ເຄື່ອງກັນໄຟຟ້າຟັນປະກອບດ້ວຍຫຼັກການໃດເພື່ອປ້ອງກັນອຸປະກອນໄຟຟ້າ?

ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງກັນໄຟຟ້າຟັນ: ການປ້ອງກັນລູກຄ້າທີ່ຖືກເປີດໂດຍຄ່າຄວາມຕ້ານ

ການເປີດໃຊ້ງານທີ່ອີງໃສ່ເກນ: ມີຄຸນສົມບັດເປັນສາຍເຄື່ອງນຳໄຟໃຕ້ສະພາບປົກກະຕິ, ແລະເປັນສາຍນຳໄຟໃນເວລາທີ່ມີລູກຄ້າ

ເຄື່ອງກັນຟ້າແຕກເຮັດວຽກຄືກັບສະວິດຊ໌ທີ່ມີສະຕິປັນຍາ ເຊິ່ງມີໂຫມດການເຮັດວຽກສອງໂຫມດຫຼັກ. ເມື່ອທຸກຢ່າງເຮັດວຽກປົກກະຕິ ຫຼືຢູ່ໃນລະດັບທີ່ບໍ່ເກີນ 100% ຂອງຄ່າທີ່ຖືກກຳນົດໄວ້ ສ່ວນພາຍໃນຂອງເຄື່ອງຈະປະກອບດ້ວຍຈາກຈານດີສົກເຄື່ອງຕ້ານໄຟຟ້າທີ່ເຮັດຈາກອົກຊີດຂອງເຄື່ອງປະກອບທີ່ເຮົາເອີ້ນວ່າ MOVs (Metal Oxide Varistors). ສ່ວນປະກອບເຫຼົ່ານີ້ຈະສະແດງຄ່າຄວາມຕ້ານທາງທີ່ສູງຫຼາຍ, ເຊິ່ງອາດຈະເຖິງຫຼາຍກວ່າ 1 ລ້ານໂອ້ມ, ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນເຮັດໜ້າທີ່ເປັນສິ່ງກັ້ນໄຟຟ້າທີ່ດີ ແລະປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ກະແສໄຟຟ້າໄຫຼຜ່ານໄປສູ່ດິນ. ນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດການສູນເສຍພະລັງງານ ແລະປ້ອງກັນການຮີດີ້ວ (interference) ໃນເວລາທີ່ລະບົບເຮັດວຽກຢູ່ໃນສະຖານະທີ່ສະຖຽນ. ແຕ່ຖ້າມີການເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງທັນທີຂອງຄ່າຄວາມດັນ ເຊິ່ງເກີດຈາກຟ້າແຕກ ຫຼື ການປິດ-ເປີດເຄື່ອງໄຟຟ້າ (switching operations) ທີ່ເກີນຈຸດເປີດກຳລັງຂອງເຄື່ອງ (trigger point) ທີ່ຖືກຕັ້ງໄວ້ຢ່າງລະອຽດ (ມັກຈະສູງກວ່າ 20 ເຖິງ 40% ຂອງຄ່າຄວາມດັນປົກກະຕິ) ເຄື່ອງກັນຟ້າແຕກຈະເລີ່ມເຮັດວຽກທັນທີ ໃນເວລາທີ່ສັ້ນຫຼາຍ (ພາຍໃນບິນຍອນທີ່ເປັນລ້ານສ່ວນຂອງວິນາທີ). ໃນເວລານີ້ ມັນຈະສ້າງເສັ້ນທາງທີ່ມີຄວາມຕ້ານທາງຕ່ຳຫຼາຍຫຼາຍໄປສູ່ດິນ (earth ground) ເຊິ່ງອາດຈະຕ່ຳກວ່າ 1 ໂອ້ມ, ແລະເຮັດໃຫ້ກະແສໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນສູງຫຼາຍ (surge currents) ທີ່ອາດຈະເຖິງຫຼາຍກວ່າ 100,000 ອັມແປີ ລິ້ນໄປຈາກອຸປະກອນທີ່ຕ້ອງການການປ້ອງກັນ. ຫຼັງຈາກທີ່ຄ່າຄວາມດັນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນໄດ້ຜ່ານໄປ ແລະລະບົບກັບຄືນໄປສູ່ການເຮັດວຽກປົກກະຕິ ເຄື່ອງກັນຟ້າແຕກຈະກັບຄືນໄປສູ່ໂຫມດຄວາມຕ້ານທາງສູງໂດຍອັດຕະໂນມັດ. ຄຸນສົມບັດນີ້ໃນການກັບຄືນໄປເຮັດວຽກອັດຕະໂນມັດເຮັດໃຫ້ມັນພ້ອມໃຊ້ງານຢູ່ເสมື່ອໃດກໍ່ຕາມ ໂດຍບໍ່ຖືກຜົນກະທົບຈາກການປ່ຽນແປງຄ່າຄວາມດັນປົກກະຕິໃນແຕ່ລະວັນ, ແລະທີ່ສຳຄັນກວ່ານັ້ນ ມັນຈະເລີ່ມເຮັດວຽກກ່ອນທີ່ອຸປະກອນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ຈະເສຍຫາຍຈາກການເກີນຄ່າຄວາມຕ້ານທາງສູງສຸດຂອງມັນ.

ເຕັກໂນໂລຢີຕົວຕ້ານທາງໄຟຟ້າອັດຕາສ່ວນເຄື່ອນໄຫວ (MOV) ແລະ ລັກສະນະຄຸນສົມບັດ VI ທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່

ຕົວກັນໄຟຟ້າຝູງໃນມື້ນີ້ອີງຫຼາຍຕໍ່ເຕັກໂນໂລຢີ Metal Oxide Varistor (MOV) ທີ່ອີງໃສ່ຈານເຊລາມິກ ອັກຊີດສັງກະສີ (ZnO) ທີ່ຖືກປຸ່ງແຕ່ງດ້ວຍອັກຊີດບິສມຸດ ແລະ ສານເຄມີອື່ນໆອີກຫຼາຍຊະນິດ. ສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ວັດຖຸເຫຼົ່ານີ້ເປັນພິເສດແມ່ນຄວາມສາມາດຂອງມັນໃນການສ້າງຄວາມສຳພັນທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຕົງລະຫວ່າງຄ່າຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າ ແລະ ຄ່າປະຈຸບັນ ເຊິ່ງເປັນສິ່ງຈຳເປັນສຳລັບການປ້ອງກັນໄຟຟ້າຝູງຢ່າງມີປະສິດທິຜົນ. ໃນສະພາບການໃຊ້ງານປົກກະຕິ ຄ່າປະຈຸບັນທີ່ລົ້ນອອກຈະຢູ່ໃນລະດັບຕ່ຳຫຼາຍ, ເຖິງແມ່ນວ່າຈະຕ່ຳກວ່າ 1 ມີລີແອັມແປີ (mA) ເນື່ອງຈາກວ່າວັດຖຸນີ້ເຮັດຕົວເປັນຄືກັບມີຄ່າຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າທີ່ເກືອບຈະອັນສຳເລັດ. ແຕ່ເມື່ອເກີດມີການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຄ່າຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າ (voltage spike), ອີເລັກຕຣອນຈະເລີ່ມເคลື່ອນທີ່ຜ່ານຊ່ອງຫວ່າງນ້ອຍໆລະຫວ່າງເມັດ ZnO, ຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ຄ່າຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າຫຼຸດລົງຢ່າງຮຸນແຮງ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ປະຈຸບັນຈຳນວນຫຼາຍສາມາດລວມຜ່ານໄດ້ ໂດຍທີ່ຄ່າຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າຖືກຄວບຄຸມໄວ້ຢ່າງເຂັ້ມງວດ. ເສັ້ນສະແດງປະສິດທິຜົນຂອງວັດຖຸເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມຊັນຫຼາຍກວ່າທາງເລືອກເກົ່າໆເຊັ່ນ: ອັກຊີດຊີລິໂຄນ (silicon carbide) ຫຼື ຕົວກັນໄຟຟ້າຝູງປະເພດທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງ (gap-type arresters), ໂດຍທີ່ເລກຊີ້ຈັດ (exponents) ທີ່ປົກກະຕິຈະຢູ່ໃນລະດັບ 30 ຫຼື 50. ລັກສະນະນີ້ເຮັດໃຫ້ຕົວກັນໄຟຟ້າຝູງທີ່ອີງໃສ່ MOV ສາມາດໃຫ້ການປ້ອງກັນໄຟຟ້າຝູງໄດ້ດີເລີດໃນລະບົບໄຟຟ້າທີ່ທັນສະໄໝ.

• ເວລາຕອບສະຫນອງຕ່ຳກວ່າ 25 ນາໂຊວິນາທີ
• ອັດຕາການຈັບຄູ່ຂອງຄ່າໄຟຟ້າ 2:1 ເຖິງ 3:1
• ຄວາມສາມາດໃນການດຶດຊືມພະລັງງານທີ່ເກີນ 20 kJ ຕໍ່ແຜ່ນດີສກ

ໂຄງສ້າງຈຸລະພາກທີ່ສາມາດຟື້ນຟູຕົວເອງຂອງພວກເຂົາສາມາດຮັບມືກັບເຫດການຄື້ນໄຟຟ້າຊ້ຳໆກັນໄດ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໂດຍບໍ່ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຖາວອນ ເຊິ່ງຮັບປະກັນການປະສານງານທີ່ຍືນຍາວກັບຄ່າຈັດອັນດັບລະດັບການປ້ອງກັນພື້ນຖານ (BIL) ຂອງອຸປະກອນ

ການແບ່ງທິດທາງຄື້ນໄຟຟ້າ ແລະ ການຈັດການເສັ້ນທາງກັບດິນ

ການສ້າງເສັ້ນທາງທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານຕ່ຳໄປສູ່ດິນສຳລັບກະແສໄຟຟ້າຊົ່ວຄາວ

ການປ້ອງກັນທີ່ດີຈາກຄວາມແຕກຕ່າງຂອງໄຟຟ້າທີ່ເກີດຂຶ້ນຢ່າງທັນທີ (surge protection) ຂຶ້ນກັບການສ້າງສາຍເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ແຂງແຮງ ແລະ ມີຄວາມຕ້ານທາງຕ່ຳລະຫວ່າງອຸປະກອນປ້ອງກັນ (arrester) ແລະ ພື້ນດິນ. ໃນເງື່ອນໄຂທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດ, ຄວາມຕ້ານທາງຂອງການຕໍ່ດິນຄວນຈະບໍ່ເກີນ 1 ອໍມ ສຳລັບແຕ່ລະສາຍລົງດິນ (down conductor). ເມື່ອເກີດພາວະຟ້າແຜ່ນດິນ ຫຼື ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງໄຟຟ້າທີ່ເກີດຂຶ້ນຢ່າງທັນທີ, ລະບົບນີ້ຈະຊ່ວຍຄວບຄຸມຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄ່າໄຟຟ້າ (voltage spikes) ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນສູດ V = I × Z ໃນເວລາທີ່ມີການປ່ອຍໄຟຟ້າອອກ. ຖ້າບໍ່ມີການຕໍ່ດິນທີ່ຖືກຕ້ອງ, ອຸປະກອນຕ່າງໆອາດຈະເກີດຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄ່າໄຟຟ້າທີ່ອັນຕະລາຍ ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນເສື່ອມສະຫຼາກເປັນເວລາດົນນານ. ສ່ວນປະກອບທັງໝົດທີ່ເຮັດຈາກໂລຫະຈະຕ້ອງຖືກເຊື່ອມຕໍ່ເຂົ້າດ້ວຍກັນດ້ວຍ, ລວມທັງຖັງເຄື່ອງເຮັດວຽກ (transformer tanks), ກ່ອງເຄື່ອງຕັດວົງຈອນ (circuit breaker boxes) ທີ່ໃຫຍ່, ບຸຊຊິງ (bushings), ແລະ ເຫຼັກໂຄງສ້າງ (structural steel) ຕ້ອງເຊື່ອມຕໍ່ເຂົ້າກັບເຄືອຂ່າຍດິນດຽວກັນ (single earth grid) ທີ່ມີຄວາມຕ້ານທາງຕ່ຳ. ລະບົບທີ່ບໍ່ມີການຕໍ່ດິນທີ່ເປັນປະກົດການດັ່ງກ່າວ ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະລົ້ມເຫຼວຫຼາຍຂຶ້ນປະມານ 20% ຈາກຄວາມແຕກຕ່າງຂອງໄຟຟ້າທີ່ເກີດຂຶ້ນຢ່າງທັນທີ. ເປັນຫຍັງ? ເນື່ອງຈາກຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄ່າໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ຖືກຄວບຄຸມຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການລຸກລາມ (flashovers) ແລະ ເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸການເກີບ (insulation materials) ເສີຍຫາຍ. ຈື່ໄວ້ວ່າ: ເມື່ອມີການລົ້ມເຫຼວຂອງໄຟຟ້າ (transient currents) ເຂົ້າມາ, ມັນຈະເດີນທາງຕາມເສ้นທາງທີ່ມີຄວາມຕ້ານທາງຕ່ຳທີ່ສຸດ ແຕ່ບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງເປັນເສັ້ນທາງທີ່ສັ້ນທີ່ສຸດ. ດັ່ງນັ້ນ, ການຕໍ່ດິນບໍ່ແມ່ນເພີຍງແຕ່ເປັນສິ່ງທີ່ດີທີ່ຈະມີເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ມັນເປັນສິ່ງທີ່ຈຳເປັນຢ່າງຍິ່ງສຳລັບລະບົບອຸປະກອນປ້ອງກັນ (arrester system) ເພື່ອໃຫ້ເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ.

ການສູນເສຍພະລັງງານໂດຍບໍ່ມີການລຸກຮຸກຂອງອຸນຫະພູມ ຫຼື ການເຄື່ອນໄຫວເກີນຂອບເຂດຂອງລະບົບ

ເຄື່ອງປ້ອງກັນໄຟຟ້າລະດັບສູງທີ່ໃຊ້ Metal Oxide Varistor (MOV) ຈະເຮັດວຽກໂດຍການດູດຊຶມແລະກຳຈັດພະລັງງານຂອງຄື່ນໄຟຟ້າທີ່ເກີດຂື້ນຢ່າງທັນທີທັນໃດຜ່ານຂະບວນການທີ່ເອີ້ນວ່າ 'ການນຳໄຟຟ້າຢ່າງຄວບຄຸມ' ເຊິ່ງສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ຕາມຄວາມຕ້ອງການ ແລະ ບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ຊ່ອງຫວ່າງທີ່ຖືກເສຍສະຫຼະ (sacrificial gaps) ຫຼື ເຄື່ອງຈັກປ່ອຍກາຊທີ່ລ້າສະໄໝອີກຕໍ່ໄປ. ສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນເຫຼົ່ານີ້ມີປະສິດທິພາບສູງແມ່ນລັກສະນະຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຕັ້ງ (nonlinear resistance characteristics) ຂອງມັນ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດປ່ຽນສະຖານະໄດ້ຢ່າງໄວວ່າລະຫວ່າງການເປັນສິ່ງກັ້ນໄຟຟ້າ (insulators) ແລະ ຕົວນຳໄຟຟ້າ (conductors). ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍຮັກສາຄ່າຄວາມຕ້ານທີ່ເຫຼືອ (residual voltages) ໃຫ້ຕ່ຳຢູ່ເสมີ ເຖິງແມ່ນວ່າຈະເກີດຄື່ນໄຟຟ້າທີ່ມີຄ່າປະຈຸບັນສູງຫຼາຍເຖິງຫຼາຍພັນແອັມເປີ (amperes). ການຄຳນຶງເຖິງອຸນຫະພູມກໍຖືກອອກແບບເຂົ້າໄປໃນໂຄງສ້າງຂອງເຄື່ອງປ້ອງກັນໄຟຟ້າເຫຼົ່ານີ້ດ້ວຍ. ເມື່ອມັນດູດຊຶມພະລັງງານ ຄວາມຮ້ອນຈະຖືກແຈກຢາຍໄປທົ່ວທັງໂຄງສ້າງດິສກ໌ປະກອບ (composite disc structure) ແລະ ເຄືອບນອກ (outer casing) ແທນທີ່ຈະເກີດການລວມຕົວຢູ່ບ່ອນດຽວ ເຊິ່ງຊ່ວຍປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດຈຸດຮ້ອນຈຸດໃດຈຸດໜຶ່ງ (hotspots) ຫຼື ອັນຕະລາຍທີ່ຮ້າຍແຮງກວ່ານັ້ນ ເຊັ່ນ: ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂື້ນຢ່າງບໍ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້. ຂໍ້ມູນຈາກສະຖານີວິຈັຍດ້ານພະລັງງານ (EPRI) ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ ເຄື່ອງປ້ອງກັນໄຟຟ້າທີ່ຖືກຄຳນວນຂະໜາດແລະຕິດຕັ້ງຢ່າງຖືກຕ້ອງ ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການເສຍຫາຍຂອງອຸປະກອນໄດ້ປະມານສອງສ່ວນສາມໃນການນຳໃຊ້ຈິງ. ເຫດຜົນທີ່ເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງປ້ອງກັນໄຟຟ້າເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ສູງແມ່ນເນື່ອງຈາກມັນສາມາດຮັກສາອຸນຫະພູມໃນເຂດທີ່ປອດໄພໄດ້ເຖິງແມ່ນຈະໃຊ້ງານເປັນເວລາດົນນານ ເຊິ່ງຊ່ວຍປ້ອງກັນອຸປະກອນທີ່ສຳຄັນທີ່ຢູ່ດ້ານລຸ່ມ (downstream) ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງເຮັດໃຫ້ໄຟຟ້າລົດຕ່ຳ (transformers) ແລະ ເຄື່ອງປິດ-ເປີດໄຟຟ້າ (switchgear) ໂດຍບໍ່ເພີ່ມພະລັງງານທີ່ເກີນຄວາມຈຳເປັນໃຫ້ແກ່ລະບົບໄຟຟ້າເອງ.

ຄ່າຄວາມຕ້ານທີ່ເຫຼືອແລະການປົກປ້ອງທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ດ້ານການເກັບຮັກສາ

ການຈັດຕັ້ງຄ່າຄວາມຕ້ານທີ່ເຫຼືອຂອງເຄື່ອງປ້ອງກັນຟ້າແຜ່ນດິນໄຫວໃຫ້ເຂົ້າກັບອັດຕາ BIL ຂອງອຸປະກອນ

ຄ່າຄວາມຕ້ານທີ່ເຫຼືອ, ເຊິ່ງເປັນຄ່າຄວາມຕ້ານສູງສຸດທີ່ພວກເຮົາວັດແທກໄດ້ທົ່ວຂໍ້ຕໍ່ຂອງອຸປະກອນປ້ອງກັນຟູ້ງ (arrester) ໃນເວລາທີ່ມີການປ່ອຍໄຟຟ້າລຸ່ນ (surge discharge), ແມ່ນຖືວ່າເປັນປັດໃຈທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດໃນການປະສານງານລະບົບການເກີບໄຟຟ້າ. ເພື່ອປ້ອງກັນອຸປະກອນໃຫ້ດີ, ຄ່ານີ້ຈຳເປັນຕ້ອງຢູ່ຕ່ຳກວ່າຄ່າ 'Basic Insulation Level (BIL)' ທີ່ກຳນົດໄວ້ສຳລັບອຸປະກອນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ຢູ່. ອີງຕາມການຄົ້ນຄວ້າຂອງ EPRI, ເມື່ອຄ່າຄວາມຕ້ານທີ່ເຫຼືອເກີນ 85% ຂອງເກນ BIL ນີ້, ສະພາບການຈະເລີ່ມເປັນອັນຕະລາຍຢ່າງໄວວ່າ. ຂໍ້ມູນດັ່ງກ່າວແທ້ຈິງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມີການເພີ່ມຂຶ້ນເຖິງ 72% ຂອງຄວາມລົ້ມເຫຼວດ້ານໄຟຟ້າ (dielectric failures) ໃນສ່ວນຂອງຂົດລວມຂອງເຄື່ອງເທີບ (transformer windings) ເທົ່ານັ້ນ. ປັດຈຸບັນ, ອຸປະກອນປ້ອງກັນຟູ້ງທີ່ເຮັດດ້ວຍ metal oxide varistor (MOV) ສາມາດຄວບຄຸມການປ່ອຍໄຟຟ້າລຸ່ນໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ ໂດຍອີງໃສ່ເຕັກນິກການຈັດເລີຍຈານ (disc stacking techniques) ທີ່ດີຂຶ້ນ ແລະ ວິທີການຈັດລະດັບ (grading methods) ທີ່ປັບປຸງແລ້ວ. ການພັດທະນາເຫຼົ່ານີ້ຊ່ວຍຮັກສາຄ່າຄວາມຕ້ານທີ່ເຫຼືອໃຫ້ຄົງທີ່ ເຖິງແມ່ນຈະເກີດການໄຫຼຜ່ານປະລິມານໄຟຟ້າທີ່ສູງຫຼາຍ. ການເຮັດສິ່ງນີ້ໃຫ້ຖືກຕ້ອງ ຕ້ອງໃຫ້ຄວາມສົນໃຈຕໍ່ຫຼາຍດ້ານພື້ນຖານທີ່ສຳຄັນໃນຂະບວນການປະສານງານ.

• ການຢືນຢັນຄ່າຄວາມຕ້ານສູງສຸດທີ່ເຫຼືອ (ທີ່ປະຈຸບັນຂອງການຖ່າຍທອນ) ແມ່ນ 85% ຂອງ BIL ຂອງອຸປະກອນ
• ການຄຳນຶງເຖິງການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຄວາມຕ້ານແບບອັນດັກທີວາງໃນຕົວນຳທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບດິນ ໂດຍເປັນພິເສດໃນເວລາທີ່ມີການເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວ່າຂອງຄ່າ dI/dt
• ການຢືນຢັນຄ່າຄວາມປອດໄພອີກຄັ້ງຫຼັງຈາກການອັບເກຣດລະບົບ ຫຼື ການປ່ຽນແປງໃນລະດັບຄວາມຜິດປົກກະຕິ

ວິທີການທີ່ມີວິນັຍນີ້ຊ່ວຍປ້ອງກັນການລົ້ມສະລາກຂອງລະບົບການເກີດຄວາມຮ້ອນທີ່ຮ້າຍແຮງ ເຊິ່ງຈະຊ່ວຍຫຼີກເວັ້ນການຂັດຂວາງການໃຊ້ງານຂອງສະຖານີໄຟຟ້າ ທີ່ອາດຈະມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເຖິງ $500,000 ຫຼື ຫຼາຍກວ່ານັ້ນ ສຳລັບການຊ່ວຍແກ້ໄຂ ການຢຸດໃຊ້ງານ ແລະ ຄວາມເສຍຫາຍທີ່ເກີດຂຶ້ນຕາມມາ

ການນຳໃຊ້ໃນໂລກຈິງ: ການປ້ອງກັນເຄື່ອງເທົາ (Transformer), ເຄື່ອງຕັດວົງຈອນ (Circuit Breaker), ແລະ ສະຖານີໄຟຟ້າ

ຕົວປ້ອງກັນຟ້າແຜ່ນ (Lightning arresters) ຫຼື ຕົວຈັບຟ້າແຜ່ນເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນເຄື່ອງປ້ອງກັນຂັ້ນຕົ້ນສຳລັບລະບົບໄຟຟ້າທີ່ສຳຄັນ, ໂດຍເປັນຕົວເບິ່ງທິດທາງພະລັງງານຄື້ນໄຟຟ້າທີ່ເປັນອັນຕະລາຍອອກຈາກຊິ້ນສ່ວນທີ່ບໍ່ຄ່ອຍທົນທານກ່ອນທີ່ຈະເກີດຄວາມເສຍຫາຍ. ເມື່ອຈັດການກັບເຄື່ອງເຮັດໃຫ້ໄຟຟ້າ (transformers) ໂດຍສະເພາະເຄື່ອງທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍນ້ຳມັນ, ຜູ້ຕິດຕັ້ງຈະຈັດຕັ້ງຕົວຈັບຟ້າແຜ່ນໃກ້ກັບຕົວເຊື່ອມຕໍ່ໄຟຟ້າສູງ (high voltage bushings) ເພື່ອປ້ອງກັນຊັ້ນເຄືອບຂອງຂົດລວມ (winding insulation). ຖ້າບໍ່ມີການປ້ອງກັນທີ່ເໝາະສົມ, ຄື້ນໄຟຟ້າທີ່ເກີດຂຶ້ນຢ່າງທັນທີທັນໃດອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ຮ້າຍແຮງພາຍໃນອຸປະກອນເຫຼົ່ານີ້ ເນື່ອງຈາກຄື້ນຄວາມຕ່າງ»ທີ່ມີຄວາມແຖວສູງ (sharp voltage spikes). ເຄື່ອງຕັດວົງຈອນ (Circuit breakers) ແມ່ນອີກບັນຫາໜຶ່ງເນື່ອງຈາກມັນສ້າງຄື້ນໄຟຟ້າເວລາຕັດການໄຫຼຂອງປະຈຸບັນ (switching surges). ຕົວຈັບຟ້າແຜ່ນຊ່ວຍຈຳກັດຄື້ນຄວາມຕ່າງທີ່ເກີດຂຶ້ນເຫຼົ່ານີ້ ເພື່ອບໍ່ໃຫ້ເກີດການສຶກສາຂອງຈຸດຕິດຕໍ່ (contacts) ແລະ ບໍ່ໃຫ້ຮົ້າຍຕໍ່ການດັບຂອງຄື້ນໄຟຟ້າ (arcs). ໃນທັງໝົດຂອງສະຖານີໄຟຟ້າ (substations), ວິສະວະກອນຈະຈັດຕັ້ງຕົວຈັບຟ້າແຜ່ນໄວ້ທີ່ຈຸດຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ປະຕູເຂົ້າຂອງເສັ້ນໄຟຟ້າ (feeder entrances), ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ກັບແຖວເຊື່ອມ (busbars), ແລະ ໃກ້ກັບອຸປະກອນທີ່ສຳຄັນເພື່ອສ້າງເປັນຊັ້ນການປ້ອງກັນຫຼາຍຊັ້ນ. ວິທີການນີ້ຊ່ວຍປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ຄື້ນໄຟຟ້າລົ້ມເຫຼວລະຫວ່າງອຸປະກອນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນ, ແລະ ອີງຕາມການສຶກສາຂອງ IEEE, ວິທີການນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງເຄື່ອງເຮັດໃຫ້ໄຟຟ້າໄດ້ປະມານ 40% ໃນເຂດທີ່ຖືກຟ້າແຜ່ນຕີຢ່າງຮ້າຍແຮງ. ຂໍ້ທຳມະດາໜຶ່ງກໍເປັນເຫດຜົນທີ່ນຳໃຊ້ໃນການຕັດສິນໃຈການຕິດຕັ້ງ: ຕົວຈັບຟ້າແຜ່ນຈະຕ້ອງຖືກຈັດໄວ້ໃກ້ກັບອຸປະກອນທີ່ມັນຈະປ້ອງກັນ ກວ່າຈຸດອື່ນທີ່ຄື້ນໄຟຟ້າອາດຈະເຂົ້າມາ, ເພື່ອໃຫ້ໄຟຟ້າໄຫຼໄປຕາມເສັ້ນທາງທີ່ງ່າຍກວ່າຜ່ານຕົວຈັບຟ້າແຜ່ນ ແທນທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ຊັ້ນເຄືອບຂອງອຸປະກອນເສຍຫາຍ.

ຄຳຖາມທີ່ຖືກຖາມເລື້ອຍໆ ເກີ່ຍວກັບຕົວຈັບຟ້າ

ຕົວຈັບຟ້າແມ່ນຫຍັງ?

ຕົວຈັບຟ້າແມ່ນອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ໃນລະບົບພະລັງງານໄຟຟ້າເພື່ອປ້ອງກັນອຸປະກອນຈາກຄວາມດັນໄຟຟ້າສູງທີ່ເກີດຂຶ້ນຈາກການຖືກຟ້າຜ່າ ຫຼື ການປ່ຽນສະຖານະການຂອງລະບົບ. ມັນເຮັດເຊັ່ນນີ້ໂດຍການສະເໜີເສັ້ນທາງທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານຕ່ຳໄປສູ່ດິນ, ເພື່ອເບື່ອງໄຟຟ້າສ່ວນເກີນອອກຈາກອຸປະກອນທີ່ອ່ອນໄຫວຢ່າງປອດໄພ.

ຕົວຈັບຟ້າເຮັດວຽກແນວໃດ?

ຕົວຈັບຟ້າເຮັດວຽກດ້ວຍການຢູ່ໃນສະຖານະທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານສູງໃນເວລາທີ່ຄວາມດັນໄຟຟ້າປົກກະຕິ ເພື່ອເຮັດໜ້າທີ່ເປັນສິ່ງກັ້ນໄຟຟ້າ. ເມື່ອຄວາມດັນໄຟຟ້າທີ່ເກີດຈາກຄື້ນໄຟຟ້າເກີນຄ່າທີ່ກຳນົດໄວ້ລ່ວງໆ, ຕົວຈັບຟ້າຈະປ່ຽນໄປສູ່ສະຖານະທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານຕ່ຳຢ່າງໄວວາ, ເພື່ອສົ່ງຜ່ານຄວາມດັນໄຟຟ້າສູງໄປສູ່ດິນຢ່າງມີປະສິດທິພາບ ເພື່ອປ້ອງກັນລະບົບ.

ບົດບາດຂອງ Metal Oxide Varistor (MOV) ໃນຕົວຈັບຟ້າແມ່ນຫຍັງ?

ຕົວຕ້ານທາງໄຟຟ້າອັກຊີດເມທາລ (Metal Oxide Varistors) ຫຼື MOVs ເປັນສ່ວນສຳຄັນໃນຕົວຈັບຟ້າ (lightning arresters) ໂດຍອີງໃສ່ລັກສະນະຄວາມສຳພັນທາງໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຕົງລະຫວ່າງຄ່າຄວາມຕ້ານທາງ ແລະ ຄ່າປະຈຸບັນ. ໃນສະພາບການປະຕິບັດງານປົກກະຕິ, ມັນຈະມີຄ່າຄວາມຕ້ານທາງສູງ ແລະ ປະຈຸບັນຮົ່ວໄຫຼຕ່ຳ. ໃນສະພາບການເກີດຄື່ມ (surge), ຄ່າຄວາມຕ້ານທາງຂອງມັນຈະຫຼຸດລົງຢ່າງມີນັກ, ເຮັດໃຫ້ປະຈຸບັນຈຳນວນຫຼາຍສາມາດຜ່ານໄດ້ ແລະ ປ້ອງກັນອຸປະກອນຈາກຄ່າຄວາມຕ້ານທາງທີ່ເກີນຄວາມປົກກະຕິ.

ເປັນຫຍັງການຕໍ່ດິນ (grounding) ຈຶ່ງສຳຄັນຕໍ່ຕົວຈັບຟ້າ?

ການຕໍ່ດິນ (grounding) ແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງໃນການຮັບປະກັນວ່າ ຕົວຈັບຟ້າສາມາດສົ່ງຜ່ານປະຈຸບັນຄື່ມໄປສູ່ດິນໄດ້ຢ່າງປອດໄພ. ສາຍຕໍ່ດິນທີ່ມີຄ່າຄວາມຕ້ານທາງຕ່ຳ (low impedance grounding paths) ຈະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເສຍຫາຍທີ່ອາດເກີດຂື້ນຕໍ່ອຸປະກອນ ໂດຍການປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດຄ່າຄວາມຕ້ານທາງທີ່ເກີນຄວາມປົກກະຕິ (voltage spikes) ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄ່າຄວາມຕ້ານທາງອັນອັນຕະລາຍລະຫວ່າງອຸປະກອນຕ່າງໆ.