คู่มือวิศวกรรม SPD การตรวจสอบหน้างาน และการคัดเลือก OEM
การอ่านค่าความต้านทานดินที่ต่ำเป็นเรื่องที่เป็นประโยชน์ แต่เพียงลำพังแล้วไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่า SPD มีเส้นทางกระแสกระชากที่มีประสิทธิภาพ วิศวกรต้องตรวจสอบความต่อเนื่องของ PE, อิมพีแดนซ์ชั่วขณะ (transient impedance), การเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน (equipotential bonding), ประเภทของระบบสายดิน และความสัมพันธ์ระหว่าง SPD กับอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันด้วย
สารบัญ
คำตอบอย่างรวดเร็ว
ความต้านทานดินที่สูงอาจลดประสิทธิภาพการป้องกันของ SPD ที่ติดตั้งไว้ โดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะตามแนวสายดิน, PE และเส้นทางการเชื่อมต่อ (bonding path) อย่างไรก็ตาม ไม่มีข้อกำหนดสากลที่ 1Ω, 5Ω หรือ 10Ω สำหรับการติดตั้ง SPD ทุกกรณี จำเป็นต้องตรวจสอบมาตรฐานโครงการ ระบบสายดิน การเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน และเส้นทางกระแสกระชากโดยรวมทั้งหมด
SPD อาจทำงานได้ตามปกติ ในขณะที่อุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันยังคงได้รับแรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดจากอิมพีแดนซ์ของตัวนำหรือความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าชั่วขณะระหว่างจุดอ้างอิงสายดินที่แยกจากกัน
การป้องกันด้วย SPD ที่ดีต้องอาศัยเส้นทางกระแสไฟฟ้าที่ประสานกัน มีความสั้น และมีอิมพีแดนซ์ต่ำ ไม่ใช่แค่เพียงการอ่านค่าได้ต่ำจากเครื่องทดสอบความต้านทานดินเท่านั้น
SPD สามารถทำงานได้โดยไม่มีสายดินหรือไม่?
คำตอบที่ถูกต้องทางเทคนิคคือ: ขึ้นอยู่กับโหมดการป้องกันของ SPD และการออกแบบระบบ
SPD จำกัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวนำที่เชื่อมต่อกับขั้วของมัน โหมดการป้องกันระหว่างสายไลน์และสายกลาง (L-N) สามารถจำกัดกระแสกระชากในโหมดส่วนต่าง (differential-mode) ได้โดยไม่ต้องใช้แท่งหลักดินในพื้นที่เป็นเส้นทางกระแสตรง ในทางกลับกัน โหมดการป้องกัน L–PE, N–PE, ขั้วบวก–PE, ขั้วลบ–PE และโหมดการป้องกันสัญญาณต่อสายดินจำนวนมาก ต้องอาศัยการเชื่อมต่อ PE หรือการเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าเท่ากันที่ถูกต้องอย่างมาก
| โหมดการป้องกัน | การพึ่งพา PE หรือสายดิน | ความหมายทางวิศวกรรม |
|---|---|---|
| L–N หรือขั้วต่อขั้ว | อาจจำกัดแรงดันไฟฟ้าโหมดส่วนต่างระหว่างตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าสองตัวที่เชื่อมต่ออยู่ | สิ่งนี้ไม่เป็นการพิสูจน์ว่าการป้องกันโหมดร่วม (common-mode) หรือการติดตั้งทั้งหมดนั้นปลอดภัยโดยไม่มี PE |
| L–PE หรือขั้วต่อ PE | จำเป็นต้องมีเส้นทางสายดินป้องกันหรือการเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าเท่ากันที่เหมาะสม | การเชื่อมต่อ PE ที่หายไป หลวม หรือมีอิมพีแดนซ์สูง อาจลดผลลัพธ์การป้องกันที่ติดตั้งลงได้อย่างมาก |
| N–PE | ขึ้นอยู่กับเส้นทางป้องกันจากสายกลางไปยังสายดินที่กำหนดโดยระบบสายดินและโครงสร้าง SPD | สำคัญอย่างยิ่งในรูปแบบ 1+1 และ 3+1 ของระบบ TT จำนวนมาก |
| สัญญาณต่อสายดินหรือชิลด์ | จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่ออ้างอิงที่ประสานกันระหว่าง SPD สัญญาณ อุปกรณ์ และชิลด์สายเคเบิล | จุดอ้างอิงสายดินที่แยกจากกันอาจบังคับให้กระแสไหลผ่านพอร์ตสื่อสารหรือฉนวนของอุปกรณ์ |
แม้ในจุดที่โหมดการป้องกันแบบส่วนต่างสามารถนำกระแสได้ แต่อาจยังขาดการป้องกันโหมดร่วมที่ปลอดภัย การเชื่อมต่อป้องกัน หรือการเชื่อมต่อที่ผู้ผลิต SPD กำหนด โปรดปฏิบัติตามแผนภาพการเดินสายและการออกแบบทางไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องเสมอ
ทำไมสายดินจึงมีความสำคัญต่อ SPD?
เมื่อกระแสชั่วขณะเกินขีดจำกัดการทำงานของ SPD, SPD จะเปลี่ยนสถานะเป็นสถานะนำกระแสและสร้างเส้นทางที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำลงระหว่างขั้วที่เชื่อมต่อ จากนั้นกระแสกระชากจะเดินทางตามเส้นทางของระบบไฟฟ้าผ่านตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า, สายกลาง, PE, ตัวนำเชื่อมต่อ (bonding conductors), ชิลด์สายเคเบิล, โครงสร้างโลหะ หรือระบบสายดิน
วัตถุประสงค์ไม่ใช่เพียงแค่ “ส่งพลังงานกระแสกระชากทั้งหมดลงสู่ดิน” แต่เป้าหมายที่สำคัญกว่าคือการรักษาอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อและระบบที่มีตัวนำไฟฟ้าให้อยู่ในระดับศักย์ไฟฟ้าสัมพัทธ์ที่ควบคุมได้ในระหว่างเกิดเหตุการณ์กระแสกระชาก
คำศัพท์เกี่ยวกับสายดินสี่คำที่ไม่ควรเข้าใจว่าเป็นสิ่งเดียวกัน
ความต้านทานของแท่งหลักดิน
ค่าความต้านทานที่วัดได้ระหว่างระบบแท่งหลักดินและดินโดยรอบภายใต้วิธีการทดสอบที่เลือก
ความต่อเนื่องของ PE
ตรวจสอบว่าขั้วต่อสายดินของ SPD, ตู้ควบคุม, แถบบัสบาร์ PE และขั้วต่อสายดินหลักมีการเชื่อมต่อทางโลหะที่ต่อเนื่องและเชื่อถือได้ทางกลไกหรือไม่
อิมพีแดนซ์ของเส้นทางกระแสเสิร์จ
ความต้านทานชั่วขณะที่เกิดจากความต้านทาน, ค่าความเหนี่ยวนำ, รูปทรงของตัวนำ, จุดเชื่อมต่อ, การเดินสาย และโครงข่ายการปรับศักย์ไฟฟ้าที่กว้างกว่า
การปรับศักย์ไฟฟ้าให้เท่ากัน (Equipotential Bonding)
การเชื่อมต่อระบบตัวนำต่างๆ อย่างเป็นระบบเพื่อลดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าที่เป็นอันตรายระหว่างเกิดเหตุขัดข้อง ฟ้าผ่า และเหตุการณ์ไฟกระชาก
ไซต์งานอาจมีค่าความต้านทานดินค่อนข้างต่ำ แต่อาจมีประสิทธิภาพการทำงานของ SPD ที่ไม่ดีเนื่องจากเส้นทาง PE ที่ยาว, จุดเชื่อมต่อที่เกิดสนิม, โครงข่ายดินที่ถูกแยกส่วน หรือระยะห่างระหว่างจุดอ้างอิงของ SPD กับอุปกรณ์ที่ป้องกันมากเกินไป
จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อความต้านทานสายดินหรืออิมพีแดนซ์ของเส้นทางสูงเกินไป?
| ปัญหาที่อาจเกิดขึ้น | สิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างเกิดไฟกระชาก | ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นกับโครงการ |
|---|---|---|
| แรงดันไฟฟ้าในเส้นทางสูงขึ้น | กระแสเสิร์จที่ไหลผ่านความต้านทานและความเหนี่ยวนำจะสร้างแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะเพิ่มเติมตลอดเส้นทางกระแส | อุปกรณ์อาจได้รับแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าค่า Up ที่ประกาศไว้ของ SPD เพียงอย่างเดียว |
| การเพิ่มขึ้นของศักย์ไฟฟ้าดิน (Ground-potential rise) | กระแสที่เข้าสู่ระบบสายดินจะทำให้ศักย์ไฟฟ้าเฉพาะที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับจุดอ้างอิงอื่น | กระแสอาจไหลผ่านสายเคเบิลข้อมูล, ชีลด์, ท่อ หรือโครงข่ายสายดินของโครงสร้างอื่น |
| จุดอ้างอิงของอุปกรณ์ที่แตกต่างกัน | SPD และอุปกรณ์ที่ป้องกันไม่ได้มีศักย์ไฟฟ้าชั่วขณะเพิ่มขึ้นเท่ากันในเวลาเดียวกัน | แรงดันไฟฟ้าที่เป็นอันตรายอาจปรากฏขึ้นที่ขั้วต่ออุปกรณ์, พอร์ตสื่อสาร หรือฉนวน |
| เส้นทางกระแสที่ไม่พึงประสงค์ | กระแสเสิร์จใช้เส้นทางขนานที่มีอิมพีแดนซ์ชั่วขณะต่ำกว่าเส้นทางการเชื่อมต่อที่ออกแบบไว้ | ชีลด์สายเคเบิล, PLC I/O, RS485, อีเธอร์เน็ต หรือพอร์ตสื่อสารของอินเวอร์เตอร์อาจนำกระแสไฟฟ้าบางส่วน |
| ความล้มเหลวในการประสานงานการป้องกัน | SPD สำหรับระบบไฟฟ้าและสัญญาณอ้างอิงถึงจุดดินหรือจุดเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน | วงจรที่แตกต่างกันซึ่งเชื่อมต่อกับอุปกรณ์เดียวกันอาจถูกจำกัดแรงดัน (Clamp) ไว้ที่ศักย์ไฟฟ้าชั่วขณะที่แตกต่างกัน |
ปัญหาหลักมักไม่ใช่การทำงานภายในของ SPD ที่ช้าลง แต่เป็นแรงดันไฟฟ้าเพิ่มเติมที่เกิดขึ้นภายนอก SPD ตลอดตัวนำ และระหว่างจุดอ้างอิงการต่อสายดินที่แตกต่างกัน
ความต้านทานดินเทียบกับอิมพีแดนซ์ของเส้นทางกระแสกระชาก (Surge-Path Impedance)
การทดสอบความต้านทานดินทั่วไปให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับระบบขั้วสายดินภายใต้เงื่อนไขการทดสอบที่กำหนด อย่างไรก็ตาม กระแสจากฟ้าผ่าและไฟกระชากสามารถเพิ่มระดับขึ้นได้เร็วมาก ในระหว่างเหตุการณ์ชั่วขณะเหล่านี้ ค่าความเหนี่ยวนำของตัวนำ, การดัดโค้ง, ลูป, ระยะห่าง และรูปทรงของการเชื่อมต่ออาจกลายเป็นส่วนสำคัญของอิมพีแดนซ์ในเส้นทางกระแส
ทำให้ลูปกระแสเสิร์จกะทัดรัด ใช้วิธีการปรับศักย์ไฟฟ้าให้เท่ากันที่จุดที่กำหนด หลีกเลี่ยงระบบอ้างอิงที่ไม่ประสานงานกัน และป้องกันระบบตัวนำทั้งหมดที่เข้าสู่โซนที่ต้องการการปกป้อง
อุปกรณ์ SPD จำเป็นต้องมีความต้านทานดินที่ 1Ω, 5Ω หรือ 10Ω หรือไม่?
ไม่มีขีดจำกัดความต้านทานเฉพาะ SPD แบบครอบจักรวาลที่ใช้ได้กับการติดตั้งทุกรูปแบบ ข้อกำหนดเชิงตัวเลขอาจมาจากประมวลกฎหมายไฟฟ้าแห่งชาติ, การออกแบบระบบป้องกันฟ้าผ่า, กฎระเบียบสาธารณูปโภค, ข้อมูลจำเพาะของผู้ให้บริการโทรคมนาคม, เจ้าของโครงการ, บริษัทประกันภัย หรือผู้ผลิตอุปกรณ์
ดังนั้นผลลัพธ์ที่วัดได้จะต้องถูกนำไปเปรียบเทียบกับเอกสารกำกับดูแลที่ระบุไว้อย่างชัดเจน ไม่ใช่การคัดลอกมาจากบทความออนไลน์ทั่วไป
| สถานการณ์ของโครงการ | วิธีการจัดการกับค่าโอห์ม | สิ่งที่ต้องตรวจสอบเพิ่มเติม |
|---|---|---|
| อาคารแรงดันต่ำทั่วไป | ปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทางไฟฟ้าและการต่อสายดินในพื้นที่ อย่ากำหนดขีดจำกัด SPD ขึ้นมาเองโดยไม่มีพื้นฐานที่ชัดเจน | ขั้วต่อสายดินหลัก, ความต่อเนื่องของ PE, การปรับศักย์ไฟฟ้า, ตำแหน่งติดตั้ง SPD, โหมดการป้องกัน และการเดินสายตัวนำ |
| โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนพื้นดิน | ใช้การออกแบบระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และการป้องกันฟ้าผ่าของโครงการ รวมถึงเกณฑ์การยอมรับของโครงข่ายสายดินที่ระบุไว้ | โครงข่ายสายดินแบบตาข่าย, โครงสร้างที่มีการเชื่อมต่อถึงกัน, สถานีอินเวอร์เตอร์, เส้นทางเดินสายเคเบิล, การกัดกร่อน และสภาวะตามฤดูกาล |
| ไซต์โทรคมนาคมหรือสถานีฐานเสาส่งสัญญาณ | ใช้ข้อกำหนดด้านการต่อลงดินของผู้ให้บริการและการออกแบบระบบป้องกันฟ้าผ่าของไซต์งาน | เสาส่งสัญญาณ, ตู้ใส่อุปกรณ์, AC SPD, DC SPD, data SPD, สายนำสัญญาณเสาอากาศ, แผงฉาก และบาร์กราวด์ร่วม (Common Earth Bar) |
| สถานที่สำคัญ | ให้พิจารณาค่านี้เป็นข้อกำหนดสำหรับการออกแบบระบบโดยรวม ไม่ใช่พารามิเตอร์ของผลิตภัณฑ์ SPD ทั่วไป | รูปแบบโครงข่ายกราวด์, แรงดันสัมผัสและแรงดันช่วงก้าว (Touch and Step Voltage), กระแสลัดวงจร และการประสานงานของระบบป้องกัน |
| ตู้จ่ายไฟ OEM | ผู้ประกอบตู้ไฟไม่สามารถกำหนดค่าความต้านทานดินของไซต์งานขั้นสุดท้ายได้จากรุ่นของ SPD หรือแบบของตู้ไฟเพียงอย่างเดียว | ขั้วต่อ PE ที่ถูกต้อง, ข้อกำหนดของตัวนำ, แผนผังการติดตั้ง และคำแนะนำในการทดสอบระบบหน้างาน |
ไซต์งานอาจแสดงผลค่าความต้านทานแท่งกราวด์ที่น่าพอใจ ในขณะที่ SPD ถูกเชื่อมต่อผ่านตัวนำที่ยาว รอยต่อที่กัดกร่อน หรือจุดอ้างอิงที่แยกจากอุปกรณ์ที่ต้องการการป้องกัน ดังนั้นจะต้องตรวจสอบเส้นทางทั้งหมด
ควรวัดค่าความต้านทานดินของ SPD อย่างไร?
ไม่มีเครื่องมือพิเศษใดที่วัดค่า "ความต้านทานกราวด์ของ SPD" ได้ครอบคลุมทุกกรณี วิธีการทดสอบขึ้นอยู่กับว่าวิศวกรต้องการประเมินแท่งกราวด์, สาขาหนึ่งของโครงข่ายกราวด์แบบขนาน, ลูปกราวด์ที่สมบูรณ์ หรือเพียงแค่ความต่อเนื่องของตัวนำ PE ในพื้นที่นั้น
| วิธีการทดสอบ | การใช้งานทั่วไป | ข้อจำกัดหลัก | สิ่งที่ผู้ซื้อควรเรียกขอ |
|---|---|---|---|
| การวัดแบบ 3-point fall-of-potential | การทดสอบแท่งกราวด์หรือระบบแท่งกราวด์โดยใช้หลักทดสอบกระแสและแรงดันแยกกัน | ต้องมีระยะการทดสอบที่เพียงพอและพื้นที่ดินที่เหมาะสม อาจจำเป็นต้องพิจารณาหรือแยกเส้นทางขนานออก | แท่งกราวด์ที่ทดสอบ, ตำแหน่งโพรบ, กราฟการทดสอบหรือจุดตรวจสอบ, ผลการวัด และสภาพของไซต์งาน |
| การทดสอบกราวด์แบบเลือกช่วง (Selective earth test) | การวัดส่วนหนึ่งของระบบกราวด์แบบขนานโดยใช้หลักทดสอบร่วมกับแคลมป์วัดกระแส | ผู้ทดสอบต้องเข้าใจโครงข่ายแบบขนานและวางแคลมป์ไว้บนตัวนำที่ถูกต้อง | สาขาที่วัด, แผนผังเครือข่าย, ตำแหน่งแคลมป์, การวางหลักทดสอบ และผลการวัด |
| การทดสอบแบบคล้องแคลมป์หรือแบบไม่ใช้หลักทดสอบ (Stakeless test) | การทดสอบแบบรวดเร็วในกรณีที่มีเส้นทางกราวด์หลายทางสร้างเป็นลูปตัวนำที่สมบูรณ์ | ไม่เหมาะสำหรับแท่งกราวด์เดี่ยวที่แยกโดด เนื่องจากจำเป็นต้องมีลูปการไหลกลับที่ใช้งานได้จริง | การยืนยันว่ามีลูปขนานที่ปิดสนิทอยู่จริง และคำอธิบายว่าเครื่องมือวัดค่าความต้านทานอะไรออกมา |
| การทดสอบความต่อเนื่องของ PE (PE continuity test) | การตรวจสอบว่าขั้วกราวด์ของ SPD เชื่อมต่อกับบาร์ PE หรือจุดต่อกราวด์หลักอย่างต่อเนื่องหรือไม่ | ไม่ใช่วิธีวัดความต้านทานของแท่งกราวด์และไม่สามารถพิสูจน์ค่าอิมพีแดนซ์ความถี่สูงที่ต่ำได้ | จุดทดสอบ, การระบุตัวนำ, ค่าความต่อเนื่องที่วัดได้ และการตรวจสอบขั้วต่อและจุดต่อต่าง ๆ |
| การตรวจสอบด้วยสายตาและค่าแรงบิด | การตรวจหาขั้วต่อที่หลวม, การกัดกร่อน, ตัวนำที่ขาด, ส่วนโค้งงอที่แหลมคม และการเชื่อมต่ออ้างอิงที่ไม่ถูกต้อง | ไม่สามารถทดแทนการวัดค่าทางไฟฟ้าได้ | ภาพถ่าย, ขนาดตัวนำ, เส้นทางการเดินสาย, สภาพขั้วต่อ และบันทึกการทดสอบหน้างาน |
บันทึกการวัดขั้นต่ำสำหรับทีม EPC หรือทีมบำรุงรักษา
- แท่งกราวด์, โครงข่าย หรือตัวนำที่ทำการทดสอบจริง
- รุ่นของเครื่องมือวัดและสถานะการสอบเทียบ
- วิธีการทดสอบที่ใช้
- ตำแหน่งโพรบหรือตำแหน่งแคลมป์
- ค่าที่วัดได้และหน่วยวัด
- มีการเชื่อมต่อเส้นทางแบบขนานไว้หรือไม่
- สภาพดินและสภาพอากาศ
- วันที่ทดสอบและสภาพตามฤดูกาล
- เกณฑ์การยอมรับที่เกี่ยวข้อง
- ชื่อหรือบทบาทของผู้ทดสอบที่มีคุณสมบัติเหมาะสม
- ภาพถ่ายของจุดเชื่อมต่อ
- การดำเนินการแก้ไขและผลการทดสอบซ้ำ
มัลติมิเตอร์สามารถช่วยระบุการขาดของวงจรหรือการเชื่อมต่อที่ไม่ดีอย่างชัดเจนได้ แต่ไม่สามารถทดแทนเครื่องทดสอบกราวด์ที่เหมาะสม หรือแสดงค่าอิมพีแดนซ์ชั่วขณะที่สมบูรณ์ของเส้นทางกระแส SPD ได้
ควรทำอย่างไรหากค่าความต้านทานดินสูงเกินไป?
การดำเนินการแก้ไขควรจัดการที่สาเหตุของผลลัพธ์และระบบป้องกันโดยรวม การเปลี่ยน SPD รุ่นที่รองรับ kA สูงขึ้นไม่สามารถซ่อมแซมระบบกราวด์หรือระบบบอนดิ้งที่แย่ได้
- ตรวจสอบการวัดค่า ยืนยันว่าวิธีการดังกล่าวเหมาะสมกับรูปแบบของอิเล็กโทรด รวมถึงได้พิจารณาเส้นทางขนาน ระยะห่างของโพรบ และสภาพตามฤดูกาลแล้ว
- ตรวจสอบจุดเชื่อมต่อที่สามารถเข้าถึงได้ ตรวจสอบแคลมป์ ขั้วต่อ แผ่นบาร์ จุดเชื่อมต่อที่ฝังดิน และตัวนำไฟฟ้า ว่ามีความหลวม การกัดกร่อน การแตกหัก ความชื้น หรือความเสียหายทางกลหรือไม่
- ซ่อมแซมจุดเชื่อมต่อที่บกพร่อง คืนสภาพเส้นทางนำไฟฟ้าตามที่ออกแบบไว้โดยใช้วัสดุ วิธีการเชื่อมต่อ และการป้องกันการกัดกร่อนที่เหมาะสม
- ทบทวนการออกแบบอิเล็กโทรด วิศวกรผู้เชี่ยวชาญอาจจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนความลึก ระยะห่าง จำนวนอิเล็กโทรด ตัวนำแบบวงแหวน หรือการออกแบบระบบสายดินของพื้นที่
- เชื่อมต่อระบบเข้าด้วยกันตามความจำเป็น หลีกเลี่ยงการเพิ่มแท่งกราวด์สำหรับ SPD เพียงอย่างเดียวโดยไม่มีการเชื่อมต่อโครงสร้างและระบบสาธารณูปโภคที่แยกจากกันจะต้องได้รับการประสานงานตามแบบของโครงการ
- ปรับปรุงการเชื่อมต่อ SPD ในพื้นที่ รักษาการเชื่อมต่อกับตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าและบาร์ PE หรือบาร์เชื่อมต่อให้สั้น ตรง และปราศจากส่วนโค้งงอที่ไม่จำเป็น
- ประสานงานการป้องกันระบบไฟฟ้าและสัญญาณ ตรวจสอบระบบ AC, DC, RS485, อีเทอร์เน็ต, สายโคแอกเซียล, ชิลด์ และระบบโลหะ เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีเส้นทางที่ไม่มีการป้องกันเชื่อมต่อระหว่างศักย์ไฟฟ้าชั่วขณะสองจุด
- ทดสอบซ้ำและบันทึกข้อมูล บันทึกการแก้ไข ดำเนินการทดสอบที่เหมาะสมซ้ำ และอัปเดตแบบแปลนติดตั้งจริงและไฟล์การบำรุงรักษา
อิเล็กโทรดที่แยกออกมาโดยไม่มีการประสานงานอาจสร้างความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะที่เป็นอันตรายระหว่าง SPD, PE ของอุปกรณ์ และระบบสื่อสารได้ ค่าความต้านทานที่ต่ำที่แท่งกราวด์เพียงจุดเดียวไม่ได้เป็นหลักประกันถึงการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเท่ากันอย่างปลอดภัย
ประเภทของระบบสายดินส่งผลต่อการประเมิน SPD อย่างไร
| ระบบ | เส้นทาง SPD ที่เกี่ยวข้อง | การตรวจสอบระบบกราวด์และการเชื่อมต่อประสานศักย์ |
|---|---|---|
| TN-S | เส้นทาง L–PE, N–PE หรือ L–N ขึ้นอยู่กับโทโพโลยีของ SPD | ยืนยันว่า SPD เชื่อมต่อกับบาร์ PE ของแผงและโครงข่าย PE โลหะทั่วไปผ่านเส้นทางที่สั้นและตรง ผลการวัดอิเล็กโทรดในพื้นที่เพียงอย่างเดียวอาจไม่อธิบายถึงเส้นทางนี้ได้อย่างครบถ้วน |
| TT | โดยปกติคือการป้องกันแบบ L–N ร่วมกับเส้นทาง N–PE ที่ประสานงานกันในการจัดวางแบบ 1+1 หรือ 3+1 | ยืนยันอิเล็กโทรดสายดินของการติดตั้ง การจัดวาง RCD โหมดการป้องกัน N–PE และข้อกำหนดในพื้นที่ ห้ามสร้างจุดเชื่อมต่อ N–PE ปลายทางโดยไม่ได้รับอนุญาต |
| TN-C-S | ขึ้นอยู่กับว่า SPD ถูกติดตั้งไว้ก่อนหรือหลังจุดแยก PEN | ระบุจุดแยก PEN โดย N และ PE ที่ปลายทางต้องได้รับการจัดการตามแบบการติดตั้งและกฎข้อบังคับในพื้นที่ |
| TN-C | ตัวนำเฟสอาจได้รับการป้องกันไปยัง PEN ณ จุดที่เกี่ยวข้อง | ยืนยันตำแหน่งการติดตั้งที่อนุญาตและการจัดวางตัวนำ ห้ามทึกทักเอาเองว่ามีสาย N และ PE แยกจากกัน ณ จุดนั้น |
| IT | การจัดวางแบบเฟสต่อดินหรือเสาต่อดินเฉพาะโครงการ | ยืนยันแรงดันไฟฟ้าของระบบเทียบกับดิน พฤติกรรมเมื่อเกิดความผิดปกติครั้งแรก การตรวจสอบฉนวน ข้อกำหนดของอุปกรณ์ และค่า SPD Uc ที่เหมาะสม |
สำหรับคำแนะนำเพิ่มเติมเกี่ยวกับโทโพโลยี โปรดทบทวน คู่มือแผนภาพการเดินสาย SPD สามเฟส และ คู่มือ 3P+N SPD เทียบกับ 4P SPD .
การตรวจสอบระบบสายดินสำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ โทรคมนาคม และอุตสาหกรรม
ระบบพลังงานแสงอาทิตย์
- ยืนยันว่ามีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกหรือไม่
- ตรวจสอบการเชื่อมต่อประสานศักย์ของโครงโมดูลและรางติดตั้ง
- ระบุโครงข่ายสายดินของแผงโซลาร์ อินเวอร์เตอร์ และอาคาร
- ตรวจสอบจุดทางเข้าสาย DC, AC และสายสื่อสาร
- ตรวจสอบการกัดกร่อนและการเปลี่ยนแปลงของดินตามฤดูกาล
- ยืนยันว่าโครงสร้างที่แยกจากกันมีการเชื่อมต่อถึงกันอย่างถูกต้อง
โทรคมนาคมและสถานีฐาน
- ประสานงานการป้องกันระบบ AC, −48V DC, ข้อมูล และสายอากาศ
- ตรวจสอบการเชื่อมต่อประสานศักย์ของเสา ตู้ และชีลด์สายฟีดเดอร์
- เชื่อมต่อ SPD สำหรับระบบไฟฟ้าและสัญญาณเข้ากับจุดอ้างอิงที่กำหนด
- ตรวจสอบจุดเชื่อมต่อภายนอกว่ามีการกัดกร่อนและการรั่วซึมของน้ำหรือไม่
- ทบทวนระดับการเชื่อมต่อประสานศักย์ภายในและภายนอกอาคารที่แยกจากกัน
- ปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านระบบสายดินของผู้ให้บริการโทรคมนาคม
ตู้ควบคุมอุตสาหกรรมและตู้ภายนอกอาคาร
- ตรวจสอบเส้นทางสายไฟหลักและสายสัญญาณภาคสนามที่เข้ามา
- เชื่อมต่อประสานศักย์กับตู้ ประตู และแผ่นยึดสายเคเบิล (gland plates) ตามความจำเป็น
- แยกตัวนำที่ได้รับการป้องกันและไม่ได้รับการป้องกันออกจากกัน
- ทบทวนอินเทอร์เฟซของ PLC, VFD, RS485 และอีเทอร์เน็ต
- ตรวจสอบแรงบิดของเทอร์มินัล, หางปลา และการเดินสายตัวนำ
- ระบุโครงสร้างใกล้เคียงที่ใช้อ้างอิงระบบสายดินอื่น
เมื่ออาคาร อาร์เรย์ PV ตู้ควบคุม หรืออุปกรณ์ภาคสนามสองแห่งเชื่อมต่อกันด้วยสายทองแดงแต่ใช้ระบบสายดินแยกกัน ฟ้าผ่าอาจทำให้เกิดความต่างศักย์ขนาดใหญ่ระหว่างกันได้ การป้องกันระบบจ่ายไฟและสัญญาณต้องมีการประสานงานกันที่แนวเขตโซนที่เกี่ยวข้อง
ข้อมูลที่ผู้ซื้อควรแจ้งก่อนสั่งซื้อ SPD
ซัพพลายเออร์ SPD ไม่สามารถกำหนดการออกแบบระบบสายดินที่สมบูรณ์ได้จากแรงดันไฟฟ้าของระบบและพิกัด kA เพียงอย่างเดียว วิศวกรจัดซื้อและก่อสร้าง (EPC), ผู้ประกอบตู้คอนโทรล และผู้ซื้อโครงการควรให้ข้อมูลไซต์งานด้านล่างนี้ก่อนการยืนยันผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
- ประเทศและมาตรฐานโครงการที่เกี่ยวข้อง
- แรงดันไฟฟ้าและความถี่ของระบบ
- ข้อกำหนดในการป้องกันระบบ AC, DC, สัญญาณ หรือแบบรวม
- ระบบ TN-S, TT, TN-C-S, TN-C หรือ IT
- แบบไดอะแกรมเส้นเดียว (Single-line diagram) ที่แสดง N, PE และ PEN
- ตำแหน่งการติดตั้ง SPD
- แผงเมน, แผงย่อย, ตู้รวมสาย (Combiner box) หรือตู้ควบคุม
- ระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก: มีหรือไม่มี
- แหล่งจ่ายไฟขาเข้าแบบเหนือศีรษะหรือใต้ดิน
- ค่าความต้านทานดินที่วัดได้และวิธีการทดสอบ
- วันที่วัดและสภาพตามฤดูกาล
- จำนวนและตำแหน่งของแท่งกราวด์หรือระบบกราวด์
- โครงสร้างใช้ระบบสายดินแยกกันหรือไม่
- ระยะห่างระหว่าง SPD และอุปกรณ์ที่ต้องการป้องกัน
- ระยะห่างจาก SPD ไปยัง PE หรือบาร์เชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้า (Bonding bar)
- ประเภทที่ต้องการ: Type 1, Type 1+2 หรือ Type 2
- ค่าที่ต้องการ Uc, Ucpv, Up, In, Imax และ Iimp
- การจัดการ RCD และการป้องกันสำรอง
- จุดนำเข้าสายไฟและสายสื่อสาร
- ข้อกำหนดสำหรับหน้าสัมผัสสัญญาณระยะไกล (Remote signal contact)
- ใบรับรองและเอกสารที่ต้องการ
- ฉลาก OEM, สี และข้อกำหนดด้านบรรจุภัณฑ์
“เราต้องการ SPD สำหรับตู้จ่ายไฟกลางแจ้งสามเฟส 400V ระบบสายดิน: TT ค่าความต้านทานดินที่วัดได้คือ 12Ω โดยใช้วิธี Fall-of-potential ไซต์งานมีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก (LPS) และ RCD การเชื่อมต่อจาก SPD ไปยังบาร์ PE มีความยาวประมาณ 300 มม. โปรดยืนยันการกำหนดค่า Type 1+2 ที่เหมาะสม, โหมดการป้องกัน N–PE, ค่า Uc, Iimp, การป้องกันสำรอง และไดอะแกรมการเดินสาย”
ข้อผิดพลาดทั่วไปในการติดตั้งระบบสายดินของ SPD
| ข้อผิดพลาด | ทำไมถึงมีความเสี่ยง | แนวทางที่ดีกว่า |
|---|---|---|
| การใช้แท่งกราวด์แยกเฉพาะสำหรับ SPD เท่านั้น | อาจทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าขนาดใหญ่ระหว่าง SPD, PE ของอุปกรณ์ และบริการที่เป็นตัวนำไฟฟ้าอื่นๆ | ควรใช้การออกแบบระบบสายดินและการเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าที่ประสานกันของโครงการ เว้นแต่จะมีการระบุการจัดการรูปแบบอื่นไว้โดยผู้ออกแบบที่มีคุณสมบัติเหมาะสม |
| การยอมรับไซต์งานจากค่าความต้านทานเพียงค่าเดียว | ค่าที่วัดได้ไม่ได้บ่งบอกถึงตัวนำที่ยาว, รูปทรงที่ไม่เหมาะสม, การแยกจุดอ้างอิง หรือบริการที่ไม่มีการป้องกัน | ควรรวมการวัดผล การตรวจสอบแบบแปลน การตรวจสอบด้วยสายตา และการตรวจสอบเส้นทางกระแสไฟฟ้า |
| การเพิ่มพิกัด kA ของ SPD เพื่อชดเชย | ค่า Imax หรือ Iimp ที่สูงขึ้นไม่สามารถกำจัดแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นตามแนวการเชื่อมต่อที่ไม่ดีหรือเครือข่ายการเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าแบบแยกส่วนได้ | แก้ไขระบบสายดินและการเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้า จากนั้นเลือก SPD ให้เหมาะสมกับสภาวะความเสี่ยงและจุดติดตั้งจริง |
| การเชื่อมต่อสายดินของ SPD หลายตัวแบบอนุกรม (Daisy-chaining) | ความยาวของการเชื่อมต่อร่วมกันสามารถเพิ่มอิมพีแดนซ์และทำให้กระแสไฟฟ้าของ SPD ตัวหนึ่งส่งผลกระทบต่อวงจรอื่นได้ | เชื่อมต่อ SPD แต่ละตัวเข้ากับจุดเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าหลักที่กำหนดโดยใช้การจัดการที่ผ่านการอนุมัติของโครงการ |
| การเพิกเฉยต่อสายสื่อสาร | สายข้อมูลอาจกลายเป็นเส้นทางผ่านของกระแสไฟฟ้าได้หากอุปกรณ์อยู่ที่ระดับศักย์ไฟฟ้าชั่วขณะที่แตกต่างกัน | ประสานงาน SPD ของระบบจ่ายไฟและสัญญาณที่แนวเขตโซนป้องกันและจุดอ้างอิงการเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าเดียวกัน |
| การเรียกค่าใดๆ ที่สูงกว่า 10Ω ว่าเป็นความล้มเหลวของ SPD | เป็นการใช้ตัวเลขทั่วไปโดยไม่พิจารณามาตรฐานที่ควบคุม ระบบสายดิน หรือเส้นทางกระแสไฟฟ้าที่สมบูรณ์ | เปรียบเทียบผลลัพธ์กับข้อกำหนดของโครงการและตรวจสอบระบบป้องกันไฟกระชากทั้งหมด |
สิ่งนี้แตกต่างจากกฎการเชื่อมต่อ SPD ความยาว 0.5 เมตรอย่างไร?
หัวข้อความยาวในการเชื่อมต่อ 0.5 เมตร
มุ่งเน้นที่ตัวนำไฟฟ้าในพื้นที่ระหว่างแหล่งจ่ายไฟ SPD และ PE หรือจุดเชื่อมต่อภายในตู้จ่ายไฟ
ประเด็นหลักคือแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำส่วนเกินที่เกิดจากสายเชื่อมต่อ SPD ที่มีความยาวมากเกินความจำเป็น
หัวข้อความต้านทานการลงดิน
มุ่งเน้นที่เครือข่าย PE, การเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้า, แท่งหลักดิน และเครือข่ายการลงดินของไซต์งานที่กว้างกว่าซึ่งอยู่นอกเหนือขั้วต่อ SPD
ประเด็นหลักคือ SPD และอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันมีจุดอ้างอิงที่สอดประสานกันและเส้นทางเดินของกระแสไฟกระชากที่สมบูรณ์หรือไม่
สาย SPD ที่สั้นไม่สามารถแก้ไขเครือข่ายการลงดินที่มีการแยกออกจากกันอย่างไม่ถูกต้องได้ ค่าความต้านทานหลักดินที่ต่ำไม่สามารถหักล้างแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจากสายเชื่อมต่อ SPD ที่ยาวเกินความจำเป็นได้
คำถามที่พบบ่อย
SPD จะทำงานหรือไม่หากความต้านทานสายดินสูง?
SPD อาจยังคงทำงาน แต่การติดตั้งอาจไม่บรรลุระดับการป้องกันที่คาดหวัง ความต้านทานและอิมพีแดนซ์ชั่วขณะสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินภายนอก SPD ได้
SPD สามารถทำงานได้โดยไม่มีการเชื่อมต่อสายดินหรือไม่?
โหมดการป้องกันแบบ line-to-neutral บางประเภทอาจจำกัดแรงดันไฟฟ้าส่วนต่างได้ แต่โหมดการป้องกันที่ใช้ PE หรือสายดินจะไม่มีเส้นทางที่จำเป็น การติดตั้งที่ไม่มีการเชื่อมต่อ PE ตามที่กำหนดไม่ควรได้รับการพิจว่ามีการป้องกันที่สมบูรณ์หรือปลอดภัย
ค่า 10Ω เป็นข้อบังคับสำหรับการติดตั้ง SPD ทุกแห่งหรือไม่?
ไม่ ค่า 10Ω อาจปรากฏในโครงการเฉพาะหรือข้อกำหนดการลงดินบางแห่ง แต่ไม่ใช่ข้อกำหนดมาตรฐานสากลสำหรับ SPD ที่ใช้กับทุกประเทศและทุกการติดตั้ง
ความต้านทานการลงดินที่ต่ำกว่าย่อมดีกว่าเสมอไปหรือไม่?
โดยทั่วไปความต้านทานหลักดินที่ต่ำกว่าจะเป็นผลดี แต่ไม่สามารถทดแทนการเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าที่ถูกต้อง การใช้ตัวนำที่สั้น รูปทรงที่เหมาะสม และการจัดวาง SPD ที่สอดประสานกันได้
วิธีที่ดีที่สุดในการวัดความต้านทานสายดินคืออะไร?
ไม่มีวิธีการใดที่ดีที่สุดเพียงวิธีเดียวสำหรับทุกไซต์งาน วิธี Fall-of-Potential เป็นที่นิยมใช้สำหรับการทดสอบหลักดิน ในขณะที่วิธี selective และ clamp-on อาจมีประโยชน์ในกรณีที่มีเส้นทางขนานกัน ผู้ทดสอบจะต้องเลือกวิธีการที่เหมาะสมกับเครือข่ายการลงดินจริง
แคลมป์มิเตอร์สามารถทดสอบแท่งกราวด์ที่แยกโดดได้หรือไม่?
โดยปกติเครื่องทดสอบดินแบบ clamp-on ต้องการลูปส่งกลับที่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่สมบูรณ์ จึงอาจไม่ให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องสำหรับหลักดินเดี่ยวที่แยกจากระบบโดยไม่มีเส้นทางลงดินขนานอื่น
SPD สามารถใช้แท่งกราวด์แยกเฉพาะได้หรือไม่?
แท่งหลักดินที่แยกออกมาและไม่ได้เชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าอาจสร้างความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าที่เป็นอันตรายได้ โดยปกติแล้ว SPD ควรถูกรวมเข้ากับการออกแบบระบบสายดินและการเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าที่ประสานกัน
SPD ที่มีค่า kA สูงกว่าจะช่วยแก้ปัญหาการต่อสายดินที่ไม่ดีได้หรือไม่?
ไม่ ค่าพิกัดกระแสคายประจุที่สูงขึ้นไม่ได้ช่วยขจัดแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการเดินสายที่ไม่เหมาะสม ข้อต่อที่กัดกร่อน จุดอ้างอิงที่แยกจากกัน หรือเครือข่ายสายดินที่ไม่เพียงพอ
ทำไมอุปกรณ์ถึงเสียหายได้ในขณะที่ตัวบ่งชี้ของ SPD ยังคงเป็นสีเขียว?
โดยปกติแล้วไฟแสดงสถานะสีเขียวจะแสดงว่าโมดูล SPD ยังไม่ถึงสภาพสิ้นอายุการใช้งานภายใน แต่ไม่ได้ยืนยันถึงความถูกต้องของการลงดิน ความยาวของตัวนำ การเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้า หรือการประสานการป้องกัน
ข้อมูลการลงดินประเภทใดบ้างที่ EPC ควรส่งให้ซัพพลายเออร์ SPD?
โปรดส่งประเภทระบบสายดิน, แผนผังเส้นเดียว (Single-line diagram), ค่าความต้านทานที่วัดได้, วิธีการทดสอบ, ข้อมูลระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก (LPS), ตำแหน่ง SPD, ระยะห่างจากบาร์ PE และอุปกรณ์, เส้นทางสายเคเบิลขาเข้า และข้อกำหนดของโครงการที่เกี่ยวข้อง
ตรวจสอบ SPD และเส้นทางสายดินก่อนการสั่งซื้อจำนวนมาก
ส่งแผนผังเส้นเดียว, ประเภทระบบสายดิน, บันทึกการทดสอบหน้างาน, ตำแหน่งการติดตั้ง SPD และข้อกำหนดของโครงการมาให้ LEEYEE เราจะช่วยยืนยันการตั้งค่า SPD สำหรับ AC, DC หรือสัญญาณที่เหมาะสมกับโครงการแผงควบคุม, โซลาร์เซลล์, โทรคมนาคม หรือโครงการอุตสาหกรรมของคุณ
เอกสารอ้างอิงที่เชื่อถือได้
- DEHN, คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับระบบแหล่งจ่ายไฟ อธิบายว่าไม่มีค่าความต้านทานดินเฉพาะเจาะจงที่จำเป็นสำหรับการติดตั้ง SPD ทุกแห่ง และเน้นย้ำเรื่องการเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้า
- สถาบันป้องกันไฟกระชาก NEMA, การต่อลงดินและการบอนดิ้ง อภิปรายเกี่ยวกับเส้นทางที่มีความต้านทานต่ำและอิมพีแดนซ์ต่ำ สายเชื่อมต่อ SPD ที่สั้นและตรง และความเหนี่ยวนำในตัวเองของตัวนำ
- DEHN, ระบบป้องกันฟ้าผ่าและการเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้า อธิบายการใช้การเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าจากฟ้าผ่าเพื่อลดความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าที่เกิดจากกระแสฟ้าผ่า
- Fluke, สี่วิธีในการทดสอบการลงดิน แนะนำวิธีการทดสอบดินแบบ Fall-of-Potential, Selective, Stakeless และวิธีอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง
- Fluke, การวัดแบบ Fall-of-Potential อธิบายการวางตำแหน่งโพรบและข้อควรพิจารณาในการตรวจสอบความถูกต้องสำหรับการทดสอบแบบ Fall-of-Potential
- Megger, การทดสอบดินแบบ Clamp-On อธิบายว่าการทดสอบแบบ clamp-on ต้องการลูปตัวนำไฟฟ้าที่สมบูรณ์
- Megger, คู่มือการทดสอบดิน ครอบคลุมการทดสอบหลักดินแบบ Fall-of-Potential และการตรวจสอบระบบสายดินเป็นระยะ
- DEHN, การป้องกันฟ้าผ่าและไฟกระชากสำหรับโซลาร์ฟาร์ม อภิปรายเกี่ยวกับพื้นผิวศักย์ไฟฟ้าเท่ากันในพื้นที่ติดตั้งและระยะไกลในระบบ PV แบบติดตั้งบนพื้นดิน
