ลองนึกภาพมอเตอร์ที่มีความแม่นยำสูงและมีมูลค่าสูงกำลังประสบกับภาวะโอเวอร์โหลดอย่างเงียบๆ โดยไม่รู้ตัวว่าอาจล้มเหลวอย่างร้ายแรงได้ทุกเมื่อเนื่องจากไฟฟ้าลัดวงจรหรือความผิดพลาดของสายดิน โรงงานของคุณมีความเสี่ยงต่อความเสี่ยงดังกล่าวหรือไม่? ในฐานะที่เป็น "หัวใจ" ของการดำเนินงานทางอุตสาหกรรม มอเตอร์ต้องการการป้องกันที่แข็งแกร่งเพื่อประสิทธิภาพที่ปลอดภัยและมั่นคง บทความนี้จะตรวจสอบการออกแบบการป้องกันกระแสเกินของวงจรสาขาสำหรับมอเตอร์เดี่ยวโดยอิงตาม National Electrical Code (NEC) ปี 2020 โดยให้ความรู้ที่จำเป็นเพื่อป้องกันความล้มเหลวของมอเตอร์ก่อนที่จะเกิดขึ้น
การออกแบบวงจรมอเตอร์เป็นกระบวนการทางวิศวกรรมที่เป็นระบบซึ่งทำงานเหมือนระบบไหลเวียนโลหิตของมนุษย์ โดยส่งพลังงานอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพเพื่อขับเคลื่อนการดำเนินงานทางอุตสาหกรรม ระบบป้องกันกระแสเกินที่สมบูรณ์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับประสิทธิภาพของมอเตอร์ที่เชื่อถือได้ วงจรมอเตอร์ทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบที่สำคัญหลายอย่าง ซึ่งแต่ละส่วนทำหน้าที่ป้องกันเฉพาะ
อุปกรณ์ป้องกันโอเวอร์โหลดของมอเตอร์ทำหน้าที่เป็นแนวป้องกันแรก ทำหน้าที่เป็นผู้พิทักษ์ที่ตื่นตัวอยู่เสมอ จะตรวจสอบการทำงานของมอเตอร์อย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันความเสียหายจากภาระที่มากเกินไป ตาม NEC 430.31 อุปกรณ์ป้องกันโอเวอร์โหลดต้อง:
NEC 430.32(A)(1) ระบุพิกัดการป้องกันโอเวอร์โหลดระหว่าง 115% ถึง 125% ของกระแสโหลดเต็มที่ของมอเตอร์ สำหรับสภาวะการสตาร์ทที่ท้าทายหรือโหลดที่แปรผัน พิกัดอาจเพิ่มขึ้นเป็น 130% หรือ 140% (NEC 430.32(C), 430.6(A)(2))
ไฟฟ้าลัดวงจร (ความผิดพลาดแบบเฟสต่อเฟสหรือเฟสต่อกลาง) และความผิดพลาดของสายดิน (ความผิดพลาดแบบเฟสต่อตัวเรือน) แสดงถึงอันตรายทางไฟฟ้าที่รุนแรงที่สุด ความผิดพลาดเหล่านี้สร้างกระแสไฟฟ้าที่รุนแรงซึ่งอาจทำลายอุปกรณ์และสร้างความเสี่ยงจากไฟไหม้หรือไฟฟ้าช็อต
อุปกรณ์ป้องกันวงจรสาขาต้องขัดจังหวะกระแสความผิดพลาดอย่างรวดเร็วในขณะที่ทนต่อไฟกระชากขณะสตาร์ทมอเตอร์ (NEC 430.52) อุปกรณ์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นมาตรการป้องกันขั้นสูงสุดสำหรับมอเตอร์และบุคลากร
NEC 430.22 กำหนดให้ตัวนำวงจรสาขาสำหรับมอเตอร์ที่ทำงานต่อเนื่องมีแอมแปซิตีไม่น้อยกว่า 125% ของกระแสโหลดเต็มที่ของมอเตอร์ สำหรับมอเตอร์ 10A ตัวนำต้องจัดการอย่างน้อย 12.5A ตาราง NEC 430.247-250 ให้ค่ากระแสโหลดเต็มที่สำหรับการเลือกตัวนำที่เหมาะสม
NEC อนุญาตให้อุปกรณ์สี่ประเภทสำหรับการป้องกันวงจรสาขามอเตอร์:
กระแสสตาร์ทมอเตอร์มักจะสูงถึง 6-8 เท่าของกระแสโหลดเต็มที่ NEC 430.52(B) กำหนดให้อุปกรณ์ป้องกันต้องทนต่อกระแสไฟกระชากเหล่านี้โดยไม่เกิดการทำงานที่น่ารำคาญ
การใช้เปอร์เซ็นต์ NEC Table 430.52 พิกัดอุปกรณ์สูงสุดเท่ากับกระแสโหลดเต็มที่ของมอเตอร์คูณด้วยเปอร์เซ็นต์ที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น มอเตอร์ 10A พร้อมเบรกเกอร์แบบอินเวอร์สไทม์:
10A × 250% = สูงสุด 25A
เมื่อการคำนวณไม่ตรงกับพิกัดมาตรฐาน NEC 430.52(C)(1) ข้อยกเว้นหมายเลข 1 อนุญาตให้เลือกค่ามาตรฐานที่สูงกว่าถัดไป
สำหรับมอเตอร์ที่สตาร์ทยากหรือโหลดที่แปรผัน NEC 430.52(C)(1) ข้อยกเว้นหมายเลข 2 และ 430.52(C)(3) ข้อยกเว้นหมายเลข 1 อนุญาตให้ปรับการตั้งค่าการป้องกันในขณะที่ยังคงรักษาความปลอดภัย
| ประเภทอุปกรณ์ป้องกัน | พิกัดสูงสุด | พิกัดข้อยกเว้น (สูงสุด) |
|---|---|---|
| ฟิวส์ที่ไม่หน่วงเวลา | 300% | 400% |
| ฟิวส์แบบสององค์ประกอบ (หน่วงเวลา) | 175% | 225% |
| เบรกเกอร์ทริปทันที | 1100% | 1700% |
| เบรกเกอร์แบบอินเวอร์สไทม์ | 250% | 400% |
หมายเหตุ: เปอร์เซ็นต์ใช้กับมอเตอร์ประหยัดพลังงาน Design B
พิจารณามอเตอร์กรงกระรอก Design B, 25 แรงม้า, 460V, สามเฟส, พร้อมกระแสป้ายชื่อ 32A และตัวประกอบบริการ 1.15
จาก NEC Table 430.250: กระแสโหลดเต็มที่ 34A × 125% = แอมแปซิตีตัวนำขั้นต่ำ 43A
กระแสป้ายชื่อ 32A × 125% = สูงสุด 40A
หากจำเป็น: 32A × 140% = 44.8A (NEC 430.32(C))
ฟิวส์หน่วงเวลา:
เบรกเกอร์แบบอินเวอร์สไทม์:
การป้องกันกระแสเกินของมอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพต้องมีการออกแบบอย่างระมัดระวังตามมาตรฐาน NEC การเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสม การบำรุงรักษาตามปกติ และการปฏิบัติตามข้อกำหนดของรหัสช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของมอเตอร์ในขณะที่ลดความเสี่ยงของความล้มเหลวและเพิ่มความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน
ลองนึกภาพมอเตอร์ที่มีความแม่นยำสูงและมีมูลค่าสูงกำลังประสบกับภาวะโอเวอร์โหลดอย่างเงียบๆ โดยไม่รู้ตัวว่าอาจล้มเหลวอย่างร้ายแรงได้ทุกเมื่อเนื่องจากไฟฟ้าลัดวงจรหรือความผิดพลาดของสายดิน โรงงานของคุณมีความเสี่ยงต่อความเสี่ยงดังกล่าวหรือไม่? ในฐานะที่เป็น "หัวใจ" ของการดำเนินงานทางอุตสาหกรรม มอเตอร์ต้องการการป้องกันที่แข็งแกร่งเพื่อประสิทธิภาพที่ปลอดภัยและมั่นคง บทความนี้จะตรวจสอบการออกแบบการป้องกันกระแสเกินของวงจรสาขาสำหรับมอเตอร์เดี่ยวโดยอิงตาม National Electrical Code (NEC) ปี 2020 โดยให้ความรู้ที่จำเป็นเพื่อป้องกันความล้มเหลวของมอเตอร์ก่อนที่จะเกิดขึ้น
การออกแบบวงจรมอเตอร์เป็นกระบวนการทางวิศวกรรมที่เป็นระบบซึ่งทำงานเหมือนระบบไหลเวียนโลหิตของมนุษย์ โดยส่งพลังงานอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพเพื่อขับเคลื่อนการดำเนินงานทางอุตสาหกรรม ระบบป้องกันกระแสเกินที่สมบูรณ์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับประสิทธิภาพของมอเตอร์ที่เชื่อถือได้ วงจรมอเตอร์ทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบที่สำคัญหลายอย่าง ซึ่งแต่ละส่วนทำหน้าที่ป้องกันเฉพาะ
อุปกรณ์ป้องกันโอเวอร์โหลดของมอเตอร์ทำหน้าที่เป็นแนวป้องกันแรก ทำหน้าที่เป็นผู้พิทักษ์ที่ตื่นตัวอยู่เสมอ จะตรวจสอบการทำงานของมอเตอร์อย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันความเสียหายจากภาระที่มากเกินไป ตาม NEC 430.31 อุปกรณ์ป้องกันโอเวอร์โหลดต้อง:
NEC 430.32(A)(1) ระบุพิกัดการป้องกันโอเวอร์โหลดระหว่าง 115% ถึง 125% ของกระแสโหลดเต็มที่ของมอเตอร์ สำหรับสภาวะการสตาร์ทที่ท้าทายหรือโหลดที่แปรผัน พิกัดอาจเพิ่มขึ้นเป็น 130% หรือ 140% (NEC 430.32(C), 430.6(A)(2))
ไฟฟ้าลัดวงจร (ความผิดพลาดแบบเฟสต่อเฟสหรือเฟสต่อกลาง) และความผิดพลาดของสายดิน (ความผิดพลาดแบบเฟสต่อตัวเรือน) แสดงถึงอันตรายทางไฟฟ้าที่รุนแรงที่สุด ความผิดพลาดเหล่านี้สร้างกระแสไฟฟ้าที่รุนแรงซึ่งอาจทำลายอุปกรณ์และสร้างความเสี่ยงจากไฟไหม้หรือไฟฟ้าช็อต
อุปกรณ์ป้องกันวงจรสาขาต้องขัดจังหวะกระแสความผิดพลาดอย่างรวดเร็วในขณะที่ทนต่อไฟกระชากขณะสตาร์ทมอเตอร์ (NEC 430.52) อุปกรณ์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นมาตรการป้องกันขั้นสูงสุดสำหรับมอเตอร์และบุคลากร
NEC 430.22 กำหนดให้ตัวนำวงจรสาขาสำหรับมอเตอร์ที่ทำงานต่อเนื่องมีแอมแปซิตีไม่น้อยกว่า 125% ของกระแสโหลดเต็มที่ของมอเตอร์ สำหรับมอเตอร์ 10A ตัวนำต้องจัดการอย่างน้อย 12.5A ตาราง NEC 430.247-250 ให้ค่ากระแสโหลดเต็มที่สำหรับการเลือกตัวนำที่เหมาะสม
NEC อนุญาตให้อุปกรณ์สี่ประเภทสำหรับการป้องกันวงจรสาขามอเตอร์:
กระแสสตาร์ทมอเตอร์มักจะสูงถึง 6-8 เท่าของกระแสโหลดเต็มที่ NEC 430.52(B) กำหนดให้อุปกรณ์ป้องกันต้องทนต่อกระแสไฟกระชากเหล่านี้โดยไม่เกิดการทำงานที่น่ารำคาญ
การใช้เปอร์เซ็นต์ NEC Table 430.52 พิกัดอุปกรณ์สูงสุดเท่ากับกระแสโหลดเต็มที่ของมอเตอร์คูณด้วยเปอร์เซ็นต์ที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น มอเตอร์ 10A พร้อมเบรกเกอร์แบบอินเวอร์สไทม์:
10A × 250% = สูงสุด 25A
เมื่อการคำนวณไม่ตรงกับพิกัดมาตรฐาน NEC 430.52(C)(1) ข้อยกเว้นหมายเลข 1 อนุญาตให้เลือกค่ามาตรฐานที่สูงกว่าถัดไป
สำหรับมอเตอร์ที่สตาร์ทยากหรือโหลดที่แปรผัน NEC 430.52(C)(1) ข้อยกเว้นหมายเลข 2 และ 430.52(C)(3) ข้อยกเว้นหมายเลข 1 อนุญาตให้ปรับการตั้งค่าการป้องกันในขณะที่ยังคงรักษาความปลอดภัย
| ประเภทอุปกรณ์ป้องกัน | พิกัดสูงสุด | พิกัดข้อยกเว้น (สูงสุด) |
|---|---|---|
| ฟิวส์ที่ไม่หน่วงเวลา | 300% | 400% |
| ฟิวส์แบบสององค์ประกอบ (หน่วงเวลา) | 175% | 225% |
| เบรกเกอร์ทริปทันที | 1100% | 1700% |
| เบรกเกอร์แบบอินเวอร์สไทม์ | 250% | 400% |
หมายเหตุ: เปอร์เซ็นต์ใช้กับมอเตอร์ประหยัดพลังงาน Design B
พิจารณามอเตอร์กรงกระรอก Design B, 25 แรงม้า, 460V, สามเฟส, พร้อมกระแสป้ายชื่อ 32A และตัวประกอบบริการ 1.15
จาก NEC Table 430.250: กระแสโหลดเต็มที่ 34A × 125% = แอมแปซิตีตัวนำขั้นต่ำ 43A
กระแสป้ายชื่อ 32A × 125% = สูงสุด 40A
หากจำเป็น: 32A × 140% = 44.8A (NEC 430.32(C))
ฟิวส์หน่วงเวลา:
เบรกเกอร์แบบอินเวอร์สไทม์:
การป้องกันกระแสเกินของมอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพต้องมีการออกแบบอย่างระมัดระวังตามมาตรฐาน NEC การเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสม การบำรุงรักษาตามปกติ และการปฏิบัติตามข้อกำหนดของรหัสช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของมอเตอร์ในขณะที่ลดความเสี่ยงของความล้มเหลวและเพิ่มความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน
