เซอร์กิจเบรคเกอร์แรงต่ำ(1)

เซอร์กิตเบรคเกอร์Circuit Breakerแรงตำ่ ปจั จุบันนม้ี กี ารเจรญิ เติบโตของภาคอุตสาหกรรมไปเปน็ อย่างมาก ดว้ ยเศรฐกิจและเทคโนโลยที ่ีกา้ วหนา้ ขึน้ มา นที้ าให้มคี วามตอ้ งการใช้กระแสไฟฟ้ากันมากยิ่งขนึ้ ซ่ึงงานทเี่ ก่ยี วข้องกับไฟฟา้ นี้ไม่วา่ จะเปน็ งานในภา่ คระดับ ไหน ทั้งการใช้งานตามบ้านเรอื นหรอื อุตสาหกรรมถอื ว่าเป็นงานท่ีมีความเสี่ยงอยา่ งสงู ซ่ึงหากเกิดความ ผดิ พลาดข้ึนก็อาจจะทาใหเ้ กิดอันตรายต่อชีวติ และทรัพย์สินไดเ้ ลยทเี ดียว จึงต้องมีอุปกรณไ์ วป้ ้องกนั ความเส่ียง ที่อาจจะเกดิ ความผิดพลาดขึ้นในวงจรไฟฟ้าได้ อปุ กรณ์น่ันกค็ อื เซอร์กิต เบรกเกอร์ (Circuit Breaker) เป็น อุปกรณ์ทอ่ี อกแบบมาให้เปดิ -ปิด วงจรโดยไม่อัตโนมตั แิ ละสามารถเปดิ วงจรโดยอัตโนมัตเิ มื่อมีกระแสไหลเกิน กว่าค่าที่กาหนด ถือว่าเป็นอปุ กรณท์ ีใ่ ชป้ ้องกันกระแสเกินหรือลัดวงจรเชน่ เดียวกับฟิวส์ แตจ่ ะแตกต่างกัน ตรงที่เมื่อทาการเปดิ วงจรหรือตัดวงจรแลว้ สามารถทจี่ ะปิดหรอื ตอ่ วงจรได้ทนั ทีหลังจากแกป้ ัญหาความผดิ ปกติ ในระบบได้แล้ว โดยไม่ต้องทาการเปลยี่ นอุปกรณใ์ หม่เหมอื นกบั ฟวิ ส์ Circuit Breaker (เรยี กส้ันๆแทนเซอร์กติ เบรกเกอร์)เป็นอุปกรณ์ทาหนา้ ที่ในการตดั วงจรไฟฟ้าแบบอัตโนมตั ิ เมื่อเกิดความผดิ ปกติในระบบไฟฟา้ โดยท่วั ไปเกดิ จากโหลดเกนิ (ใช้ไฟมากเกนิ )หรอื ไฟฟา้ ลัดวงจร เพอ่ื เปน็ การ ปอ้ งกนั ความเสียหายที่จะเกดิ ขึ้นกับสายไฟ มอเตอร์ Generator หรอื อุปกรณ์ไฟฟา้ อ่นื ๆ แบ่งออกเปน็ 4 ประเภทหลกั ๆ ได้แก่ MCB, RCD, MCCB และ ACB เบรกเกอรแ์ ต่ละประเภทจะมลี ักษณะการใช้งานท่ี แตกตา่ งกนั เป็นอปุ กรณ์ไฟฟ้าทีม่ ปี ระโยชน์ในการใชง้ านคลา้ ยๆกบั ฟวิ ส(์ Fuse) แตกตา่ งกันตรงทเ่ี บรกเกอร์ เมอ่ื มีการตัดวงจรแล้วสามารถสบั สวิตซเ์ พ่ือใช้งานตอ่ ไดท้ นั ที เบรกเกอรม์ ีหลายแบบ ท้ังเบรกเกอร์ขนาดเล็กที่ ใชป้ อ้ งกันสาหรบั วงจรที่มกี ระแสไฟฟ้าตา่ หรือพวกเครื่องใช้ไฟฟา้ ในครวั เรือน จนถึงสวิตช์ขนาดใหญ่ที่ ออกแบบมาเพ่ือป้องกนั วงจรไฟฟ้าแรงสูงทจ่ี า่ ยไฟใหต้ ัวเมอื ง

ประเภทของเบรกเกอร์ หากแบง่ ตามพิกัดแรงดันไฟฟ้าจะแบ่งได้ 3 ประเภท ได้แก่ Low Voltage, Medium Voltage และ High Voltage เบรกเกอรส์ ่วนใหญ่ที่นิยมใชก้ ันในบ้านพักอาศัยคือ Low Voltage ไดแ้ ก่พวก MCB, MCCB และ ACB เบรกเกอรเ์ หล่านีจ้ ะมลี กั ษณะทีแ่ ตกต่างกันตามการออกแบบ ทัง้ ขนาด รูปรา่ งท่ีถูกออกแบบมาให้เขา้ กับ การใช้งานหลากหลายประเภท เราจะอธบิ ายถึงการใชง้ านของ Low Voltageในบทความนี้ เซอรก์ ิตเบรกเกอรแ์ รงดันไฟฟ้ำตำ่ (Low Voltage Circuit Breakers) นิยมติดต้งั ในตคู้ อนซมู เมอร์ยูนทิ และตู้ โหลดเซ็นเตอร์ ตวั อย่างเบรกเกอร์แรงดนั ไฟฟ้าตา่ มีดงั น้ี MCB, RCDs, MCCB และ ACB โดยในบา้ นพกั อาศัย จะใชป้ ระเภทMCBมากท่ีสดุ MCB(Miniature Circuit Breakers) หรอื ทช่ี อบเรยี กกันว่าเบรกเกอรล์ ูกย่อยหรือเรยี กบ้านๆว่าลูกสกิต มี ขนาดเลก็ ใชใ้ นบา้ นพักอาศยั ทม่ี กี ารแสการใชไ้ ฟฟ้าไมเ่ กนิ 100A วธิ กี ารติดตง้ั มี2แบบท่ีนยิ มคอื Plug-on(ตดิ ตงั้ ง่ายแค่ดันตวั เบรคเกอร์เข้ากรอบท่เี ตรยี มไว้) และ Din-rail(ใช้เครื่องมือช่างทว่ั ๆไปในการประกอบ) ขนาดท่ีใช้ มีแบบ 1,2,3,4 Pole(แกนสลับขึ้นลง) ใชไ้ ด้ทง้ั กระแสไฟฟา้ แบบ1 และ 3เฟส การใชง้ านปกตจิ ะติดต้ังในตู้ โหลดเซน็ เตอรห์ รือในแผงจ่ายไฟฟ้าที่อยตู่ ามห้อง(Consumer unit) จำนวนPoleเป็นตวั บอกวำ่ เบรกเกอรท์ เ่ี รำใชน้ นั้ เป็นชนิด 1 เฟส หรอื 3 เฟส • 4 Pole หมำยถงึ เป็นเซอรก์ ติ เบรกเกอรส์ ำหรบั ระบบ 3 เฟสโดยป้องกนั สำย line และสำย neutral. เหมำะสำหรบั ระบบทต่ี อ้ งกำรควำมปลอดภยั สงู หำกมคี วำมผดิ ปกตขิ องระบบไฟฟ้ำ เบรกเกอร์ สำมำรถป้องกนั ไดท้ งั้ 4 เสน้ • 3 Pole หมำยถงึ เป็นเซอรก์ ติ เบรกเกอรส์ ำหรบั ระบบ 3 เฟสโดยป้องกนั แค่สำย line อยำ่ งเดยี ว. 3 Pole จะใชก้ นั มำกในอาคารพาณิชยแ์ ละโรงงานอตุ สาหกรรม • 2 Pole หมำยถงึ เป็นเซอรก์ ติ เบรกเกอรส์ ำหรบั ระบบ 1 เฟสโดยป้องกนั สำย line และสำย neutral. 2 Pole มกั จะใชม้ ำเป็นเมนเบรกเกอรใ์ นตคู้ อนซมู เมอร์ ยนู ิท มที งั้ ทเ่ี ป็นเบรกเกอรแ์ บบ MCB และ MCCB • 1 Pole หมำยถงึ เป็นเซอรก์ ติ เบรกเกอรส์ ำหรบั ระบบ 1 เฟสโดยป้องกนั แค่สำย line อยำ่ งเดยี ว. ส่วนใหญ่ จะเป็นเบรกเกอรล์ กู ยอ่ ยทใ่ี ชร้ ว่ มกบั ตูค้ อนซมู เมอร์ ยนู ิท และมกั ใชใ้ นบำ้ นทพ่ี กั อำศยั RCDs(Residual Current Devices) คืออุปกรณเ์ ซฟตที้ ีใ่ ช้สาหรับตดั /ปอ้ งกันกันไฟร่ัว ไฟดดู มี3ประเภทตาม ความตอ้ งการใช้งาน ได้แก่ RCBO(ปอ้ งกนั ไฟดูดช๊อต), RCCB(ตดั ไฟเมอ่ื เกิดการรว่ั ไหลของกระแส), ELCB( ป้องกันไฟดูด มกั ใช้ในเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้า มปี ุม่ เทส)

MCCB(Moulded Case Circuit Breakers) คอื เบรกเกอร์ที่ใช้ในการเปิด-ปดิ วงจรไฟฟา้ รวมถงึ ตัด กระแสไฟฟ้าเมื่อมีไฟรวั่ หรือลัดวงจร ใชก้ ับกระแสไฟตัง้ แต่100-2,300A แรงดนั ไม่เกิน1,000โวลต์ นิยมใช้ในตู้ ไฟฟา้ Local panel ในอาคารขนาดใหญ่ ประเภทของ CB CB แบง่ ตามลักษณะภายนอกและการใช้งาน ไดเ้ ป็น 3 ชนิด คอื 1. Miniature Circuit Breaker (MCB) 2. Molded Case Circuit Breaker (MCCB) Miniature Circuit Breaker (MCB) เป็น CB ขนาดเลก็ ใชต้ ิดต้ังในแผงจ่ายไฟ (Panelboard) และแผงจ่ายไฟของที่อยู่อาศัย (Consumer Unit) • เพ่อื ป้องกนั วงจรย่อยของระบบไฟฟ้าของบ้าน สานักงาน • MCB สามารถทาตามมาตรฐาน IEC 60898 • IEC 60898 Domestic, Unskilled People

Tripping Characteristic ประเภท B > 3 In ถึง 5 In ใชส้ าหรับวงจรไฟฟา้ ทีไ่ ม่มีกระแสไฟกระโชก (Inrush Current) หรอื เสริ ์จสวติ ชงิ (Switching Surge) ประเภท C > 5 In ถึง 10 In ใชส้ าหรบั วงจรไฟฟ้าท่ัวไปท่ีอาจมกี ระแส ไฟกระโชก (Inrush Current) เชน่ ไฟแสงสวา่ งฟลูออเรสเซนต์ มอเตอร์เล็กๆ เครื่องปรบั อากาศ เป็นตน้ ประเภท D > 10 In ถึง 50 In ใช้สาหรับวงจรไฟฟ้าที่มีกระแสไฟกระโชก (Inrush Current) สูง เชน่ เคร่ือง เชื่อม เครื่องเอกซเรย์ เปน็ ต้น เปน็ CB ทบี่ ริภณั ฑ์ตรวจจับและบริภัณฑ์ตัดต่ออยู่ ภายในวสั ดุฉนวน ซงึ่ ทาดว้ ยสารประเภทพลาสติกแข็ง • มีตัง้ แต่ขนาดเลก็ จนถึงขนาดใหญ่ ใชส้ าหรบั ปอ้ งกนั ระบบไฟฟ้า ต้งั แต่วงจรยอ่ ยสายป้อนถึงสายประธาน และบรภิ ณั ฑ์ไฟฟ้าด้วย MCCB มี IC หลำยขนำดให้เลอื กตำมระบบไฟฟ้ำ • MCCB ขนาดมาตรฐาน (Standard CB) • MCCB แบบ IC สงู (High Interrupting Capacity Circuit Breaker) • MCCB แบบจากัดกระแสลัดวงจร (Current Limiting Circuit Breaker : CLCB) MCCB ขนำดมำตรฐำน (Standard CB) • ขนาดตงั้ แต่ 125 AF ถงึ 1600 AF • มี IC ให้เลือกใช้อย่หู ลายระดับ • เป็น MCCB ท่ีมี IC ไมส่ งู นัก เชน่ 16 kA, 25 kA และ 35 kA • เหมาะสาหรับงานระบบไฟฟา้ ขนาดเล็ก ขนาดปานกลาง MCCB แบบ IC สูง (High Interrupting Capacity Circuit Breaker) • มี IC สูงกว่า Standard CB • มขี นาดของ IC หลายระดับ ไดแ้ ก่ 25 kA, 35 kA, 50 kA, 65 kA และ 100 kA

MCCB แบบนี้ใชใ้ นทซี่ ึ่งมีกระแสลดั วงจรสูงเกินกวา่ ทจ่ี ะใช้ CB แบบมาตรฐานได้ MCCB แบบจ่ำกดั กระแสลดั วงจร (Current Limiting Circuit Breaker : CLCB) • เป็น CB ทมี่ ี IC สงู มาก คือ 100 kA ถงึ 200 kA ท่ี 400/415V • สามารถตัดกระแสลัดวงจรได้เรว็ มาก คือภายในเวลา 5 ms • สามารถใช้ CB ขนาดเลก็ ที่มี IC ตา่ ในวงจรไฟฟ้า ซ่งึ มีกระแสลัดวงจร สงู กวา่ IC ของ CB ได้ โดยมี CLCB คุมอยูต่ ้นทาง (Upstream) Cascade Protection หรือ Back Up Protection ACB(Air Circuit Breakers) เป็นเบรกเกอรข์ นาดใหญท่ ี่สุดในหมวดLow Voltage ทนกระแสไฟฟ้าได้สูงสุดถงึ 6,300A สามารถเพิ่มอุปกรณ์เสรมิ ต่างๆเขา้ ไปได้ตามความต้องการ นยิ มใช้งานเป็นเมนเบรกเกอรใ์ นโรงงาน ตอ้ งการการดแู ลอยา่ งต่อเนื่อง Air Circuit Breaker (ACB) หรือแอรเ์ ซอร์กติ เบรกเกอร์ เป็นเบรกเกอร์ขนาดใหญ่ มีความแขง็ แรง ทนทานตอ่ กระแสไฟฟ้าลดั วงจรสงู มีพิกัดกระแสไฟฟา้ สงู ถึง 6300 A ทาใหร้ าคาของเบรกเกอร์ ACB มีราคาแพง และ นับวา่ เป็นเบรกเกอร์ทีม่ ีขนาดใหญท่ ีส่ ดุ ในเบรกเกอร์แรงดนั ไฟฟา้ ต่า (LV) สว่ นมากใชเ้ ป็น Main เบรกเกอร์ใน

วงจรไฟฟ้า ถกู ติดตงั้ ไวใ้ นตู้ MDB เบรกเกอร์ ACB จะมีทงั้ แบบตดิ ตัง้ อยู่กบั ท่ี (Fixed Type) และแบบถอด ออกได้ (Drawout Type) เบรกเกอรช์ นิดนี้สามารถเพ่ิมอปุ กรณ์เสริมตา่ งๆ เขา้ ไปได้ตามความต้องการ ต่าง จากเบรกเกอร์ MCCB ที่จะเพ่มิ อปุ กรณเ์ ขา้ ไปภายหลงั ไม่ได้ ภำพ Air Circuit Breakers (ACB) คำ่ พกิ ดั กระแส (Breaking Capacity IC, Amp Trip AT, Amp Frame AF) ซง่ึ คำ่ พกิ ดั เป็นตวั บ่งบอกถงึ ควำมสำมำรถ ขดี จำกดั ในกำรใชง้ ำนของเซอรก์ ติ เบรกเกอร์ โดยคำ่ พกิ ดั ท่ี ควรทรำบมดี งั น้ี 1. Interrupting Capacitive (IC): พกิ ดั กำรทนกระแสลดั วงจรสงู สุดโดยปลอดภยั ของเบรกเกอรน์ นั้ ๆ มกั แสดงในหน่อย kA 2. Amp Trip (AT): ขนำดกระแสทใ่ี ชง้ ำน เป็นตวั บอกใหร้ วู้ ำ่ เบรกเกอรต์ วั นนั้ สำมำรถทนต่อกระแสในภำวะ ปกตไิ ดส้ งู สุดเท่ำใด 3. Amp Frame (AF): พกิ ดั กระแสโครง หมำยถงึ ขนำดกำรทนกระแสของเปลอื กหุม้ เป็นพกิ ดั กำรทนกระแส สงู สุดของเบรกเกอรน์ นั้ ๆ เซอรก์ ติ เบรกเกอรท์ ม่ี ขี นำด AF เดยี วกนั จะมขี นำดมติ ิ (กวำ้ งXยำวXสงู ) เท่ำกนั สำมำรถเปลย่ี นพกิ ดั Amp Trip ไดโ้ ดยทข่ี นำด (มติ )ิ ของเบรกเกอรย์ งั คงเท่ำเดมิ • In คอื พกิ ดั กระแสใชง้ ำนสงู สดุ ทเี บรกเกอรส์ ำมำรถทนได้ • Icu คอื พกิ ดั กระแสลดั วงจรสงู สดุ ทเ่ี บรกเกอรท์ นได้ โดยไมเ่ กดิ ควำมเสยี หำยกบั ตวั เบรกเกอร์ มกั แสดงใน หน่วย kA คำ่ พกิ ดั กระแสลดั วงจร (kA)

อะไรคอื คำ่ พกิ ดั กระแส kA ? ค่ำ kA เป็นคำ่ กระแสทบ่ี ่งบอกถงึ ควำมสำมำรถของเบรกเกอรท์ ส่ี ำมำรถทนได้ เมอ่ื มกี ำรทำงำนท่ี ผดิ พลำด ซง่ึ เบรกเกอรส์ ำมำรถทนไดเ้ พยี งเวลำสนั้ ๆเท่ำนนั้ โดยทวั่ ไปเป็นเวลำทท่ี ำใหเ้ บรกเกอรท์ รปิ ตวั อยำ่ งเชน่ ถำ้ ค่ำ 6 kA จะหมำยถงึ คำ่ กระแสทเ่ี บรกเกอรส์ ำมำรถทนได้ 6000 แอทป์ ในระยะเวลำ สนั้ ๆก่อนทเ่ี บรกเกอรจ์ ะทรปิ ทำไมค่ำพกิ ดั กระแส kA ถงึ มคี วำมสำคญั มำก? ในสภำวะกำรทำงำนทผ่ี ดิ ปกตหิ รอื ไฟฟ้ำลดั วงจรนนั้ จะทำใหม้ กี ระแสไหลผำ่ นวงจรมำกกว่ำทไ่ี ด้ ออกแบบไว้ หำกวงจรทไ่ี ดอ้ อกแบบมำนนั้ กระแสสงู สดุ 20A ถำ้ เกดิ กระแสลดั วงจรแลว้ มนั อำจจะไหล เป็นหลกั รอ้ ยจนถงึ หลกั พนั แอมป์ กไ็ ด้ ถำ้ เกดิ เหตุกำรณ์แบบน้เี บรกเกอรก์ จ็ ะทรปิ อยำ่ งไรกต็ ำม จะเกดิ อะไรขน้ึ ถำ้ ในระหว่ำงเกดิ ไฟฟ้ำลดั วงจร ทำใหม้ กี ระแสไหลผำ่ นวงจรมำกกว่ำค่ำ kA ของเบรกเกอร?์ ในกรณนี ้ี ทเ่ี จอบ่อยๆจะมี 2 ลกั ษณะกำรทำงำนผดิ พลำดของเบรกเกอร์ อยำ่ งแรกทจ่ี ะเกดิ ขน้ึ คอื หน้ำ คอนแทคของเบรกเกอรจ์ ะหลอมละลำยตดิ กนั ทำใหเ้ บรกเกอรไ์ มท่ รปิ ในกรณนี ้ดี ที ส่ี ดุ มนั จะทำให้ สำยไฟทเ่ี สยี หำย แต่ถำ้ เลวรำ้ ยสุดกจ็ ะเรม่ิ มไี ฟไหมข้ น้ึ อยำ่ งทส่ี องทจ่ี ะเกดิ ขน้ึ คอื เบรกเกอรจ์ ะระเบดิ เลย เน่อื งจำกควำมรอ้ นทสี งู มำกๆภำยในเบรกเกอรน์ นั้ ทำใหท้ องแดงระเหยและเปล่ียนเป็นพลำสมำท่ี อนั ตรำย ซงึ กรณีน้อี นั ตรำยมำกสำหรบั คนทอ่ี ยใู่ กลบ้ รเิ วณนนั้ เช่นชำ่ งเทคนคิ ทไ่ี ปทำกำร on เบรกเก อรห์ ลงั จำกทม่ี นั ทรปิ ขอ้ ผดิ พลำดทพ่ี บมำกทส่ี ุด ขอ้ ผดิ พลำดทม่ี กั เจอกนั บ่อยๆสำหรบั กำรตดิ ตงั้ เบรกเกอรข์ นำดใหญ่นนั้ คอื ค่ำพกิ ดั กระแส kA ของเซอร กติ เบรกเกอรไ์ มไ่ ดถ้ กู พจิ ำรณำตอนทอ่ี อกแบบระบบไฟฟ้ำ โดยจะเลอื กเบรกเกอรท์ ร่ี ำคำถกู ทส่ี ดุ และ ตรงกบั กระแสใชง้ ำนจรงิ ซง่ึ หลำยครงั้ ทเ่ี รำพบวำ่ กำรเลอื กแบบน้ไี ดเ้ กดิ ขน้ึ จรงิ คอื กำรเลอื กซอ้ื ใชเ้ บรก เกอรข์ นำด 20kA ถกู นำมำใชแ้ ทนในระบบไฟฟ้ำทต่ี อ้ งมคี ่ำพดิ กดั กระแสลดั วงจรต่ำสดุ 26kA) โดยทวั้ ไปหมอ้ แปลงขนำดใหญ่ถกู ใชเ้ ป็นแหล่งจำ่ ยพลงั งำนซง่ึ มขี นำด 100kVA แต่จะไมบ่ อ่ ยทจ่ี ะเหน็ หมอ้ แปลงขนำด 300-500kVA ซง่ึ เมอ่ื เกดิ กำรซอ็ ตเซอรก์ ติ ทข่ี ำออกของหมอ้ แปลงเหล่ำน้จี ะทำใหเ้ กดิ กระแสไหลผำ่ นวงจรจำนวนมำกตงั้ แต่ 20 kA หรอื มำกกวำ่ ซง่ึ สง่ิ ทน่ี ่ำกลวั มผี ผู้ ลติ ไมน่ ้อยตอ้ งกำรขำย เซอรก์ ติ เบรกเกอร์ รำคำถกู จงึ ลดค่ำพกิ ดั กระแสลดั วงจรเหลอื เพยี ง 3 kA ดงั นนั้ ชำ่ งเทคนิคหรอื ผใู้ ชง้ ำนทไ่ี มเ่ ขำ้ ใจสว่ นน้ี อำจเลอื กเบรกเกอรผ์ ดิ ขนำดมำใชก้ เ็ ป็นได้ ขอ้ ควรระวงั ควรเลอื กเมนเซอรก์ ติ เบรกเกอรท์ ต่ี ่อจำกหมอ้ แปลงตวั แรกนนั้ ตอ้ งมขี นำดกระแสลดั วงจรหรอื Icu มำกกวำ่ กระแสลดั วงจรของหมอ้ แปลง