คู่มือเบรกเกอร์วงจรขนาดเล็ก DC: หลักการทำงาน ประเภท และการเลือก

ลองนึกภาพแผงเซลล์แสงอาทิตย์บนชั้นดาดฟ้าที่ป้อนระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ การเชื่อมต่อที่ผิดพลาดภายในกล่องคอมไบเนอร์เริ่มมีความร้อนสูงเกินไป และกระแสตรงยังคงไหลอย่างต่อเนื่องโดยไม่มีวิธีที่ปลอดภัยในการหยุดมัน เบรกเกอร์วงจรไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็ก (ดีซี เอ็มซีบี) เป็นส่วนประกอบที่จะตัดกระแสไฟฟ้านั้นโดยอัตโนมัติ เพื่อปกป้องทั้งอุปกรณ์และผู้คน ในระบบไฟฟ้ากระแสตรง นี่ไม่ใช่เรื่องเล็กๆ น้อยๆ เพราะ DC ไม่มีค่าศูนย์ของกระแสไฟฟ้าตามธรรมชาติ ซึ่งต่างจากกระแสสลับตรง ดังนั้นส่วนโค้งภายในเบรกเกอร์จะต้องถูกบังคับให้ดับ

คำตอบคืออุปกรณ์เฉพาะที่ออกแบบมาสำหรับคุณลักษณะ DC ไม่ใช่เบรกเกอร์ AC ที่ใช้แทน DC MCB ใช้คอยล์แม่เหล็กเป่า แผ่นแยกส่วนโค้ง และวัสดุหน้าสัมผัสพิเศษเพื่อแยกวงจร DC อย่างปลอดภัย บทความนี้จะอธิบายวิธีการทำงาน สถานที่ใช้งาน และสิ่งที่คุณต้องตรวจสอบก่อนซื้อ

DC Miniature Circuit Breaker คืออะไร?

เบรกเกอร์วงจรไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็กเป็นอุปกรณ์ป้องกันขนาดกะทัดรัดที่เปิดวงจรไฟฟ้ากระแสตรงโดยอัตโนมัติเมื่อตรวจพบการโอเวอร์โหลดหรือไฟฟ้าลัดวงจร มีขนาดใกล้เคียงกันและติดตั้งกับ เอซี เอ็มซีบี ซึ่งส่วนใหญ่จะติดเข้ากับราง DIN มาตรฐาน แต่โครงสร้างภายในได้รับการปรับให้เข้ากับส่วนโค้ง DC

เบรกเกอร์เหล่านี้มีจำหน่ายทั่วไปโดยมีแรงดันไฟฟ้าพิกัด 125V, 250V, 500V, 750V และแม้กระทั่ง 1000V DC ช่วยปกป้องสายไฟ สวิตช์เกียร์ และโหลดจากความเสียหายจากความร้อน และป้องกันข้อผิดพลาดของอาร์คไม่ให้แพร่กระจาย บางเวอร์ชันมีการแยกส่วนที่มองเห็นได้สำหรับการบำรุงรักษา ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งกับสาย PV และแบตเตอรี

เหตุใดการชุบ DC Arc Quenching จึงยากกว่า AC

ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ กระแสจะเปลี่ยนทิศทาง 50 หรือ 60 ครั้งต่อวินาที แต่ละครั้งที่กระแสไหลผ่านศูนย์ ส่วนโค้งจะสูญเสียพลังงานไปชั่วขณะและสามารถดับได้โดยใช้หน้าสัมผัสของเบรกเกอร์ ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง กระแสจะคงที่ ไม่มีการข้ามศูนย์ภายใน ดังนั้นส่วนโค้งยังคงไหม้ต่อไปเมื่อหน้าสัมผัสแยกจากกัน

ในการตัดกระแสไฟตรง เบรกเกอร์จะต้องเพิ่มแรงดันอาร์คให้สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบ โดยทำโดยการยืดส่วนโค้ง ทำให้เย็นลง และแยกเป็นส่วนโค้งเล็กๆ ด้วยแผ่นโลหะ DC MCB จำนวนมากใช้แม่เหล็กถาวรหรือคอยล์แม่เหล็กเป่าเพื่อดันส่วนโค้งเข้าไปในรางส่วนโค้ง นี่คือเหตุผลว่าทำไมเบรกเกอร์พิกัด DC จึงมีห้องโค้งที่แข็งแกร่งกว่า AC MCB ที่มีขนาดเฟรมเท่ากัน

DC MCB กับ AC MCB: ความแตกต่างที่สำคัญ

เนื่องจากความแตกต่างเหล่านี้ คุณจึงไม่สามารถแทนที่ AC MCB ด้วย DC MCB ในวงจรเดียวกัน หรือใช้ AC MCB สำหรับวงจร DC ได้ เว้นแต่จะมีการกำหนดพิกัดไว้อย่างชัดเจนสำหรับการใช้งาน DC เครื่องหมายแผ่นป้ายจะระบุแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและพิกัดกระแสไฟเสมอ

การใช้งานทั่วไปสำหรับเบรกเกอร์วงจรขนาดเล็ก DC

DC MCB พบได้ทุกที่ที่ต้องกระจายกระแสตรงอย่างปลอดภัย การติดตั้งที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ :

• ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์: การป้องกันสายในกล่องรวมสัญญาณ อินเวอร์เตอร์ด้านไฟฟ้ากระแสตรง และการแยกอาเรย์
• ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่: ชั้นวางแบตเตอรี่ อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล DC และอุปกรณ์จ่ายไฟสำรอง
• โทรคมนาคม: แผงจ่ายไฟ DC 48V ในสถานีฐานและศูนย์ข้อมูล
• สถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า: เครื่องชาร์จ DC เร็วและวงจรควบคุมภายใน
• ระบบรถไฟและทางทะเล: เครือข่ายไฟฟ้ากระแสตรงเสริมและวงจรควบคุม

การใช้งานแต่ละอย่างมีความต้องการแรงดันและกระแสที่แตกต่างกัน แผงโซลาร์เซลล์ทำงานที่แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูง ซึ่งมักจะสูงกว่า 500V ในขณะที่อุปกรณ์โทรคมนาคมใช้ไฟ 24V หรือ 48V เบรกเกอร์ที่ออกแบบมาสำหรับ 48V DC มีส่วนโค้งที่สั้นกว่ามากและอาจเล็กกว่ามาก แต่ต้องเลือกอย่างระมัดระวัง

วิธีการเลือก DC Miniature Circuit Breaker

การเลือก DC MCB ที่เหมาะสมเป็นเรื่องของการจับคู่เบรกเกอร์กับพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของระบบ ข้อผิดพลาดอาจทำให้สะดุดสะดุด หรือแย่กว่านั้นคือไม่สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดได้

จัดอันดับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและจำนวนเสา

เบรกเกอร์กระแสตรงใช้ขั้วหลายขั้วแบบอนุกรมเพื่อเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้าทั้งหมด ขั้วเดี่ยวอาจได้รับการจัดอันดับที่ 125V DC; ขั้วสองขั้วต่ออนุกรมกันสามารถตัดไฟ 250V DC ได้ การเชื่อมต่อแบบอนุกรมนี้ช่วยแบ่งแรงดันไฟฟ้าส่วนโค้งตามช่องว่างหน้าสัมผัสหลายช่อง

ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าจริงที่พิมพ์บนเบรกเกอร์เสมอ แรงดันไฟฟ้าสูงสุดยังอาจขึ้นอยู่กับยี่ห้อและการออกแบบการป้องกันส่วนโค้งภายใน

จัดอันดับปัจจุบันและเส้นโค้งการเดินทาง

กระแสไฟที่กำหนด (ใน) ควรตรงกับกระแสโหลดต่อเนื่องสูงสุด สำหรับสายไฟพลังงานแสงอาทิตย์ โดยทั่วไปกระแสไฟฟ้าต่อเนื่องจะเป็น 1.25 เท่าของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรของโมดูล ตามแนวทางปฏิบัติมาตรฐาน เส้นโค้งการเดินทาง (B, C, D) กำหนดความเร็วของเบรกเกอร์ที่เดินทางเมื่อมีโอเวอร์โหลด สำหรับโหลดแบบเหนี่ยวนำ บางครั้งจำเป็นต้องใช้เส้นโค้งที่สูงขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงการสะดุดระหว่างสตาร์ทเครื่อง

ทำลายความจุ

ความสามารถในการทำลายคือกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงสุดที่เบรกเกอร์สามารถขัดจังหวะได้โดยไม่เกิดความเสียหาย สำหรับการใช้งาน DC ค่านี้แสดงเป็นกิโลแอมแปร์ (kA) ที่แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเฉพาะ สตริง PV ที่อยู่ภายใต้ฟอลต์สามารถส่งกระแสฟอลต์สูงได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีการขนานหลายสตริง เลือกเบรกเกอร์ที่มีความสามารถในการแตกหักสูงกว่ากระแสไฟฟ้าลัดที่คำนวณ ณ จุดติดตั้ง

สภาพแวดล้อม

DC MCB มักติดตั้งไว้กลางแจ้งหรือในตู้ที่ไม่ได้รับความร้อน ตรวจสอบช่วงอุณหภูมิแวดล้อมที่กำหนด และลดพิกัดปัจจุบัน หากอุณหภูมิเกินค่าอ้างอิง (ปกติคือ 30°C) ในทำนองเดียวกัน ระดับความสูงส่งผลต่อการกระจายความร้อนและการดับส่วนโค้ง สูงกว่า 2,000 เมตร มักต้องมีการลดพิกัด

มาตรฐานและการรับรอง

สำหรับอย่างใดอย่างหนึ่ง เบรกเกอร์วงจรไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็ก ให้มองหาเครื่องหมายรับรองที่ครอบคลุมการทำงานของ DC อย่างชัดเจน ข้อมูลอ้างอิงทั่วไป ได้แก่ IEC 60947-2 สำหรับสวิตช์เกียร์และเกียร์ควบคุมแรงดันต่ำ และ UL 489B สำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์กระแสตรงของเซลล์แสงอาทิตย์ ไม่ควรใช้เบรกเกอร์ที่ไม่มีพิกัด DC บนแผ่นป้ายชื่อในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง แม้ว่าจะดูเข้ากันได้กับกลไกก็ตาม

คำแนะนำในการติดตั้งและบำรุงรักษา

ติดตั้งเบรกเกอร์บนราง DIN และขันขั้วต่อให้แน่นตามแรงบิดที่ผู้ผลิตกำหนด รักษารางโค้งให้สะอาด ฝุ่นและความชื้นสามารถลดคุณสมบัติการเป็นฉนวนได้ ทดสอบเบรกเกอร์เป็นระยะโดยใช้งานด้วยตนเองปีละครั้ง และตรวจสอบสัญญาณของความร้อนสูงเกินไป เช่น ขั้วต่อเปลี่ยนสีหรือกลิ่นไหม้ ในระบบ PV อาจจำเป็นต้องตรวจสอบ DC MCB ที่สะดุดอย่างระมัดระวัง เนื่องจากอาจมีแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงอยู่แม้หลังจากที่เบรกเกอร์เปิดอยู่ เว้นแต่จะใช้ตัวแยกกระแสด้วย

การเลือกเซอร์กิตเบรกเกอร์ขนาดเล็ก DC ไม่ใช่แค่การอ่านหมายเลขแค็ตตาล็อกเท่านั้น อุปกรณ์ต้องตรงกับแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า ความสามารถในการแตกหัก และสภาวะแวดล้อมของระบบ DC ของคุณ เมื่อกระแสไฟ DC เกินช่วงการใช้งานจริงของ MCB ตัวอย่างเช่น แผงโซลาร์เซลล์รวมขนาดใหญ่ที่มีกระแสไฟ DC 630A จำเป็นต้องมีระดับการป้องกันที่แตกต่างกัน เป็นผู้ทุ่มเท PV DC MCCB พิกัดที่ 1000V/630A ให้ความจุความร้อนที่สูงกว่าในขณะที่ยังคงให้การป้องกันโอเวอร์โหลดและการลัดวงจรเท่าเดิม ตรวจสอบข้อกำหนดเฉพาะกับเอกสารข้อมูลที่ได้รับอนุญาตทุกครั้งก่อนที่จะสรุปการออกแบบของคุณ

ซัพพลายเออร์พลังงานแสงอาทิตย์ PV DC MCCB, DC MCCB ในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ ซัพพลายเออร์เบรกเกอร์วงจรแม่พิมพ์ Mingtuo-DC และโรงงาน Solar PV DC MCCB ในประเทศจีนเสนอขายส่ง PV DC MCCB 1000V 630A Solar Circuit ดูผลิตภัณฑ์ →