของค่าแรงดันที่ระบุไว้

การระบุค่าแรงดันไฟฟ้าของตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศ หมายถึง ค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ตัวตัดวงจรนั้นออกแบบมาให้ทำงานได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้บ่อยในงานอุตสาหกรรม ได้แก่ 6 กิโลโวลต์, 10 กิโลโวลต์, 15 กิโลโวลต์, 24 กิโลโวลต์, 27 กิโลโวลต์ และ 35 กิโลโวลต์ ซึ่งขึ้นอยู่กับโครงสร้างระบบจ่ายไฟฟ้าของท่าน แรงดันไฟฟ้าของระบบของท่าน คือ แรงดันไฟฟ้าเชิงนามแง่ (nominal voltage) ที่มีอยู่ในเครือข่ายของท่าน และค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุไว้สำหรับตัวตัดวงจรจะต้องเท่ากับหรือสูงกว่าค่านี้เสมอ เพื่อให้มั่นใจว่าการแยกวงจรและการดับอาร์กจะทำได้อย่างเหมาะสม

การจับคู่ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุไว้กับแรงดันไฟฟ้าของระบบ

การเลือกเบรกเกอร์ที่เหมาะสมต้องให้ค่าแรงดันไฟฟ้าของเบรกเกอร์แบบสุญญากาศมีค่าเท่ากับหรือสูงกว่าแรงดันระบบจริงอย่างน้อยร้อยละ 10 เพื่อรองรับการพุ่งขึ้นของแรงดันชั่วคราวและเพิ่มขอบความปลอดภัยในการใช้งาน หากเครือข่ายจ่ายไฟของท่านทำงานที่แรงดัน 10 กิโลโวลต์ การเลือกเบรกเกอร์ที่ระบุค่าแรงดัน 10 กิโลโวลต์ถือเป็นทางเลือกขั้นต่ำที่ยอมรับได้ อย่างไรก็ตาม วิศวกรหลายคนแนะนำให้ใช้เบรกเกอร์ที่มีค่าแรงดัน 12 กิโลโวลต์หรือสูงกว่านั้น เพื่อเพิ่มความสามารถในการป้องกันอย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น การเลือกเบรกเกอร์ที่มีค่าแรงดันต่ำเกินไปจะทำให้เกิดความเค้นทางไฟฟ้าสูงเกินไป เร่งการเสื่อมสภาพของหลอดสุญญากาศ และเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดอาร์กซ้ำขณะตัดกระแสลัดวงจรอย่างมีนัยสำคัญ

ปัจจัยสำคัญในการเลือกค่าแรงดันที่ระบุ

กระแสโหลดและระดับกระแสลัดวงจรของระบบ

แม้ว่าค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุจะกำหนดความสามารถในการรับแรงเครียดทางไฟฟ้า แต่กระบวนการเลือกตัวตัดวงจรยังต้องพิจารณากระแสลัดวงจรสูงสุดที่ระบบของคุณสามารถสร้างขึ้นได้ ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ต่างกันสอดคล้องกับความสามารถในการตัดกระแสที่ต่างกัน ตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศที่ออกแบบสำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงมักจัดการกับระดับกระแสที่ต่ำกว่าได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า การเข้าใจกำลังการลัดวงจรสามเฟสของระบบคุณและระยะเวลาสูงสุดของกระแสลัดวงจรช่วยให้ประเมินได้ว่าค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุนั้นมีขอบเขตความปลอดภัยเพียงพอหรือไม่ และยืนยันว่าตัวตัดวงจรจะไม่ถูกทำลายในเหตุการณ์ลัดวงจรรุนแรง

เงื่อนไขด้านสิ่งแวดล้อมและการดำเนินงาน

สภาพแวดล้อมในการติดตั้ง ความสูงจากระดับน้ำทะเล อุณหภูมิสุดขั้ว และระดับความชื้น มีผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องตัดวงจรแบบสุญญากาศภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่ระบุไว้ สำหรับอุปกรณ์ที่ติดตั้งในพื้นที่สูงจากระดับน้ำทะเล ความหนาแน่นของอากาศจะลดลง ส่งผลต่อการระบายความร้อนและความสามารถในการทนแรงดันไฟฟ้า ดังนั้น อาจจำเป็นต้องเลือกเครื่องตัดวงจรที่มีค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุไว้สูงกว่าแรงดันระบบตามปกติ อย่างไรก็ตาม การติดตั้งในพื้นที่ที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรง หรือมีความชื้นสูง จำเป็นต้องใช้เครื่องตัดวงจรที่มีระยะฉนวนเพิ่มเติม ซึ่งโดยทั่วไปหมายถึงการเลือกค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุไว้สูงกว่าแรงดันระบบพื้นฐานหนึ่งหรือสองระดับ เพื่อรักษาความน่าเชื่อถือในระยะยาว

แนวทางปฏิบัติสำหรับการเลือกเครื่องตัดวงจร

การเลือกขนาดเครื่องตัดวงจรแบบสุญญากาศให้เหมาะสม

หลักการพื้นฐานในการเลือกตัวตัดวงจรคือ ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุสำหรับตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศจะต้องไม่ต่ำกว่าแรงดันระบบโดยเด็ดขาด สำหรับการใช้งานในภาคอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ การเลือกตัวตัดวงจรที่มีค่าแรงดันไฟฟ้าเท่ากับหรือสูงกว่าแรงดันระบบตามค่ากำหนด (nominal system voltage) ร้อยละ 10 ถึง 15 จะให้สมดุลที่ดีที่สุดระหว่างประสิทธิภาพด้านต้นทุนและความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน หากสถานที่ของท่านใช้ระบบจ่ายไฟฟ้าแรงสูง 12 กิโลโวลต์ ตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศที่มีค่าแรงดันไฟฟ้า 15 กิโลโวลต์ จะให้ระยะเผื่อฉนวนที่เพียงพอโดยไม่เกิดค่าใช้จ่ายเกินความจำเป็น ในขณะที่ตัวตัดวงจรที่มีค่าแรงดันไฟฟ้า 35 กิโลโวลต์ จะมีขนาดใหญ่เกินความจำเป็นและสิ้นเปลืองทางเศรษฐกิจโดยไม่จำเป็น

ข้อกำหนดด้านเอกสารและการปฏิบัติตามกฎระเบียบ

กระบวนการเลือกตัวตัดวงจรของท่านจะต้องมีการบันทึกอย่างชัดเจนโดยอ้างอิงตามมาตรฐาน IEEE 37.04 และ IEEE C37.06 ซึ่งกำหนดประเภทของค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุไว้และวิธีการทดสอบสำหรับอุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันกลาง หลายเขตอำนาจศาลมีข้อกำหนดให้สอดคล้องกับมาตรฐานเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของข้อบังคับด้านอาคารและข้อบังคับความปลอดภัยทางไฟฟ้า การจัดทำบันทึกที่ชัดเจนเกี่ยวกับการตัดสินใจเรื่องค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุ ผลการวัดแรงดันไฟฟ้าของระบบ และการคำนวณระดับกระแสลัดวงจร จะช่วยให้ทีมบำรุงรักษาในอนาคตและผู้ตรวจสอบสามารถยืนยันได้ว่าการติดตั้งตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศของท่านสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องทั้งหมด

คำถามที่พบบ่อย

ฉันสามารถใช้ตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศที่มีค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบได้หรือไม่

ไม่ได้ ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุของตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศของท่านจะต้องเท่ากับหรือสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบ หากใช้ตัวตัดวงจรที่มีค่าแรงดันต่ำกว่าที่จำเป็น จะเสี่ยงต่อความล้มเหลวอย่างรุนแรงในขณะเกิดเหตุขัดข้อง หลอดสุญญากาศทะลุ และการเกิดอาร์กที่ควบคุมไม่ได้ ท่านจึงควรเลือกตัวตัดวงจรที่มีค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุเท่ากับหรือสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุของระบบ

เกิดอะไรขึ้นหากฉันเลือกค่าแรงดันที่สูงเกินไปสำหรับระบบของฉัน

การเลือกค่าแรงดันที่สูงเกินความจำเป็นจะเพิ่มต้นทุนการลงทุนและพื้นที่ติดตั้งโดยไม่ส่งผลให้ประสิทธิภาพดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ วิศวกรส่วนใหญ่แนะนำให้เลือกค่าแรงดันสูงกว่าแรงดันระบบเพียง 10 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น การเลือกค่าแรงดันสูงเกินไปอย่างมากจะให้ประโยชน์ด้านความปลอดภัยที่ลดลงเรื่อย ๆ ในขณะที่ยังสิ้นเปลืองพื้นที่และงบประมาณโดยไม่จำเป็น

ความสูงจากระดับน้ำทะเลมีผลต่อการเลือกค่าแรงดันของเบรกเกอร์แบบสุญญากาศอย่างไร

การติดตั้งอุปกรณ์ในพื้นที่สูงจากระดับน้ำทะเลทำให้ความหนาแน่นของอากาศลดลง ส่งผลให้ความสามารถในการระบายความร้อนตามธรรมชาติและค่าความต้านทานฉนวนลดลง อุปกรณ์ที่ติดตั้งสูงกว่าระดับน้ำทะเล 1,000 เมตร มักต้องใช้เบรกเกอร์ที่มีค่าแรงดันสูงขึ้นเพื่อชดเชยความเครียดจากสภาพแวดล้อม และรักษาความสมบูรณ์ของฉนวนตลอดอายุการใช้งานของเบรกเกอร์