TH
English
Customers Also Purchased
เคยไหม เกิดไฟฟ้าลัดวงจรที่ปลั๊กหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าเพียงจุดเดียว แต่พอเดินไปดูตู้ไฟกลับพบว่าไม่ได้มีแค่เบรกเกอร์วงจรย่อยที่ตัด เมนเบรกเกอร์ก็ตัดตามไปด้วย จากปัญหาที่ดูเหมือนควรทำให้ไฟดับแค่บางส่วน กลับกลายเป็นไฟดับทั้งบ้านหรือทั้งพื้นที่ จึงอดสงสัยไม่ได้ว่าในเมื่อมีเบรกเกอร์ลูกย่อยคอยป้องกันอยู่แล้ว ทำไมเมนเบรกเกอร์ยังต้องตัดตามไปอีก
อาการแบบนี้ไม่ได้หมายความทันทีว่าเบรกเกอร์ลูกย่อยทำงานไม่ทัน หรือเมนเบรกเกอร์มีปัญหา เพราะขณะเกิดไฟฟ้าลัดวงจร กระแสผิดปกติไม่ได้ไหลผ่านเฉพาะเบรกเกอร์ลูกย่อย แต่ไหลผ่านเมนเบรกเกอร์ที่อยู่ต้นทางด้วย หากกระแสสูงจนเข้าเขตการทำงานของเบรกเกอร์ทั้งสองตัว ก็มีโอกาสที่ทั้งลูกย่อยและเมนจะทริปตามกันได้
ระบบไฟฟ้าจึงมีแนวคิดที่เรียกว่า Selectivity เข้ามาช่วย แนวคิดนี้ไม่ได้ทำให้เบรกเกอร์ “ตัดเก่งขึ้น” แต่เป็นการประสานให้อุปกรณ์ป้องกันแต่ละระดับทำงานสัมพันธ์กัน เพื่อให้เบรกเกอร์ที่อยู่ใกล้จุดเกิดปัญหาที่สุดเป็นตัวตัดก่อน และลดโอกาสที่ความผิดปกติเพียงวงจรเดียวจะทำให้ไฟดับไปถึงส่วนอื่นโดยไม่จำเป็น
ลัดวงจรที่วงจรย่อย ทำไมเมนเบรกเกอร์ถึงได้รับผลไปด้วย?
ลองมองเส้นทางของกระแสไฟในตู้ไฟแบบง่าย ๆ กระแสจากแหล่งจ่ายจะผ่านเมนเบรกเกอร์ก่อน แล้วจึงถูกแยกไปยังเบรกเกอร์วงจรย่อยแต่ละตัว เช่น วงจรแสงสว่าง เต้ารับ เครื่องปรับอากาศ หรือเครื่องทำน้ำอุ่น เพราะฉะนั้น หากเกิดลัดวงจรขึ้นที่เต้ารับแห่งหนึ่ง กระแสลัดวงจรจะไหลมาตามเส้นทางตั้งแต่แหล่งจ่าย ผ่านเมนเบรกเกอร์ ผ่านเบรกเกอร์วงจรเต้ารับ แล้วจึงไปถึงจุดที่มีปัญหา
นั่นหมายความว่าในช่วงที่เกิดเหตุ ทั้งเมนและลูกย่อยต่างก็สัมผัสกับกระแสผิดปกติ สิ่งที่ต้องการจึงไม่ใช่ทำให้เมนเบรกเกอร์มองไม่เห็นกระแสลัดวงจร แต่เป็นการทำให้เบรกเกอร์แต่ละระดับตอบสนองต่อเหตุการณ์นั้นต่างกันอย่างเหมาะสม หากระบบประสานกันดี เบรกเกอร์ของวงจรที่มีปัญหาจะเป็นตัวตัดก่อน ขณะที่เมนยังคงจ่ายไฟให้วงจรอื่นต่อไป
สมมุติว่าในบ้านมีวงจรไฟส่องสว่าง วงจรเต้ารับ วงจรเครื่องปรับอากาศ และวงจรเครื่องทำน้ำอุ่นแยกออกจากกัน หากเต้ารับวงจรหนึ่งเกิดลัดวงจร สิ่งที่ต้องการคือให้เบรกเกอร์ของเต้ารับนั้นตัดออก ส่วนไฟส่องสว่างและเครื่องใช้ในวงจรอื่นยังใช้งานต่อได้ นี่คือภาพง่ายที่สุดของสิ่งที่ Selectivity พยายามทำในระบบไฟฟ้า
Selectivity คือการทำให้ “ตัวที่ควรตัด” เป็นตัวตัดก่อน
คำว่า Selectivity ในงานไฟฟ้าหมายถึงการประสานอุปกรณ์ป้องกันหลายระดับ เพื่อให้เมื่อเกิดความผิดปกติ อุปกรณ์ที่อยู่ใกล้จุดขัดข้องที่สุดเป็นตัวจัดการก่อน ส่วนอุปกรณ์ต้นทางยังคงทำงานต่อหากไม่จำเป็นต้องตัดทั้งระบบ
จุดสำคัญจึงไม่ได้อยู่แค่ว่าเบรกเกอร์สามารถตัดวงจรได้หรือไม่ แต่รวมถึงว่า เบรกเกอร์ตัวไหนเป็นตัวตัด ด้วย เพราะหากทุกครั้งที่วงจรย่อยเกิดปัญหาแล้วเมนตัดตามทั้งหมด ระบบก็อาจหยุดกระแสผิดปกติได้จริง แต่พื้นที่ที่ไฟดับจะกว้างกว่าที่จำเป็น
ในบ้านพักอาศัย ผลกระทบอาจเป็นแค่ไฟดับทั้งหลังแทนที่จะดับเพียงห้องเดียว แต่หากเป็นสำนักงาน โรงงาน ร้านค้า หรืออาคารที่มีอุปกรณ์หลายระบบทำงานอยู่ การที่ความผิดปกติเพียงจุดเดียวทำให้ระบบส่วนใหญ่ดับตามไปด้วยย่อมสร้างผลกระทบมากกว่า Selectivity จึงเป็นเรื่องของทั้งการป้องกันและความต่อเนื่องในการจ่ายไฟ ไม่ใช่เพียงเรื่องว่าเบรกเกอร์จะทริปหรือไม่ทริปเท่านั้น
เมน 63A ลูกย่อย 16A ทำไมเมนยังมีโอกาสตัดตาม?
ตรงนี้เป็นจุดที่ทำให้หลายคนสับสน เพราะเมื่อมองตัวเลขบนหน้าเบรกเกอร์ เช่น ลูกย่อย 16A ส่วนเมน 63A ก็เป็นธรรมดาที่จะคิดว่า 16A ต้องตัดก่อน 63A ทุกครั้ง แต่ในความเป็นจริง ค่าพิกัดกระแสบนหน้าเบรกเกอร์ไม่ได้บอกลำดับการตัดทั้งหมด
เบรกเกอร์ไม่ได้ตอบสนองต่อกระแสทุกระดับด้วยเวลาเท่ากัน หากเป็นโหลดเกินไม่มาก การทริปอาจใช้เวลาระยะหนึ่ง แต่เมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจร กระแสสามารถเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว และชุดป้องกันลัดวงจรของเบรกเกอร์จะเข้ามาทำงานเร็วกว่ากรณีโหลดเกินมาก เมื่อกระแสสูงพอ เบรกเกอร์ต้นทางและปลายทางจึงอาจเข้าสู่บริเวณการทำงานที่ใกล้เคียงกันได้ แม้ค่าพิกัดกระแสของทั้งสองตัวจะแตกต่างกัน
เรื่องนี้จึงเชื่อมโยงโดยตรงกับการเลือกขนาดเบรกเกอร์ เพราะคำว่า 16A, 32A หรือ 63A เป็นเพียงส่วนหนึ่งของข้อมูลที่ต้องพิจารณา หากยังไม่แน่ใจว่าตัวเลขแอมป์และค่า Breaking Capacity บนเบรกเกอร์บอกอะไร สามารถอ่านต่อจากบทความ “เซอร์กิตเบรกเกอร์ ขนาดกี่แอมป์ถึงจะพอ? ดูจากอะไร?” ซึ่งอธิบายพื้นฐานเรื่องการเลือกขนาดเบรกเกอร์ โหลด และค่าพิกัดการตัดกระแสลัดวงจรไว้เพิ่มเติม
ประเด็นสำคัญสำหรับเรื่อง Selectivity คือ ต่อให้เมนมีค่าพิกัดกระแสมากกว่าลูกย่อยหลายเท่า ก็ยังไม่ควรสรุปจากตัวเลขแอมป์สองตัวเพียงอย่างเดียวว่าลูกย่อยจะตัดก่อนเมนได้ทุกครั้ง
นอกจากแอมป์แล้ว “ลักษณะการทริป” ก็มีส่วนสำคัญ
เบรกเกอร์แต่ละรุ่นมีลักษณะการตอบสนองต่อกระแสที่แตกต่างกัน จึงมีสิ่งที่เรียกว่า Time-Current Characteristic หรือความสัมพันธ์ระหว่างระดับกระแสกับเวลาที่เบรกเกอร์ใช้ก่อนตัดวงจร กล่าวง่าย ๆ คือ เมื่อกระแสสูงขึ้น เบรกเกอร์ไม่ได้เพียงตัดหรือไม่ตัด แต่เวลาที่ใช้ก่อนตัดก็เปลี่ยนไปด้วย
สำหรับ MCB เรามักเห็นตัวอักษรอย่าง B, C หรือ D อยู่หน้าค่ากระแส ซึ่งเกี่ยวข้องกับช่วงการตอบสนองแบบแม่เหล็กต่อกระแสสูง ตัวอักษรเหล่านี้จึงเป็นอีกส่วนที่ทำให้เบรกเกอร์ซึ่งมีค่ากระแสเท่ากันไม่ได้มีพฤติกรรมเหมือนกันทั้งหมด หากอยากเข้าใจประเด็นนี้ต่อ สามารถอ่านบทความ “Curve B, C, D ของเซอร์กิตเบรกเกอร์คืออะไร? เลือกผิดอาจทำให้ไฟไม่ตัดเมื่อควรตัด” ซึ่งอธิบายความหมายของ Trip Curve และผลต่อการเลือกใช้งานแต่ละประเภทไว้โดยเฉพาะ
อย่างไรก็ตาม ในเรื่อง Selectivity เราไม่สามารถดูเพียงว่าเมนเป็น Curve ไหน ลูกย่อยเป็น Curve ไหน แล้วสรุปได้ทันทีว่าจะตัดตามกันหรือไม่ เพราะยังต้องพิจารณาคุณลักษณะของเบรกเกอร์ทั้งคู่และระดับกระแสลัดวงจรที่อาจเกิดขึ้นจริงในระบบร่วมด้วย
บางครั้ง Selectivity มีได้เพียงถึงระดับกระแสหนึ่ง
อีกจุดที่ช่วยอธิบายได้ว่าเหตุใดบางครั้งเกิดปัญหาแล้วตัดแค่ลูกย่อย แต่บางครั้งกลับทำให้เมนตัดตาม คือเบรกเกอร์บางคู่สามารถประสานการตัดกันได้ดีเพียงในช่วงกระแสหนึ่งเท่านั้น เมื่อกระแสลัดวงจรสูงเกินขอบเขตดังกล่าว ก็อาจไม่สามารถรับประกันได้อีกว่าเบรกเกอร์ปลายทางจะเป็นตัวเดียวที่ตัด
ในทางเทคนิคจึงมีการพูดถึง Total Selectivity และ Partial Selectivity หากเป็น Total Selectivity หมายถึงการประสานการตัดได้ตลอดช่วงที่กำหนดสำหรับการใช้งานนั้น ส่วน Partial Selectivity หมายถึงสามารถเลือกตัดได้ถึงขีดจำกัดกระแสระดับหนึ่ง แต่เมื่อสูงกว่านั้นอาจไม่รับประกันว่าต้นทางจะไม่ตัดตาม
สำหรับผู้ใช้งานทั่วไปไม่จำเป็นต้องจำศัพท์ทั้งสองคำให้ละเอียด สิ่งที่ควรเข้าใจคือ การที่เบรกเกอร์คู่หนึ่งไม่ตัดพร้อมกันในเหตุการณ์หนึ่ง ไม่ได้หมายความว่าจะให้ผลเหมือนเดิมกับการลัดวงจรทุกระดับ ยิ่งกระแสลัดวงจรสูงมาก การประสานการทำงานระหว่างเบรกเกอร์ก็ยิ่งเป็นเรื่องที่ต้องดูข้อมูลเฉพาะของอุปกรณ์คู่นั้น
กระแสลัดวงจรแต่ละจุดก็ไม่ได้สูงเท่ากัน
ระดับกระแสลัดวงจรไม่ได้เป็นตัวเลขเดียวกันทั่วทั้งระบบ แต่ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ทั้งตำแหน่งที่เกิดความผิดปกติ อิมพีแดนซ์ของแหล่งจ่าย หม้อแปลง สายไฟ และเส้นทางที่กระแสต้องไหลผ่าน โดยทั่วไป จุดที่อยู่ใกล้แหล่งจ่ายและมีอิมพีแดนซ์รวมต่ำสามารถมีกระแสลัดวงจรที่เป็นไปได้สูงกว่าจุดที่อยู่ปลายสายไกลออกไป
นั่นหมายความว่า ต่อให้ใช้ตู้ไฟและเบรกเกอร์ชุดเดิม การลัดวงจรคนละตำแหน่งก็อาจสร้างกระแสผิดปกติไม่เท่ากัน และทำให้ลำดับการทริปแตกต่างกันได้ เหตุการณ์หนึ่งอาจตัดเฉพาะลูกย่อย แต่อีกเหตุการณ์ที่กระแสสูงกว่าอาจทำให้เมนเข้ามาทำงานด้วย จึงไม่ควรใช้เหตุการณ์เพียงครั้งเดียวตัดสินว่าเบรกเกอร์คู่นั้นจะทำงานแบบเดียวกันทุกสถานการณ์
ตรงนี้ยังเป็นเหตุผลว่าทำไมการออกแบบ Selectivity ในระบบจริงจึงต้องรู้มากกว่าเบอร์แอมป์ที่พิมพ์อยู่บนหน้าเบรกเกอร์ เพราะต้องพิจารณาว่าที่จุดติดตั้งนั้นมีระดับกระแสลัดวงจรที่เป็นไปได้เท่าใด และอุปกรณ์ต้นทางกับปลายทางตอบสนองต่อกระแสนั้นอย่างไร
อยากให้ลูกย่อยตัดก่อนเมน เพิ่มขนาดเมนเข้าไปเลยได้ไหม?
เมื่อเข้าใจว่าเมนอาจตัดตามเพราะเข้าสู่ช่วงการทำงานพร้อมกับลูกย่อย บางคนอาจนึกถึงวิธีง่าย ๆ คือเพิ่มขนาดเมนเบรกเกอร์ให้สูงขึ้น เผื่อจะได้ตัดยากกว่าเดิม แต่ไม่ควรแก้ปัญหาด้วยวิธีนี้โดยไม่ได้ตรวจสอบระบบก่อน เพราะเบรกเกอร์ไม่ได้เลือกจาก Selectivity เพียงเรื่องเดียว
ค่าพิกัดของเบรกเกอร์ต้องสัมพันธ์กับสายไฟ โหลด สภาพการติดตั้ง ความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจร และเงื่อนไขการป้องกันของวงจรด้วย หากเปลี่ยนจากเบรกเกอร์ขนาดหนึ่งเป็นขนาดใหญ่ขึ้นเพียงเพราะไม่อยากให้เมนทริป การป้องกันสายไฟหรืออุปกรณ์ที่อยู่ปลายทางอาจไม่เป็นไปตามการออกแบบเดิม
Selectivity จึงไม่ใช่เรื่องของการทำให้เมน “ทนกว่าเดิม” อย่างเดียว แต่เป็นเรื่องของการเลือกและประสานเบรกเกอร์ต้นทางกับปลายทางให้เหมาะสมกับระบบทั้งหมด
แล้วรู้ได้อย่างไรว่าเบรกเกอร์สองตัว Selective กันหรือไม่?
ในช่วงโหลดเกินสามารถใช้ กราฟกระแสกับเวลา หรือ Time-Current Curve มาช่วยเปรียบเทียบได้ กราฟนี้แสดงให้เห็นว่าเมื่อกระแสเพิ่มขึ้น เบรกเกอร์แต่ละตัวจะใช้เวลาประมาณเท่าใดก่อนทริป หากลักษณะการทำงานของอุปกรณ์ต้นทางและปลายทางแยกออกจากกันอย่างเหมาะสม ก็ช่วยให้เห็นแนวโน้มของ Selectivity ได้
แต่เมื่อเข้าสู่ช่วงกระแสลัดวงจรสูงมาก เรื่องนี้จะซับซ้อนขึ้น เพราะการดูเพียงค่าพิกัดหรือกราฟพื้นฐานอาจไม่เพียงพอสำหรับเบรกเกอร์บางประเภทและบางคู่ ผู้ผลิตจึงมี Selectivity Table หรือ Coordination Table เพื่อระบุว่าเบรกเกอร์รุ่นใดเมื่อใช้ร่วมกับรุ่นใดสามารถประสานการตัดได้ถึงระดับกระแสเท่าไร
ดังนั้น หากต้องตรวจ Selectivity อย่างจริงจัง คำถามไม่ควรมีแค่ “เมนกี่แอมป์ ลูกย่อยกี่แอมป์” แต่ต้องรู้ด้วยว่าเป็นเบรกเกอร์ยี่ห้อใด รุ่นใด มีคุณลักษณะการทริปอย่างไร และผู้ผลิตมีข้อมูลการประสานสำหรับอุปกรณ์คู่นั้นหรือไม่ โดยเฉพาะระบบอาคารหรือโรงงานที่การดับทั้งระบบจากความผิดปกติเพียงจุดเดียวอาจส่งผลกระทบสูง
เมนกับลูกย่อยตัดพร้อมกัน แปลว่าระบบมีปัญหาหรือเปล่า?
ยังไม่ควรสรุปจากเหตุการณ์เพียงครั้งเดียว หากเกิดการลัดวงจรจริงแล้วทั้งลูกย่อยและเมนตัด อาจเป็นเพราะระดับกระแสในเหตุการณ์นั้นเข้าสู่ช่วงการทำงานของเบรกเกอร์ทั้งสอง หรือสูงเกินขอบเขต Selectivity ที่อุปกรณ์คู่นั้นสามารถทำได้ และในระบบบางแห่งก็อาจไม่ได้ออกแบบให้มี Total Selectivity ตลอดทุกระดับกระแสตั้งแต่แรก
สิ่งที่ควรให้ความสำคัญมากกว่าคือ หาสาเหตุว่าเหตุใดจึงเกิดไฟฟ้าลัดวงจรขึ้น หากมีรอยไหม้ กลิ่นไหม้ จุดต่อร้อน เบรกเกอร์ตัดซ้ำ หรือสับกลับแล้วตัดอีก ไม่ควรฝืนใช้งานต่อหรือเพิ่มขนาดเบรกเกอร์เพื่อให้ตัดยากขึ้น แต่ควรแยกวงจรนั้นออกและให้ผู้ที่มีความรู้ตรวจสอบ เพราะการทริปของเบรกเกอร์เป็นเพียงผลที่เกิดจากความผิดปกติ ต้นเหตุจริงอาจอยู่ที่สายไฟ จุดต่อ หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต่ออยู่กับวงจร และไม่ควรทดลองว่าเมนหรือลูกย่อยตัวใดจะตัดก่อนด้วยการจงใจทำให้เกิดลัดวงจร เพราะกระแสลัดวงจรจริงสามารถสูงมากจนสร้างความร้อน แรงทางกล และอาร์กไฟฟ้าที่เป็นอันตรายทั้งต่ออุปกรณ์และผู้ที่อยู่ใกล้เคียง
เข้าใจ Selectivity แล้ว จะเห็นว่าเบรกเกอร์ไม่ได้ทำงานแยกจากกัน
เวลาพูดถึงการเลือกเบรกเกอร์ เรามักมองทีละตัวว่าใช้กี่แอมป์ มี Breaking Capacity เท่าไร หรือเหมาะกับโหลดแบบใด แต่เมื่อเบรกเกอร์หลายตัวอยู่ในระบบเดียวกัน ยังมีอีกเรื่องที่ต้องสนใจคือ เมื่อเกิดความผิดปกติ เบรกเกอร์เหล่านั้นจะทำงานสัมพันธ์กันอย่างไร
หากเกิดไฟฟ้าลัดวงจรในวงจรย่อย สิ่งที่ต้องการคือให้อุปกรณ์ที่อยู่ใกล้จุดเกิดปัญหาที่สุดเป็นตัวตัดก่อน เพื่อจำกัดบริเวณไฟดับไว้เฉพาะส่วนที่มีความผิดปกติ ขณะที่วงจรอื่นยังสามารถใช้งานต่อไปได้ นั่นคือหัวใจของ Selectivity
เพราะฉะนั้น ครั้งต่อไปที่เห็นเบรกเกอร์ลูกย่อยตัดแล้วเมนตัดตาม อย่าเพิ่งสรุปว่าเมนเสีย หรือลูกย่อยเลือกมาผิดขนาด เพราะเบื้องหลังอาการดังกล่าวอาจเกี่ยวข้องกับระดับกระแสลัดวงจรและการประสานการทำงานของเบรกเกอร์ทั้งสองระดับ และนี่คือเหตุผลว่าทำไมการเลือกระบบเบรกเกอร์จึงมองแค่คำว่า “กี่แอมป์” ไม่ได้ เพราะในวันที่เกิดปัญหาขึ้นจริง คำถามไม่ได้มีเพียงว่า เบรกเกอร์จะตัดหรือไม่ แต่ยังรวมถึงว่าเบรกเกอร์ตัวไหนควรเป็นตัวตัดก่อนด้วย