3 สวิตซ์ตัดตอนอัตโนมัติ
1.1 ชนิดของสวิตช์ตัดตอนอัตโนมัติ สวิตช์ตัดตอนอัตโนมัติที่ใช้กันในปัจจุบันแบ่งออกได้ 2 ชนิด คือ แบบทำงานด้วยความร้อน-สนามแม่เหล็ก (Thermal-Magnetic Type) และแบบทำงานด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Trip Type) 1.1.1 แบบ Thermal – Magnetic MCCB ชนิดนี้มีอุปกรณ์สำหรับปลดวงจร 2 ส่วน คือ Thermal Unit และ Magnetic Unit ก. Thermal Unit ตามรูปที่ 3.1 เมื่อกระแสโหลดเกินไหลผ่าน Bimetal (โลหะสองชนิดซึ่งมีสัมประสิทธิ์ทางความ ร้อนไม่เท่ากัน ประกบติดกัน) จะเกิดความร้อนขึ้น ทำให้ Bimetal งอตัวไปปลดอุปกรณ์ทางกลทำให้ CB. ปลด วงจรออกทันที ซึ่งเราเรียกว่า เซอร์กิตเบรกเกอร์ทริป (Trip) การปลดวงจรโดยใช้ Thermal Unit จะใช้เวลาใน การปลดพอสมควร ขึ้นอยู่กับขนาดกระแสและความร้อนที่จะทำให้ Bimetal งอตัว ดังนั้นหากเกิดกระแสลัดวงจร จะต้องมีอุปกรณ์อีกตัวหนึ่งเพื่อใช้ปลดวงจรอย่างรวดเร็วเพื่อไม่ให้เกิดความเสียหายขึ้น ข. Magnetic Unit จากรูปที่ 3.2 เมื่อกระแสลัดวงจรหรือกระแสสูง ๆ ประมาณมากกว่า 8 – 10 เท่าขึ้นไปไหลผ่าน จะทำให้ เกิดสนามแม่เหล็กและเกิดแรงขึ้นจำนวนหนึ่ง ซึ่งสามารถดึงอุปกรณ์ทางกล ทำให้ CB. ปลดวงจรได้ โดยใช้เวลาใน การปลดวงจรรวดเร็วมาก ไม่ทันที่จะเกิดความเสียหายต่อระบบ จากที่กล่าวมาจะเห็นว่าจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ปลดวงจรทั้งสองชนิด เพื่อทำหน้าที่ปลดวงจรป้องกันกระแส เกิน ทั้งกระแสโหลดเกินและกระแสลัดวงจร
1.1.2 แบบ Electronic Trip เรียกอีกอย่างว่า Solid State Trip คือ MCCB ที่ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำหน้าที่วิเคราะห์ ค่ากระแสเพื่อสั่งปลดวงจร จากรูปที่ 3.4 (ก) แสดงไดอะแกรมการทำงานของ MCCB แบบ Electronic Tripโดยมี CT อยู่ภายใต้ เซอร์กิตเบรกเกอร์ทำหน้าที่แปลงกระแสให้มีขนาดตํ่าลงตามค่า Ratio ของCT และมีไมโครโปรเซสเซอร์ (Microprocessor) ทำหน้าที่วิเคราะห์กระแส นั่นคือ ถ้าหากกระแสมีค่าเกินกำหนด จะสั่งให้ Tripping Coil (ซึ่งก็ คือ Solinnoid Coil) ดึงอุปกรณ์ทางกล ทำให้ CB.ปลดวงจรทันที 1.2 การวิเคราะห์กระแสของ MCCB แบบ Electronic Trip มีอยู่ 2 วิธี คือ
1. Peak Sensing คือการใช้ค่ากระแสสูงสุดของกระแส (Peak Current) ที่ไหลผ่านเซอร์กิตเบรกเกอร์ และบันทึกค่าไว้ และกระแสสูงสุดนี้ (Ipk) จะถูกหารด้วย 2 ด้วยวิธีคำนวณเพื่อหาค่ากระแส rms ซึ่งวิธีนี้จะวัดค่า ได้ถูกต้อง ในกรณีที่รูปคลื่นกระแสเป็นสัญญาณ Sinusoidal เท่านั้นซึ่งในระบบจริง ๆ นั้น บางครั้งรูปของลูกคลื่น กระแสอาจถูกฮาร์มอนิกรบกวน ทำให้รูปคลื่นเบี้ยวไปมาจนไม่เป็นรูป Sinusoidal ก็จะวัดค่าผิดพลาดได้ 2. True rms Sensing วิธีนี้จะใช้การ Sampling สัญญาณของกระแสที่ผ่านเซอร์กิตเบรกเกอร์ เป็นช่วง ๆ เพื่อหาค่ากระแส rms ในแต่ละช่วง แล้วนำมาหาค่าเฉลี่ยเป็นกระแส rms ดังรูปที่ 3.5 ดังนั้นวิธีนี้สามารถ นำไปใช้กับรูปคลื่นกระแสที่ไม่เป็นสัญญาณ Sinusoidal ได้ เช่น โหลดที่เป็นอุปกรณ์จำพวกคอนเวอร์เตอร์ (Converter) หรือโหลดที่กำเนิดฮาร์มอนิก เป็นต้น รูปที่ 3.5 การ Sampling สัญญาณที่ไม่เป็น Sinusoidal เมื่อเปรียบเทียบ CB. ที่วิเคราะห์กระแสแบบ True rms Sensing กับ Peak Sensing ดังรูปที่ 3.6 (ก) จะเห็นว่าถ้าหากใช้ CB. ชนิด Peak Sensing จะอ่านค่ากระแสได้มากกว่าความเป็นจริงทำให้ CB. ชนิด Peak Sensing จะอ่านค่ากระแสได้มากกว่าความเป็นจริงทำให้ CB. ปลดวงจรก่อนที่ควรจะเป็น เราเรียกสภาวะนี้ว่า Overprotected Load ส่วนรูป (ข) CB. ชนิด Peak Sensing จะเห็นค่ากระแสตํ่ากว่าความเป็นจริงซึ่งทำให้ CB. ไม่ปลดวงจร และจะทำให้เกิดไฟไหม้ได้ เนื่องจากเมื่อเกิดกระแสเกินแล้วเซอร์กิตเบรกเกอร์ไม่ปลดวงจร เราเรียก สภาวะนี้ว่า Underprotected Load รูปที่ 3.6 ความผิดพลาดที่เกิดขึ้นจากการวิเคราะห์กระแสสูงหรือตํ่าเกินไป 1.3 การพิจารณาค่ากระแสพิกัดเมื่อใช้งานในสภาวะต่าง ๆ เซอร์กิตเบริกเกอร์แบบ Molded Case ถูกออกแบบมาให้ใช้งานที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส ความถี่ 50/60 Hz ถ้าหากนำไปใช้ในสภาวะอื่น ๆ การทำงานและพิกัดกระแสของเซอร์กิตเบรกเกอร์อาจเปลี่ยนไปจาก สภาวะปกติได้
1.3.1 ผลเนื่องจากความถี่ ในกรณีของเซอร์กิตเบรกเกอร์ประเภท Thermal Magnetic ผลของความถี่จะแยกพิจารณา ออกเป็นสองส่วน คือ Thermal Unit และ Magnetic Unit กรณี Thermal Unit ที่ความถี่ตํ่ากว่า 50/60 Hz ไม่ต้องคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของกระแส พิกัดเนื่องจากมีผลน้อย แต่ถ้าความถี่สูงกว่า 50/60 Hz ต้องนำมาคิดด้วย และที่นำไปใช้ในกรณีความถี่สูง ๆ คือ 400 Hz (เช่น อุปกรณ์ไฟฟ้าบนเครื่องบิน) ค่ากระแสพิกัดจะมีค่าลดลงโดยจะต้องนำค่าตัวคูณที่อ่านได้จากกราฟ คูณกับพิกัดกระแสของเซอร์กิตเบรกเกอร์ดังรูปที่ 3.7 รูปที่ 3.7 ตัวคูณลดกระแสเมื่อใช้งานที่ความถี่ 400 Hz กรณี Magnetic Unit ที่ความถี่สูงกว่า 50/60 Hz ค่ากระแสที่ทำให้ Magnetic Unit ทำงาน จะมีค่ามากกว่าปกติดังรูปที่ 3.8 รูปที่ 3.8 ผลของความถี่สูงกับการทำงานของ Magnetic Unit 1.3.2 ผลเนื่องจากอุณหภูมิ กรณี Thermal Magnetic MCCB ก. ที่อุณหภูมิระหว่าง 25 ถึง 40 องศาเซลเซียส ค่ากระแสพิกัดจะไม่เปลี่ยนแปลง ข. ที่อุณหภูมิระหว่าง -10 ถึง 24 องศาเซลเซียส จะทำให้เซอร์กิตเบรกเกอร์รับค่ากระแสพิกัด ได้มากขึ้นกว่าที่ระบุไว้ โดยไม่ต้องตัดวงจรออก นั่นคือการทริปจะผิดพลาดหากโหลดเกินพิกัด เซอร์กิตเบรกเกอร์ จะไม่ตัดวงจร แต่ถ้าหากต้องการให้เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ป้องกันอุปกรณ์และสายไฟฟ้าได้ถูกต้อง จะต้องพิจารณา ผลของอุณหภูมิที่ตํ่าลงกับค่ากระแสที่เพิ่มขึ้นด้วยดังรูปที่ 3.9 ค. ที่อุณหภูมิระหว่าง 41 ถึง 60 องศาเซลเซียส จะทำให้ค่าพิกัดกระแสลดลงจากค่าที่กำหนด ไว้ ซึ่งจะทำให้เซอร์กิตเบรกเกอร์ปลดวงจรก่อนค่าที่กำหนด
รูปที่ 3.9 ผลเนื่องจากอุณหภูมิของ Thermal Magnetic MCCB กรณี Electronic Trip MCCB โดยทั่วไปที่อุณหภูมิระหว่าง -10 ถึง 60 องศาเซลเซียส เซอร์กิตเบรกเกอร์ชนิดนี้ยังคงทำงาน ตามปกติ แต่ถ้าหากไม่อยู่ในช่วงนี้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อาจเสียหายได้ 1.3.3 ผลเนื่องจากความสูงของพื้นที่ เมื่อใช้เซอร์กิตเบรกเกอร์แบบ Thermal Magnetic Trip ที่ระดับความสูงมาก ๆ จากระดับนํ้า ทะเล จะต้องมีการปรับค่าใหม่ทั้งกระแสพิกัดและแรงดันพิกัด เนื่องจากที่ความสูงมาก ๆ การระบายความร้อนจะ ทำได้ยากขึ้น จึงทำให้กระแสพิกัดลดลงและแรงดันพิกัดจะมีค่าลดลงด้วยเนื่องจากค่าไดอิเล็กตริก (Dielectric) ของอากาศมีค่าลดลง จากตารางที่ 2.1 เป็นการแสดงค่าความสูงที่มีผลกับค่ากระแสพิกัดและแรงดันพิกัด ซึ่งค่านี้ จะไม่เหมือนกันสำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์แต่ละยี่ห้อ ตารางที่ 3.1 ค่าตัวคูณความสูง 1.3.4 ผลเมื่อใช้กับไฟฟ้ากระแสตรง เมื่อนำเซอร์กิตเบรกเกอร์ไปใช้กับระบบไฟฟ้ากระแสตรง ตัว Thermal Unit จะไม่มีการ เปลี่ยนแปลง แต่ตัว Magnetic Unit จะมีผลเปลี่ยนไป เนื่องจากกราฟคุณลักษณะของส่วนMagnetic สร้างขึ้น โดยค่า rms ของกระแสสลับ ในขณะที่ระบบไฟฟ้ากระแสตรงจะมีค่าตัวคูณค่าหนึ่งกับค่ากระแสที่ทำให้ตัว Magnetic ทำงาน ซึ่งจะมีผลทำให้มีค่ามากกว่าเดิม 1.4 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกระแสกับเวลาปลดวงจร
เรียกอีกอย่างว่า Tripping Curve กราฟนี้มีสเกลในลักษณะของ Log โดยที่แกนนอน (แกน X) แสดง จำนวนเท่าของพิกัดกระแส ส่วนแกนตั้ง (แกน Y) แสดงค่าเวลาในหน่วยวินาที Tripping Curve ของเซอร์กิต เบรกเกอร์แต่ละรุ่นแต่ละยี่ห้อจะมีลักษณะไม่เหมือนกัน แบ่งออกเป็น 2 ลักษณะ ดังนี้ 1.4.1 Thermal Magnetic CB. Tripping Curve เป็นกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกระแสกับเวลาปลดวงจรของเซอร์กิตเบรกเกอร์ชนิด Thermal Magnetic รูปที่ 3.10 Thermal Magnetic CB. Tripping Curve เนื่องจากเซอร์กิตเบรกเกอร์ชนิดนี้ประกอบด้วยอุปกรณ์ปลดวงจร 2 ชนิด คือ Thermal Unit ใช้ปลด วงจรเมื่อกระแสโหลดเกินซึ่งจะใช้เวลาในการปลดวงจรนานพอสมควรกล่าวคือ หากกระแสน้อยจะใช้เวลาปลด วงจรนาน แต่ถ้ากระแสมากจะใช้เวลาน้อย เป็นลักษณะ Inverse Time ตัวอย่างดังรูปที่ 3.10 เป็นเซอร์กิตเบรก เกอร์ขนาด 150 A โดยตั้งค่า Magnetic Trip ไว้ที่ High คือช่วงกระแสตั้งแต่ 150 A (ตัวคูณ = 1) ถึง 1,200 A (ตัวคูณ = 8) ใช้เวลาปลดวงจรเร็วสุดประมาณ 15 วินาที อีกส่วนหนึ่งที่ใช้ปลดวงจรคือ Magnetic Unit เป็นตัว ปลดวงจรเมื่อกระแสเกินสูง ๆ หรือเกิดกระแสลัดวงจรโดยจะใช้เวลาในการปลดวงจรอย่างรวดเร็ว หากอ่านจาก กราฟคือช่วงตั้งแต่ 8 เท่าของพิกัดกระแสขึ้นไป การอ่านค่าจากกราฟจำเป็นต้องปรับค่าตัวคูณของพิกัดกระแสให้เป็นแกนของค่ากระแสทั้งหมดก่อน เช่น ที่ 2 เท่า ของเซอร์กิตเบรกเกอร์ขนาด 150 AT ก็คือกระแสที่ 300 A หลังจากที่ปรับแกน X ทั้งหมดเป็นค่ากระแส
แล้วให้คำนึงถึงผลจากสภาวะต่าง ๆ ด้วย เช่น หากนำเซอร์กิตเบรกเกอร์นี้ไปใช้ที่อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส ก็จะ มีค่าตัวคูณ (Multiplier) หากตัวคูณ = 0.9 ก็จะต้องปรับค่าแกน X ทั้งหมดอีกครั้งหนึ่งโดยคูณด้วย 0.9 กับ ค่ากระแสเดิมนั่นคือ 300A × 0.9 = 270A แต่ถ้าหากเป็นโหลดต่อเนื่องและเซอร์กิตเบรกเกอร์เป็นชนิด Standard Rate ก็ต้องคูณด้วย 0.8 อีกครั้ง แต่ถ้าหากเป็นโหลดไม่ต่อเนื่องก็ไม่จำเป็น 1.4.2 Electronic Trip CB. Tripping Curve เป็นกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและเวลาปลดวงจรของเซอร์กิตเบรกเกอร์ชนิด Electronic Trip วงจรภายในจะใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิเคราะห์ค่ากระแส ดังนั้น ความสัมพันธ์ระหว่างกระแส และเวลาปลดวงจรจึงแม่นยำ และสามารถปรับค่าต่าง ๆ ได้ ดังรูปที่ 3.11 รูปที่ 3.11 Electronic Trip CB. Tripping Curve ก. Long Time Pickup ใช้ตั้งค่าพิกัดกระแสปลดวงจร เช่น เซอร์กิตเบรกเกอร์2,000 A ตั้งค่า ไว้ที่ 0.8 หมายถึง พิกัดกระแสใหม่เท่ากับ 1,600 A ข. Long Time Delay ใช้ปรับการหน่วงเวลาในการปลดวงจรช้าหรือเร็ว ค. Shot Time Pickup ใช้ปรับตั้งค่ากระแสปลดวงจร เนื่องจากกระแสลัดวงจร ง. Shot Time Delay ใช้ปรับการหน่วงเวลาในการปลดวงจร เนื่องจากกระแสลัดวงจรให้ช้า หรือเร็ว จ. Instantaneous Pickup คือ การปรับตั้งค่ากระแสปลดวงจรแบบทันที โดยไม่ต้องมี Delay Time 1.5 การก าหนดขนาดของเซอร์กิตเบรกเกอร์ พิกัดกระแสของเซอร์กิตเบรกเกอร์ หรือค่าแอมแปร์ทริป (Amp Trip; AT) ส่วนใหญ่จะระบุไว้ที่ด้ามคัน โยกหรือที่ Name Plate การกำหนดค่า AT ของเซอร์กิตเบรกเกอร์ตามมาตรฐาน NEC(National Electrical Manufacturers Association) กำหนดพิกัดกระแสไว้ดังนี้
15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000, แ ละ 6000 A อย่างไรก็ตามอุปกรณ์ป้องกันของผู้ผลิตอาจไม่มีค่าตรงตามที่ระบุไว้จะต้องใช้ค่าที่ใกล้เคียงขึ้นอยู่กับ ผลิตภัณฑ์ที่มีในท้องตลาด สำหรับการกำหนดขนาด AMP Trip ของเซอร์กิตเบรกเกอร์ NEC กำหนดไว้ว่า “หาก วงจรมีโหลด ทั้งโหลดต่อเนื่องและโหลดไม่ต่อเนื่องขนาดของอุปกรณ์ป้องกันต้องมีค่าไม่น้อยกว่าผลรวมของโหลด ไม่ต่อเนื่อง กับ 125% ของโหลดต่อเนื่อง ยกเว้นอุปกรณ์ป้องกันเป็นชนิด 100%” (โหลดต่อเนื่อง คือ โหลดที่ใช้ งานต่อเนื่องเป็นเวลามากกว่าหรือเท่ากับ 3 ชั่วโมง และโหลดไม่ต่อเนื่อง หมายถึง โหลดที่ใช้งานน้อยกว่า 3 ชั่วโมง) โดยทั่วไปเซอร์กิตเบรกเกอร์ในท้องตลาดจะมีอยู่ 2 ประเภท คือ 1. Standard Circuit Breaker มาตรฐาน NEC ได้กำหนดไว้ว่า “หากนำเซอร์กิตเบรกเกอร์ชนิดนี้ไปใช้ กับโหลดต่อเนื่องจะปลดวงจรที่ 80% ของพิกัดกระแสของเซอร์กิตเบรกเกอร์” โดยทั่วไป 2. คือเซอร์กิตเบรกเกอร์ชนิด Thermal Magnetic 100% Rated Circuit Breaker มาตรฐาน NEC กำหนดไว้ว่า “หากนำเซอร์กิตเบรกเกอร์ชนิดนี้ไปใช้กับโหลดต่อเนื่องจะปลดวงจรที่พิกัดกระแสของเซอร์กิตเบรก เกอร์” สรุปได้ดังนี้ - กรณีอุปกรณ์ป้องกันทั่วไป (Standard) CB = (1.25 × กระแสโหลดต่อเนื่อง) + (1.00 × กระแสโหลดไม่ต่อเนื่อง) - กรณีอุปกรณ์ป้องกันที่ทำงานได้ 100% ของขนาดที่ตั้งไว้ (100% Rate) CB = (1.00 × กระแสโหลดต่อเนื่อง) + (1.00 × กระแสโหลดไม่ต่อเนื่อง) ตัวอย่าง แผงไฟฟ้าประกอบด้วยโหลดต่อเนื่อง 2000 A และโหลดไม่ต่อเนื่อง 500 A จงหาขนาดอุปกรณ์ป้องกัน 1. เลือกใช้อุปกรณ์ป้องกันแบบทั่วไป (Standard) CB = (1.25 × 2000) + 500 = 3000 A ดังนั้นเลือกใช้ CB. ขนาด 3000 A และบัสบาร์ในแผง ไฟฟ้าขนาด 3000 A 2. เลือกใช้อุปกรณ์ป้องกันแบบ 100% CB = 2000 + 500 = 2500 A ดังนั้นเลือกใช้ CB. ขนาด 2,500 A และบัสบาร์ในแผงไฟฟ้าขนาด 2,500 A จะเห็นได้ว่าการเลือกใช้อุปกรณ์ป้องกันแบบ 100% Rated จะช่วยประหยัดขนาด Feeder และบัสบาร์ ทำให้ตู้มีขนาดเล็กลง ซึ่งส่วนใหญ่แล้วเซอร์กิตเบรกเกอร์ชนิด 100% จะเป็นประเภทอิเล็กทรอนิกส์ หรือ Air Circuit Breaker เท่านั้น สำหรับการตัดสินใจว่าจะเลือกใช้แบบ Standardหรือ 100% Rated Circuit Breaker มีขั้นตอนการตัดสินใจโดยพิจารณาดังนี้ 1. ตรวจสอบชนิดของโหลดว่าเป็นแบบต่อเนื่องหรือไม่ต่อเนื่อง ถ้าโหลดเป็นชนิดไม่ต่อเนื่องทั้งหมด ไม่ ว่า Standard หรือ 100% Rated Circuit Breaker จะมีขนาดเป็น 100% ของโหลด ดังนั้น Standard Breaker จะเป็นตัวเลือกที่ประหยัดกว่า อย่างไรก็ตาม ถ้ามีโหลดบางส่วนหรือทั้งหมดเป็นชนิดต่อเนื่อง 100% Rated Circuit Breaker ควรจะเป็นทางเลือกที่ดีกว่า
2. เวลาออกแบบให้แบ่งกลุ่มของวงจรสำหรับโหลดต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่องให้แยกจากกันซึ่งทำให้ สามารถตัดสินใจได้ชัดเจนว่าควรใช้เซอร์กิตเบรกเกอร์ชนิดใดสำหรับวงจรแต่ละส่วน 3. ดูโหลดทั้งหมดของแต่ละวงจรย่อย แล้วคำนวณค่า Ampere Rating ที่ต้องการของ circuit Breaker และค่า Ampacity ของตัวนำ ทั้งแบบ Standard และแบบ 100% Rated Circuit 4. เปรียบเทียบต้นทุนของ Circuit Breaker และตัวนำของแบบ Standard และ 100% Rated Circuit Breaker ต้นทุนที่ต่ำกว่าย่อมเป็นทางเลือกที่ดีกว่าแต่อย่าลืมนึกถึงโอกาสที่จะเพิ่มโหลดในอนาคต หมายเหตุ : ขั้นตอนที่ 1 – 4 ใช้พิจารณาวงจรย่อย สำหรับขั้นตอนที่ 3 – 4 ใช้พิจารณาสำหรับMain Circuit Breaker ตัวอย่างต่อไปนี้จะช่วยให้เข้าใจมากขึ้น เกี่ยวกับการใช้ 100% Rated Circuit Breaker จะมีผลใน การช่วยด้านความประหยัดได้อย่างไร โดยเฉพาะ Main Circuit Breaker รูปที่ 3.12 ไดอะแกรมการต่อ Circuit Breaker วงจรย่อย 1 ก. เมื่อเลือกใช้ Standard Circuit Breaker Ampacity ที่ต้องการ = 1,000 × 1.25 = 1,250 A แต่เนื่องจากค่า Ampacity ที่คำนวณได้นี้ (1,250 A) ไม่ใช่ค่าที่เป็นมาตรฐานของขนาด Circuit Breaker ซึ่งจำเป็นต้องเลือกใช้ Breaker ใน Rating ถัดไปคือ 1,400 A ข. เมื่อเลือกใช้ 100% Rated Circuit Breaker Ampacity ที่ต้องการ = 1,000 A Breaker ขนาด 1,000 A เป็นขนาดมาตรฐาน จึงสามารถเลือกใช้ได้เลย ในกรณีนี้ จะเห็นว่าการเลือกใช้ 100% Rated Circuit Breaker จะประหยัดถึง 2 ขั้น คือ 1. Frame Size ของ Circuit Breaker มีขนาดเล็กกว่า 2. ตัวนำมีขนาดเล็กกว่า (ค่า Ampacity ตํ่ากว่า) วงจรย่อย 2 ก. เมื่อเลือกใช้ Standard Circuit Breaker Ampacity ที่ต้องการ = (150 × 1.25) + 500 = 687 A ทำนองเดียวกับวงจรย่อย 1 คือ ค่า 687 A ไม่ใช่ ขนาดมาตรฐานของ Circuit Breaker ดังนั้นต้องเลือกใช้ Circuit Breaker และตัวนำขนาดถัดไปคือ 700 A
ข. เมื่อเลือกใช้ 100% Rated Circuit Breaker Ampacity ที่ต้องการ = 150 + 500 = 650 A นั่นคือ การเลือกใช้ Circuit Breaker แบบ Standard (80% Rated) จะประหยัดกว่า เพราะค่า Ampacity ในกรณี 100% เป็น 650 A ซึ่งไม่ใช่ค่ามาตรฐานโดยต้องใช้ ตัวนำและ Circuit Breaker ขนาดถัดไป คือ 700 A เช่นเดียวกัน Main Circuit Breaker ก. เมื่อเลือกใช้ Standard Circuit Breaker Ampacity ที่ต้องการ = (1,000 × 1.25) + (150 × 1.25) + 500 = 1,937 A นั่นคือ ต้องเลือกใช้ตัวนำ และ Circuit Breaker ขนาด 2,000 A ข. เมื่อเลือกใช้ 100% Rated Circuit Breaker Ampacity ที่ต้องการ = 1,000 + 150 + 500 = 1,650 A เลือกใช้ตัวนำและ Circuit Breaker ขนาด ถัดไปคือ 1,800 A สรุป การเลือกใช้ 100% Rated Circuit Breaker สำหรับตัว Main จะประหยัดกว่า เพราะนอกจากขนาด Circuit Breaker ที่ลดลงแล้ว ยังมีขนาดของตัวนำที่ลดลงด้วย ดังนั้นถ้าทราบว่าเมื่อใดควรจะใช้ 100% Rated Circuit Breaker ก็จะช่วยให้ต้นทุนลดลง นอกเหนือไปจากความยืดหยุ่นในการเปลี่ยนแปลงหรือเพิ่มโหลดใน อนาคต ตลอดจนประสิทธิภาพในการปลดวงจร 1.6อุปกรณ์ประกอบของเซอร์กิตเบรกเกอร์ เป็นอุปกรณ์เสริมติดตั้งเพิ่มเติม เพื่อเพิ่มขีดความสามารถของเซอร์กิตเบรกเกอร์ โดยทั่วไปที่ใช้อยู่ใน ท้องตลาดมีดังนี้ 1.6.1 Shunt Trip ทำหน้าที่สั่งปลดวงจรเซอร์กิตเบรกเกอร์จากระยะไกล เมื่อ Shunt Trip Coil ได้รับ ศักดาจากระบบอื่น จากรูปที่ 3.13 หากนำสายคู่ที่ต่อจาก Shunt Trip Coil ไปต่ออนุกรมกับแหล่งจ่ายและสวิตช์ เป็นหน้าสัมผัสของระบบอื่นก็สามารถทำได้ 1.6.2 Undervoltage Trip เป็นอุปกรณ์สั่งปลดวงจรเมื่อแรงดันของระบบตํ่ากว่าค่าที่กำหนดไว้ (แรงดัน ตก) ส่วนใหญ่จะใช้คู่กับ Under/Over Voltage Relay ถ้าหากว่าเมนเซอร์กิตเบรกเกอร์ติดตั้ง Under Voltage จะต้องมี Delay Time ด้วย เนื่องจากเมื่อไฟจากการไฟฟ้าเกิดการกระพริบเซอร์กิตเบรกเกอร์ก็ยังไม่ควรปลด วงจร โดยควรมีเวลา Delay Time 3 วินาที สำหรับการทำงานทั่วไป เซอร์กิตเบรกเกอร์จะทริปเมื่อแรงดันตกตํ่ากว่า 70% ของแรงดันพิกัด (Rated Voltage) และจะไม่สามารถสั่งปิดวงจรใหม่ได้ จนกว่าแรงดันจะกลับมาถึง 85% ของแรงดันพิกัด 1.6.3 Ground Fault Shunt Trip เป็นอุปกรณ์สั่งปลดวงจรเมื่อมีกระแสรั่วออกจากระบบเกินกว่าค่า ที่ตั้งไว้ โดยมี Coil Ground Fault ต่ออยู่ภายในเซอร์กิตเบรกเกอร์ ซึ่งต่อมาจากระบบ Sensing 1.6.4 Auxiliary Switch เป็นอุปกรณ์ที่สร้างหน้าสัมผัสช่วยซึ่งอยู่ในเซอร์กิตเบรกเกอร์โดยจะเปลี่ยน สถานะเมื่อเซอร์กิตเบรกเกอร์ ON หรือ OFF / Trip ส่วนใหญ่จะนำ Auxiliary Switch ไปใช้กับวงจรควบคุม (วงจร Control) หรือวงจรอินเตอร์ล็อก (Interlock) ต่าง ๆ
1.6.5 Alarm Switch เป็นอุปกรณ์ที่สร้างหน้าสัมผัสช่วย โดยจะเปลี่ยนสถานะเมื่อเซอร์กิตเบรกเกอร์ป ลดวงจร (Trip) 1.6.6 Handle Padlock ใช้สำหรับล็อกเซอร์กิตเบรกเกอร์ให้อยู่ในตำแหน่ง ON หรือ OFF หากล็อกไว้ ในตำแหน่ง ON แล้วเซอร์กิตเบรกเกอร์เกิด Trip ด้ามคันโยกจะอยู่ตำแหน่ง Trip Free 1.6.7 Cylinder Lock เป็นกุญแจที่ใช้ล็อกเซอร์กิตเบรกเกอร์ไว้ในตำแหน่ง OFF เท่านั้น เพื่อป้องกัน การ ON จากผู้ที่ไม่มีกุญแจ โดยทั่วไปนิยมใช้ระบบ Mechanical Key Interlock ในระบบไฟฟ้า 2 main 1 TIE ดังรูปที่ 3.18 โดยเซอร์กิตเบรกเกอร์ทั้ง 3 ตัว จะมีกุญแจตัวเมียติดอยู่แต่จะมี ลูกกุญแจเพียง 2 ดอก เท่านั้น ดังนั้นการที่จะ ON เซอร์กิตเบรกเกอร์ในระบบนี้ก็จะ ON ได้เพียง 2 ตัวเท่านั้น 1.6.8 Motor Operate เป็นมอเตอร์ (Motor) ที่ใช้สำหรับ ON / OFF เซอร์กิตเบรกเกอร์ 1.7 Air Circuit Breaker แอร์เซอร์กิตเบรกเกอร์ หมายถึง เซอร์กิตเบรกเกอร์สำหรับระบบแรงดันไฟฟ้าน้อยกว่า 1,000 โวลต์ ที่พิกัด กระแสค่อนข้างสูง ประมาณ 25 – 6,300 A และมีค่ากระแสลัดวงจรสูงสุด (Interrupting Capacity ; IC) ตั้งแต่ 35 – 150 kA (กิโลแอมแปร์) ดังนั้นจึงมีรางดับอาร์กที่ใหญ่และแข็งแรงตัวโครงส่วนใหญ่ทำด้วยเหล็ก เพื่อให้ สามารถตัดกระแสลัดวงจรที่มีขนาดสูง ๆ ได้ ทำให้เซอร์กิตเบรกเกอร์มีนํ้าหนักมากจึงต้องติดตั้งในรางเลื่อนเพื่อ ความสะดวกในการบำรุงรักษา แอร์เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่จำหน่ายในท้องตลาดส่วนมากจะใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นตัววิเคราะห์กระแส เพื่อสั่งปลดวงจร แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ Fixed Type และ Draw our Type 1.7.1 คุณสมบัติที่สำคัญของ Air Circuit Breaker เพื่อให้เห็นโครงสร้างและคุณลักษณะของแอร์เซอร์กิตเบรกเกอร์ ในที่นี้จะยกตัวอย่างยี่ห้อ FUJI โดย มีคุณสมบัติที่สำคัญดังนี้ - Multifunction over Current Trip อุปกรณ์ที่สั่งตัดวงจรกระแสเกิน ควบคุมด้วย CPU ขนาด 8 บิต การประมวลผลด้วยการตรวจจับค่า Effective Value ของกระแสขณะใช้งาน เพื่อป้องกันความผิดพลาดที่ อาจเกิดขึ้นจากกระแสฮาร์มอนิก (Harmonic Current) ในการตัดวงจรทั้ง Long Time Delay Trip, Short Time Delay Trip, Instantaneous Trip และ Ground Fault Trip - อุปกรณ์สั่งตัดวงจรกระแสเกิน (Over Current Trip Device) สามารถเลือกตั้งทำงานแบบ Hot Start ได้ ซึ่งความร้อนสะสมจะถูกบันทึกไว้ในหน่วยความจำ เพื่อป้องกันมิให้เครื่องจักรเกิดความเสียหายจาก ความร้อนจัดอันเกิดจากความร้อนสะสม - การป้องกันสายนิวตรอล เหมาะสำหรับระบบไฟฟ้า 3 เฟส 4 สาย ที่มีโอกาสเกิดกระแสเกิน อัน เนื่องมาจากกระแสฮาร์มอนิกที่ไหลในสายนิวตรอล - เมื่อกระแสโหลดสูงเกินค่าที่ตั้งไว้ ไฟหลอด LED จะติดและคอนแทคเตือนจะทำงาน - มีการตรวจหาความผิดปกติในวงจรภายในตลอดเวลา และจะรายงานความผิดปกติให้ทราบด้วย System Alarm LED
- Closing Spring จะถูกชาร์จโดยอัตโนมัติด้วยมอเตอร์และ ACB จะปิดวงจรทันทีที่กดปุ่ม Closing Spring ก็ยังคงมีไว้สำหรับกรณีฉุกเฉินหรือเมื่อมอเตอร์ไม่ทำงาน 1.7.2 อุปกรณ์ประกอบของเซอร์กิตเบรกเกอร์ 1. Shunt Trip สำหรับการสั่งเปิดวงจรจากระยะไกล 2. Under Voltage Trip ACB จะถูกสั่งให้เปิดวงจรโดยอัตโนมัติทันทีที่เกิดไฟดับหรือไฟตกตํ่ากว่า ค่า Drop out Voltage ที่ตั้งไว้ โดยสามารถตั้งเวลาการหน่วงได้ที่ 0.5 sec. หรือ 3 วินาที 3. Trip Indication Switch สวิตช์นี้จะทำงานเมื่อ ACB เกิดการทริป ไม่ว่าการทริปนั้นจะเกิดจาก กระแสเกิน กระแสรั่วลงดิน Shunt Trip Undervoltage Trip หรือแม้แต่การกดปุ่ม OPEN Button ให้ ABC เปิด วงจร 4. Key Lock สามารถใช้กุญแจหลักได้ทั้งขณะเปิดวงจร (Open State) และขณะปิดวงจร (Close State) 5. Door Interlock สามารถล็อกป้องกันมิให้ฝาตู้สวิตช์บอร์ดถูกเปิดได้ขณะ ACB ปิดวงจรอยู่ 6. Key Interlock ออกแบบให้เป็นแบบ Lock – in – open กล่าวคือ ก. การสั่งปิดวงจร ABC จะต้องปลดล็อกโดยหมุนกุญแจและกุญแจจะคาอยู่ที่ ABC ข. การดึงกุญแจออกจะต้องสั่งเปิดวงจร ABC เสียก่อน 7. Mechanical Interlock สามารถทำการอินเตอร์ล็อก ระหว่าง ACB 2 ตัว หรือ 3 ตัว โดย ACB 1 ตัว หรือ 2 ตัว ใน 3 ตัว เท่านั้น ที่สามารถกดให้ปิดวงจรได้พร้อมกัน เหมาะกับการใช้งานต่อขนานแหล่งจ่ายไฟ (Parallel Connection of Different Power Distribution Systems) 1.8 อุปกรณ์ป้องกันการรั่วไหลของกระแสลงดิน (Earth Leakage Circuit Breaker ; ELCB) เป็นเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่มีอุปกรณ์สำหรับตรวจเช็คกระแสว่ามีการรั่วไหลออกจากวงจรหรือไม่ ถ้าหากว่า มีการรั่วไหลของกระแสมากกว่าค่าที่กำหนดไว้ ก็จะสั่งปลดวงจรทันที ส่วนใหญ่จะมีขนาด 10 mA มีชื่อเรียกหลาย อย่างได้แก่ Ground Fault Circuit Interrupter (GFCI) หรือ Residual Current Device (RCD) หรือ Residual Current Operated Circuit Breaker (RCCB) เป็นต้น 1.9 โหลดเซ็นเตอร์ (Load Center) หมายถึง แผงจ่ายไฟ หรือศูนย์กลางการจ่ายโหลด เหมาะสำหรับบ้านขนาดใหญ่ โรงงานอุตสาหกรรม แผงไฟฟ้าประจำชั้น อาคารสูง มีทั้งแบบมีเมน (Main Circuit Breaker Type) และแบบไม่มีเมน (Main Lug Type) มีขนาดสูงสุด 250 A มีทั้งระบบ 1 เฟส 2 สาย และ 3 เฟส 4 สายโดยมีจำนวนวงจรย่อยเท่ากับ 12, 18, 24, 30, 36 และ 42 วงจร 1.10คอนซูมเมอร์ยูนิต (Consumer Unit) คอนซูมเมอร์ยูนิต หมายถึง แผงไฟฟ้าสำหรับห้องพัก ร้านค้า ที่พักอาศัย มีเฉพาะระบบ 1 เฟส 2 สาย โดยมีจำนวนวงจรย่อย 2, 4, 6, 8, 12 และ 16 วงจร