การทำงานของ AIR CIRCUIT BREAKER

เซอร์กิตเบรกเกอร์ (Circuit Breaker) หมายถึง อุปกรณ์ที่ทำงานเปิดและปิดวงจรไฟฟ้าแบบไม่อัตโนมัติ แต่สามารถเปิดวงจรได้อัตโนมัติถ้ามีกระแสไหลผ่านเกินกว่าค่าที่กำหนด โดยไม่มีความเสียหายเกิดขึ้น ใช้กับแรงดันน้อยกว่า 1000 Volt. โดยทั่วไปมีพิกัดกระแสตั้งแต่ 225-6300 A และมี Interrupting Capacity สูงตั้งแต่ 35-150 kA โครงสร้างทั่วไป ทำด้วยเหล็กมีช่องดับอาร์ก (Arcing Chamber) ที่ใหญ่และแข็งแรงเพื่อให้สามารถรับกระแสลัดวงจรจำนวนมากได้ Air CB. ที่มีขายในท้องตลาด มักใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตรวจจับและวิเคราะห์กระแสเพื่อสั่งปลด

เบรกเกอร์แบบนี้มีส่วนประกอบสำคัญ 2 ส่วน Thermal Unit ใช้สำหรับปลดวงจรเมื่อมีกระแสไหลเกิน อันเนื่องมาจากการใช้โหลดมากเกินไป

ลักษณะการทำงาน เมื่อมีกระแสเกินไหลผ่านโลหะ Bimetal (เป็นโลหะ 2 ชนิดที่มีสัมประสิทธิ์ทางความร้อนไม่เท่ากัน) จะทำให้ Bimetal โก่งตัว ไปปลดอุปกรณ์ทางกลและทำให้ CB. ตัดวงจร เรียกว่าเกิดการ Trip การปลดวงจรแบบนี้ต้องอาศัยเวลาพอสมควร ขึ้นอยู่กับกระแสขณะนั้น และความร้อนที่เกิดขึ้นจนทำให้ Bimetal โก่งตัว Magnetic Unit ใช้สำหรับปลดวงจรเมื่อเกิดกระแสลัดวงจรหรือมีกระแสค่าสูงๆ ประมาณ 8-10 เท่าขึ้นไปไหลผ่าน กระแสจำนวนมากจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กความเข้มสูง ดึงให้อุปกรณ์การปลดวงจรทำงานได้ การตัดวงจรแบบนี้เร็วกว่าแบบแรกมากโอกาสที่เบรกเกอร์จะชำรุดจากการตัดวงจรจึงมีน้อยกว่า Solid State Trip or Electronic Trip Molded Case Circuit Breaker เป็นเบรกเกอร์ชนิดหนึ่งที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำหน้าที่วิเคราะห์กระแสเพื่อสั่งปลดวงจรจาก Diagram จะเห็นว่าอยู่ภายในตัวเบรกเกอร์ทำหน้าที่แปลงกระแสให้ต่ำลงตามอัตราส่วนของ CT และมี Microprocessor คอยวิเคราะห์กระแส หากมีค่าเกินกว่าที่กำหนด จะสั่งให้ Tripping Coil ซึ่งหมายถึง Solenoid Coil ดึงอุปกรณ์ทางกลให้ CB. ปลดวงจรที่ด้านหน้าของเบรกเกอร์ชนิดนี้จะมีปุ่มปรับค่ากระแสปลดวงจร เวลาปลดวงจรและอื่นๆ นอกจากนี้ยังสามารถติดตั้งอุปกรณ์เสริมที่เรียกว่า Amp Meter & Fault Indicator ซึ่งสามารถแสดงสาเหตุการ Fault ของวงจรและค่ากระแสได้ทำให้ทราบสาเหตุของการปลดวงจรได้

โครงสร้างและส่วนประกอบของเบรกเกอร์

Name Plate ปรากฏที่ด้านหน้าหรือด้านข้างของเบรกเกอร์ โดยมักกำหนดรายละเอียดเกี่ยวกับเบรกเกอร์นั้นๆ เช่น จำนวนขั้ว แรงดัน กระแส ในส่วนของกระแสจะระบุ 3 จำนวน ประกอบด้วย Ampere Trip, Ampere Frame และ Interrupting Capacity Arcing Chamber บางครั้งเรียกว่า Arc Chute มีลักษณะเป็นแผ่นโลหะวางซ้อนกันเป็นชั้นๆ อยู่เหนือหน้าสัมผัส (Contact) ของเบรกเกอร์ทำหน้าที่ช่วยดับอาร์ก หน้าสัมผัส (Contact) นิยมทำด้วยทองแดงเคลือบผิวหน้าด้วยเงินเพื่อให้ทนต่อเปลวอาร์กได้ดี ประกอบด้วย Fixed Contact และ Movable Contact

กลไกตัดวงจรสำหรับเบรกเกอร์ขนาดเล็กทั่วไป แบ่งเป็นอาศัยความร้อนและอาศัยอำนาจแม่เหล็กแบบอาศัยความร้อน ใช้หลักการโก่งตัวของโลหะ Bimetal เพื่อปลดกลไกส่วนแบบอาศัยอำนาจแม่เหล็ก ใช้แรงดึงดูดของแม่เหล็กไฟฟ้าของขดลวดที่กระทำต่อแผ่นโลหะเพื่อปลดกลไก

ACB สามารถแบ่งชนิดตามการติดตั้งได้ 2 แบบ คือ

1) แบบติดตั้งอยู่กับที่ (Fixed Type) ติดตั้งให้ติดกับ Main Circuit โดยยึดติดด้วยสกรูอย่าง แข็งแรง เวลาถอดออกเพื่อซ่อมบำรุงจะต้องดับไฟและใช้เวลามาก

2) แบบดึงออกได้ (Draw Out Type) ติดตั้งบนโครงล้อเลื่อนที่สามารถเลื่อนไปตามรางที่เตรียมไว้ ส่วนสัมผัสของ ACB กับ Main Circuit จะต้องเป็นแบบพิเศษเพื่อให้การสัมผัสที่แนบแน่น ซึ่งจะทำให้กระแสสามารถไหลผ่านได้สะดวก การซ่อมบำรุง ACB แบบนี้ ทำได้สะดวกรวดเร็วและสามารถลดเวลาการดับไฟฟ้าได้

Source: นิตยสาร Electricity & Industry Magazine ปีที่ 26 ฉบับที่ 5 กันยายน-ตุลาคม 2562 คอลัมน์ Special Area หน้า 74-75
โดย บริษัท ที แอนด์ ดี เพาเวอร์ เทค (ไทยแลนด์) จำกัด