มาตรฐาน EN IEC 60099 ข้อแนะนำสำหรับอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า

มาตรฐาน “EN IEC 60099 ข้อแนะนำสำหรับอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า” ซึ่งพัฒนาโดยคณะกรรมาธิการไฟฟ้าสากล (IEC) และต่อมาเผยแพร่เป็นมาตรฐานยุโรปในฐานะส่วนหนึ่งของความพยายามในการประสานงาน ประกอบด้วยหัวข้อย่อยต่อไปนี้ซึ่งเผยแพร่ภายใต้ชื่อเดียวกัน:

• มาตรฐาน “EN IEC 60099-1 ส่วนที่ 1: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบตัวต้านทานไม่เชิงเส้นชนิดช่วงเวลาสำหรับระบบไฟฟ้ากระแสสลับ” อธิบายถึงข้อกำหนดและวิธีการทดสอบสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า) ประเภทเฉพาะที่ใช้ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) โดยพื้นฐานแล้ว มาตรฐานนี้ใช้กับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ประกอบด้วยตัวต้านทานไม่เชิงเส้นหนึ่งตัวหรือมากกว่า (โดยทั่วไปจะใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์ในรุ่นเก่า) ต่ออนุกรมกับช่องว่างประกายไฟเดี่ยวหรือหลายช่อง (แบบช่วงเวลา) อุปกรณ์เหล่านี้ป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าจากแรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดจากฟ้าผ่าหรือไฟกระชากจากการสวิตช์

มาตรฐานนี้ได้ถูกยกเลิกไปแล้ว โดยส่วนใหญ่ถูกแทนที่ด้วยมาตรฐานสมัยใหม่สำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบโลหะออกไซด์ที่ไม่มีช่องว่าง (โดยหลักๆ แล้วระบุไว้ในมาตรฐาน EN IEC 60099-4 ซึ่งใช้ตัวต้านทานแบบซิงค์ออกไซด์ที่ไม่มีช่องว่างประกายไฟ และปัจจุบันเป็นมาตรฐานที่ใช้งานอยู่และเป็นที่ยอมรับสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันสูงส่วนใหญ่)

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสมัยใหม่ (โดยเฉพาะแรงดันปานกลางและสูง) เกือบทั้งหมดเป็นแบบโลหะออกไซด์ไร้ช่องว่าง และได้รับการทดสอบตามมาตรฐาน EN IEC 60099-4 แล้ว ส่วนมาตรฐาน EN IEC 60099-1 ยังคงใช้ได้เฉพาะกับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบเก่า หรือใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงเท่านั้น

• มาตรฐาน “EN IEC 60099-2 ส่วนที่ 2: อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าแบบสเปรย์” ใช้กับอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าแบบสเปรย์ (spray arresters) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยช่องว่างประกายไฟเดี่ยวหรือหลายช่องต่ออนุกรมกับห้องอาร์ค (โดยทั่วไปบรรจุเส้นใยหรือวัสดุที่สร้างก๊าซ) เมื่อเกิดไฟกระชาก ช่องว่างประกายไฟจะกระโดด และอาร์คที่เกิดขึ้นจะพ่นก๊าซร้อนออกมาเพื่อดับกระแสและตัดกระแสที่ไหลตามมาในระบบจำหน่าย โดยส่วนใหญ่ใช้เพื่อป้องกันสายส่งไฟฟ้าแรงปานกลางและอุปกรณ์จากฟ้าผ่า

ประเภทของตัวต้านทาน: แบบระบายอากาศ (ระบายก๊าซ) ซึ่งแตกต่างจากตัวต้านทานแบบไม่เชิงเส้นเป็นช่วงๆ (มาตรฐาน EN IEC 60099-1) หรือตัวต้านทานโลหะออกไซด์แบบต่อเนื่องสมัยใหม่ (มาตรฐาน EN IEC 60099-4)

มาตรฐานนี้ถูกยกเลิกและไม่ได้นำมาใช้ในการออกแบบใหม่แล้ว อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบระบายน้ำส่วนใหญ่ล้าสมัยและถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบโลหะออกไซด์ที่เชื่อถือได้มากกว่า ไม่ต้องบำรุงรักษา และทำงานต่อเนื่อง

• มาตรฐาน “EN IEC 60099-4 ส่วนที่ 4: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบโลหะออกไซด์ไร้ช่องว่างสำหรับระบบไฟฟ้ากระแสสลับ” ใช้กับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบต้านทานโลหะออกไซด์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นโดยไม่มีช่องว่างประกายไฟ ซึ่งออกแบบมาเพื่อจำกัดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของระบบอย่างน้อย 1 kV มาตรฐานนี้ครอบคลุมข้อกำหนด การจำแนกประเภท ค่า การทดสอบ (ประเภท/การออกแบบ การทดสอบตามปกติ การทดสอบการยอมรับ) และเกณฑ์ประสิทธิภาพสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสมัยใหม่เหล่านี้ที่ใช้ในการปกป้องอุปกรณ์จากฟ้าผ่าและแรงดันไฟฟ้าเกินจากการสวิตช์ในระบบจำหน่าย ระบบส่ง และสถานีไฟฟ้าย่อย

ในการปรับปรุงมาตรฐานฉบับล่าสุด ระบบการจำแนกประเภทการปล่อยประจุไฟฟ้าแบบเก่าได้ถูกแทนที่ด้วยระบบการจำแนกประเภทการประมวลผลพลังงาน/ประจุแบบใหม่ โดยอิงตาม:

• อัตราการถ่ายโอนประจุซ้ำ
• ระดับพลังงานความร้อน
• ระดับการถ่ายโอนประจุความร้อน

วิธีนี้สะท้อนให้เห็นถึงแรงกดดันในโลกแห่งความเป็นจริงที่มีต่อตัวต้านทานโลหะออกไซด์ได้ดีกว่า

มาตรฐานนี้ได้รับการปรับให้สอดคล้องกันภายในขอบเขตของคำสั่งของสหภาพยุโรปที่เกี่ยวข้อง (เช่น คำสั่งเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าต่ำสำหรับแง่มุมที่นำไปใช้ได้) และเป็นเอกสารอ้างอิงหลักในยุโรปสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากโลหะออกไซด์แบบไร้ช่องว่าง

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากรุ่นใหม่เกือบทั้งหมดที่ผลิตและติดตั้งทั่วโลก (โดยเฉพาะอย่างยิ่งรุ่นที่มีแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 1 kV) เป็นไปตามมาตรฐาน EN IEC 60099-4

• มาตรฐาน “EN IEC 60099-5 ส่วนที่ 5: คำแนะนำในการเลือกและการใช้งาน” ให้คำแนะนำ ข้อมูล และข้อมูลพื้นฐาน (ไม่ใช่ข้อกำหนดบังคับ) สำหรับการเลือก การใช้งาน การติดตั้ง และการประสานงานของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากในระบบไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 1 kV มาตรฐานนี้ครอบคลุม:
• อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากชนิดโลหะออกไซด์แบบไร้ช่องว่าง ตามมาตรฐาน EN IEC 60099-4
• อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่มีการกำหนดค่าการต่อแบบอนุกรมและขนาน โดยมีแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่กำหนด 52 kV ตามมาตรฐาน EN IEC 60099-6
• อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบโลหะออกไซด์ชนิดอนุกรมภายนอกสำหรับสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ ตามมาตรฐาน EN IEC 60099-8

เนื้อหาหลักมีดังต่อไปนี้:

• ความเครียดจากแรงดันไฟเกินในระบบ (ฟ้าผ่า การสวิตช์ แรงดันไฟเกินชั่วขณะ)
• การเลือกค่าแรงดันไฟฟ้าป้องกัน: แรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่อง, แรงดันไฟฟ้าพิกัด, MCOV, ระดับการป้องกัน
• การจัดการพลังงานและการพิจารณาด้านความร้อน (รวมถึงสูตรสำหรับข้อกำหนดการถ่ายโอนพลังงาน/ประจุที่สอดคล้องกับการจำแนกประเภทมาตรฐาน EN IEC 60099-4)
• ความจุแรงดันเกินชั่วขณะ
• การประสานงานกับการแยกอุปกรณ์
• แง่มุมในการติดตั้ง (การประกอบ การปนเปื้อน ความสูง แรงทางกล)
• ตัวอย่างการใช้งานสำหรับระบบจำหน่าย ระบบส่ง และสถานีไฟฟ้าย่อย รวมถึงอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากในสายส่ง
• การประเมินความเสี่ยงสำหรับรูปแบบความเสียหายและการกำหนดเขตป้องกัน

มาตรฐานนี้เป็นเพียงคำแนะนำ แต่มีการอ้างอิงอย่างกว้างขวางในข้อกำหนด การประกวดราคา และแนวทางปฏิบัติทางวิศวกรรมทั่วทั้งยุโรปและทั่วโลก

• มาตรฐาน “EN IEC 60099-6 ส่วนที่ 6: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่มีการจัดเรียงแบบอนุกรมและขนาน - แรงดันระบบสูงสุด 52 kV” อธิบายถึงข้อกำหนดและขั้นตอนการทดสอบสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากชนิดตัวต้านทานโลหะออกไซด์แบบไม่เชิงเส้นที่มีการจัดเรียงประกายไฟ (ทั้งแบบอนุกรมและขนาน) ซึ่งออกแบบมาเพื่อจำกัดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ที่มีแรงดันระบบสูงสุดอย่างน้อย 1 kV และไม่เกิน 52 kV

มาตรฐานนี้ครอบคลุมถึงอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากชนิดโลหะออกไซด์แบบมีโพรงเป็นหลัก ซึ่งบรรจุอยู่ในตัวเรือนเซรามิกหรือพอลิเมอร์ การออกแบบเหล่านี้ใช้เพื่อป้องกันอุปกรณ์จากฟ้าผ่าและแรงดันเกินจากการสวิตช์ในเครือข่ายการจ่ายแรงดันปานกลาง และมีข้อดีในบางการใช้งาน เช่น ความสามารถในการทนต่อไฟกระชากชั่วขณะที่ดีขึ้น หรือการประมวลผลพลังงาน เมื่อเทียบกับชนิดที่ไม่มีโพรงโดยสิ้นเชิง

การจัดประเภทนั้นอิงตามเกณฑ์ดังต่อไปนี้:

• อัตราการถ่ายโอนประจุซ้ำ
• ระดับพลังงานความร้อน
• ระดับการถ่ายโอนประจุความร้อน
• มาตรฐาน “EN IEC 60099-8 ส่วนที่ 8: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบโลหะออกไซด์แบบอนุกรมภายนอก (EGLA) สำหรับสายส่งเหนือศีรษะ” อธิบายถึงข้อกำหนดและขั้นตอนการทดสอบสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบอนุกรมภายนอก (EGLA) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบโลหะออกไซด์ที่ประกอบด้วยส่วนประกอบดังต่อไปนี้:
• หน่วยวาริสเตอร์แบบอนุกรมที่ทำจากตัวต้านทานโลหะออกไซด์แบบไม่เชิงเส้น บรรจุอยู่ในตัวเรือนโพลีเมอร์หรือเซรามิก
• ภายใต้สภาวะปกติ ช่องว่างอากาศอนุกรมภายนอก (ช่องว่างประกายไฟ) จะแยกหน่วยวาริสเตอร์อนุกรมออกจากสายไฟ

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบติดตั้งภายนอก (External spacing line arresters) จะติดตั้งขนานกับแผงฉนวนบนสายส่งและสายจำหน่ายไฟฟ้าเหนือศีรษะ (ระบบไฟฟ้ากระแสสลับที่มีแรงดันมากกว่า 1 kV) เพื่อป้องกันแผงฉนวนจากไฟกระชากที่เกิดจากฟ้าผ่าเท่านั้น อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบติดตั้งภายนอกนี้ได้รับการออกแบบมาให้ทนต่อแรงดันเกินขณะสวิตช์และแรงดันเกินชั่วขณะ และทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ป้องกันจะทำงานเป็นหลักเมื่อเกิดไฟกระชากจากฟ้าผ่า (ความชันสูง ระยะเวลาสั้น) อุปกรณ์นี้ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อป้องกันไฟกระชากขณะสวิตช์หรือใช้งานในระดับสถานีไฟฟ้าย่อย

คุณสมบัติหลักและข้อแตกต่างจากผลิตภัณฑ์ป้องกันอื่นๆ มีดังต่อไปนี้:

• แตกต่างจากอุปกรณ์ป้องกันสถานี/การกระจายแบบไม่มีช่องว่าง (EN IEC 60099-4) ช่องว่างภายนอกช่วยยืดอายุการใช้งานและลดกระแสรั่วไหลโดยป้องกันไม่ให้เกิดแรงดันไฟฟ้าต่อเนื่องบนตัวต้านทาน MO
• การออกแบบนี้มุ่งเน้นไปที่ความสามารถในการปล่อยประจุฟ้าผ่าผ่านการทดสอบอัตราการถ่ายโอนโหลดซ้ำๆ การประมวลผลพลังงาน และการประสานงานการเกิดประกายไฟในโพรง
• มาตรฐาน “EN IEC 60099-9 ส่วนที่ 9: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับสถานีแปลงไฟกระแสตรงแรงดันสูง” ใช้กับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากชนิดตัวต้านทานโลหะออกไซด์แบบไม่เชิงเส้นที่ไม่มีช่องว่างประกายไฟ ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อจำกัดแรงดันเกินในสถานีแปลงไฟกระแสตรงแรงดันสูง มาตรฐานนี้ครอบคลุม:
• ระบบไฟฟ้ากระแสตรงแรงสูงแบบสองขั้ว หลายขั้ว และแบบต่ออนุกรม ที่มีแรงดันใช้งานสูงสุดถึงบวก/ลบ 1100 kV
• ตัวยึดแบบตัวเรือนเซรามิก ตัวเรือนโพลีเมอร์ และตัวยึดแบบหุ้มโลหะหุ้มฉนวนก๊าซ ใช้ในบัสบาร์ DC, ตัวยึดสายไฟ/สายเคเบิล DC หรือวงจรกรอง AC
• ตัวยึดที่สัมผัสกับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) รวมถึงการสลับขั้ว (แม้จะเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก)

ตัวยึดสำหรับตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบจ่ายจากแหล่งจ่ายต่างๆ จะไม่อยู่ในขอบเขตนี้ ตัวยึดด้านกระแสสลับของสถานีแปลงกระแสไฟฟ้าจะได้รับการทดสอบตามมาตรฐาน EN IEC 60099-4 ตัวยึดในตัวกรองกระแสสลับเป็นไปตามมาตรฐานนี้เนื่องจากแรงดันฮาร์มอนิก

เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงที่พวกเขาต้องการ และช่วยเหลือพวกเขาในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบแก่ธุรกิจต่างๆ ตามมาตรฐาน "EN IEC 60099 ข้อแนะนำสำหรับอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า" อีกด้วย