ฉันสามารถใช้เบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสสลับในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงได้หรือไม่?

ไม่ว่าจะออกแบบแผงควบคุมสำหรับเครื่องจักรหนักหรือไมโครกริดพลังงานหมุนเวียน ช่างไฟฟ้าอุตสาหกรรมจำนวนมากต้องเผชิญกับคำถามนี้ในบางช่วงของอาชีพการงาน การใช้ประเภทอุปกรณ์ป้องกันที่ไม่ถูกต้องอาจไม่จบลงด้วยดี แต่สิ่งที่ทำให้ไฟฟ้ากระแสสลับและไฟฟ้ากระแสตรงแตกต่างกัน เบรกเกอร์ แตกต่างกันอย่างไร? มาเจาะลึกรายละเอียดทางเทคนิคเบื้องหลังปัญหาที่มักเกิดขึ้นในการใช้งานเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมกันดีกว่า

หลักพื้นฐานของไฟฟ้ากระแสสลับและไฟฟ้ากระแสตรง

เพื่อเป็นการทบทวน กระแสสลับ (AC) จะเปลี่ยนขั้วและขนาดเป็นระยะในรูปคลื่นไซน์เมื่อเวลาผ่านไป ในขณะที่กระแสตรง (DC) จะไหลอย่างต่อเนื่องในทิศทางเดียว ความแตกต่างพื้นฐานนี้ส่งผลต่อการทำงานของเบรกเกอร์วงจรและฟิวส์เพื่อตัดวงจรที่ผิดพลาด

เบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสสลับอาศัยแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากกระแสไฟฟ้าผันผวนผ่านจุดตัดศูนย์ในคลื่นไซน์ สนามแม่เหล็กจึงยุบตัวและหน้าสัมผัสของเบรกเกอร์จะเปิดออก อย่างไรก็ตาม ไฟฟ้ากระแสตรงไม่แกว่งผ่านจุดศูนย์ ดังนั้น การตรวจสอบปริมาณกระแสไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวจึงไม่เพียงพอสำหรับการป้องกันวงจร ข้อควรพิจารณาทางเทคนิคอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องจึงต้องใช้เบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบพิเศษ

การใช้เบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสสลับในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง

สิ่งที่ควรคำนึงถึงในการใช้วงจร AC และ DC มีดังนี้:

กลไกการเดินทาง

ความแตกต่างที่สำคัญอยู่ที่กลไกการตัดวงจรภายในที่ใช้ตัดวงจร ในเบรกเกอร์กระแสสลับ เบรกเกอร์ประเภทนี้มักใช้แบบเทอร์มอล-แม่เหล็กที่ตรวจจับความร้อนและแรงแม่เหล็กจากการไหลของกระแสสลับ ในทางตรงกันข้าม เบรกเกอร์กระแสตรงมักใช้โลหะผสมหลอมเหลวหรือแถบไบเมทัลในการแปลงกระแสไฟฟ้าให้เป็นความร้อนที่ทำให้กลไกขยายตัวทางกายภาพ

การไม่มีจุดตัดกระแสตรงหมายความว่าเบรกเกอร์ DC ไม่มีตัวช่วยทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่จะดับอาร์คได้อย่างน่าเชื่อถือเมื่อหน้าสัมผัสแยกออกจากกัน จำเป็นต้องมีกลไกการเคลียร์ที่ทำงานโดยอิสระจากทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า กล่าวอย่างง่าย ๆ ก็คือ การทำงานของเบรกเกอร์ AC จะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเฉพาะของไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งไม่สามารถนำไปใช้กับไฟฟ้ากระแสตรงได้

ติดต่ออาร์ซิ่ง

ปัญหาอีกประการหนึ่งมาจากการเกิดอาร์คในขณะที่หน้าสัมผัสวงจรเปิด อาร์คไฟฟ้ากระแสสลับจะดับลงเองตามธรรมชาติสองครั้งต่อรอบเมื่อขั้วไฟฟ้าเปลี่ยน แต่อาร์คไฟฟ้ากระแสตรงจะยังดำเนินต่อไปอย่างสร้างสรรค์จนกว่าจะเกิดการตัด ซึ่งอาจทำให้อาร์คกลับมาเกิดขึ้นซ้ำได้หากไม่ดับลงอย่างรวดเร็ว ปรากฏการณ์นี้เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการใช้รางอาร์คแบบบูรณาการ ช่องระบายอากาศ หรือหน้าสัมผัสเฉพาะในเบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสตรงเพื่อดับการคายประจุพลังงานสูงอย่างปลอดภัย

คะแนนและขนาด

ความแตกต่างยังส่งผลต่อขนาดของส่วนประกอบและการตั้งค่าการเดินทางอีกด้วย ซึ่งแตกต่างจากกระแสสลับที่ผันผวนแบบไซน์ กระแสไฟฟ้า DC จะยังคงมีปริมาณคงที่เมื่อสร้างแล้ว ดังนั้น เบรกเกอร์ DC จะต้องมีอัตรากระแสไฟฟ้าที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากเงื่อนไขโหลดจริง แทนที่จะคำนึงถึงค่าพีค/RMS ของกระแสสลับ การกำหนดค่าต่ำเกินไปอาจนำไปสู่ความล้มเหลวก่อนกำหนดหรือขาดการป้องกัน

แรงดันไฟฟ้ายังส่งผลต่อการออกแบบและค่าพิกัดของเบรกเกอร์ด้วย แม้ว่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับหลักจะได้รับการกำหนดมาตรฐาน แต่ระดับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจะแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับการใช้งาน ระบบอุตสาหกรรมอาจใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าซึ่งจำเป็นต้องมีฉนวนเสริมแรงและการดับอาร์คในกรอบและหน้าสัมผัสของเบรกเกอร์กระแสตรง การเลือกคลาสแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญ

ข้อควรพิจารณาในการอนุมัติ

นอกจากนี้ ยังควรสังเกตว่าหน่วยงานกำกับดูแล เช่น UL นำเสนอมาตรฐานความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันสำหรับเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้ากระแสสลับและไฟฟ้ากระแสตรง เนื่องจากมีหลักการทำงานและโหมดความล้มเหลวที่แตกต่างกัน การสลับประเภทเบรกเกอร์จะทำให้การรับรองความปลอดภัยหรือรายการใดๆ ไม่ถูกต้อง ส่งผลให้เกิดปัญหาด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนดขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการใช้งานปลายทางและความต้องการของลูกค้า

บทสรุป

เมื่อพิจารณาจากปัจจัยทางเทคนิคที่กล่าวถึงในที่นี้ การใช้เบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสสลับกับไฟฟ้ากระแสตรงไม่ถือเป็นแนวทางปฏิบัติที่แนะนำ หากไม่คำนึงถึงความแตกต่างเหล่านี้ เบรกเกอร์วงจรอาจไม่สามารถให้การป้องกันไฟฟ้าเกินหรือไฟฟ้าลัดวงจรได้อย่างน่าเชื่อถือ เนื่องจากกลไกการสะดุด ประสิทธิภาพของการเกิดอาร์ก และค่าพิกัดของส่วนประกอบไม่เข้ากัน ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความล้มเหลวก่อนกำหนด การขาดการควบคุมอาร์ก การหยุดชะงักที่ไม่แม่นยำ หรืออันตรายด้านความปลอดภัย

การที่วิศวกรและช่างฝีมือมีความรู้ความเข้าใจในเชิงเทคนิคที่ลึกซึ้งมากขึ้นสำหรับความแตกต่างในระบบเหล่านี้ จะทำให้พวกเขาสามารถระบุอุปกรณ์ป้องกันที่ถูกต้องสำหรับการติดตั้งในเชิงพาณิชย์หรืออุตสาหกรรมใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้ากระแสสลับหรือไฟฟ้ากระแสตรงได้ 

ติดต่อกับ โตซันลักซ์ วันนี้เรามีเบรกเกอร์ระดับอุตสาหกรรมสำหรับการใช้งานทุกประเภท