การคำนวณระยะห่างระหว่างส่วนที่สัมผัสได้สำหรับอุปกรณ์แรงดันสูง

การคำนวณระยะห่างระหว่างส่วนที่สัมผัสได้สำหรับอุปกรณ์แรงดันสูง
บุชผนัง
บุชผนัง

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?

ภาพถ่ายทางเทคนิคที่แสดงระยะห่างและการเปรียบเทียบระยะเคลียร์บนฉนวนเรซินอีพ็อกซี่ขึ้นรูปสีแดงน้ำตาลเฉพาะจาก image_2.png ซึ่งรวมอยู่ในบริบทของสวิตช์เกียร์ เส้นทางสีเขียวฟลูออเรสเซนต์ที่พันเป็นเส้นแสดงโปรไฟล์พื้นผิวที่ซับซ้อนของหลังคาลูกฟูก (เส้นทางครีป) ในขณะที่เส้นสีแดงฟลูออเรสเซนต์ตรงวัดช่องว่างอากาศที่สั้นที่สุด (เส้นทางเคลียร์) ระหว่างส่วนที่นำไฟฟ้าสองส่วน.
ระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้า (Creepage) กับระยะห่างปลอดภัย (Clearance) บนฉนวนแบบหล่อ

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

พารามิเตอร์ระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้าเคลียร์แรนซ์
ระยะทางที่วัดได้ตามผิวของฉนวนผ่านทางอากาศ
ภัยคุกคามหลักการปนเปื้อนบนพื้นผิว ความชื้นแรงดันไฟฟ้าเกิน, กระแสไฟฟ้าชั่วขณะ
ได้รับผลกระทบจากระดับมลพิษ, ค่า CTI ของวัสดุระดับความสูง, หมวดหมู่แรงดันไฟฟ้าเกิน
เครื่องมือออกแบบเรขาคณิตของแผง/โรงเก็บของ, ค่า CTI ของวัสดุการกำหนดขนาดช่องว่างอากาศ
มาตรฐานการกำกับดูแลIEC 60664-1, IEC 60071-1IEC 60071-1

การเข้าใจความแตกต่างนี้เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการคำนวณระยะห่างการสัมผัสไฟฟ้าในแบบแม่พิมพ์ฉนวนที่ถูกต้อง.

ระยะห่างการลัดวงจร (Creepage Distance) สำหรับฉนวนแบบหล่อสำหรับแรงดันไฟฟ้าปานกลางและสูงคำนวณอย่างไร?

ภาพประกอบทางวิศวกรรมเทคนิคที่แสดงการคำนวณระยะห่างขั้นต่ำสำหรับการเคลื่อนที่ของฉนวนกันไฟฟ้าแบบอีพ็อกซี่ขึ้นรูปที่มีลายซี่โครงตามมาตรฐาน IEC โดยแสดงสูตร $L_{creepage} = \frac{U_{max}}{\rho_{min}}$ อย่างชัดเจน พร้อมกราฟิกที่ปรับได้สำหรับแรงดันไฟฟ้าของระบบและระดับมลภาวะ.
การคำนวณระยะห่างระหว่างส่วนที่สัมผัสได้สำหรับการฉนวนแบบหล่อตามมาตรฐาน IEC

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:

Lcreepage=UmaxρminL_{creepage} = \frac{U_{max}}{\rho_{min}}

สถานที่:

  • LcreepageL_{ระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้า} = ระยะห่างขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการป้องกันการสัมผัส (มม.)
  • UmaxU_{max}= แรงดันไฟฟ้าสูงสุดระหว่างเฟสกับกราวด์ (kV rms) =Ur3\frac{U_r}{\sqrt{3}}
  • ρmin\rho_{min} = ระยะห่างการสัมผัสไฟฟ้าเฉพาะ5 (มิลลิเมตร/กิโลโวลต์), กำหนดโดยระดับมลพิษ

ระยะห่างระหว่างส่วนนำไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจงตามระดับมลภาวะ (IEC 60815 / IEC 62271-1)

ระดับมลพิษคำอธิบายสิ่งแวดล้อมระยะห่างเฉพาะ (มิลลิเมตร/กิโลโวลต์)
PD1 — แสงสะอาดภายในอาคาร ควบคุมอุณหภูมิ16 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์
PD2 — ปานกลางการใช้งานภายในอาคารอุตสาหกรรม มีน้ำค้างเป็นครั้งคราว20 มิลลิเมตรต่อกิโลโวลต์
PD3 — หนักชายฝั่ง, ความชื้นสูง, การสัมผัสสารเคมี25 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์
PD4 — หนักมากอุตสาหกรรมหนัก, หมอกเกลือ, มลพิษหนัก31 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์

ตัวอย่างที่ใช้งาน: ตู้สวิตช์เกียร์ภายในอาคาร 12 กิโลโวลต์

สำหรับระบบ 12 kV ที่ติดตั้งในโรงงานอุตสาหกรรมชายฝั่งทะเล (ระดับมลพิษ 3):

Umax=1236.93 กิโลโวลต์U_{max} = \frac{12}{\sqrt{3}} \approx 6.93 \text{ กิโลโวลต์}

Lcreepage=6.93×25=173 มมL_{creepage} = 6.93 \times 25 = 173 \text{ มม.}

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?

อินโฟกราฟิกที่ครอบคลุมซึ่งแสดงการประเมินความต้องการทางไฟฟ้าอย่างเป็นระบบ การจำแนกประเภทสภาพแวดล้อมมลพิษ และดัชนีการติดตามเปรียบเทียบ (CTI) ของวัสดุสำหรับการเลือกระยะห่างการแทรกซึมที่เหมาะสมในแอปพลิเคชันฉนวนแบบหล่อขึ้นรูป.
คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับการเลือกระยะห่างระหว่างฉนวน

การเลือกฉนวนแบบขึ้นรูปที่มีระยะห่างตามข้อกำหนดจำเป็นต้องมีการประเมินอย่างเป็นระบบโดยพิจารณาปัจจัยสามประการที่สัมพันธ์กัน ได้แก่ ข้อกำหนดทางไฟฟ้า สภาพแวดล้อม และคุณสมบัติของวัสดุ การละเลยขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งจะก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อระบบฉนวน.

ขั้นตอนที่ 1: กำหนดความต้องการทางไฟฟ้า

  • แรงดันไฟฟ้าของระบบ: กำหนดแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด Ur และคำนวณแรงดันไฟฟ้าสูงสุดระหว่างเฟสกับกราวด์ Umax=Ur/3U_{max} = U_r / \sqrt{3}
  • 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 CTIกลุ่มวัสดุปัจจัยการลดระยะห่างวัสดุทั่วไป
CTI ≥ 600 โวลต์กลุ่มที่ 11.0 (ระดับพื้นฐาน)ไซโคลอะลิฟาติกอีพ็อกซี
400 ≤ CTI < 600 Vกลุ่มที่ II1.25 เท่า (ต้องเพิ่ม)เรซินอีพ็อกซี่มาตรฐาน
175 ≤ CTI < 400 Vกลุ่มที่ IIIa1.6 เท่า (เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ)โพลีเอสเตอร์, บางส่วน BMC

สำหรับฉนวนแบบหล่อสำหรับแรงดันไฟฟ้าปานกลางในสวิตช์เกียร์ระบบจ่ายไฟฟ้า, กลุ่มวัสดุที่ 1 (CTI ≥ 600 V) เป็นมาตรฐานทางวิศวกรรม — ไม่ใช่ตัวเลือกพิเศษ.

สถานการณ์การใช้งานและข้อกำหนดที่แนะนำ

การสมัครระดับมลพิษระยะห่างเฉพาะ (มิลลิเมตร/กิโลโวลต์)วัสดุที่แนะนำ
สวิตช์เกียร์อุตสาหกรรมภายในอาคารพีดี220 มิลลิเมตรต่อกิโลโวลต์อีพ็อกซี่เรซิน, CTI ≥ 600
สถานีย่อยชายฝั่งPD325 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์อีพ็อกซี่ไซโคลอัลลิฟาติก, CTI ≥ 600
ตู้สวิตช์ไฟฟ้ากระแสตรง/กระแสสลับสำหรับฟาร์มโซลาร์พีดี2–พีดี320–25 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์อีพ็อกซี่ที่ทนต่อรังสียูวี
แผงควบคุมทางทะเล / นอกชายฝั่งพีดี431 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์ซิลิโคนหรืออีพ็อกซี่ที่มีค่า CTI สูง
อุปกรณ์สวิตช์เกียร์ใต้ดินสำหรับการทำเหมืองPD325 มิลลิเมตร/กิโลโวลต์อีพ็อกซี่ป้องกันการติดตาม, IP54+

ข้อผิดพลาดในการติดตั้งและแนวทางการบำรุงรักษาที่พบบ่อยสำหรับประสิทธิภาพการแยกระยะของฉนวนแบบหล่อคืออะไร?

อินโฟกราฟิกด้านวิศวกรรมที่ครอบคลุม แบ่งออกเป็นสามส่วน: ขั้นตอนการติดตั้ง, กำหนดการบำรุงรักษา, และข้อผิดพลาดที่พบบ่อย รายละเอียดขั้นตอนสำคัญสำหรับการติดตั้งฉนวนแบบหล่อ รวมถึงการวางแนวซี่โครง, การควบคุมแรงบิด, การตรวจสอบตามระยะเวลา (6 เดือน, รายปี, 3-5 ปี), และการเปรียบเทียบทางสายตาของข้อผิดพลาดที่พบบ่อยในข้อกำหนดและการติดตั้ง.
ฉนวนแบบหล่อ - คู่มือฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับประสิทธิภาพการป้องกันไฟฟ้าสถิต การติดตั้ง และการบำรุงรักษา

ขั้นตอนการติดตั้ง

  1. การตรวจสอบก่อนการติดตั้ง: ยืนยันระยะห่างการลามของส่วนประกอบจากข้อมูลในแผ่นข้อมูลตรงตามข้อกำหนดขั้นต่ำที่คำนวณได้สำหรับระดับมลพิษเฉพาะ
  2. การตรวจสอบพื้นผิว: ตรวจสอบความเสียหายจากการขนส่ง รอยร้าวขนาดเล็ก หรือการปนเปื้อนบนพื้นผิวของตัวฉนวนก่อนการติดตั้ง
  3. การตรวจสอบการตั้งต้น: ฉนวนแบบมีร่องต้องติดตั้งโดยให้ร่องหันไปในทิศทางที่เพิ่มระยะห่างทางไฟฟ้าให้มากที่สุด — การติดตั้งในทิศทางที่ไม่ถูกต้องอาจลดระยะห่างทางไฟฟ้าได้ถึง 30–40%
  4. การควบคุมแรงบิด: การขันอุปกรณ์ยึดให้แน่นเกินไปทำให้เกิดการรวมตัวของแรงเค้นเชิงกล ซึ่งก่อให้เกิดรอยร้าวขนาดเล็กตามแนวพื้นผิวที่แยกตัวออกเมื่อเวลาผ่านไป
  5. 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.

  1. เข้าใจกระบวนการสลายตัวทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวฉนวนซึ่งเรียกว่าการลุกวาบ.

  2. เรียนรู้วิธีการจำแนกประเภทของสภาพแวดล้อมเป็นระดับมลพิษสำหรับการออกแบบฉนวนไฟฟ้า.

  3. สำรวจดัชนีการเปรียบเทียบการติดตาม (Comparative Tracking Index) วัดความต้านทานของวัสดุฉนวนต่อการติดตามทางไฟฟ้าอย่างไร.

  4. เข้าถึงมาตรฐานสากลที่ควบคุมการประสานงานการฉนวนสำหรับอุปกรณ์แรงดันสูง.

  5. ตรวจสอบข้อกำหนดสำหรับระยะห่างระหว่างส่วนที่นำไฟฟ้าตามความรุนแรงของมลภาวะในพื้นที่.

เกี่ยวข้อง

แจ็ค เบปโต

สวัสดีครับ ผมชื่อแจ็ค เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีประสบการณ์มากกว่า 12 ปีในระบบจ่ายไฟฟ้าและระบบแรงดันไฟฟ้าปานกลาง ผ่านทาง Bepto electric ผมแบ่งปันข้อมูลเชิงปฏิบัติและความรู้ทางเทคนิคเกี่ยวกับส่วนประกอบสำคัญของระบบโครงข่ายไฟฟ้า รวมถึงสวิตช์เกียร์ สวิตช์ตัดโหลด สวิตช์เซอร์กิตเบรกเกอร์แบบสุญญากาศ ตัวตัดการเชื่อมต่อ และหม้อแปลงเครื่องมือ แพลตฟอร์มนี้จัดระเบียบผลิตภัณฑ์เหล่านี้เป็นหมวดหมู่ที่มีโครงสร้างพร้อมภาพและคำอธิบายทางเทคนิค เพื่อช่วยให้วิศวกรและผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมเข้าใจอุปกรณ์ไฟฟ้าและโครงสร้างพื้นฐานของระบบไฟฟ้าได้ดียิ่งขึ้น.

คุณสามารถติดต่อฉันได้ที่ [email protected] สำหรับคำถามเกี่ยวกับอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือการใช้งานระบบไฟฟ้า.

สารบัญ
แบบฟอร์มติดต่อ
🔒 ข้อมูลของคุณปลอดภัยและได้รับการเข้ารหัสแล้ว.