เซอร์กิตเบรกเกอร์ (Circuit Breaker) ?

เซอร์กิตเบรกเกอร์ (Circuit Breaker) คือ อุปกรณ์ที่ทำงานเปิดและปิดวงจรไฟฟ้าแบบไม่อัตโนมัติ แต่สามารถเปิดวงจรได้อัตโนมัติ ถ้ามีกระแสไหลผ่านเกินกว่าค่าที่กำหนด โดยป้องกันไม่ให้อุปกรณ์ที่ต่อกับเซอร์กิตเบรกเกอร์นั้นเกิดความเสียหายขึ้นจากกระแสที่เกินกำหนด แบ่งออกได้หลายชนิด

หลักการทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์ (Circuit Breaker)การทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์เมื่อมีกระแสในวงจรเกินพิกัดที่เบรกเกอร์สามารถรับได้หน้าสัมผัสของเซอร์กิตเบรกเกอร์จะเปิดวงจร โดยมีหลักการทำงานดังนี้

Thermal Tripหลักการทำงานประเภทนี้จะมีโครงสร้างภายในประกอบด้วย แผ่นโลหะไบเมทัล (bimetal) 2 แผ่น ซึ่งทำจากโลหะที่ต่างชนิดกันมีสัมประสิทธิ์ความร้อนไม่เท่ากัน เมื่อมีกระแสไหลผ่านโลหะไบเมทัลจะทำให้โลหะไบเมทัลเกิดการโก่งตัวแล้วไปปลดอุปกรณ์ทางกลทำให้เบรกเกอร์ตัดวงจรเรียกว่าเกิดการทริป (trip)

Magnetic Tripการทำงานประเภทนี้จะอาศัยหลักการทำงานของอำนาจสนามแม่เหล็ก เมื่อวงจรเกิดกระแสลัดวงจรหรือมีกระแสเกินจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กความเข้มสูงแล้วทำการปลดอุปกรณ์ทางกลไก ทำให้เบรกเกอร์เกิดการตัดวงจรหรือเปิดวงจรขึ้น ซึ่งการทำงานแบบนี้จะตัดวงจรได้เร็วกว่าแบบ Thermal Trip

Thermal-Magnetic Tripเมื่อมีกระแสในวงจรเกินค่าพิกัดหน้าสัมผัสของเซอร์กิตเบรกเกอร์จะเปิดวงจร โดยอาศัยทั้งความร้อนและการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กช่วยในการปลดกลไกหน้าสัมผัสให้เปิดวงจร

Solid State Trip หรือ Electronic Tripหลักการทำงานประเภทนี้ได้นำวงจรอิเล็กทรอนิกส์มาใช้ร่วมกับเซอร์กิตเบรกเกอร์ สามารถปรับค่ากระแสทริปให้ทำงานในย่านต่างๆ ได้ โครงสร้างภายในจะมีหม้อแปลงกระแส (CT: Current Transformer) อยู่ภายในตัวเบรกเกอร์ ทำหน้าที่แปลงกระแสให้ต่ำลงและมีไมโครโปรเซสเซอร์ทำหน้าที่วิเคราะห์กระแส หากกระแสมีค่าเกินกว่าที่กำหนดไว้จะสั่งการให้มีการปลดวงจรออก

ประเภทของเซอร์กิตเบรกเกอร์ (Circuit Breaker)

1.Miniature Circuit Breakers (MCBs)เป็นเบรกเกอร์ขนากเล็กมักใช้ในอาคาร ใช้ติดตั้งเป็นอุปกรณ์ป้องกันร่วมกับตู้โหลดเซ็นเตอร์ (Load center) หรือตู้คอนซูมเมอร์ยูนิตในห้องพักอาศัย (Consumer unit) มีพิกัดกระแสลัดวงจรต่ำ เป็นเบรกเกอร์ชนิดที่ไม่สามารถปรับตั้งค่ากระแสตัดวงจรได้ และส่วนใหญ่จะอาศัยกลไกการปลดวงจรในรูปแบบ thermal และ magnetic สำหรับการเลือก MCB สำหรับใส่ในตู้คอนซูมเมอร์ยูนิตนั้น เราสามารถติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันนี้อยู่ 2 จุด ได้แก่ เป็นอุปกรณ์ป้องกันเมนหรือเมนเบรกเกอร์ และ วงจรย่อย ซึ่งที่จุดเมนเบรกเกอร์นั้นต้องเลือกค่ากระแสจากโหลดทั้งหมด โดยส่วนใหญ่แล้วจะอยู่ที่ประมาณ 100 A สำหรับ MCB ส่วนที่วงจรย่อยกระแสที่เลือกขึ้นอยู่กับโหลดแต่ละจุดที่ใช้งาน เช่น เป็นโหลดแสงสว่าง, โหลดเต้ารับ, โหลดเครื่องทำความเย็น และ โหลดเครื่องทำน้ำอุ่น เป็นต้น    โดยหลักๆแล้วสิ่งที่ต้องคำนึงถึงก่อนการเลือกซื้อนั้นได้แก่  จำนวน pole, ค่า In, ค่า Icu, และ มาตรฐานต่างๆ เป็นต้น โดยที่ค่า

In กระแสพิกัด คือ   ขนาดกระแสใช้งานสูงสุดที่เบรกเกอร์สามารถทนได้ในสภาวะใช้งานและสภาพแวดล้อมปกติ

Icu คือ ขนาดกระแสลัดวงงจรสูงสุดที่เบรกเกอร์สามารถทนและยังสามรถตัดวงจรได้โดยไม่เกิดความเสียหายขึ้นกับตัวเบรกเกอร์เอง มักแสดงในรูปของ kA RMS

2.Residual Current Devices (RCDs)เครื่องตัดไฟฟ้าอัตโนมัติที่จะตัดกระแสไฟฟ้าภายในระยะเวลาที่กำหนด เมื่อกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเข้าและออก มีค่าไม่เท่ากัน นั่นคือมีกระแสไฟฟ้าบางส่วนที่รั่วหายไป เช่น รั่วไหลจากเครื่องใช้ไฟฟ้าลงดินหรือกระแสไฟฟ้ารั่วผ่านคนที่ไปสัมผัสอุปกรณ์ที่มีไฟรั่วอยู่ ขณะใช้งานปกติจะไม่มีกระแสไฟฟ้ารั่ว ดังนั้น เครื่องตัดไฟรั่ว จะไม่ทำงาน ส่วนมากจะติดตั้งในตู้คอนซูมเมอร์ ยูนิต ในบ้านพักอาศัยเครื่องตัดไฟรั่ว อาจมีชื่อเรียกอื่นๆ อีก เช่น เครื่องตัดวงจรกระแสเหลือ (RCD, RCBO, RCCB) หรือเครื่องตัดกระแสไฟฟ้ารั่วลงดิน (ELCB, GFCI) ถูกนำไปใช้งานร่วมกับ เซอร์กิต เบรกเกอร์ ประเภทอื่นๆ เช่น เบรกเกอร์ลูกย่อย MCB หรือ เบรกเกอร์ MCCBแต่ที่มีการใช้งานอย่างแพร่หลายจะมี 3 ประเภทด้วยกันได้แก่ RCCB (Residual Current Circuit Breakers), RCBO (Residual Current Circuit Breakers with Overload protection) และ ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker)

 3. Moulded Case Circuit Breakers (MCCB)เป็นเบรกเกอร์ที่ถือได้ว่าเป็นที่นิยมสำหรับการใช้งานในโรงงานอุสหกรรมและอาคารขนาดใหญ่ ด้วยคุณสมบัติที่สามารถทนกระแสลัดวงจรหรือค่า kA และรองรับกระแสที่สูงกว่าเบรกเกอร์ลูกย่อย (MCB) แต่น้อยกว่าเบรกเกอร์ประเภท ACB ซึ่งขนาดกระแสจะมีตั้งแต่หลักสิบจนถึงหลักพันแอมป์

 4. Air Circuit Breakers (ACB)เป็นเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ใช้ป้องกันสายเมน นิยมใช้กับงานแรงดันสูงๆ (HVAC) โครงสร้างทั่วไปทำด้วยเหล็กมีช่องดับอาร์ก (Arcing chamber) ที่ใหญ่และแข็งแรงเพื่อให้สามารถรับกระแสลัดวงจรจำนวนมากได้ ส่วนใหญ่จะมีหลักการทำงานโดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในการตรวจจับและวิเคราะห์กระแสเพื่อสั่งปลดวงจร