使用 TeSys VLS 隔離開關簡化面板設計與安全性

作者:Aharon Etengoff

資料提供者:DigiKey 北美編輯群

絕大多數的工業基礎設施都需要隔離開關來安全地隔離電路。無論是用於維護、緊急停機還是符合法規要求,這些開關在確保系統安全性和可維修性方面皆發揮關鍵作用。Schneider ElectricTeSys VLS 隔離開關採用緊湊的模組化設計符合上述要求,且額定值介於 25 A 至 125 A,適用於 UL 508 和 UL 98 應用。典型使用案例包括馬達隔離、饋線斷開和電氣面板保護。

VLS 系列屬於更龐大的 TeSys 馬達控制與保護產品線的一部分,可支援多種應用的工業和商業系統,包括物料搬運、HVAC、泵浦、太陽能和礦業。這些開關提供 DIN 軌道和門片安裝形式,可配置多種配件以因應特定的安全與法規要求,例如輔助觸點塊 (如圖 1 所示)、可掛鎖手把、第四極和端子護罩等。

Schneider Electric 的 TeSys VLS 輔助觸點塊圖片圖 1:Schneider Electric 的 TeSys VLS 輔助觸點塊可提供狀態指示或可介接安全與控制系統。(圖片來源:Schneider Electric)

TeSys VLS 系列已通過 UL、CSA 和 IEC 標準認證,提供一致的安裝尺寸和可擴充選項,能簡化面板設計並減少元件差異性。

本文將回顧 UL 508 和 UL 98 標準之間的實際差異,也會重點介紹多種應用的常見使用案例,包括 HVAC、物料搬運、太陽能和能源等,也會概述 TeSys VLS 模組化架構如何促進靈活的安裝和配置。也會探討可掛鎖手把、輔助觸點和聯鎖等配件如何促進安全功能,並符合上鎖/掛牌的規定。最後,會說明標準化元件和一致的外形尺寸如何協助面板製造商和系統整合商簡化機殼設計並降低庫存複雜性。

隔離開關與標準:UL 508 與 UL 98 的比較

工業隔離開關必須符合可反映其在電氣系統中預期功能的相關標準。UL 508 就涵蓋負載側應用的馬達控制器,而 UL 98 則針對饋線斷開用的通用開關有所規定。這些標準在應用範圍、效能要求和故障處理能力方面有所不同。

UL 508 適用於負載側斷開用的手動馬達控制器,通常是用於隔離面板局部區塊內的馬達或設備。這些開關通常會針對個別負載 (如風扇或泵浦) 進行部署,因為這些地方若發生完全故障情況並不需要斷開。UL 508 型號具有 5 kA 短路額定值,並採用緊湊的 36 mm 外形尺寸,針對空間受限的應用進行最佳化。

UL 98 適用於通用開關,可斷開整個饋線,或當作面板的主要斷開措施。這些型號必須符合更嚴格的效能門檻,包括 10 kA 故障電流額定值和更高的負載耐久性。UL 98 開關通常具有更大的 70 mm 外形尺寸,可支援更高的載流能力和故障中斷能力。

UL 508 和 UL 98:TeSys VLS 技術規格

Schneider Electric 的 TeSys VLS 系列包括 UL 508 和 UL 98 認證選項,除了維持一致的機械覆蓋區外,更有利於提高設計靈活性。UL 508 的款式,如 TeSys VLS 25A 隔離開關 (如圖 2 所示)、32A 款式40A 款式,可支援緊湊的面板佈局和分支電路保護。

Schneider Electric 的 TeSys VLS3P025R1 隔離開關圖片圖 2:Schneider Electric 的 TeSys VLS3P025R1 是 25 A、三極的隔離開關,通過 UL 508 認證,可在面板佈局中達到緊湊的負載側斷開。(圖片來源:Schneider Electric)

也有提供更高容量的款式,包括 TeSys VLS 63A UL 98 開關125A 款式,皆通過 UL 98 認證,可在配電系統中達到饋線層級斷開並維持隔離。以下表 1 詳細比較關鍵規格,包括電流範圍、短路額定值和端子容量。

特點 UL 508 款式 UL 98 款式
電流範圍 25 A 至 63 A 63 A 至 125 A
寬度 36 mm 70 mm
短路額定值 5 kA 10 kA
斷流能力 (AC23A 400 V) 320 A 至 360 A 1,000 A
電氣壽命 (AC21A) 100,000 次循環 30,000 次循環
端子容量 0.75 mm² 至 16 mm² (AWG 18-6) 4 mm² 至 50 mm² (AWG 12-1)
典型用途 馬達隔離 饋線斷開

表 1:UL 508 和 UL 98 TeSys VLS 隔離開關的規格比較。

TeSys VLS 系列有個傑出特點是 63 A 交叉點,無論是 UL 508 或 UL 98 認證品項都具有此特點。系統設計人員可以依據可用的面板空間、需要的故障中斷能力和適用標準,挑選緊湊型 UL 508 開關或全尺寸的 UL 98 開關。此設計靈活性可符合美國和國際規範,例如 NEC 430.102 和 IEC 60947-3。

工業和商業應用

TeSys VLS 隔離開關系列可支援多種工業和商業應用,從局部設備隔離到饋線層級斷開都可適用。VLS 系列提供靈活的外形尺寸、認證選項和工作範圍,可符合以下要求:

  • 物料搬運:雙重認證的 63A 品項 (例如緊湊型 TeSys UL 508 VLS 型號可用於空間受限的設備,UL 98 等級的 TeSys VLS 開關可用於主電源斷開),能讓系統設計人員將輸送帶馬達控制面板最佳化,以達到個別驅動器隔離和主電源配電。
  • HVAC 系統:如圖 3 所示,較大的 UL 98 等級型號 (如 TeSys VLS 125A 隔離開關) 可支援屋頂單元的主面板斷開,或是商業建築物中的饋線層級隔離,這些應用都需要更高的中斷額定值和環境耐久性。

Schneider Electric 的 TeSys VLS3P125D2 主體開關圖片圖 3:Schneider Electric 的 TeSys VLS3P125D2 是 125 A、三極、通過 UL 98 認證的主體隔離開關,可用於饋線隔離和主面板斷開。(圖片來源:Schneider Electric)

  • 泵浦應用:TeSys VLS 63A UL 98 開關等中階款式可針對離心泵、增壓站和水處理系統提供可靠的隔離。UL 98 認證可針對直接馬達啟動提供充裕的故障防護,可掛鎖手把則可支援公家設施中的維護掛鎖規定。
  • 太陽能設備:緊湊型 UL 508 等級開關 (如TeSys VLS 40A 隔離開關) 可隔離個別 30 kW 逆變器或 DC-AC 轉換器,可在狹小的匯流箱和逆變器外殼中達到 NEC 690.15 規定的快速關斷功能。
  • 礦業應用:高負載 UL 98 款式,(如 TeSys VLS 125A 隔離開關) 可在礦物加工、輸送帶系統和通風設備的惡劣條件下可靠運作。工作溫度範圍介於 -25°C 至 +55°C,並採用堅固的端子設計,可在講究取用性與隔離的地下和地面裝設中支援可靠運作。

模組化架構和高效的面板整合

TeSys VLS 隔離開關採用模組化架構,可簡化面板設計、組裝和維護。這些開關提供 DIN 軌道和門片安裝形式,可透過以下方式支援多種外殼配置:

  • 機械一致性:UL 508 款式 (25 A 至 63 A) 皆維持 36 mm 的統一寬度,而 UL 98 款式 (63 A 至 125 A) 則採用 70 mm 的標準寬度。電流額定值具有一致性,就可重複使用安裝模式和外殼佈局,在多種應用中,就可將客製化機械設計的需求降至最低。
  • 配件和庫存簡化:通用的配件介面可降低 BOM 複雜性並簡化庫存。TeSys VLS 可掛鎖手把適合所有額定電流,而輔助觸點塊和端子配置在每個開關尺寸類別中則保持一致。至於其他項目,像是第四極、TeSys VLS 輔助觸點和端子護罩等則無需改裝都可安裝。TeSys VLS 機械聯鎖可透過共用的安裝介面支援多種開關組合。
  • 靈活的安裝和外殼設計:門片安裝款式含有軸心延長段,因此可直接在外殼表面上直接進行手把操作,並支援符合人體工學和相關規範的取用性,以便關斷與維護。這種設計作法能讓面板製造商和 OEM 廠商減少外殼深度、統一鑽孔模版,並加速佈局迭代,這對高混合、小批量的生產環境來說相當關鍵。

在不同的額定電流和認證等級之間使用單一開關系列,工程團隊就可簡化產品開發,更可在不同功率等級與面板類型之間簡化組裝並減少差異,因此生產團隊也得以受益。

安全、上鎖/掛牌和可配置的配件選項

安全性和合規性對任何隔離開關來說都是關鍵的考量因素,尤其是在需要頻繁手動取用、維護或關斷的系統中。TeSys VLS 系列可利用模組化配件滿足這些需求,可支援人員保護、標準合規性並整合到更龐大的安全架構中。包括:

  • 可掛鎖手把:如圖 4 所示,TeSys VLS 可掛鎖手把採用緊湊的 48 × 48 mm 外形尺寸,能以單孔安裝並具有 IP65 防護等級,因此可在受限空間中達到安全的前面板安裝。紅色和黃色的顏色編碼可支援 ISO 13850 緊急停止規定,而整合式的掛鎖特點則有助於達到可靠的上鎖掛牌 (LOTO) 流程。

Schneider Electric 的 TeSys VLSH4S5R 旋轉手把圖片圖 4:Schneider Electric 的 TeSys VLSH4S5R 旋轉手把具有 IP65 防護等級與整合式掛鎖支援,可達到前面板安全取用。(圖片來源:Schneider Electric)

  • 狀態和控制整合:TeSys VLS 輔助觸點塊提供額定值為 690 V 和 10 A 的 1NO+1NC 觸點,可達到即時的狀態指示,或與 PLC 和安全繼電器整合。選配的早斷款式可支援關鍵安全系統中的定序功能並提升設備防護。
  • 機械聯鎖:TeSys VLS 機械聯鎖可避免開關同時運作,以利達到符合 NFPA 79 和 IEC 60204-1 的循序隔離例行操作。這些配件可相容於額定電流為 16 A 至 40 A 的開關,並支援轉換和協調控制。

所有 TeSys VLS 元件均可在 -25°C 至 +55°C 的溫度範圍內可靠運作 (依據 IEC 60947-3)、存放溫度可低至 -40°C、在全球市場內皆可達到 690 VAC 工作,且安裝海拔高達 3,000 m。整個系列皆共用介面尺寸和安裝標準,因此可簡化記錄作業、簡化現場維護,並有助於整合到符合安全規定的系統設計中。

總結

Schneider Electric 的 TeSys VLS 隔離開關結合了模組化設計、靈活的安裝選項和雙重 UL 508/UL 98 認證,可簡化工業面板的設計和合規性。VLS 系列具有 63 A 交叉點,可在空間與容量間達到最佳權衡,並具有標準化的配件,工作溫度介於 -25°C 至 +55°C,因此可在 HVAC、太陽能、泵浦和物料搬運等應用中支援安全性、可靠性並有助於減少庫存。

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Aharon Etengoff

Aharon Etengoff is a technology writer with extensive experience in the semiconductor and telecom sectors. He develops white papers, technical articles, and high-level collateral for leading companies in both industries. His work has appeared in publications such as EE World Online, EV Engineering, and 5G Technology World. Aharon has written about HBM and GDDR memory, interface and security IP, AI-powered EDA tools, chiplets, 3DIC, and 5G wireless networks. Earlier in his career, he was the managing editor of TG Daily, where he led a team covering emerging tech trends.

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