เหตุผลหลักที่คุณจะติดตั้งเซอร์กิตเบรกเกอร์ก็เพื่อป้องกันระบบไฟฟ้าจากกระแสลัดวงจรและกระแสเกิน (Overload) ซึ่งไม่ว่าจะเป็นการติดตั้งใหม่หรือเปลี่ยนซ่อมบำรุงก็ตาม เซอร์กิตเบรกเกอร์นั้นใช้ในระบบตั้งแต่ในตู้คอนโทรล (Control Panel) ตู้คอนซูมเมอร์ ยูนิท (Consumer Unit) สำหรับในบ้านพัก ตู้โหลดเซ็นเตอร์ (Load Center) ตู้สวิตช์บอร์ด (MDB), ตู้ควบคุมมอเตอร์
เซอร์กิต เบรกเกอร์ทุกประเภทจะใช้กับระบบไฟฟ้าแบบ 3 เฟส 4 สาย เป็นระบบที่ใช้ในเมืองไทย ซึ่งส่วนใหญ่แล้วคุณจะดึง 3 เฟสเพาเวอร์ ไปใช้ในอาคารพาณิชย์และโรงงานอุตสาหกรรม หรือ 1 เฟส (Single phase) ไปใช้ในที่พักอาคาร
ในอาคารที่พักอาศัยที่ใช้แบบ 1 เฟสจะใช้เบรกเกอร์ลูกย่อยแบบ MCB ควบคู่กับ ตู้คอนซูมเมอร์ ยูนิท แต่ในอาคารพาณิชย์กับโรงงานอุตสาหกรรมที่ใช้ไฟฟ้าแรงดันต่ำแบบไม่เกิน 690V และส่วนมากในประเทศไทยจะใช้อยู่ที่ 400V พวกเซอร์กิตเบรกเกอร์ในระบบนี้จะเป็นแบบ Molded Case Circuit Breaker (MCCB) หรือ Air Circuit breaker (ACB) ที่ใส่ในตู้สวิตช์บอร์ด MDB (Main Distribution Board)
นอกจากนี้คุณยังสามารถมาดูข้อมูลเกี่ยวกับ เบรกเกอร์ ทั้งหมด ได้ที่แหล่งรวบรวมเนื้อหาเกี่ยวกับเบรกเกอร์ ที่รวมเอาเบรกเกอร์หลายประเภทไว้ให้คุณครบถ้วน
ในการที่จะเลือกเซอร์กิต เบรกเกอร์ให้ถูกต้องและเหมาะสมกับงานที่ใช้ เราจำต้องคำนึงถึง 2 ประเด็นหลักๆด้วยกัน ดังนี้
การเลือกจำนวน Pole ของเซอร์กิตเบรกเกอร์เป็นสิ่งสำคัญที่ช่วยให้เรารู้ว่าเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เลือกเหมาะกับระบบไฟฟ้าประเภทใด โดยมีความหมายดังนี้:
ใช้สำหรับระบบไฟฟ้า 3 เฟส โดยจะป้องกันทั้งสาย line และสาย neutral และมักมีความปลอดภัยสูง สามารถป้องกันได้ทั้ง 4 เส้น มักใช้ในระบบที่ต้องการความเสถียรภาพและความปลอดภัยสูงสุด เช่น ระบบไฟฟ้าในโรงงานหรืออาคารที่มีการใช้งานมาก
ใช้สำหรับระบบไฟฟ้า 3 เฟส โดยจะป้องกันทั้งสาย line เท่านั้น มักใช้ในอาคารพาณิชย์หรือโรงงานอุตสาหกรรม
ใช้สำหรับระบบไฟฟ้า 1 เฟส โดยจะป้องกันทั้งสาย line และสาย neutral มักใช้เป็นเมนเบรกเกอร์ในตู้คอนซูมเมอร์ยูนิท หรือในระบบที่มีความซับซ้อนเล็กน้อย มีทั้งที่เป็นเบรกเกอร์แบบ MCB และ MCCB
ใช้สำหรับระบบไฟฟ้า 1 เฟสเท่านั้น โดยจะป้องกันเฉพาะสาย line เท่านั้น ไม่รวมถึงสาย neutral ส่วนใหญ่ใช้ในบ้านที่พักอาศัยหรือในระบบไฟฟ้าที่ไม่มีการใช้งานที่มีความซับซ้อนมาก
ค่าพิกัดกระแส (Breaking Capacity) เป็นตัวบ่งบอกถึงความสามารถในการทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์ ซึ่งมีหลายค่าที่ควรทราบเพื่อให้เลือกเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เหมาะสมกับงานที่ใช้ โดยค่าพิกัดที่สำคัญประกอบด้วยดังนี้:
ค่าพิกัดนี้หมายถึง ความสามารถในการทนกระแสลัดวงจรสูงสุดโดยปลอดภัยของเบรกเกอร์ มักแสดงในหน่วย kA (kiloampere) และเป็นตัวบ่งบอกถึงความสามารถในการยับยั้งหรือตัดกระแสไฟฟ้าในกรณีที่เกิดกระแสไฟฟ้าลัดวงจร เป็นค่าที่สำคัญในการป้องกันอุบัติเหตุและความเสียหายที่เกิดขึ้น
เป็นค่าพิกัดกระแสที่ใช้งาน ซึ่งเป็นตัวบอกให้รู้ว่าเซอร์กิตเบรกเกอร์สามารถทนต่อกระแสไฟฟ้าในสภาวะปกติได้สูงสุดเท่าใด มักแสดงในหน่วย Ampere (A) ค่านี้ช่วยในการกำหนดว่าเซอร์กิตเบรกเกอร์นั้นสามารถใช้กับระบบไฟฟ้าขนาดใดได้อย่างปลอดภัย
เป็นค่าพิกัดกระแสโครง (Frame Rating) หมายถึงขนาดการทนกระแสของเปลือกหุ้มเซอร์กิตเบรกเกอร์ ซึ่งเป็นพิกัดการทนกระแสสูงสุดของเบรกเกอร์นั้นๆ เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่มีขนาด AF เดียวกันจะมีขนาดมิติ (กว้าง x ยาว x สูง) เท่ากัน
ค่า kA เป็นค่ากระแสที่บ่งบอกถึงความสามารถของเบรกเกอร์ที่สามารถทนได้ เมื่อมีการทำงานที่ผิดพลาด ซึ่งเบรกเกอร์สามารถทนได้เพียงเวลาสั้นๆเท่านั้น โดยทั่วไปเป็นเวลาที่ทำให้เบรกเกอร์ทริป ตัวอย่างเช่น ถ้าค่า 6 kA จะหมายถึงค่ากระแสที่เบรกเกอร์สามารถทนได้ 6000 แอทป์ ในระยะเวลาสั้นๆก่อนที่เบรกเกอร์จะทริป
ในสภาวะการทำงานที่ผิดปกติหรือไฟฟ้าลัดวงจรนั้นจะทำให้มีกระแสไหลผ่านวงจรมากกว่าที่ได้ออกแบบไว้ หากวงจรที่ได้ออกแบบมานั้นกระแสสูงสุด 20A ถ้าเกิดกระแสลัดวงจรแล้วมันอาจจะไหลเป็นหลักร้อยจนถึงหลักพันแอมป์ก็ได้ ถ้าเกิดเหตุการณ์แบบนี้เบรกเกอร์ก็จะทริป อย่างไรก็ตาม จะเกิดอะไรขึ้นถ้าในระหว่างเกิดไฟฟ้าลัดวงจร ทำให้มีกระแสไหลผ่านวงจรมากกว่าค่า kA ของเบรกเกอร์?
ในกรณีนี้ ที่เจอบ่อยๆจะมี 2 ลักษณะการทำงานผิดพลาดของเบรกเกอร์ อย่างแรกที่จะเกิดขึ้นคือ หน้าคอนแทคของเบรกเกอร์จะหลอมละลายติดกัน ทำให้เบรกเกอร์ไม่ทริป ในกรณีนี้ดีที่สุดมันจะทำให้สายไฟที่เสียหาย แต่ถ้าเลวร้ายสุดก็จะเริ่มมีไฟไหม้ขึ้น อย่างที่สองที่จะเกิดขึ้นคือ เบรกเกอร์จะระเบิดเลย เนื่องจากความร้อนทีสูงมากๆภายในเบรกเกอร์นั้นทำให้ทองแดงระเหยและเปลี่ยนเป็นพลาสมาที่อันตราย ซึงกรณีนี้อันตรายมากสำหรับคนที่อยู่ใกล้บริเวณนั้น เช่นช่างเทคนิคที่ไปทำการ on เบรกเกอร์หลังจากที่มันทริป
ค่ากระแสสูงสุดที่ไหลผ่านวงจรนั้นเป็นค่าที่มากจากขนาดของหม้อแปลงที่ใช้และขนาดของสายไฟที่มากจากหม้อแปลงสำหรับวงจรๆหนึ่ง ที่เรียกว่า Downstream short-circuit current หรือ หมายถึงค่ากิโลแอมป์ (kA) สูงสุดที่ต้องการสำหรับเมนเบรกเกอร์ ยกตัวอย่าง ถ้าใช้หม้อแปลงขนาด 500kVA มีค่าพิกัดกระแสลัดวงจร 35kA ที่ terminal ของมัน เดินสายไฟยาว 10 เมตร ขนาด 90 มิลิเมตร จากหม้อแปลงไปยังเมนเบรกเกอร์ ซึ่งค่ากระแสในสายไฟจะลดลงตามความยาวของสายที่มาจากหม้อแปลง หลังจากที่คำนวนมาแล้วจะได้ค่าพิกัดกระแสลัดวงจรที่ปลายสายประมาณ 26kA กรณีนี้ไม่สามารถใช้เบรกเกอร์ที่มีพิกัดกระแสลัดวงจร 20kA ในการติดตั้งได้
ข้อผิดพลาดที่มักเจอกันบ่อยๆสำหรับการติดตั้งเบรกเกอร์ขนาดใหญ่นั้นคือค่าพิกัดกระแส kA ของเซอรกิตเบรกเกอร์ไม่ได้ถูกพิจารณาตอนที่ออกแบบระบบไฟฟ้า โดยจะเลือกเบรกเกอร์ที่ราคาถูกที่สุดและตรงกับกระแสใช้งานจริง ซึ่งหลายครั้งที่เราพบว่าการเลือกแบบนี้ได้เกิดขึ้นจริงคือ การเลือกซื้อใช้เบรกเกอร์ขนาด 20kA ถูกนำมาใช้แทนในระบบไฟฟ้าที่ต้องมีค่าพิดกัดกระแสลัดวงจรต่ำสุด 26kA)
โดยทั้วไปหม้อแปลงขนาดใหญ่ถูกใช้เป็นแหล่งจ่ายพลังงานซึ่งมีขนาด 100kVA แต่จะไม่บ่อยที่จะเห็นหม้อแปลงขนาด 300-500kVA ซึ่งเมื่อเกิดการซ็อตเซอร์กิตที่ขาออกของหม้อแปลงเหล่านี้จะทำให้เกิดกระแสไหลผ่านวงจรจำนวนมากตั้งแต่ 20 kA หรือมากกว่า ซึ่งสิ่งที่น่ากลัวมีผู้ผลิตไม่น้อยต้องการขายเซอร์กิต้เบรกเกอร์ราคาถูก จึงลดค่าพิกัดกระแสลัดวงจรเหลือเพียง 3 kA ดังนั้นช่างเทคนิคหรือผู้ใช้งานที่ไม่เข้าใจส่วนนี้อาจเลือกเบรกเกอร์ผิดขนาดมาใช้ก็เป็นได้ ข้อควรระวัง ควรเลือกเมนเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ต่อจากหม้อแปลงตัวแรกนั้นต้องมีขนาดกระแสลัดวงจรหรือ Icu มากกว่ากระแสลัดวงจรของหม้อแปลง
นอกจากนี้ประเด็นที่ที่ไม่ควรมองข้าม ดังนี้
ในปัจจุบันถือว่าตลาดด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นั้นมีการแข่งขันกันสูงมาก เพราะฉะนั้นทางด้านผู้ผลิตเองต้องมีการออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้มีความโดดเด่นและมีความสามารถมากกว่าผู้ผลิตรายอื่น ตัวอย่างเช่น SCHNEIDER ผู้สร้างสรรค์นวัตกรรมใหม่ๆ ที่เกี่ยวกับอุปกรณ์ทางด้านการบริหารจัดการพลังงานและระบบอัตโนมัติ ทาง SCHNEIDER ได้ออกแบบ MCCB รุ่น Compact NSX เป็นรุ่นที่เป็นมากกว่าอุปกรณ์ตัดไฟเนื่องจากได้มีการออกแบบให้มีฟังก์ชันต่างๆ ภายในตัว เช่น ฟังก์ชันการป้องกัน (Protection), ฟังก์ชันการวัด (Metering), ฟังก์ชันการสื่อสาร (Communication) ด้วยฟังก์ชันเหล่านี้ทำให้ผลการวัดการใช้พลังงานมีความแม่นยำสูง ลดความผิดพลาดในการวัด ช่วยให้การบริหารจัดการพลังงานมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
นอกจากนี้ยังออกแบบหน้าคอนแทกแบบ Roto-active ซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของ Compact NSX ช่วยให้การตัดกระแสลัดวงจรทำได้ไวภายใน 0.002 วินาที สามารถเลือกรูปแบบการป้องกันได้ Trip Unit ทำให้สามารถเลือกใช้เพื่อป้องกันโหลดได้หลากหลายประเภท เช่น โหลดประเภททั่วไป, มอเตอร์, เจนเนอเรเตอร์ และมีให้เลือกทั้งแบบ Thermal-magnetic และ Electronic สามารถถอดเปลี่ยนได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ สะดวกในการเปลี่ยนและการอัพเกรด Trip Unit
การเลือกใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้า สิ่งที่ควรคำนึงและไม่ควรมองข้ามนั้นคือมาตรฐานที่อุปกรณ์นั้นๆ ได้รับ เพราะนั้นคือสิ่งที่การันตรีได้ถึงคุณภาพของสินค้า มาตรฐานของเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เห็นกันทั่วไป ได้แก่ IEC60898 กับ IEC60947-2 ซึ่งทั้งสองมาตรฐานนี้แตกต่างกันที่ ถ้าเป็น IEC60898 เป็นมาตรฐานเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ใช้ตามบ้านเรือนทั่วไป มีพิกัดกระแสขนาดไม่เกิน 125A และมีพิกัดกระแสลัดวงจรไม่เกิน 25kA ส่วนมาตรฐาน IEC60947-2 เป็นมาตรฐานที่ใช้กับเบรกเกอร์ที่ใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรม สามารถปรับแต่ง เลือกขนาดให้เหมาะสมกับงานที่ต้องการนำไปใช้ได้
การเลือกซื้ออุปกรณ์อุตสาหกรรม Model สินค้า ถือเป็นสิ่งที่สำคัญมาก เพราะหากเขียนชื่อ Model ผิดไปเพียงแค่ตัวอักษรเดียว คุณอาจจะได้อุปกรณ์ที่มีสเปคไม่ตรงตามความต้องการ ดังนั้นในการเลือกซื้อเราควรศึกษาดูวิธีการอ่านชื่อ Model ในรุ่นนั้นๆ ให้ดี ซึ่งวิธีการอ่านชื่อ Model ของแต่ละยี่ห้อ แต่ละรุ่น ก็จะแตกต่างกันออกไป ซึ่งรายละเอียดเหล่านี้ทางผู้ผลิตเองจะมีไว้ให้ลูกค้าได้ดูอยู่แล้วหรือสามารถสอบถามโดยตรงกับทางตัวแทนจำหน่ายสินค้า
ตัวอย่างเช่น วิธีการอ่าน Model สินค้า เซอร์กิตเบรกเกอร์ประเภท MCCB ชื่อ Model: NS16N3F2EX ของ SCHNEIDER
1. ให้ดูวิธีการแบ่งรหัส Model ว่าแบ่งเป็นกี่ส่วน โดยแต่ละส่วนจะบอกรายละเอียดของสินค้าแตกต่างกัน
จากรูปด้านล่างจะเห็นว่ามีการแบ่งรหัส Model ออกเป็น 8 ส่วน
– ส่วนที่ 1 บอกชื่อรุ่น
– ส่วนที่ 2 บอกขนาดกระแสที่ใช้งาน
– ส่วนที่ 3 บอกพิกัดกระแสลัดวงจร
– ส่วนที่ 4 บอกจำนนวน Pole
– ส่วนที่ 5 บอกลักษณะประเภทการติดตั้ง
– ส่วนที่ 6 บอกลักษณะการทำงาน
– ส่วนที่ 7 บอก Charging motor ว่าใช้งานที่แรงดันเท่าไร
– ส่วนที่ 8 บอก Power connections type ว่าเชื่อมต่อแบบใด
2. ให้ดูความหมายของรหัสในแต่ละส่วน
จากข้อมูลด้านบน จะได้ว่า NS16N3F2EX คือ เซอร์กิตเบรกเกอร์ Compact NS มีขนาดกระแสที่ใช้งานอยู่ที่ 1600A, มีพิกัดการตัดกระแส Icu = Ics = 50kA, 3 Pole เป็นเซอร์กิตเบรกเกอร์สำหรับระบบ 3 เฟสโดยป้องกันแค่สาย line อย่างเดียว, ติดตั้งแบบ Fixed จะติดตั้งอยู่บนฐานหรือตลับคอยล์ และมีการยึดติดแน่นอนที่ตำแหน่งที่กำหนดไว้ ซึ่งการติดตั้งแบบนี้มักจะใช้ในกรณีที่ไม่ต้องการเคลื่อนย้าย, สามารถป้องกัน Overload, short circuit และมีฟังก์ชันที่สามารถวัดค่ากระแส แรงดัน Power และ Energy ได้, ไม่มี Charging motor, ประเภท Power connections เป็นแบบ Front Connection
หากเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่คุณใช้อยู่นั้นเกิดมีปัญหาและต้องการซื้อใหม่ แต่ถ้ายี่ห้อที่คุณใช้อยู่เลิกผลิตรุ่นนั้นไปแล้ว คุณจะทำอย่างไร? วิธีการเทียบสเปคคือคำตอบ ซึ่งวิธีการเทียบสเปคนั้นไม่ได้ยากอย่างที่คิดครับ
ตัวอย่างเช่น เซอร์กิตเบรกเกอร์ตัวเดิมที่เสียไปนั้นเป็นประเภท MCCB มีขนาดกระแสที่ใช้งานอยู่ที่ 100A มีพิกัดการตัดกระแสลัดวงจรสูงสุดอยู่ที่ 70 kA และเป็นเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ใช้กับระบบ 3 เฟส
วิธีการเทียบสเปค
1. ให้ดูข้อมูลสิ่งที่เราต้องการใช้งานว่ามีอะไรบ้าง โดยสิ่งที่ในตัวอย่างนี้ต้องการ คือ
1.1 เซอร์กิตเบรกเกอร์ประเภท MCCB
1.2 มีขนาดกระแส (ในบางยี่ห้อจะใช้คำว่า Amp Trip (AT), Frame Rating) 100A
1.3 มีพิกัดการตัดกระแสลัดวงจรสูงสุด (Icu) อยู่ที่ 70 kA
1.4 เป็นเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ใช้กับระบบ 3 เฟส (3P, 4P หรือ 3 Pole, 4 Pole )
2. ให้หายี่ห้อที่เราสนใจแล้วนำข้อมูลที่ต้องการไปเทียบกับสเปคสินค้าของยี่ห้อนั้นๆ ในที่นี่
ขอยกตัวอย่างยี่ห้อ SCHNEIDER จากการเทียบข้อมูลข้างต้นจะตรงกับรุ่น Compact NSX
เป็นอย่างไรบ้างครับ หากท่านใดมีข้อสงสัยสามารถสอบถามเข้ามาได้เลยนะครับ หรือท่านใดต้องการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักการทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์, ประเภทต่างๆ ของเซอร์กิตเบรกเกอร์, วิธีการติดตั้งเซอร์กิตเบรกเกอร์, การใช้งานเซอร์กิตเบรกเกอร์ในงานอุตสาหกรรม ทาง IO Tech ได้จัดทำไว้เป็นที่เรียบร้อยแล้วครับ หรือท่านใดต้องการเลือกชมสินค้าสามารถเข้ามาได้ที่ IO Tech ครับผม
วิธีการประยุกต์ใช้งานเซอร์กิตเบรกเกอร์ในงานอุตสาหกรรมในด้านต่างๆ เช่น ตู้คอนโทรล ควบคุมโหลด AC และ DC การควบคุมมอเตอร์ รวมถึงการป้องกันไฟรั่ว ไฟดูด
การติดตั้งอุปกรณ์ถือเป็นขั้นตอนที่สำคัญมากในการใช้งาน หากไม่อยากให้เกิดปัญหาเบรกเกอร์ไม่ตัดวงจรหรือตัดวงจรบ่อยเกินไป คุณก็ควรศึกษาอย่างดีๆ ก่อน
การที่จะเลือกเซอร์กิต เบรกเกอร์สักตัวไปใช้งานนั้น ถ้าอย่างให้ถูกต้องและเหมาะสมกับงานที่ใช้ จะต้องคำนึงถึง 2 ประเด็นสำคัญ คือ จำนวน Pole และค่าพิกัดกระแส
การทำงานของเบรกเกอร์ทั้งแบบ Thermal Trip, Magnetic Trip และ Thermal-Magnetic Trip แตกต่างกันอย่างไร และส่งผลต่อเบรกเกอร์มากน้อยเพียงใด
ทำความรู้จักกับประเภทของเซอร์กิตเบรกเกอร์ต่างๆ ตั้งแต่ MCB, MCCB, ACB ไปจนถึง ELCB/RCD พร้อมวิธีเลือกใช้ให้เหมาะกับการใช้งาน เพื่อความปลอดภัยของระบบไฟฟ้าของคุณ
