5 พารามิเตอร์สำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกเครื่องตัดวงจรแบบกล่องหุ้ม (MCCB)

เครื่องตัดวงจรแบบกล่องหุ้ม (เบรกเกอร์แบบกล่องพลาสติกหุ้มฉนวนอากาศ) ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมจ่ายไฟแรงต่ำ และใช้ในการตัดหรือแยกกระแสไฟฟ้าขัดข้องในช่วงปกติและช่วงพิกัด เพื่อความปลอดภัยของสายไฟและอุปกรณ์

โหมดการตัดวงจรที่พบบ่อยของเบรกเกอร์แบบกล่องพลาสติก ได้แก่ การตัดด้วยแม่เหล็กล้วน การตัดด้วยความร้อนและแม่เหล็กร่วมกัน (การตัดแบบผสม) และการตัดด้วยอิเล็กทรอนิกส์

การตัดด้วยแม่เหล็กล้วนหมายความว่าเบรกเกอร์จะตัดวงจรเฉพาะเมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจรในสายไฟเท่านั้น เรามักใช้สวิตช์ประเภทนี้ในวงจรเครื่องทำความร้อนหรือวงจรมอเตอร์ที่มีฟังก์ชันป้องกันการรับเกินพิกัด

การตัดด้วยความร้อนและแม่เหล็กร่วมกันจะตัดวงจรเมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจรบนสายไฟ หรือเมื่อกระแสในสายเกินกระแสพิกัดของเบรกเกอร์เป็นเวลานาน ดังนั้นจึงเรียกอีกชื่อว่าการตัดแบบผสม และมักใช้ในสถานการณ์จ่ายไฟทั่วไป

การตัดด้วยอิเล็กทรอนิกส์เป็นเทคโนโลยีที่ค่อนข้างสมบูรณ์ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เบรกเกอร์ที่มีการตัดด้วยอิเล็กทรอนิกส์มีกระแสตัดด้วยแม่เหล็ก กระแสตัดด้วยความร้อน และเวลาตัดที่ปรับได้ จึงใช้ได้กับสถานการณ์ที่หลากหลายกว่า แต่ราคาของเบรกเกอร์ค่อนข้างสูง

นอกจากตัวตัดวงจรสามประเภทข้างต้นแล้ว ยังมีเครื่องตัดวงจรที่ใช้เฉพาะสำหรับการป้องกันวงจรมอเตอร์โดยเฉพาะ กระแสตัดแม่เหล็กของมันโดยทั่วไปมากกว่า 10 เท่าของกระแสพิกัด เพื่อหลีกเลี่ยงกระแสสูงสุดขณะมอเตอร์สตาร์ท และช่วยให้มอเตอร์สตาร์ทได้อย่างราบรื่น อย่าขยับเครื่องตัดวงจร

เนื่องจากผู้ใช้ไม่มีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งหรือครอบคลุมเกี่ยวกับคุณลักษณะและข้อกำหนดทางเทคนิคของเครื่องตัดวงจรแบบกล่องหุ้ม แนวคิดบางอย่างจึงสับสนกันได้ง่าย และมักเกิดความคลาดเคลื่อนและความเข้าใจผิดในการใช้งานจริง บรรณาธิการของ Tongyida ด้านล่างนี้จะแนะนำรายละเอียดเกี่ยวกับพารามิเตอร์สำคัญที่ผู้ใช้ต้องให้ความสนใจเมื่อเลือกและใช้งานเครื่องตัดวงจรแบบกล่องหุ้ม เพื่อช่วยให้ผู้ใช้เลือกและใช้งานเครื่องตัดวงจรแบบกล่องหุ้มได้อย่างสมเหตุสมผล

ห้าพารามิเตอร์สำคัญที่ต้องใส่ใจเมื่อเลือกเครื่องตัดวงจรแบบกล่องหุ้ม

1. ระดับโครงของเบรกเกอร์

　　กระแสพิกัดของระดับโครงเบรกเกอร์หมายถึงกระแสพิกัดของชุดตัดกระแสที่ใหญ่ที่สุดซึ่งสามารถติดตั้งในโครงและกล่องพลาสติกหุ้มที่มีขนาดพื้นฐานเดียวกันได้

　　กระแสพิกัดของเบรกเกอร์หมายถึงกระแสที่ตัวตัดกระแสภายในเบรกเกอร์สามารถนำพาผ่านได้เป็นเวลานาน หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่ากระแสพิกัดของตัวตัดกระแสของเบรกเกอร์

　　ในซีรีส์เดียวกันมีกระแสพิกัดหลายค่าของหลายระดับโครง (frame) และภายในกระแสพิกัดระดับโครงเดียวกันมีกระแสพิกัดหลายค่า ตัวอย่างเช่น ซีรีส์ DZ20 มีกระแสพิกัดโครง 100, 225, 400, 630, 800 และ 1250 ในขณะที่กระแสพิกัดของโครง 100 ประกอบด้วย 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A, 80A และ 100A ส่วนกระแสพิกัดระดับโครง 225A ประกอบด้วยกระแสพิกัด 100A, 125A, 160A, 180A, 200A และ 225A ทั้ง DZ20-100 และ DZ20-225 มีกระแสพิกัด 100A ในทั้งสองระดับโครง แต่ขนาด รูปร่าง และความสามารถในการตัดกระแสของเครื่องตัดวงจรแตกต่างกัน ดังนั้นในการเลือก ต้องระบุรุ่นให้ครบถ้วน นั่นคือ กระแสพิกัดของเครื่องตัดวงจรภายในกระแสพิกัดของระดับโครงที่เจาะจง การแบ่งระดับกระแสพิกัดถูกเลือกตามค่าสัมประสิทธิ์ลำดับความสำคัญ (1.25): ในด้านหนึ่งเพื่อให้สอดคล้องและตอบสนองความต้องการของกระแสพิกัดสูงสุดของวงจรและชิ้นส่วนไฟฟ้า ในอีกด้านหนึ่งเพื่อการกำหนดมาตรฐานเพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดในการใช้สายไฟและการผลิต ดังนั้นระดับที่กำหนดจึงเป็น: 3(6), 8, 10, 12.5, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400A เป็นต้น เนื่องจากกฎระเบียบนี้ เมื่อโหลดที่คำนวณได้ของสายคือ 90A จึงสามารถเลือกได้เฉพาะสเปก 100A ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการป้องกันในระดับหนึ่ง

　　ค่าการตั้งกระแสของอุปกรณ์ปลด (release device) หมายถึงค่ากระแสทำงานที่อุปกรณ์ปลดถูกปรับตั้งไว้ หมายถึงจำนวนเท่าของกระแสพิกัด In และเป็นค่ากระแสทำงาน ตัวอย่างเช่น หากปรับกระแสเกินเป็น 1.2, 1.3, 5 หรือ 10 เท่าของกระแส จะเขียนเป็น Ir=1.2In, 1.3In, 5In, 10In เป็นต้น ปัจจุบันกระแสพิกัดดีเลย์ยาวแบบโอเวอร์โหลดของตัวปลดอิเล็กทรอนิกส์บางรุ่นสามารถปรับได้ กระแสที่ปรับแล้วจริงๆ ยังคงเป็นกระแสพิกัด ซึ่งเป็นกระแสสูงสุดที่สามารถผ่านได้เป็นเวลานาน

　　กระแสใช้งานพิกัดคือกระแสใช้งานจริงของหน้าสัมผัสภายใต้แรงดันใช้งานหนึ่ง ๆ เมื่อเบรกเกอร์ติดตั้งหน้าสัมผัสเสริม (อุปกรณ์เสริม) โดยกระแสนี้มีค่า 3A หรือ 6A และใช้สำหรับวงจรควบคุมและป้องกัน

2. แรงดันฉนวนพิกัด

　　แรงดันพิกัดฉนวนคือค่าแรงดันที่เครื่องตัดวงจรออกแบบไว้ ระยะห่างอากาศ (electrical clearance) และระยะห่างผิวฉนวน (creepage distance) ควรกำหนดโดยอ้างอิงจากค่านี้ เครื่องตัดวงจรบางรุ่นไม่ได้ระบุแรงดันพิกัดฉนวนอย่างชัดเจน ควรถือค่าสูงสุดของแรงดันทำงานพิกัดเป็นแรงดันพิกัดฉนวน ไม่ว่าในกรณีใด แรงดันทำงานพิกัดสูงสุดจะไม่เกินแรงดันพิกัดฉนวน แรงดันพิกัดฉนวนของเครื่องตัดวงจรจะเหมือนกับแรงดันทดสอบความถี่กำลัง ดูตารางที่ 1

　　แรงดันทำงานพิกัดหมายถึงค่าแรงดันที่เกี่ยวข้องกับความสามารถในการตัดกระแสและประเภทการใช้งาน แรงดันทำงานพิกัดของเครื่องตัดวงจรแบบกล่องหุ้มส่วนใหญ่เป็น 50Hz, 380V แต่ก็มี 50Hz, 600V ด้วย และเครื่องตัดวงจรแบบกล่องหุ้มที่มีแรงดันทำงานพิกัด 380V, 50Hz ไม่อนุญาตให้ใช้แรงดันจ่ายไฟ 660V หรือ 1140V โดยเด็ดขาด

　　แรงดันแหล่งจ่ายไฟควบคุมพิกัดคือแรงดันเมื่อเครื่องตัดวงจรแบบกล่องหุ้มติดตั้งอุปกรณ์เสริมชุดปล่อยสับ (shunt release) และกลไกไฟฟ้า โดยมีสองแรงดันคือ AC และ DC ต้องระบุ AC หรือ DC ให้ชัดเจนเมื่อเลือกซื้อ

3. ความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรสูงสุดพิกัด

　　ความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรสูงสุดพิกัดหมายถึงความสามารถในการตัดกระแสภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด หลังจากทำงานตามขั้นตอนการทดสอบที่กำหนดแล้ว เบรกเกอร์ยังคงนำพากระแสพิกัดต่อไปได้ไม่ว่าเงื่อนไขจะเป็นเช่นใด

　　ความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรใช้งานพิกัดหมายถึงความสามารถในการตัดกระแสภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด หลังจากปฏิบัติตามขั้นตอนการทดสอบที่กำหนดแล้ว ต้องถือว่าเบรกเกอร์ยังคงนำพากระแสพิกัดต่อไปได้

　　เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ที่แตกต่างกัน ผู้ผลิตเครื่องตัดวงจรในประเทศหลายรายในปัจจุบันได้แบ่งความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรของกระแสพิกัดระดับโครงเดียวกันออกเป็นระดับต่างๆ ตัวอย่างเช่น CM1-100 ของโรงงานสวิตช์ Changshu ถูกแบ่งเป็นประเภทพื้นฐาน C (25~35kA), ประเภทมาตรฐาน L (35~50kA), ประเภทความสามารถตัดสูง M (50~75kA) และประเภทความสามารถตัดสูง H (85~100kA) เมื่อผู้ใช้เลือก ต้องให้ความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรสูงสุดของเครื่องตัดวงจรสอดคล้องกับกระแสลัดวงจรที่คาดหวังของสาย ไม่จำเป็นต้องเพิ่มปัจจัยด้านความปลอดภัยขึ้นเองเพื่อหลีกเลี่ยงการสิ้นเปลือง

　　ค่าความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรใช้งานพิกัดอาจเป็น 25%, 50%, 75% หรือ 100% ของความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรขีดจำกัดพิกัด เบรกเกอร์ส่วนใหญ่มีค่า 50% ถึง 75% และมีเพียงส่วนน้อยที่มีค่า 100% (Ics=Icu) เช่นผลิตภัณฑ์ตระกูล NS ของบริษัท Merlin Gerin ในเครือ Schneider ประเทศฝรั่งเศส

4. ฟังก์ชันอุปกรณ์เสริม

　　ในฐานะที่เป็นส่วนขยายและส่วนเสริมของฟังก์ชันเครื่องตัดวงจร อุปกรณ์เสริมช่วยเพิ่มวิธีการควบคุมและขยายฟังก์ชันการป้องกันให้กับเครื่องตัดวงจร อุปกรณ์เหล่านี้เป็นส่วนสำคัญและขาดไม่ได้ของเครื่องตัดวงจร โดยหลักได้แก่ หน้าสัมผัสเสริม หน้าสัมผัสสัญญาณเตือน ตัวปลดแบบขดลวด (shunt release) ตัวปลดแรงดันต่ำ (undervoltage release) กลไกการทำงานด้วยไฟฟ้า ก้านหมุนควบคุมภายนอก และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ

　　1) หน้าสัมผัสเสริม (auxiliary contact) ส่วนใหญ่ใช้เพื่อแสดงสถานะการเปิดและปิดของเบรกเกอร์ แต่ไม่สามารถแสดงได้ว่าตัดวงจรเนื่องจากความผิดพลาดหรือไม่ โดยเชื่อมต่อกับวงจรควบคุมของเบรกเกอร์ สำหรับเบรกเกอร์แบบกล่องหุ้มที่มีกระแสพิกัดของโครงเป็น 100 จะเป็นหน้าสัมผัสเปลี่ยนทิศทางแบบจุดตัดเดียว ส่วนขนาด 225 ขึ้นไปเป็นโครงสร้างหน้าสัมผัสแบบบริดจ์ มีกระแสความร้อนตามข้อตกลง 3A; โครงที่มีกระแสพิกัด 400 ขึ้นไปสามารถติดตั้งหน้าสัมผัสปกติเปิด 2 ตัวและปกติปิด 2 ตัว โดยมีกระแสความร้อนตามข้อตกลง 6A

　　2) หน้าสัมผัสสัญญาณเตือนส่วนใหญ่ใช้เพื่อตัดวงจรอย่างอิสระเมื่อโหลดของเบรกเกอร์เกิดความผิดพลาดจากการรับเกินพิกัด ไฟฟ้าลัดวงจร หรือแรงดันต่ำ กระแสทำงานของหน้าสัมผัสสัญญาณเตือนคือ: AC380V, 0.3A, DC220V, 0.15A ซึ่งโดยทั่วไปไม่เกิน 1A ขณะที่กระแสความร้อนสามารถอยู่ในช่วง 1 ถึง 2.5A

　　3) ชันท์รีลีส (shunt release) เป็นอุปกรณ์เสริมสำหรับควบคุมการเปิดจากระยะไกล แรงดันสามารถเป็นอิสระจากแรงดันของวงจรหลักได้ ชันท์รีลีสเป็นระบบทำงานระยะสั้น เวลาในการจ่ายไฟให้คอยล์โดยทั่วไปต้องไม่เกิน 1s มิฉะนั้นคอยล์จะไหม้ เพื่อป้องกันไม่ให้คอยล์ไหม้ จึงต่อไมโครสวิตช์แบบอนุกรมกับคอยล์ของชันท์รีลีสของเบรกเกอร์แบบกล่องหุ้ม เมื่อชันท์รีลีสได้รับไฟและกระดองปิด ไมโครสวิตช์จะเปลี่ยนจากสถานะปกติปิดเป็นปกติเปิด เนื่องจากวงจรควบคุมของแหล่งจ่ายไฟของชันท์ทริปเปอร์ถูกตัดออก แม้จะกดปุ่มด้วยมือ คอยล์ชันท์ก็จะไม่ได้รับไฟอีกต่อไป วิธีนี้ช่วยหลีกเลี่ยงการไหม้ของคอยล์ และไมโครสวิตช์จะกลับสู่ตำแหน่งปกติปิดเมื่อเบรกเกอร์ปิดอีกครั้ง ชันท์ทริปเปอร์มีแรงดันควบคุมหลากหลายและความถี่ไฟฟ้าที่แตกต่างกัน สามารถใช้งานในโอกาสและแหล่งจ่ายไฟที่แตกต่างกันได้

　　4) รีลีสแรงดันต่ำ (undervoltage release) ใช้สำหรับป้องกันแรงดันในระยะยาวของสายไฟและอุปกรณ์ไฟฟ้า เมื่อใช้งาน คอยล์ของรีลีสแรงดันต่ำจะเชื่อมต่อกับด้านจ่ายไฟของเบรกเกอร์ เบรกเกอร์จะปิดไม่ได้จนกว่ารีลีสแรงดันต่ำจะได้รับไฟ มิฉะนั้นเบรกเกอร์จะไม่สามารถปิดได้ ผู้ใช้ควรตรวจสอบว่าแรงดันทำงานของสายไฟและรีลีสแรงดันต่ำสอดคล้องกันหรือไม่ ช่วงการทำงานของแรงดันต่ำคือ (70%~35%)Un รีลีสแรงดันต่ำยังมีแรงดันทำงานพิกัดหลากหลายและความถี่ไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถเลือกใช้ได้ตามโอกาสและแหล่งจ่ายไฟที่แตกต่างกัน

　　5) กลไกการทำงานด้วยไฟฟ้า (electric operating mechanism) ใช้สำหรับควบคุมอัตโนมัติของเบรกเกอร์และการปิด-เปิดจากระยะไกล มีสองประเภทคือ กลไกการทำงานด้วยไฟฟ้าและกลไกการทำงานด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า: กลไกการทำงานด้วยไฟฟ้าขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า โดยทั่วไปเหมาะสำหรับเบรกเกอร์ที่มีพิกัดโครง 400A ขึ้นไป ส่วนกลไกการทำงานด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าเหมาะสำหรับเบรกเกอร์ที่มีพิกัดโครง 225A ลงมา

5. ระยะห่างการวาบไฟ

　　เมื่อเบรกเกอร์ตัดกระแสลัดวงจรขนาดใหญ่ จะเกิดอาร์กขึ้นขณะที่หน้าสัมผัสเคลื่อนที่และหน้าสัมผัสอยู่นิ่งแยกออกจากกัน อาร์กหรือก๊าซที่ถูกทำให้เป็นไอออนส่วนหนึ่งจะถูกพ่นออกจากช่องระบายอาร์กที่ปลายด้านจ่ายไฟของเบรกเกอร์ ตัวอาร์กเองเป็นกระแสขนาดมหาศาล ซึ่งอาจทำให้เกิดอุบัติเหตุไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างเฟสและไฟฟ้าลัดวงจรลงดินระหว่างตัวนำเปลือยและส่วนที่มีไฟเปลือยกับ "ดิน" (เปลือกโลหะของอุปกรณ์ครบชุดต่อลงดิน) ได้ง่าย เพื่อความปลอดภัย ผู้ใช้ควรเว้นระยะห่างตามข้อมูลที่ผู้ผลิตให้ไว้ในแคตตาล็อกสินค้าหรือคู่มือการใช้งาน หากระยะความสูงระหว่างกล่องจ่ายไฟและตู้จ่ายไฟไม่เพียงพอ สามารถเลือกผลิตภัณฑ์ที่มีระยะวาบไฟ (flashover distance) น้อยหรือเป็นศูนย์ เพื่อความปลอดภัยในการใช้ไฟฟ้า