โอเวอร์โหลดทางความร้อนไม่ได้เกิดขึ้นแบบสุ่ม แต่เกิดจากปัจจัยหลายอย่างที่ส่งผลร่วมกัน โดยพื้นฐานแล้วจะเกิดขึ้นเมื่อส่วนประกอบหรือระบบไฟฟ้าต้องรับภาระเกินกว่าความสามารถในการออกแบบ ทำให้เกิดความร้อนมากเกินไป ด้านล่างนี้เราจะวิเคราะห์สาเหตุหลักสามประการ:

โอเวอร์โหลดอุปกรณ์เกิดขึ้นเมื่อมอเตอร์หรือวงจรจัดการกระแสไฟเกินกว่าความสามารถในการจัดอันดับ ภาระเพิ่มเติมนี้จะสร้างความร้อนมากเกินไปซึ่งจะทำให้ขดลวดมอเตอร์และส่วนประกอบอื่นๆ เสียหาย สถานการณ์ทั่วไป ได้แก่ การเชื่อมต่ออุปกรณ์กำลังไฟสูงหลายเครื่องเข้ากับวงจรเดียว หรือการใช้งานมอเตอร์เกินกว่าข้อกำหนด

สิ่งที่น่ากังวลเป็นพิเศษคืออาคารที่อยู่อาศัยในสหรัฐอเมริกากว่า 50% มีอายุมากกว่า 30 ปี โดยที่สายไฟไม่ได้ออกแบบมาสำหรับความต้องการพลังงานในปัจจุบัน สัญญาณเตือน ได้แก่ ไฟกระพริบ การสะดุดของเบรกเกอร์บ่อยครั้ง เต้ารับที่อุ่นหรือเปลี่ยนสี กลิ่นไหม้ และเสียงหึ่งๆ

ปัญหาทางกลไกจะเพิ่มความต้านทานภายในมอเตอร์ ทำให้มอเตอร์ต้องทำงานหนักขึ้นและใช้พลังงานมากขึ้น ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ การเยื้องศูนย์ของเพลาทำให้เกิดแรงเสียดทาน และแบริ่งที่สึกหรอทำให้เกิดความต้านทานเพิ่มเติม สภาวะทั้งสองนี้ทำให้มอเตอร์เกินขีดความสามารถทางความร้อน

การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการตรวจสอบสภาพของแบริ่ง เนื่องจากรูปแบบการสึกหรอทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ตรวจจับได้ในความถี่และความกว้างของการสั่นสะเทือน ซึ่งทำหน้าที่เป็นสัญญาณเตือนล่วงหน้า

ความไม่สมดุลทางไฟฟ้าหมายถึงการไหลของกระแสไฟที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งสร้างความร้อนเพิ่มเติมและเน้นส่วนประกอบ ในระบบสามเฟส การสูญเสียเฟสทำให้เฟสที่เหลือต้องรับกระแสไฟมากขึ้น ทำให้ขดลวดมอเตอร์ร้อนเกินไป โอเวอร์โหลดวงจรเกิดขึ้นเมื่อความต้องการพลังงานเกินความสามารถ ซึ่งมักเกิดจากการเดินสายไฟที่ผิดพลาด เบรกเกอร์ทำงานผิดปกติ หรือเต้ารับไม่เพียงพอ ทำให้เกิดการใช้สายต่อที่ไม่ปลอดภัย

สถิติความปลอดภัยเปิดเผยว่าความผิดพลาดทางไฟฟ้าทำให้เกิดไฟไหม้ในบ้านประมาณ 46,700 ครั้งต่อปี ส่งผลให้เกิดความเสียหายมากกว่า 1.5 พันล้านดอลลาร์ สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมต้องเผชิญกับการหยุดทำงานและเปลี่ยนอุปกรณ์ที่มีค่าใช้จ่ายสูงจากเหตุการณ์โอเวอร์โหลดทางความร้อน

โอเวอร์โหลดทางความร้อนเป็นอันตรายต่อระบบไฟฟ้าในหลายๆ ด้าน ทำให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์ อันตรายด้านความปลอดภัย และการหยุดชะงักในการดำเนินงาน ทั้งความล้มเหลวในทันทีและการเสื่อมสภาพในระยะยาว

โอเวอร์โหลดทางความร้อนมักจะโจมตีส่วนประกอบของระบบที่อ่อนแอที่สุด ฉนวนสายไฟมักจะได้รับผลกระทบก่อน เนื่องจากกระแสไฟที่มากเกินไปทำให้ฉนวนละลาย ทำให้ตัวนำสัมผัสกับแหล่งกำเนิดการจุดระเบิดที่อาจเกิดขึ้น มอเตอร์ต้องเผชิญกับความเสี่ยงที่คล้ายกัน โดยที่ขดลวดที่โอเวอร์โหลดจะประสบกับการพังทลายของฉนวน ซึ่งอาจนำไปสู่ไฟฟ้าลัดวงจรหรือความล้มเหลวโดยสมบูรณ์

หม้อแปลงไฟฟ้าต้องเผชิญกับอันตรายที่คล้ายกัน เนื่องจากความร้อนสูงเกินไปทำให้ฉนวนในหน่วยที่เติมน้ำมันเสื่อมสภาพ เพิ่มความเสี่ยงในการเกิดไฟไหม้ โอเวอร์โหลดอย่างต่อเนื่องยังทำให้สายไฟ เต้ารับ และเบรกเกอร์เสียหาย ทำให้มีอายุการใช้งานสั้นลงเนื่องจากความเครียดสะสม

ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยจากโอเวอร์โหลดทางความร้อนมีตั้งแต่ร้ายแรงไปจนถึงอาจถึงแก่ชีวิต ไฟฟ้าไหม้เป็นภัยคุกคามที่ใกล้ที่สุด เนื่องจากสายไฟที่ร้อนเกินไปและเต้ารับที่เสียหายสามารถเข้าถึงอุณหภูมิการจุดระเบิดได้ ระหว่างปี 2011-2020 สำนักสถิติแรงงานของสหรัฐฯ ได้บันทึกการบาดเจ็บและเจ็บป่วยที่เกี่ยวข้องกับการทำงานจากความร้อน 33,890 รายการ บวกกับผู้เสียชีวิต 999 รายจากปี 1992-2021 ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของการจัดการความเสี่ยงจากความร้อน

ฉนวนที่เสียหายยังเพิ่มความเสี่ยงต่อการถูกไฟฟ้าดูดโดยการเปิดเผยตัวนำ ทำให้เกิดโอกาสในการเกิดไฟฟ้าช็อตตั้งแต่ความรู้สึกไม่สบายเล็กน้อยไปจนถึงการบาดเจ็บที่คุกคามถึงชีวิต

นอกเหนือจากความเสียหายของส่วนประกอบและปัญหาด้านความปลอดภัยแล้ว โอเวอร์โหลดทางความร้อนยังทำให้เกิดการหยุดชะงักในการดำเนินงานที่มีค่าใช้จ่ายสูง เมื่อระบบร้อนเกินไป เบรกเกอร์ป้องกันจะสะดุดเพื่อป้องกันไฟไหม้ แต่ในเวลาเดียวกันก็หยุดการผลิต ในการผลิต แม้แต่การหยุดทำงานเพียงเล็กน้อยก็สามารถสร้างความสูญเสียได้อย่างมาก

ระบบที่โอเวอร์โหลดยังทำงานได้ไม่ดีนัก ใช้พลังงานมากขึ้นในขณะที่ให้ประสิทธิภาพที่ไม่สอดคล้องกัน ความเครียดจากความร้อนเป็นเวลานานเร่งการเสื่อมสภาพของวัสดุ ทำให้เกิดความล้มเหลวของอุปกรณ์ก่อนเวลาอันควร ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการหยุดทำงานของการดำเนินงานโดยสมบูรณ์

การป้องกันโอเวอร์โหลดทางความร้อนต้องใช้การรวมกันของอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสม การออกแบบที่ชาญฉลาด และการบำรุงรักษาเป็นประจำเพื่อระบุและแก้ไขปัญหา ก่อนที่จะกลายเป็นอันตรายด้านความปลอดภัยหรือความล้มเหลวของอุปกรณ์

อุปกรณ์ที่สำคัญเหล่านี้ปกป้องมอเตอร์โดยการตรวจสอบการไหลของกระแสไฟและตัดการเชื่อมต่อพลังงานระหว่างโอเวอร์โหลดเป็นเวลานาน โดยทั่วไปจะใช้แถบไบเมทัลลิกที่โค้งงอเมื่อได้รับความร้อน ทำให้เกิดกลไกการปิดเครื่อง มีให้เลือกทั้งแบบรีเซ็ตด้วยตนเองหรืออัตโนมัติ การตั้งค่าเกณฑ์กระแสไฟที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ—ต่ำเกินไปทำให้เกิดการหยุดทำงานที่ไม่จำเป็น ในขณะที่สูงเกินไปมีความเสี่ยงต่อการป้องกันที่ไม่เพียงพอ

อุปกรณ์ที่มีขนาดเหมาะสมซึ่งตรงกับภาระที่ตั้งใจไว้จะป้องกันความร้อนสูงเกินไป ระบบที่มีขนาดใหญ่เกินไปอาจหมุนเวียนมากเกินไป ในขณะที่หน่วยที่มีขนาดเล็กเกินไปจะทำงานที่ความจุเต็มที่อย่างต่อเนื่อง ซึ่งทั้งสองอย่างนี้จะสร้างความร้อนที่ไม่จำเป็น การบำรุงรักษาเป็นประจำควรรวมถึง:

• การตรวจสอบด้วยสายตาเพื่อหาความเสียหายหรือการกัดกร่อน
• การตรวจสอบการสอบเทียบสำหรับการตั้งค่าอุณหภูมิ
• การทดสอบการทำงานโดยจำลองสภาวะโอเวอร์โหลด

การระบายอากาศที่เพียงพอยังพิสูจน์แล้วว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการกระจายความร้อน ในขณะที่การรักษาบันทึกประวัติการเดินทางช่วยในการระบุปัญหาที่กำลังพัฒนา

ในขณะที่รีเลย์โอเวอร์โหลดปกป้องมอเตอร์ เบรกเกอร์และฟิวส์จะปกป้องวงจรทั้งหมด เบรกเกอร์รวมองค์ประกอบความร้อนและแม่เหล็กเพื่อตอบสนองต่อทั้งโอเวอร์โหลดที่ยั่งยืนและไฟฟ้าลัดวงจรอย่างกะทันหัน ฟิวส์จะหลอมละลายเมื่อสัมผัสกับกระแสไฟที่มากเกินไป ต้องเปลี่ยนหลังจากเปิดใช้งาน พวกเขาสร้างระบบป้องกันแบบหลายชั้นพร้อมการซ้ำซ้อนในตัว

โอเวอร์โหลดทางความร้อนเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อระบบไฟฟ้า ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์ อุบัติเหตุด้านความปลอดภัย และการหยุดชะงักในการดำเนินงาน มาตรการป้องกันที่มีประสิทธิภาพมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาการดำเนินงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ ข้อมูลเชิงลึกหลัก ได้แก่:

• โอเวอร์โหลดอุปกรณ์ ปัญหาทางกลไก และความไม่สมดุลทางไฟฟ้าเป็นสาเหตุหลัก
• ผลกระทบมีตั้งแต่ความเสียหายของส่วนประกอบไปจนถึงอันตรายด้านความปลอดภัยและการหยุดทำงานของระบบ
• การป้องกันต้องใช้รีเลย์โอเวอร์โหลด การปรับขนาดอุปกรณ์ที่เหมาะสม และอุปกรณ์ป้องกันวงจร

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสประกอบด้วยเกือบ 80% ของการใช้งานในอุตสาหกรรม ในขณะที่โอเวอร์โหลดไฟฟ้าเป็นสาเหตุหลักของการทำงานผิดพลาดของวงจรในที่อยู่อาศัย สถิติเหล่านี้เน้นย้ำถึงความจำเป็นสำหรับอุปกรณ์ป้องกันที่เชื่อถือได้

ผ่านการตรวจสอบเป็นประจำ ส่วนประกอบที่มีขนาดเหมาะสม และการตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อสัญญาณเตือน องค์กรต่างๆ สามารถลดความเสี่ยงจากโอเวอร์โหลดทางความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจได้ถึงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้า ในขณะเดียวกันก็ปกป้องการลงทุนด้านอุปกรณ์