ความรู้พื้นฐานของระบบไฟฟ้า, เบรกเกอร์หรืออุปกรณ์ตัดไฟ

เบรกเกอร์คืออะไรและแต่ละประเภทใช้งานอย่างไร

เบรกเกอร์คืออะไร?

เซอร์กิตเบรกเกอร์ (CIRCUIT BREAKER) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการตัดหรือป้องกันกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติ เช่น ไฟฟ้าลัดวงจร ไฟดูด หรือโหลดเกิน ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สินได้ เซอร์กิตเบรกเกอร์จะทำงานโดยตรวจสอบความผิดปกติของกระแสไฟฟ้าในวงจรและตัดวงจรอัตโนมัติ เมื่อแก้ไขปัญหาเสร็จแล้วสามารถใช้งานได้อีกครั้งโดยไม่ต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ใหม่เหมือนฟิวที่ใช้กันมาก่อนหน้าที่จะมีเบรกเกอร์

ประเภทของเบรกเกอร์

เซอร์กิตเบรกเกอร์มีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับแรงดัน ขนาด และลักษณะการใช้งาน บทความนี้จะพูดถึงเซอร์กิตเบรกเกอร์แรงดันไฟฟ้าต่ำ (Low Voltage Circuit Breakers) ที่ใช้ในบ้านพักอาศัย อาคาร เครื่องใช้ไฟฟ้า หรือโรงงานที่มีการใช้ไฟฟ้าไม่เกิน 1,000V AC โดยจะอ้างอิงจากมาตฐานควมคุมเช่น IEC 61009-1, IEC 61008-1, IEC 60898-1 และ IEC 60947-2

MCB

MCB ย่อมาจาก (Miniature Circuit Breakers) เป็นเบรกเกอร์ขนาดเล็ก สำหรับใช้ในบ้านพักอาศัยหรืออาคารที่มีการใช้กระแสไฟฟ้า Amp Trip (AT) ไม่เกิน 125A และทนกระแสลัดวงจรได้สูงสุด Interrupting Capacitive (IC) ถึง 18kA มีทั้งขนาด 1, 2, 3 และ 4 Pole ที่แรงดัน 240/415 VAC ใช้ได้กับระบบกระแสไฟฟ้าทั้งแบบ 1 เฟสและ 3 เฟส MCB จะมี 2 แบบที่นิยมใช้ติดตั้งกันคือแบบ Plug-on และ DIN-rail ในประเทศไทยนิยมทั้ง 2 แบบ โดยหลักการทำงานนั้นภายใต้สภาวะการทํางานปกติ MCB ทํางานเป็นสวิตช์ (แบบแมนนวลหรือควบคุมด้วยมือ) เพื่อเปิดหรือปิดวงจร ภายใต้สภาวะโอเวอร์โหลดหรือลัดวงจรจะทํางานโดยอัตโนมัติเพื่อให้เกิดการหยุดชะงักของกระแสที่ไหลในวงจร

ขนาดของกระแสที่เกินจะควบคุมในเวลาทำงาน นั้นหมายความว่า MCB นี้จะทำงานเมื่อใดก็ตามที่โอเวอร์โหลดนานพอที่จะสร้างอันตรายต่อวงจรที่ได้รับการป้องกัน

ดังนั้น MCB จึงไม่ตอบสนองต่อโหลดเกินชั่วคราว เช่น ไฟกระชากของสวิตช์และกระแสสตาร์ทของมอเตอร์ โดยทั่วไป สิ่งเหล่านี้จะได้รับการออกแบบมาให้ทำงานขณะที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจรที่เวลาน้อยกว่า 0.05-60 มิลลิวินาที (โดยมากจะอยู่ที่ 2.5 มิลลิวินาที) และ 2 วินาทีถึง 2 นาที ในกรณีที่โอเวอร์โหลดเกิน (ขึ้นอยู่กับระดับของกระแสไฟฟ้าเกินไปกี่ % ยิ่งกระแสเกินมากยิ่งตัดเร็ว)

Miniature-Circuit-Breakers-MCBs

การป้องกันของ MCB

ความเหมาะสมของการใช้งานเบรกเกอร์ MCB เหมาะสำหรับใช้งานเพื่อควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านที่มีการกินกระแสไม่เกิน 100A เช่น ปั้มน้ำ แอร์ เป็นต้น ไม่เหมาะกับการใช้งานเพื่อควบคุมเครื่องจักรขนาดใหญ่

MCCB

MCCB ย่อมาจาก Molded Case Circuit Breaker เป็นเบรกเกอร์ที่มีขนาดตั้งแต่เล็กไปจนถึงขนาดใหญ่ ช่วงกระแสใช้งานตั้งแต่ 10-3200A ด้วยการรองรับกระแสใช้งานที่มากเช่นนี้จึงเหมาะสมกับงานหลากหลายประเภทไปตั้งแต่ควบคุมอุปกรณ์ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่ ปกติมักติดตั้งภายในเป็นเมนสำหรับตู้ MDB (Main Distribution Board) และตู้ DB (Distribution Board) คันโยกเป็นแบบ ขึ้น กลาง ลง หากมีการทริปคันโยกจะตกมาอยู่ตรงกลาง

Molded-Case-Circuit-Breaker-MCCB

โดย MCCB จะแบ่งตามลักษณะการตัดวงจร (Trip) ได้ 2 ลักษณะ คือ

  1. Magnetic Trip Unit : ใช้สำหรับตัดวงจรเมื่อเกิดกระแสลัดวงจร เมื่อกระแสไหลมากเกินกว่าค่าที่กำหนด จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กความเข้มสูง จะดึงให้อุปกรณ์ภายในเบรกเกอร์ทำงาน ทำให้กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลผ่านได้ ซึ่ง Magnetic trip unit แบบนี้จะตัดกระแสได้เร็วกว่า Thermal-magnetic trip unit 
  2. Thermal-Magnetic Trip Unit : ใช้สำหรับตัดวงจรเมื่อมีกระแสผ่านไหลผ่านเกินค่าที่กำหนด แบบนี้การที่ Over load ต้องอาศัยระยะเวลาและความร้อนของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านในการตัดวงจร

การป้องกันของ MCCB

ความเหมาะสมของการใช้งานเบรกเกอร์ MCCB เหมาะสำหรับใช้งานเพื่อควบคุมเป็นเมนภายในบ้านหรืออาคารที่มีการกินกระแสไม่เกิน 3200A เหมาะกับการใช้งานเพื่อควบคุมเครื่องจักรขนาดใหญ่ หรือ ใช้เป็นตัวเมนควมคุมลูก CB ต่างๆได้ เนื่องจากรองรับกระแสไฟได้มากและป้องกันการลัดวงจรที่รวดเร็วถ้าหากใช้การ Trip แบบแม่เหล็ก

ELCB

ELCB ย่อมาจาก Earth Leakage Circuit Breaker เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในระบบไฟฟ้าเพื่อตรวจจับและป้องกันการรั่วไฟฟ้าจากตัวเครื่องหรืออุปกรณ์ไปสู่ดิน (Ground) หรืออุปกรณ์อื่นๆที่เชื่อมต่อกับดิน โดยเฉพาะในกรณีที่มีความเสี่ยงต่ออันตรายเมื่อมีกระแสไฟฟ้าที่รั่วไหลออกจากวงจร ซึ่งอาจเกิดจากการเสียหายของสายไฟหรืออุปกรณ์ที่มีการรั่วไหลเกิดขึ้น อย่างไรก็ตามในปัจจุบันไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากข้อเสียที่สําคัญบางประการ โดยการต่อใช้งานจะต้องต่อสายไฟให้ครบทั้ง 3 เส้นคือ L N G หากไม่มีการเชื่อมต่อสายดินที่เหมาะสม ELCB จะไม่ทํางาน หากลวดที่ติดอยู่กับสายดินหลวมหรือหัก ELCB จะไม่สามารถรับรู้แรงดันไฟฟ้าที่อาจเป็นอันตรายบนตัวโลหะของอุปกรณ์ไฟฟ้า/อิเล็กทรอนิกส์ได้

ELCB

ELCB มีสองประเภทหลัก คือ:

Voltage-Operated ELCB: ประเภทนี้ใช้ตรวจจับความต่างโวลต์ระหว่างสายไฟเข้าและสายไฟออกจากวงจร เมื่อมีความต่างโวลต์มากกว่าค่าที่กำหนด อุปกรณ์จะทำงานและตัดกระแสไฟฟ้าทิ้ง

Current-Operated ELCB: ประเภทนี้ใช้ตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่รั่วไหลไปยังแผ่นดิน โดยใช้กระแสเป็นตัวตรวจจับ หากมีกระแสรั่วไหลเกินกว่าค่าที่กำหนด อุปกรณ์จะทำงานและตัดกระแสไฟฟ้าทิ้ง

การป้องกันของ ELCB

ความเหมาะสมของการใช้งานเบรกเกอร์ ELCB ใช้สำหรับป้องกันกระแสรั่วไหลปัจจุบัญไม่เป็นที่นิยมเนื่องจากราคาแพงติดตั้งไม่ดีอาจเกิดการใช้งานที่ทำให้ไม่ปลอดภัย

RCD และ RCB

RCD (Residual Current Device) และ RCB (Residual Current Breaker) เป็นคำนามที่ใช้แทนอุปกรณ์เดียวกันที่มีหน้าที่ตรวจจับและป้องกันการรั่วไฟฟ้าเช่นเดียวกัน โดยการทำงานของมันจะเป็นการต่อใช้งานสายไฟเพียง 2 เส้น เพื่อเทียบกระแสที่ไหลผ่านทั้ง 2 เส้นว่ามีกระแสต่างกันเกินค่าที่กำหนดหรือไม่ถ้าเกินจะตัดวงจรทันที โดยต่อเพียงสาย L และสาย N ต่างจาก ELCB ที่ต้องต่อ G เข้าไปด้วยถึงจะสามารถใช้งานได้ ดังนั้น RCD จึงเหมาะกับอุปกรณ์ที่เสี่ยงที่จะเกิดไฟรั่วเช่น เครื่องทำน้ำอุ่น เครื่องสักผ้า เป็นต้น 

RCCB

RCD มีสองรูปแบบการใช้งานคือ

Fixed RCD: เป็น RCD ที่ติดตั้งและตั้งค่าคงที่ ไม่สามารถปรับเปลี่ยนค่าความต้านทานหรือกระแสได้ เหมาะสำหรับใช้ในระบบไฟฟ้าที่มีความต้องการคงที่ตลอดเวลา

Adjustable RCD: เป็น RCD ที่สามารถปรับค่าความต้านทานหรือกระแสได้ โดยสามารถปรับให้ตรงตามความต้องการและเงื่อนไขของระบบ

และนอกจากนี้ยังแยกออกได้เป็น 2 ชนิดดังนี้

การป้องกันของ RCCB IEC-61008-1

ความเหมาะสมของการใช้งานเบรกเกอร์ RCCB เหมาะสำหรับติดตั้งภายในเครื่องทำน้ำอุ่นหรือติดตั้งเพื่อกันไฟดูดไฟรั่ว ไม่เหมาะกับการนำไปใช้ป้องกันกระแสไฟเกินเพราะตัวนี้มันไม่ตัด โดยการติดตั้งจะต้องติดตั้งหลัง MCB อีกทีเนื่องจาก RCCB ไม่ตัดวงจรหากกระแสเกินหรือไฟฟ้าลัดวงจร

การป้องกันของ RCBO IEC-61009-1

ความเหมาะสมของการใช้งานเบรกเกอร์ RCBO เหมาะสำหรับติดตั้งได้หลากหลายอุปกรณ์กันไฟรั่วไฟดูดได้กันไฟเกินได้กันไฟช๊อตได้ แต่ก็มีราคาที่สูงเช่นเดียวกัน และหากเลือกใช้ไม่เหมาะไฟรั่วบ่อยเบรกเกอร์ Trip บ่อยก็น่ารำคานเช่นเดียวกัน

ACB

ACB หรือแอร์เซอร์กิตเบรกเกอร์ (Air Circuit Breaker)  เป็นที่มีขนาดใหญ่ ช่วงกระแสใช้งานตั้งแต่ 630-6300A ตัดวงจรไฟฟ้าได้รวดเร็วและแม่นยำด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ในการตรวจจับและวิเคราะห์กระแสเพื่อสั่งตัดวงจรไฟฟ้า มีทั้งแบบติดตั้งอยู่กับที่ (Fixed Type) และแบบถอดออกได้ (Drawout Type) นิยมใช้กับงานแรงดันสูงๆ (HVAC)

ACB

การป้องกันของ ACB

ความเหมาะสมของการใช้งานเบรกเกอร์ ACB เหมาะสำหรับใช้งานเพื่อควบคุมเป็นเมนภายในอาคารหรือโรงงานอุตสาหกรรมที่มีการกินกระแสไม่เกิน 6300A เหมาะกับการใช้งานเพื่อควบคุมเครื่องจักรขนาดใหญ่ หรือ ใช้เป็นตัวเมนควมคุมลูก CB ต่างๆได้ เนื่องจากรองรับกระแสไฟได้มากและป้องกันการลัดวงจรที่รวดเร็วเนื่องจากเป็นระบบการตัดด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

สรุปอย่างง่าย

เปรียบเทียบการป้องกันของแต่ละประเภท
เบรกเกอร์ชนิด ป้องกันการลัดวงจร ป้องกันกระแสเกิน ป้องกันไฟรั่วไฟดูด
MCB ใช่ ใช่ ไม่
MCCB ใช่ ใช่ ไม่
ELCB ใช่ ไม่ ใช่
RCCB ไม่ ไม่ ใช่
RCBO ใช่ ใช่ ใช่
ACB ใช่ ใช่ ไม่

อย่างไรก็ตามการเรียบเทียบนี้ไม่ได้บอกว่า RCBO ดีที่สุดเนื่องจากการเลือกใช้งานให้เหมาะสมกับงานนั้นมีความสำคัญที่สุด เช่น หากท่านเลือกเบรกเกอร์ RCBO มาเป็นเมนทั้งบ้านหรืออาคาร อาจไม่เหมาะเนื่องจากโอกาศที่จะมีการทริบนั้นมีสูงพอสมควร จะให้ดี เบรกเกอร์กันไฟรั่วต่างๆควรควบคุมเฉพาะจุดจะดีที่สุด และตัวอื่นๆก็เช่นกัน

ใส่ความเห็น