NECTEC
NSTDA
Home
Computer
Program
Internet & Web
Graphics
CAI
Multimedia
Electrical Power
General Education
Special Education
Links
Webmaster
Electrical Power

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