ภาพรวมของการป้องกันสามขั้นตอน

การป้องกันสามขั้นตอนเป็นกลยุทธ์การป้องกันกระแสเกินทั่วไปที่ใช้ในเซอร์กิตเบรกเกอร์แรงดันต่ำสมัยใหม่ (MCCB, ACB) แนวคิดหลักคือการแบ่งความผิดพลาดที่เกิดจากกระแสไฟเกินออกเป็นสามระดับ โดยแต่ละระดับจะได้รับการจัดการตามขนาดปัจจุบันและการหน่วงเวลา เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถล้างข้อผิดพลาดได้อย่างปลอดภัยในขณะที่ยังคงความสามารถใน  การเลือกสรร ไว้.

วัตถุประสงค์:  เมื่อเกิดการโอเวอร์โหลดหรือไฟฟ้าลัดวงจร ให้แยกเฉพาะสาขาที่ชำรุดโดยไม่รบกวนความต่อเนื่องของแหล่งจ่ายไฟไปยังระบบจำหน่ายทั้งหมด

คำอธิบายโดยละเอียดของแต่ละขั้นตอน

1. การป้องกันเป็นเวลานาน (โอเวอร์โหลด)

ระยะตรวจจับที่ยาวนานจะตรวจจับและกำจัดกระแสเกินอย่างต่อเนื่องซึ่งไม่สูงมาก (โดยทั่วไปจะอยู่ภายในกระแสพิกัด 1.0–1.3 ×) โดยปกติจะเป็นไปตามคุณลักษณะเวลาผกผัน: ยิ่งกระแสไฟฟ้าสูงเท่าไร เวลาในการทำงานก็จะสั้นลงเท่านั้น

การใช้งานทั่วไป ได้แก่ การโอเวอร์โหลดอย่างต่อเนื่องบนมอเตอร์หรือวงจรจ่ายไฟ หรือพิกัดความเผื่อกระแสไฟฟ้าชั่วคราวในระหว่างการสตาร์ทอุปกรณ์ เป้าหมายหลักคือการป้องกันฉนวนหรือความเสียหายของอุปกรณ์ที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไป

ตัวอย่างสูตรเวลาผกผัน (สำหรับการอ้างอิง):
t = k × (I / I r ) −2

2. การคุ้มครองระยะสั้น

การป้องกันในเวลาอันสั้นมุ่งเป้าไปที่กระแสลัดวงจรระดับปานกลาง โดยทั่วไปจะตั้งค่าไว้ที่กระแสพิกัด 4×–10× โดยมีความล่าช้า 0.05–0.5 วินาที การหน่วงเวลาโดยเจตนานี้ช่วยให้  สามารถเลือกเวลาได้ โดยปล่อยให้เบรกเกอร์ดาวน์สตรีมเดินทางก่อน

ในเครือข่ายการกระจาย เมื่อวงจรย่อยประสบกับการลัดวงจร เบรกเกอร์ย่อยหรือฟิวส์ควรดำเนินการก่อน หากล้มเหลว อัปสตรีมเบรกเกอร์—ตั้งค่าด้วยการหน่วงเวลาสั้นๆ—จะเคลื่อนที่หลังจากการหน่วงเวลา ดังนั้นจึงเป็นการปกป้องบัสบาร์และอุปกรณ์ระดับสูงกว่า

3. การป้องกันทันที

การป้องกันทันทีจะตอบสนองต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่สูงมาก (≥10× กระแสไฟที่กำหนด) โดยมีเวลาการทำงานในช่วงมิลลิวินาที (<10 ms) ทำหน้าที่เป็นแนวป้องกันสุดท้ายและเร็วที่สุดเพื่อป้องกันการคงอยู่ของส่วนโค้ง ความเสียหายของบัสบาร์ หรือข้อผิดพลาดแบบเรียงซ้อน

โดยทั่วไปขั้นตอนที่เกิดขึ้นทันทีจะไม่มีการหน่วงเวลาโดยเจตนา ซึ่งเป็นการตัดข้อผิดพลาดร้ายแรงทันที

ตัวอย่างทางวิศวกรรมและคำแนะนำการตั้งค่า

ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างทั่วไป (สำหรับการอ้างอิงเท่านั้น การตั้งค่าจริงควรเป็นไปตามความสามารถในการลัดวงจร การเลือกสรร และหลักเกณฑ์ของผู้ผลิต):

• จัดอันดับปัจจุบัน:  ใน = 400 A

• ระยะยาว: Ir = 1.0 × In = 400 A (การตั้งค่าเวลาผกผัน)

• เวลาอันสั้น: Isd = 5 × In = 2000 A, ดีเลย์ = 0.3 วิ

• ทันที: Ii = 10 × In = 4000 A (ทริปทันที)

ตัวอย่างการใช้งาน:
450 A → ทริปในเวลาหลายวินาที (เป็นเวลานาน)
2500 A →ทริปหลังจาก 0.3 วินาที (ช่วงเวลาสั้น ๆ )
5,000 A → ทริปทันที (ทันที)

เมื่อตั้งค่า ให้พิจารณาความสามารถในการลัดวงจรของบัส คุณลักษณะการป้องกันดาวน์สตรีม ข้อกำหนดความต่อเนื่องของกำลังไฟ และความทนทานต่อความร้อนของอุปกรณ์

หลักการประสานงานและวิธีการทดสอบ

กฎการประสานงานสามารถสรุปได้เป็น:  'ดาวน์สตรีมเร็ว อัพสตรีมช้า'  เบรกเกอร์ที่อยู่ใกล้กับโหลดควรทำงานเร็วกว่าและไวกว่า ในขณะที่เบรกเกอร์ที่อยู่ใกล้แหล่งกำเนิดควรรักษาความล่าช้านานกว่าเพื่อรักษาความสามารถในการเลือก

คำแนะนำในการว่าจ้างและการตรวจสอบ:

• ทำการวิเคราะห์การเลือกระหว่างการออกแบบโดยใช้เส้นโค้งลักษณะเฉพาะเวลาและปัจจุบัน (TCC)

• ดำเนินการทดสอบการฉีดทุติยภูมิหรือการทดสอบการฉีดปัจจุบันเพื่อตรวจสอบเวลาการเดินทางและการประสานงาน

• บันทึกและเก็บถาวรการตั้งค่า ข้อมูลการทดสอบ และรูปถ่ายไซต์สำหรับเอกสารประกอบการยอมรับ

ส่วนขยาย: การป้องกันข้อผิดพลาดสี่ขั้นตอนและภาคพื้นดิน

เบรกเกอร์วงจรอัจฉริยะสมัยใหม่มักจะเพิ่มขั้นตอนที่สี่ — การป้องกันข้อผิดพลาดกราวด์ — เพิ่มเติมจากสามขั้นแบบดั้งเดิม การป้องกันข้อผิดพลาดของกราวด์จะตรวจจับกระแสตกค้างที่ไม่สมดุลลงสู่กราวด์และให้การตอบสนองที่ละเอียดอ่อน เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความปลอดภัยของบุคลากรและการปกป้องอุปกรณ์ที่ได้รับการปรับปรุง

แนวทางการทดสอบและการยอมรับ

การทดสอบการยอมรับควรรวมถึงแต่ไม่จำกัดเฉพาะ:

• การตรวจสอบเส้นโค้งการทำงานเป็นเวลานาน (การฉีดหลายจุด)

• การทดสอบการหน่วงเวลาอันสั้นและปิ๊กอัพ

• การทดสอบเกณฑ์การเดินทางทันที (กระแสสูง ต่ำกว่าขีดจำกัดอุปกรณ์)

• การวัดและการเปรียบเทียบกระแสไฟฟ้าลัดวงจรของระบบเพื่อให้แน่ใจว่าค่าการตั้งค่ามีความเหมาะสม

ประกาศด้านความปลอดภัย:  การทดสอบกระแสไฟสูงเป็นอันตรายและต้องดำเนินการโดยบุคลากรที่มีคุณสมบัติเหมาะสมภายใต้สภาวะที่ไม่มีพลังงานหรือควบคุมเท่านั้น ปฏิบัติตามขั้นตอนการปฏิบัติงานมาตรฐานและสวมอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) ที่เหมาะสม