กลไกการทำงานของเบรกเกอร์ (Circuit Breaker) มีหลักการยังไง

เบรกเกอร์ไฟฟ้า (Circuit Breaker) เป็นอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าที่ถูกออกแบบมาเพื่อควบคุมและป้องกันระบบไฟฟ้าจากความเสียหายที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าเกิน (Overcurrent) ไฟฟ้าลัดวงจร (Short Circuit) และไฟรั่ว (Earth Leakage) โดยทำหน้าที่ตัดวงจรโดยอัตโนมัติเมื่อเกิดเหตุการณ์ที่อาจเป็นอันตรายต่ออุปกรณ์หรือผู้ใช้งาน ระบบเบรกเกอร์ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในบ้านพักอาศัย อาคารพาณิชย์ และโรงงานอุตสาหกรรม เพื่อเพิ่มความปลอดภัยและลดความเสี่ยงจากอัคคีภัยที่เกิดจากไฟฟ้าลัดวงจร

หลักการทำงานของเบรกเกอร์

หลักการทำงานของเบรกเกอร์สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก ได้แก่ Thermomagnetic และ Electronic

1. Thermomagnetic Circuit Breaker

เบรกเกอร์ประเภทนี้ใช้หลักการทำงานของ ไบเมทัล (Bimetal Strip) และแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Coil) ในการตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติ

1.1 ป้องกันกระแสเกิน (Overcurrent Protection) ด้วยไบเมทัล

- ใช้แผ่นโลหะสองชนิดที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่างกัน เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเกินค่าที่กำหนด แผ่นไบเมทัลจะร้อนและงอ จนไปกระตุ้นกลไกตัดวงจร
- ระยะเวลาการตัดขึ้นอยู่กับค่ากระแสเกินและคุณสมบัติของไบเมทัล

1.2 ป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร (Short Circuit Protection) ด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า

- ใช้ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าสร้างสนามแม่เหล็กเพื่อตรวจจับกระแสลัดวงจร
- เมื่อตรวจพบกระแสสูงผิดปกติ ขดลวดจะกระตุ้นกลไกให้ตัดวงจรทันทีภายในมิลลิวินาที

2. Electronic Circuit Breaker

เบรกเกอร์ประเภทนี้ใช้ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ในการตรวจจับความผิดปกติของกระแสไฟฟ้า ทำให้สามารถปรับค่าการตอบสนองได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว

2.1 ตรวจจับกระแสไฟฟ้า

- ใช้เซนเซอร์วัดกระแสและแรงดันที่ไหลผ่านวงจร
- วิเคราะห์ข้อมูลด้วยไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อกำหนดการทำงานของเบรกเกอร์

2.2 ป้องกันแบบปรับค่าได้ (Adjustable Protection)

- สามารถตั้งค่าการตอบสนองตามลักษณะโหลด เช่น การตั้งค่าการหน่วงเวลาการตัดวงจร (Time Delay)
- รองรับการป้องกันหลายรูปแบบ เช่น Overcurrent, Short Circuit, Ground Fault และ Arc Fault

เปรียบเทียบระหว่างเบรกเกอร์แบบ Thermomagnetic และเบรกเกอร์แบบ Electronic

หัวข้อ	เบรกเกอร์แบบ Thermomagnetic	เบรกเกอร์แบบ Electronic
การรองรับระบบไฟฟ้า	ใช้ได้ทั้ง AC และ DC	ใช้ได้เฉพาะ AC
ความแม่นยำในการวัดกระแส	ต่ำกว่า อาจได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ	สูง แม่นยำต่อกระแสไฟฟ้า
การตั้งค่ากระแสและเวลา	ไม่สามารถตั้งค่าได้	สามารถตั้งค่าได้ตามต้องการ
ฟังก์ชันบันทึกข้อมูล	ไม่มี	มี (บางรุ่นสามารถบันทึกประวัติการทริป)
การป้องกันเพิ่มเติม	มีพื้นฐาน เช่น ป้องกันโอเวอร์โหลดและลัดวงจร	มีฟังก์ชันป้องกันเสริม เช่น ไฟกระชาก และตรวจสอบคุณภาพไฟฟ้า
ราคา	ถูกกว่า	แพงกว่า
ความซับซ้อนของโครงสร้าง	โครงสร้างเรียบง่าย ทนทาน	ซับซ้อน ต้องการการบำรุงรักษามากขึ้น
ความเหมาะสมในการใช้งาน	ใช้ในงานทั่วไปที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูง	ใช้ในระบบไฟฟ้าที่ต้องการความแม่นยำและการควบคุมสูง

หมายเหตุที่ควรรู้

เบรกเกอร์แบบ Thermomagnetic เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไปและมีความทนทานสูง แต่ไม่เหมาะกับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง หรือการตั้งค่าที่ละเอียด
เบรกเกอร์แบบ Electronic เหมาะสำหรับการใช้งานในระบบที่ต้องการความแม่นยำสูงและการควบคุมที่ยืดหยุ่น แต่มีราคาสูงและต้องการการบำรุงรักษามากกว่า
การเลือกใช้เบรกเกอร์ทั้งสองประเภทขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งานและงบประมาณที่มี
อ่านเพิ่มเติม : เบรกเกอร์ คืออะไร

ประเภทของเบรกเกอร์

1. Miniature Circuit Breaker (MCB)

เบรกเกอร์ลูกย่อยขนาดเล็ก ใช้ในระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ เช่น บ้านพักอาศัย และสำนักงานทั่วไป สามารถรองรับกระแสไฟฟ้าได้ตั้งแต่ 6A ถึง 125A โดยหลักการทำงานจะใช้กลไกไบเมทัลและแม่เหล็กไฟฟ้า (Thermomagnetic)

2. Molded Case Circuit Breaker (MCCB)

เป็นเบรกเกอร์ขนาดกลางถึงใหญ่ที่สามารถรองรับกระแสไฟฟ้าสูงกว่า MCB โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 100A ถึง 2500A ใช้ในอาคารพาณิชย์และโรงงานอุตสาหกรรม มีทั้งแบบ Thermomagnetic และ Electronic

3. Air Circuit Breaker (ACB)

ใช้ในระบบไฟฟ้าแรงดันปานกลางและสูง โดยใช้ลมอัดเป็นตัวช่วยดับอาร์กไฟฟ้าเมื่อทำการตัดวงจร รองรับกระแสไฟฟ้าสูงมากถึง 6300A โดยส่วนมากใช้เทคโนโลยี Electronic

4. Vacuum Circuit Breaker (VCB)

ใช้ในระบบไฟฟ้าแรงสูงโดยอาศัยสุญญากาศในการตัดอาร์กไฟฟ้า เหมาะสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่และสถานีไฟฟ้าย่อย มักใช้การควบคุมด้วยวงจร Electronic

5. Residual Current Circuit Breaker (RCCB) / Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB)

ใช้สำหรับป้องกันไฟฟ้ารั่วและไฟดูด สามารถตรวจจับกระแสไฟฟ้ารั่วได้ตั้งแต่ 30mA ขึ้นไป มักใช้เทคโนโลยี Electronic เพื่อเพิ่มความแม่นยำ

มาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับเบรกเกอร์และระบบป้องกันไฟฟ้า

การเลือกและใช้งานเบรกเกอร์ไฟฟ้าจำเป็นต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้า โดยมาตรฐานที่เกี่ยวข้องมีดังนี้

IEC 60898-1 – มาตรฐานของคณะกรรมาธิการระหว่างประเทศว่าด้วยอุปกรณ์ไฟฟ้า กำหนดข้อกำหนดสำหรับเบรกเกอร์แรงดันต่ำที่ใช้ในบ้านและอาคาร
IEC 60947-2 – มาตรฐานเบรกเกอร์สำหรับการใช้งานในระบบอุตสาหกรรม
IEEE C37.13 – มาตรฐานอเมริกันสำหรับเบรกเกอร์แรงดันต่ำและแรงดันสูง
NFPA 70 (National Electrical Code – NEC) – มาตรฐานเกี่ยวกับการติดตั้งระบบไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกา เพื่อป้องกันอันตรายจากไฟฟ้าลัดวงจรและไฟฟ้ารั่ว
มาตรฐาน มอก. (TIS 1436-2540) – มาตรฐานอุตสาหกรรมไทยที่กำหนดข้อกำหนดสำหรับเบรกเกอร์ไฟฟ้าในประเทศไทย

การเลือกใช้เบรกเกอร์ที่ได้รับการรับรองมาตรฐานช่วยให้มั่นใจว่าอุปกรณ์มีคุณภาพสูงและปลอดภัยต่อการใช้งานในระบบไฟฟ้าต่างๆ

อันตรายจากการใช้เบรกเกอร์ผิดประเภท และแนวทางป้องกัน

หากเลือกใช้เบรกเกอร์ไม่เหมาะสม อาจส่งผลกระทบต่อระบบไฟฟ้าและก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรง เช่น ไฟไหม้ หรือการทำงานผิดพลาดของอุปกรณ์ไฟฟ้า ดังนี้

1. ความเสี่ยงจากการใช้เบรกเกอร์ผิดประเภท

เบรกเกอร์ที่มีกระแสพิกัดต่ำเกินไป อาจทำให้เกิดการตัดวงจรบ่อยครั้งโดยไม่จำเป็น
เบรกเกอร์ที่มีกระแสพิกัดสูงเกินไป อาจไม่สามารถตัดกระแสไฟฟ้าได้อย่างเหมาะสม ทำให้เกิดความร้อนสะสมและอาจนำไปสู่ไฟไหม้
ใช้เบรกเกอร์ไม่ตรงกับประเภทโหลด เช่น ใช้ MCB แทน MCCB ในระบบที่ต้องรองรับกระแสสูง อาจทำให้เบรกเกอร์ไม่สามารถทนต่อกระแสกระชากได้
ติดตั้งผิดวิธี เช่น ไม่ได้ต่อสายดิน (Grounding) หรือใช้เบรกเกอร์ที่ไม่มีอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้ารั่วในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง

2. แนวทางป้องกัน

ตรวจสอบพิกัดของเบรกเกอร์ให้เหมาะสมกับโหลด โดยพิจารณาค่ากระแสไฟฟ้าที่ใช้งานจริง
ใช้เบรกเกอร์ที่ได้รับมาตรฐานสากล และผ่านการรับรองจากหน่วยงานที่เชื่อถือได้
ติดตั้งระบบป้องกันเสริม เช่น เซอร์กิตเบรกเกอร์ชนิดที่สามารถตรวจจับไฟรั่ว (RCCB/ELCB) ในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง
บำรุงรักษาเบรกเกอร์อย่างสม่ำเสมอ ตรวจสอบการทำงานของกลไกตัดวงจร และทำความสะอาดอุปกรณ์ภายในตู้ไฟ
ให้ช่างไฟฟ้าผู้เชี่ยวชาญเป็นผู้ติดตั้งและตรวจสอบ เพื่อให้มั่นใจว่าการติดตั้งเป็นไปตามมาตรฐาน

สรุป

เบรกเกอร์สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก ได้แก่ Thermomagnetic และ Electronic โดย Thermomagnetic ใช้กลไกทางกายภาพในการตรวจจับและตัดวงจร ขณะที่ Electronic ใช้เซนเซอร์และไมโครโปรเซสเซอร์ในการควบคุมการทำงาน ซึ่งช่วยเพิ่มความแม่นยำและปรับแต่งการป้องกันได้ดียิ่งขึ้น นอกจากนี้ การเลือกใช้เบรกเกอร์ที่ได้มาตรฐานและเหมาะสมกับโหลดจะช่วยเพิ่มความปลอดภัย ลดความเสียหายต่ออุปกรณ์ไฟฟ้า และลดความเสี่ยงในการเกิดอัคคีภัยที่เกิดจากปัญหาไฟฟ้า

การอบรมไฟฟ้ากับ Elecsafetrain ช่วยให้คุณมั่นใจในความปลอดภัยในการทำงานกับระบบไฟฟ้า ด้วยหลักสูตรที่ได้รับการออกแบบโดยผู้เชี่ยวชาญที่มีประสบการณ์ ทั้งในด้านการป้องกันอันตรายจากไฟฟ้า การใช้งานเบรกเกอร์ และการบำรุงรักษาอุปกรณ์ไฟฟ้า สอนทฤษฎีและการปฏิบัติจริงเพื่อให้คุณพร้อมรับมือกับสถานการณ์ที่เกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ เปิดอบรมแล้ววันนี้ทั้งรูปแบบบุคคลทั่วไป (ราคาเริ่มต้น 1,800 บาท/ท่าน) และอินเฮ้าส์ อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่

รายละเอียด : อบรมไฟฟ้า 3 ชม.

ติดต่อสอบถาม : (064) 958 7451 คุณแนน / อีเมล Sale@safetymember.net

อ้างอิง

IEC 60898-1:2015 “Electrical Accessories – Circuit Breakers for Overcurrent Protection for Household and Similar Installations”
IEEE Std C37.13-2015 “Standard for Low-Voltage AC Power Circuit Breakers Used in Enclosures”
NFPA 70 (NEC) “National Electrical Code”

บทความที่น่าสนใจ

การทำงานของเบรกเกอร์ประเภทเบรกเกอร์หลักการทำงานของเบรกเกอร์เบรกเกอร์