Mold case circuit breaker
หมายถึง
breaker ที่ถูกห่อหุ้มมิดชิดโดย mold 2 ส่วน มักทำด้วย phenolic
ซึ่งเป็นฉนวนไฟฟ้าสามารถทนแรงดันใช้งานได้ breaker แบบนี้ มีหน้าที่หลัก
2 ประการคือทำหน้าที่เป็นสวิทซ์เปิด-ปิดด้วยมือ และเปิดวงจรโดยอัตโนมัติ
เมื่อมีกระแสไหลเกิน หรือเกิดลัดวงจร โดย breaker จะอยู่ในภาวะ
trip ซึ่งอยู่กึ่งกลางระหว่างตำแหน่ง ON และ OFF เราสามารถ reset
ใหม่ได้โดย กดคันโยกให้อยู่ ในตำแหน่ง OFF เสียก่อน แล้วค่อยโยกไปตำแหน่ง
ON การทำงานแบบนี้เรียกว่า quick make , quick break ลักษณะของ
breaker แบบนี้ที่พบเห็นโดยทั่วไปคือ
molded
case circuit breaker ที่พบบ่อยในท้องตลาดมี 2 ประเภทคือ Thermal
magnetic CB. และ Solid state trip CB.
Thermal
magnetic molded case circuit breaker
breaker
แบบนี้มีส่วนประกอบสำคัญ 2 ส่วนคือ
- Thermal
unit ใช้สำหรับปลดวงจรเมื่อมีกระแสไหลเกินอันเนื่องมาจากการใช้โหลดมากเกินไป
ลักษณะการทำงานดูได้จากรูป
|
เมื่อมีกระแสเกินไหลผ่านโลหะ
bimetal (เป็นโลหะ 2 ชนิด ที่มีสัมประสิทธิ์ ทางความร้อน
ไม่เท่ากัน) จะทำให้ bimetal โก่งตัว ไปปลดอุปกรณ์ทางกล
และทำให้ CB. ตัดวงจร เรียกว่าเกิดการ trip การปลดวงจรแบบนี้
ต้องอาศัย เวลาพอสมควร ขึ้นอยู่กับ กระแสขณะนั้น และความร้อน
ที่เกิดขึ้นจนทำให้ bimetal โก่งตัว
|
- Magnetic
unit ใช้สำหรับปลดวงจรเมื่อเกิดกระแสลัดวงจรหรือมีกระแสค่าสูงๆ
ประมาณ 8-10 เท่าขึ้นไป ไหลผ่าน กระแสจำนวนมากจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กความเข้มสูง
ดึงให้อุปกรณ์การปลดวงจรทำงานได้ การตัดวงจรแบบนี้เร็วกว่าแบบแรกมาก
โอกาสที่ breaker จะชำรุดจากการตัดวงจรจึงมีน้อยกว่า
- Solid
state trip or Electronic trip molded case circuit breaker
เป็น breaker ชนิดหนึ่งที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำหน้าที่วิเคราะห์กระแสเพื่อสั่งปลดวงจร
|
จาก
diagram จะเห็นว่ามี CT อยู่ภายในตัว breaker ทำหน้าที่
แปลงกระแส ให้ต่ำลง ตามอัตราส่วนของ CT และมี microprocessor
คอยวิเคราะห์กระแส หากมีค่าเกินกว่าที่กำหนด จะสั่งให้
tripping coil ซึ่งหมายถึง soliniod coil ดึงอุปกรณ์ทางกลให้
CB. ปลดวงจร
|
ที่ด้านหน้าของ
breaker ชนิดนี้จะมีปุ่มปรับค่ากระแสปลดวงจร , เวลาปลดวงจร
และอื่นๆ นอกจากนี้ยังสามารถติดตั้ง อุปกรณ์เสริมที่เรียกว่า
amp meter & fault indicator ซึ่งสามารถแสดงสาเหตุการ
fault ของวงจรและค่ากระแสได้ ทำให้ทราบสาเหตุของการปลดวงจรได้
โครงสร้างและส่วนประกอบของเบรคเกอร์
- name
plate ปรากฏที่ด้านหน้าหรือด้านข้างของเบรคเกอร์ โดยมักกำหนดรายละเอียดเกี่ยวกับเบรคเกอร์นั้นๆ
เช่น จำนวนขั้ว, แรงดัน, กระแส ในส่วนของกระแสจะระบุ 3 จำนวน
ประกอบด้วย ampere trip , ampere frame และ interrupting capacity
- arcing
chamber บางครั้งเรียกว่า arc chute มีลักษณะเป็นแผ่นโลหะวางซ้อนกันเป็นชั้นๆ
อยู่เหนือหน้าสัมผัส (contact) ของเบรคเกอร์ ทำหน้าที่ช่วยดับอาร์ก
- หน้าสัมผัส
(contact) นิยมทำด้วยทองแดงเคลือบผิวหน้าด้วยเงินเพื่อให้ทนต่อเปลวอาร์กได้ดี
ประกอบด้วย fixed
contact และ movable contact
- กลไกตัดวงจร
สำหรับเบรคเกอร์ขนาดเล็กทั่วไป แบ่งเป็นอาศัยความร้อนและอาศัยอำนาจแม่เหล็ก
แบบอาศัยความร้อน ใช้หลักการโก่งตัวของโลหะ bimetal
เพื่อปลดกลไก ส่วนแบบอาศัยอำนาจแม่เหล็ก ใช้แรงดึงดูดของแม่เหล็กไฟฟ้าของขดลวด
ที่กระทำต่อแผ่นโลหะ เพื่อปลดกลไก
การวิเคราะห์กระแสของ Electronic trip CB. มี 2 วิธีคือ
- Peak
sensing เป็นการบันทึกค่ากระแสสูงสุด
( Ipk) ที่ไหลผ่านเบรคเกอร์แล้วนำมาคำนวณหากระแส RMS แต่วิธีนี้จะวัดได้ถูกต้อง
เมื่อสัญญาณคลื่นกระแสเป็น sinusoidal เท่านั้น
- True
RMS sensing วิธีนี้ใช้การ
sampling สัญญาณของกระแสที่ไหลผ่านเบรคเกอร์เป็นช่วงๆ เพื่อหาค่า
RMS ในแต่ละช่วงแล้วนำมาหาค่าเฉลี่ย เป็นกระแส RMS ดังรูป
ซึ่งสามารถนำไปใช้กับรูปคลื่นกระแสที่ไม่เป็น sinusoidal เช่นอุปกรณ์ที่ให้กำเนิด
harmonic จำพวกเครื่องเชื่อมไฟฟ้า , มอเตอร์ , converter เป็นต้น
ตัวอย่างเปรียบเทียบการทำงานของเบรคเกอร์ที่วิเคราะห์กระแสแบบ
True RMS sensing กับ Peak sensing
|
|
|
ถ้ารูปคลื่นมีลักษณะดังรูป
และหากใช้ CB. ชนิด Peak sensing จะอ่านค่าได้มากกว่า
ความเป็นจริง ทำให้ CB. ตัดวงจรเร็วเกินไป
|
|
ถ้ารูปคลื่นมีลักษณะดังรูป
และหากใช้ CB. ชนิด Peak sensing จะมองเห็นกระแสต่ำกว่า
ความเป็นจริง ทำให้เบรคเกอร์ตัดวงจรช้า หรือไม่ตัดวงจร
|
|