บทนำ
พื้นผิว แฟลชโอเวอร์1 บนส่วนประกอบฉนวนแบบหล่อเป็นหนึ่งในรูปแบบความล้มเหลวที่แอบแฝงมากที่สุดในอุปกรณ์แรงดันปานกลางและสูง — มันแทบจะไม่แสดงตัวก่อนที่ความเสียหายจะเกิดขึ้น สำหรับวิศวกรไฟฟ้าที่ออกแบบแผงสวิตช์เกียร์ และสำหรับผู้จัดการจัดซื้อที่ระบุชิ้นส่วนฉนวนแบบหล่อ ระยะห่างการลัดวงจรไม่ใช่เพียงหมายเหตุเล็กๆ ในแผ่นข้อมูล แต่เป็นพารามิเตอร์การออกแบบหลักที่กำหนดว่าระบบฉนวนของคุณจะอยู่รอดได้เป็นทศวรรษหรือล้มเหลวภายในฤดูมรสุมแรก.
ระยะห่างระหว่างพื้นผิว (Creepage distance) คือระยะทางที่สั้นที่สุดบนผิวหน้าของวัสดุฉนวนที่เป็นของแข็งระหว่างส่วนที่เป็นตัวนำสองส่วน และการคำนวณอย่างถูกต้องเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดเพียงอย่างเดียวในการป้องกันการลุกไหม้ของผิวหน้า (surface flashover) บนส่วนประกอบฉนวนที่ถูกขึ้นรูปในระบบจ่ายไฟฟ้าแรงดันปานกลางและสูง. อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ วิศวกรหลายคนมักจะใช้ตารางทั่วไปโดยไม่คำนึงถึง ระดับมลพิษ2, หรือสับสนระหว่างระยะห่างการคลานกับความห่างปลอดภัย — สองพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันอย่างพื้นฐานและมีกลไกการล้มเหลวที่แตกต่างกัน.
คู่มือนี้จะอธิบายหลักการทางวิศวกรรมที่อยู่เบื้องหลังการคำนวณระยะห่างระหว่างส่วนที่นำไฟฟ้า (creepage distance) อธิบายว่าโครงสร้างทางเรขาคณิตของฉนวนที่ขึ้นรูปมีอิทธิพลโดยตรงต่อความต้านทานการลุกไหม้ (flashover resistance) อย่างไร และให้กรอบการคัดเลือกที่มีโครงสร้างสำหรับการนำไปใช้ในระบบการจ่ายไฟฟ้าและอุปกรณ์สวิตช์เกียร์ในโลกจริง.
สารบัญ
- ระยะห่างระหว่างตัวนำไฟฟ้า (Creepage Distance) คืออะไร และมีความเกี่ยวข้องกับการฉนวนแบบหล่ออย่างไร?
- ระยะห่างการลัดวงจร (Creepage Distance) สำหรับฉนวนแบบหล่อสำหรับแรงดันไฟฟ้าปานกลางและสูงคำนวณอย่างไร?
- คุณเลือกระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานและสภาพแวดล้อมของคุณได้อย่างไร?
- ข้อผิดพลาดในการติดตั้งและแนวทางการบำรุงรักษาที่พบบ่อยสำหรับประสิทธิภาพการแยกระยะของฉนวนแบบหล่อคืออะไร?
ระยะห่างระหว่างตัวนำไฟฟ้า (Creepage Distance) คืออะไร และมีความเกี่ยวข้องกับการฉนวนแบบหล่ออย่างไร?
ระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้า (creepage distance) และระยะห่างจากส่วนนำไฟฟ้า (clearance) เป็นพารามิเตอร์การฉนวนที่แตกต่างกันสองประการ ซึ่งมักถูกเข้าใจผิดอย่างอันตรายในข้อกำหนดของอุปกรณ์สวิตช์เกียร์. เคลียร์แรนซ์ คือระยะทางที่สั้นที่สุดผ่านอากาศระหว่างสองส่วนที่เป็นตัวนำ. ระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้า คือระยะทางที่สั้นที่สุดที่วัดตามผิวหน้าของวัสดุฉนวนระหว่างส่วนทั้งสองนั้น.
ในชิ้นส่วนฉนวนที่ขึ้นรูป เช่น ฉนวนเรซินอีพ็อกซี่ กระบอกฉนวน ตัวกล่องกล่องสัมผัส และตัวรองรับบัสบาร์ที่ใช้ในอุปกรณ์สวิตช์เกียร์ที่ฉนวนด้วยอากาศ เส้นทางบนพื้นผิวคือบริเวณที่สิ่งปนเปื้อน ความชื้น และมลภาวะสะสมอยู่ ชั้นที่สะสมนี้สร้างฟิล์มนำไฟฟ้าที่ลดความต้านทานฉนวนที่มีประสิทธิภาพลงเรื่อยๆ จนกระทั่งเกิดการคายประจุบนพื้นผิวหรือการลุกไหม้.
ทำไมรูปทรงของฉนวนกันความร้อนแบบหล่อจึงมีความสำคัญ
ลักษณะทางกายภาพของชิ้นส่วนฉนวนที่ขึ้นรูปจะควบคุมระยะการลามของไฟฟ้าโดยตรง นักออกแบบใช้ซี่โครง, แผ่นระบาย, และร่องเพื่อเพิ่มระยะทางของพื้นผิวโดยไม่เพิ่มขนาดทางกายภาพโดยรวมของชิ้นส่วน ฉนวนแบบแบนและฉนวนแบบมีซี่โครงที่มีความสูงเท่ากันสามารถมีระยะการลามของไฟฟ้าที่แตกต่างกันได้ถึงสองเท่าหรือมากกว่านั้น.
วัสดุหลักและพารามิเตอร์โครงสร้าง
- วัสดุฐาน: เรซินอีพ็อกซี่ไซโคลอะลิฟาติก (กระบวนการ APG) หรืออีพ็อกซี่เสริมใยแก้ว (BMC/SMC)
- ความแข็งแรงไดอิเล็กทริก: ≥ 18 กิโลโวลต์/มิลลิเมตร (อีพ็อกซี่เรซิน, IEC 60243-1)
- ดัชนีการติดตามเปรียบเทียบ (CTI)3: ≥ 600 V (กลุ่มวัสดุ I ตามมาตรฐาน IEC 60112) — มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพการป้องกันไฟฟ้าสถิต
- คลาสความร้อน: คลาส F (155°C) หรือ คลาส H (180°C)
- ความต้านทานผิว ≥ 10¹² โอห์ม ภายใต้สภาวะแห้ง (IEC 60167)
- มาตรฐานที่ใช้บังคับ: IEC 60071-14 (การประสานงานฉนวน), IEC 60664-1 (การประสานงานฉนวนสำหรับแรงดันต่ำและแรงดันปานกลาง), IEC 62271-1 (ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับอุปกรณ์สวิตช์แรงดันสูง)
ระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้า (Creepage) กับระยะห่างปลอดภัย (Clearance): ความแตกต่างที่สำคัญ
| พารามิเตอร์ | ระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้า | เคลียร์แรนซ์ |
|---|---|---|
| ระยะทางที่วัดได้ | ตามผิวของฉนวน | ผ่านทางอากาศ |
| ภัยคุกคามหลัก | การปนเปื้อนบนพื้นผิว ความชื้น | แรงดันไฟฟ้าเกิน, กระแสไฟฟ้าชั่วขณะ |
| ได้รับผลกระทบจาก | ระดับมลพิษ, ค่า CTI ของวัสดุ | ระดับความสูง, หมวดหมู่แรงดันไฟฟ้าเกิน |
| เครื่องมือออกแบบ | เรขาคณิตของแผง/โรงเก็บของ, ค่า CTI ของวัสดุ | การกำหนดขนาดช่องว่างอากาศ |
| มาตรฐานการกำกับดูแล | IEC 60664-1, IEC 60071-1 | IEC 60071-1 |
การเข้าใจความแตกต่างนี้เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการคำนวณระยะห่างการสัมผัสไฟฟ้าในแบบแม่พิมพ์ฉนวนที่ถูกต้อง.
ระยะห่างการลัดวงจร (Creepage Distance) สำหรับฉนวนแบบหล่อสำหรับแรงดันไฟฟ้าปานกลางและสูงคำนวณอย่างไร?
การคำนวณระยะห่างที่จำเป็นสำหรับการป้องกันไฟฟ้าสถิต (creepage distance) ดำเนินการตามวิธีการที่มีโครงสร้างซึ่งได้กำหนดไว้ใน IEC 60071-1 (การประสานงานฉนวน) และ IEC 60815 (สำหรับฉนวนกลางแจ้งภายใต้มลพิษ) สำหรับฉนวนขึ้นรูปภายในอาคารในสวิตช์เกียร์ที่หุ้มฉนวนด้วยอากาศ อ้างอิงหลักคือ IEC 60664-1 รวมกับมาตรฐานเฉพาะอุปกรณ์ เช่น IEC 62271-1.
สูตรการคำนวณหลัก
ระยะห่างขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการป้องกันการลัดวงจรแบบสัมผัส (creepage) ถูกกำหนดโดย:
สถานที่:
- = ระยะห่างขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการป้องกันการสัมผัส (มม.)
- = แรงดันไฟฟ้าสูงสุดระหว่างเฟสกับกราวด์ (kV rms) =
- = ระยะห่างการสัมผัสไฟฟ้าเฉพาะ5 (มิลลิเมตร/กิโลโวลต์), กำหนดโดยระดับมลพิษ
ระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจงตามระดับมลภาวะ (IEC 60815 / IEC 62271-1)
| ระดับมลพิษ | คำอธิบายสิ่งแวดล้อม | ระยะห่างเฉพาะ (มิลลิเมตร/กิโลโวลต์) |
|---|---|---|
| PD1 — แสง | สะอาดภายในอาคาร ควบคุมอุณหภูมิ | 16 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์ |
| PD2 — ปานกลาง | การใช้งานภายในอาคารอุตสาหกรรม มีน้ำค้างเป็นครั้งคราว | 20 มิลลิเมตรต่อกิโลโวลต์ |
| PD3 — หนัก | ชายฝั่ง, ความชื้นสูง, การสัมผัสสารเคมี | 25 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์ |
| PD4 — หนักมาก | อุตสาหกรรมหนัก, หมอกเกลือ, มลพิษหนัก | 31 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์ |
ตัวอย่างที่ใช้งาน: ตู้สวิตช์เกียร์ภายในอาคาร 12 กิโลโวลต์
สำหรับระบบ 12 kV ที่ติดตั้งในโรงงานอุตสาหกรรมชายฝั่งทะเล (ระดับมลพิษ 3):
ซึ่งหมายความว่าส่วนประกอบฉนวนที่ขึ้นรูปต้องให้เส้นทางการเคลื่อนตัวบนพื้นผิวขั้นต่ำของ 173 มิลลิเมตร ระหว่างตัวนำเฟสกับตัวนำกราวด์. ตัวรองรับฉนวนแบบแบนมาตรฐานของอีพ็อกซี่ในคลาสแรงดันไฟฟ้าเช่นนี้มักจะให้การป้องกันเพียง 120–140 มิลลิเมตร — ซึ่งไม่เพียงพอสำหรับสภาพแวดล้อมนี้หากไม่มีโครงสร้างแบบมีร่องหรือการเลือกใช้วัสดุที่ได้รับการปรับปรุง.
กรณีศึกษาทางวิศวกรรมศาสตร์ที่แท้จริง
ผู้รับเหมาจัดจำหน่ายพลังงานที่ทำงานในการขยายสถานีไฟฟ้าย่อย 12 kV ในเมืองชายฝั่งของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ได้ติดต่อเราหลังจากประสบปัญหาการติดตามพื้นผิวซ้ำ ๆ บนตัวรองรับฉนวนแบบหล่อที่มีอยู่ภายใน 14 เดือนหลังจากการเริ่มใช้งาน ข้อกำหนดเดิมของพวกเขาได้ใช้ค่าการแทรกซึม PD2 (20 มม./kV) สำหรับสภาพแวดล้อมที่ชัดเจนว่าเป็น PD3 — ซึ่งขาดระยะทางพื้นผิว 20%.
หลังจากเปลี่ยนมาใช้ชิ้นส่วนฉนวนกันความร้อนแบบขึ้นรูปอีพ็อกซี่ลายเส้นของ Bepto ที่ออกแบบมาสำหรับ PD3 โดยมีระยะห่างระหว่างส่วนที่นำไฟฟ้า 25 มม./กิโลโวลต์ และค่า CTI ≥ 600 โวลต์ (กลุ่มวัสดุ I) หน่วยทดแทนผ่านการทดสอบการลุกไหม้แบบแห้งและเปียกตามมาตรฐาน IEC 62271-1 ไม่มีรายงานเหตุการณ์การติดตามบนพื้นผิวเป็นเวลา 18 เดือนในแผงที่อัปเกรดแล้ว.
บทเรียน: การจำแนกระดับมลพิษไม่ใช่การวิศวกรรมแบบอนุรักษ์นิยม — แต่เป็นการวิศวกรรมที่ถูกต้องแม่นยำ.
คุณเลือกระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานและสภาพแวดล้อมของคุณได้อย่างไร?
การเลือกฉนวนแบบขึ้นรูปที่มีระยะห่างตามข้อกำหนดจำเป็นต้องมีการประเมินอย่างเป็นระบบโดยพิจารณาปัจจัยสามประการที่สัมพันธ์กัน ได้แก่ ข้อกำหนดทางไฟฟ้า สภาพแวดล้อม และคุณสมบัติของวัสดุ การละเลยขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งจะก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อระบบฉนวน.
ขั้นตอนที่ 1: กำหนดความต้องการทางไฟฟ้า
- แรงดันไฟฟ้าของระบบ: กำหนดแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด Ur และคำนวณแรงดันไฟฟ้าสูงสุดระหว่างเฟสกับกราวด์
- หมวดหมู่แรงดันไฟฟ้าเกิน: ยืนยันแรงดันไฟฟ้าทนต่อแรงดันกระชากฟ้า (LIWV) และข้อกำหนดแรงดันกระชากสวิตช์
- ความถี่: มาตรฐาน 50/60 Hz; ความถี่ที่สูงกว่าต้องการการลดกำลังไฟฟ้าของฉนวนผิวเพิ่มเติม
ขั้นตอนที่ 2: จัดประเภทสิ่งแวดล้อมที่เกิดมลพิษ
- พีดี1: สภาพแวดล้อมในร่มที่ปิดสนิทและควบคุมอุณหภูมิ (พบได้ยากในทางปฏิบัติอุตสาหกรรม)
- พีดี2: สภาพแวดล้อมภายในอาคารอุตสาหกรรมมาตรฐานที่มีฝุ่นปานกลางและมีการควบแน่นเป็นครั้งคราว
- พีดี3: พื้นที่ชายฝั่ง, โรงงานเคมี, โรงงานปูนซีเมนต์, สภาพแวดล้อมเขตร้อนที่มีความชื้นสูง
- PD4: แท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง, เขตพ่นละอองเกลือ, โรงงานแปรรูปสารเคมีหนัก
ขั้นตอนที่ 3: เลือกกลุ่ม CTI ของวัสดุ
ดัชนีการติดตามเปรียบเทียบ (CTI) ของวัสดุฉนวนที่ขึ้นรูปมีผลโดยตรงต่อระยะห่างการลัดวงจรที่จำเป็น วัสดุที่มีค่า CTI สูงจะต้านทานการติดตามบนพื้นผิวได้ดีกว่า ทำให้สามารถลดระยะห่างการลัดวงจรได้สำหรับระดับมลพิษเดียวกัน.
| ช่วง CTI | กลุ่มวัสดุ | ปัจจัยการลดระยะห่าง | วัสดุทั่วไป |
|---|---|---|---|
| CTI ≥ 600 โวลต์ | กลุ่มที่ 1 | 1.0 (ระดับพื้นฐาน) | ไซโคลอะลิฟาติกอีพ็อกซี |
| 400 ≤ CTI < 600 V | กลุ่มที่ II | 1.25 เท่า (ต้องเพิ่ม) | เรซินอีพ็อกซี่มาตรฐาน |
| 175 ≤ CTI < 400 V | กลุ่มที่ IIIa | 1.6 เท่า (เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ) | โพลีเอสเตอร์, บางส่วน BMC |
สำหรับฉนวนแบบหล่อสำหรับแรงดันไฟฟ้าปานกลางในสวิตช์เกียร์ระบบจ่ายไฟฟ้า, กลุ่มวัสดุที่ 1 (CTI ≥ 600 V) เป็นมาตรฐานทางวิศวกรรม — ไม่ใช่ตัวเลือกพิเศษ.
สถานการณ์การใช้งานและข้อกำหนดที่แนะนำ
| การสมัคร | ระดับมลพิษ | ระยะห่างเฉพาะ (มิลลิเมตร/กิโลโวลต์) | วัสดุที่แนะนำ |
|---|---|---|---|
| สวิตช์เกียร์อุตสาหกรรมภายในอาคาร | พีดี2 | 20 มิลลิเมตรต่อกิโลโวลต์ | อีพ็อกซี่เรซิน, CTI ≥ 600 |
| สถานีย่อยชายฝั่ง | PD3 | 25 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์ | อีพ็อกซี่ไซโคลอัลลิฟาติก, CTI ≥ 600 |
| ตู้สวิตช์ไฟฟ้ากระแสตรง/กระแสสลับสำหรับฟาร์มโซลาร์ | พีดี2–พีดี3 | 20–25 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์ | อีพ็อกซี่ที่ทนต่อรังสียูวี |
| แผงควบคุมทางทะเล / นอกชายฝั่ง | พีดี4 | 31 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์ | ซิลิโคนหรืออีพ็อกซี่ที่มีค่า CTI สูง |
| อุปกรณ์สวิตช์เกียร์ใต้ดินสำหรับการทำเหมือง | PD3 | 25 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์ | อีพ็อกซี่ป้องกันการติดตาม, IP54+ |
ข้อผิดพลาดในการติดตั้งและแนวทางการบำรุงรักษาที่พบบ่อยสำหรับประสิทธิภาพการแยกระยะของฉนวนแบบหล่อคืออะไร?
ขั้นตอนการติดตั้ง
- การตรวจสอบก่อนการติดตั้ง: ยืนยันระยะห่างการลามของส่วนประกอบจากข้อมูลในแผ่นข้อมูลตรงตามข้อกำหนดขั้นต่ำที่คำนวณได้สำหรับระดับมลพิษเฉพาะ
- การตรวจสอบพื้นผิว: ตรวจสอบความเสียหายจากการขนส่ง รอยร้าวขนาดเล็ก หรือการปนเปื้อนบนพื้นผิวของตัวฉนวนก่อนการติดตั้ง
- การตรวจสอบการตั้งต้น: ฉนวนแบบมีร่องต้องติดตั้งโดยให้ร่องหันไปในทิศทางที่เพิ่มระยะห่างทางไฟฟ้าให้มากที่สุด — การติดตั้งในทิศทางที่ไม่ถูกต้องอาจลดระยะห่างทางไฟฟ้าได้ถึง 30–40%
- การควบคุมแรงบิด: การขันอุปกรณ์ยึดให้แน่นเกินไปทำให้เกิดการรวมตัวของแรงเค้นเชิงกล ซึ่งก่อให้เกิดรอยร้าวขนาดเล็กตามแนวพื้นผิวที่แยกตัวออกเมื่อเวลาผ่านไป
- การตรวจสอบการปิดผนึก: ยืนยันว่าค่าการป้องกัน IP ของแผงยังคงอยู่หลังการติดตั้งเพื่อรักษาสมมติฐานระดับมลพิษที่ใช้ในการคำนวณระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้า
ตารางการบำรุงรักษา
- ทุก 6 เดือน: การตรวจสอบด้วยสายตาเพื่อหา รอยติดตามบนพื้นผิว (รอยสีน้ำตาลหรือดำจากการเผาไหม้), รอยขาว (chalking), หรือการซึมของน้ำ
- รายปี: ทำความสะอาดพื้นผิวฉนวนด้วยผ้าแห้งที่ไม่มีขุยหรือสารละลายที่อนุมัติ; วัดความต้านทานฉนวนพื้นผิว (เป้าหมาย ≥ 500 MΩ ที่ 1 kV DC)
- ทุก 3–5 ปี: ทดสอบความทนทานของฉนวนไฟฟ้าแบบเต็มรูปแบบตามมาตรฐาน IEC 62271-1 เพื่อยืนยันว่าความสมบูรณ์ของฉนวนไม่ได้เสื่อมลง
ข้อผิดพลาดทั่วไปในข้อกำหนดและการติดตั้ง
- การใช้ค่าการเคลียร์แทนค่าการครีป เมื่อระบุส่วนประกอบของฉนวน — เหล่านี้เป็นพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันและไม่สามารถใช้แทนกันได้
- การประยุกต์ใช้ระดับมลพิษภายในอาคารกับการติดตั้งที่อยู่ติดกับภายนอก: อุปกรณ์ที่อยู่ใกล้ช่องระบายอากาศ จุดเข้าสายเคเบิล หรือในสภาพอากาศเขตร้อนโดยไม่มีตู้ปิดผนึก มักประสบกับสภาวะ PD3 แม้ว่าจะอยู่ในพื้นที่ “ในร่ม” ตามที่กำหนดก็ตาม”
- การละเว้นกลุ่ม CTI เมื่อเปรียบเทียบซัพพลายเออร์: ส่วนประกอบสองชิ้นที่มีมิติระยะห่างการลัดวงจรไฟฟ้า (creepage distance) เท่ากันแต่มีค่า CTI ต่างกัน จะมีความต้านทานการลุกไหม้ (flashover resistance) ที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน ซึ่งเป็นสาเหตุทั่วไปของความล้มเหลวเมื่อเปลี่ยนไปใช้ทางเลือกที่มีต้นทุนต่ำกว่า
- การละเลยการปรับทิศทางของซี่โครงระหว่างการติดตั้ง: ซี่โครงแนวนอนบนฉนวนที่ติดตั้งในแนวตั้งอาจไม่สามารถระบายความชื้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ประโยชน์ของการเพิ่มระยะห่างสำหรับการลามของไฟฟ้าสถิตตามแนวรัศมีของรูปทรงซี่โครงหมดไป
สรุป
การคำนวณระยะห่างระหว่างตัวนำ (Creepage distance) ไม่ใช่เพียงการติ๊กช่องทำเครื่องหมาย — แต่เป็นรากฐานทางวิศวกรรมของประสิทธิภาพฉนวนที่เชื่อถือได้ในระบบจ่ายไฟฟ้าแรงดันปานกลางและสูงสำหรับส่วนประกอบฉนวนแบบขึ้นรูปในอุปกรณ์สวิตช์เกียร์ที่หุ้มฉนวนด้วยอากาศ การจัดระดับความสกปรกอย่างถูกต้อง การนำระยะห่างตามข้อกำหนดเฉพาะที่เหมาะสมมาใช้ และการเลือกใช้เรซินอีพ็อกซี่กลุ่มวัสดุ I ที่มีค่า CTI ≥ 600 V เป็นสามขั้นตอนที่ขาดไม่ได้ ซึ่งจะเป็นตัวแบ่งแยกระหว่างระบบฉนวนที่มีอายุการใช้งาน 20 ปี กับระบบที่ล้มเหลวภายในปีที่สองที่ Bepto Electric ทุกชิ้นส่วนฉนวนที่ขึ้นรูปได้รับการออกแบบตามมาตรฐาน IEC 62271-1 พร้อมเอกสารแสดงระยะห่างตามข้อกำหนด การรับรอง CTI และการจัดระดับมลภาวะ — เพราะการป้องกันการลุกไหม้บนพื้นผิวเริ่มต้นตั้งแต่ขั้นตอนการกำหนดข้อกำหนด.
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการคำนวณระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์แรงดันสูง
ถาม: ระยะห่างเฉพาะขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับฉนวนแบบหล่อสำหรับแรงดันไฟฟ้า 12 กิโลโวลต์ในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมชายฝั่งทะเลคือเท่าไร?
A: สำหรับระดับมลพิษ 3 (ชายฝั่ง/อุตสาหกรรม) มาตรฐาน IEC 62271-1 กำหนดให้ต้องมีระยะห่างระหว่างส่วนที่นำไฟฟ้าขั้นต่ำ 25 มม./กิโลโวลต์ สำหรับระบบ 12 กิโลโวลต์ จะได้ระยะห่างขั้นต่ำประมาณ 173 มม. ระหว่างเฟสกับพื้นดิน.
ถาม: ความแตกต่างระหว่างระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้า (creepage distance) กับระยะห่างจากส่วนนำไฟฟ้า (clearance) ในการออกแบบฉนวนไฟฟ้าแรงสูงคืออะไร?
A: ระยะปลอดไฟคือเส้นทางที่สั้นที่สุดผ่านอากาศระหว่างตัวนำ ซึ่งช่วยป้องกันการเกิดแรงดันไฟฟ้าเกิน ระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้าคือเส้นทางที่สั้นที่สุดตามผิวหน้าของฉนวน ซึ่งช่วยป้องกันการลุกไหม้ของผิวหน้าเนื่องจากสิ่งปนเปื้อนและความชื้น ทั้งสองอย่างต้องได้รับการปฏิบัติตามอย่างอิสระ.
ถาม: ทำไมดัชนีการติดตามเปรียบเทียบ (CTI) จึงมีความสำคัญเมื่อเลือกฉนวนแบบขึ้นรูปสำหรับสวิตช์เกียร์แรงดันปานกลาง?
A: CTI วัดความต้านทานของวัสดุต่อการติดตามพื้นผิวภายใต้ความเครียดทางไฟฟ้าและการปนเปื้อน กลุ่มวัสดุ I (CTI ≥ 600 V) ต้องการระยะห่างขั้นต่ำสำหรับการปนเปื้อนในระดับที่กำหนด — วัสดุที่มีค่า CTI ต่ำกว่าต้องการระยะห่างที่ยาวขึ้นอย่างมากเพื่อให้ได้ความต้านทานการลุกไหม้ที่เทียบเท่ากัน.
ถาม: ความสูงจากระดับน้ำทะเลส่งผลต่อข้อกำหนดระยะห่างการสัมผัสสำหรับฉนวนแบบหล่อสำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงอย่างไร?
A: ความสูงจากระดับน้ำทะเลมีผลกระทบต่อข้อกำหนดเกี่ยวกับระยะห่าง (ช่องว่างอากาศ) เป็นหลักผ่านการลดความหนาแน่นของอากาศ ระยะห่างระหว่างพื้นผิวฉนวนที่สัมผัสกับอากาศตามแนวยาวมีความไวต่อความสูงจากระดับน้ำทะเลน้อยกว่า แต่ยังคงต้องคำนึงถึงความเสี่ยงของการเกิดการควบแน่นที่เพิ่มขึ้นและการสัมผัสกับรังสี UV ที่ระดับความสูงตามคำแนะนำการแก้ไขของมาตรฐาน IEC 60071-1.
ถาม: สามารถใช้ฉนวนแบบขึ้นรูปอีพ็อกซี่แบบมีร่องเพื่อตอบสนองข้อกำหนดการเว้นระยะห่างตาม PD3 ได้หรือไม่ โดยไม่ต้องเพิ่มขนาดของชิ้นส่วน?
A: ใช่. โครงสร้างแบบมีร่องช่วยขยายเส้นทางความลัดวงจรบนพื้นผิวโดยไม่เพิ่มขนาดโดยรวมของชิ้นส่วน. ฉนวนอีพ็อกซี่ไซโคลอะลิฟาติกแบบมีร่องที่ออกแบบอย่างถูกต้องสามารถให้ระยะทางลัดวงจรเฉพาะได้ถึง 25–31 มิลลิเมตรต่อโวลต์ (mm/kV) ภายในพื้นที่ติดตั้งเดียวกันกับฉนวนแบบแบนที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ PD2.
-
เข้าใจกระบวนการสลายตัวทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวฉนวนซึ่งเรียกว่าการลุกวาบ. ↩
-
เรียนรู้วิธีการจำแนกประเภทของสภาพแวดล้อมเป็นระดับมลพิษสำหรับการออกแบบฉนวนไฟฟ้า. ↩
-
สำรวจดัชนีการเปรียบเทียบการติดตาม (Comparative Tracking Index) วัดความต้านทานของวัสดุฉนวนต่อการติดตามทางไฟฟ้าอย่างไร. ↩
-
เข้าถึงมาตรฐานสากลที่ควบคุมการประสานงานการฉนวนสำหรับอุปกรณ์แรงดันสูง. ↩
-
ตรวจสอบข้อกำหนดสำหรับระยะห่างระหว่างส่วนที่นำไฟฟ้าตามความรุนแรงของมลภาวะในพื้นที่. ↩