หลักการ

        อุปกรณ์ป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าที่นิยมใช้มี 2 ประเภท คือ
ฟิวส์ (Fuses) และเบรกเกอร์ (Breakers) อุปกรณ์เหล่านี้ได้
รับการออกแบบให้ป้องกันให้สามารถป้องกันสภาวะการเกิด
ความผิดพร่องในวงจรไฟฟ้าได้ ซึ่งจะหมายถึง สภาวะโหลด
เกิน (Overload) และสภาวะกระแสเกิน (Over current)
สภาวะทั้ง 2 ดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในวงจรไฟฟ้า
ทั่วไปและในวงจรมอเตอร์ ดังนั้นการศึกษาถึงการการเกิด
สภาวะผิดพร่อง, อุปกรณ์ป้องกัน, และการเลือกใช้อุปกรณ์
ป้องกันจึงมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่งในงานไฟฟ้ากำลัง

จุดประสงค์

 1. บอกประเภทของสภาวะการเกิดความผิดพร่อง
     ในวงจรไฟฟ้าได้ถูกต้อง
 2. อธิบายการทำงานของฟิวส์และเซอร์กิตเบรกเกอร์
     ได้ถูกต้อง
 3. บอกการระบุพิกัดกระแสเกินที่อุปกรณ์ป้องกันวงจร
     ได้ถูกต้อง
 4. บอกการระบุพิกัดโหลดเกินที่อุปกรณ์ป้องกันวงจร
     ได้ถูกต้อง
 5. บอกหน้าที่การป้องกันวงจรย่อยของมอเตอร
     ์ได้ถูกต้อง

คำแนะนำ :  1. ศึกษาจากเนื้อหาด้านล่างนี้
                          2.
ทำแบบฝึกหัดประจำโมดูลที่ 5
                          3. ทำแบบทดสอบท้ายโมดูลเพื่อประเมินตนเองในการเข้าศึกษาในโมดูลที่ 6 ต่อไป


5.1 สภาพการเกิดความผิดพร่องในวงจรไฟฟ้า
(Fault Condition)

     วงจรไฟฟ้าทุก ๆ วงจรต้องการการป้องกันจากสภาพการเกิด
ความผิดพร่องในวงจร 2 ประการ ดังนี้คือ     

     1. สภาวะโหลดเกิน (Overload)
     2. สภาวะกระแสเกิน (Over Current)


 สภาวะโหลดเกิน (Overload)

      เป็นสภาวะของวงจรที่รับกระแสมากเกินกว่าสภาวะปกติของ
ของวงจรที่จะรับได้ เช่น การเสียบเต้าเสียบของอุปกรณ์ไฟฟ้า
หลาย ๆ อย่างเข้าในเต้ารับอันเดียวกัน เป็นเหตุให้เต้ารับ
รับกระแสมากเกินไป แล้วทำให้อุปกรณ์ ป้องกันวงจรตัดวงจร
ออกไปเนื่องจากโหลดเกินกว่าค่าโหลดเต็มพิกัดของอุปกรณ์
ป้องกันวงจร (Rated value) มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถเกิดการ
โอเวอร์โหลดขึ้นได้เมื่อมอเตอร์รับโหลดมากเกินกว่าค่าโหลด
เต็มพิกัดของตัวมันเอง

สภาวะกระแสเกิน (Over Current or Short Circuit)

     เป็นสภาวะที่เกิดขึ้นเนื่องจากเกิดการลัดวงจรซึ่งเป็นสาเหตุ
ให้มีกระแสไหลเข้าสู่จุดลัดวงจรจำนวนมาก และทำให้เกิดความ
เสียหายต่ออุปกรณ์ไฟฟ้า และทรัพย์สินได้ สภาวะของการลัด
วงจรนี้อุปกรณ์ป้องกันวงจรจะต้องทำการตัดวงจรในทันทีทันใด
ได้


5.2  อุปกรณ์ป้องกันวงจรไฟฟ้า

     อุปกรณ์ป้องกันวงจรทำหน้าที่ป้องกันความเสียหาย
ที่จะเกิดขึ้นต่อตัวนำ และหรืออุปกรณ์ไฟฟ้า อุปกรณ์ที่
ใช้เป็นหลักในการป้องกันคือ

  1. ฟิวส์ (Fuses)
  2. เซอร์กิตเบรกเกอร์ (Circuit Breaker)

    อุปกรณ์ป้องกันวงจรดังกล่าวมีพิกัดกระแสที่ระบุ 2 อย่างคือ

  1. พิกัดโหลดเกิน (Overload rating) เช่น
      5 A, 10 A, 20 A, 60 A เป็นต้น
  2. พิกัดกระแสเกิน หรือพิกัดกระแสลัดวงจร
      (Over current rating หรือ Interrupting current)
      ปกติจะวัดเป็นกิโลแอมป์ (kA) เช่น 35 kA, 50 kA เป็นต้น


5.2.1 ฟิวส์ (Fuses)


   ฟิวส์มี 2 ประเภทคือ
   1.) ชนิดมาตรฐาน (ชนิดตัดวงจรทันที)
   2.) ชนิดหน่วงเวลา (Time-delay หรือ slo-blow, time-lag)

     ฟิวส์กำลังสำหรับการควบคุมมอเตอร์เป็นฟิวส์ชนิดหน่วงเวลา
เนื่องจากกระแสเริ่มแรกในขณะสตาร์ทมอเตอร์มีค่าสูง 6-8 เท่า
ของกระแสปกติ ดังนั้นการใช้ฟิวส์ชนิดหน่วงเวลา สามารถหน่วง
การตัดวงจรของฟิวส์ได้

รูปแสดงกระแสในขณะสตาร์ทของมอเตอร์

รูปแสดงโครงสร้างภายในของฟิวส์ชนิดหน่วงเวลา


5.2.2 เซอร์กิตเบรกเกอร์
(Circuit Breaker)

     เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่นิยมใช้กันโดยทั่วไปสามารถแบ่ง
ตามประเภทการทำงานออกได้เป็น 2 แบบคือ

แบบทำงานด้วยความร้อน (Thermal Circuit Breaker)
     ใช้วัสดุไบเมทัลในการตัดวงจร


แบบทำงาน ด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า (Magnetic Circuit Breaker)
     อาศัยแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากกระแสที่ไหลเกินสร้างสนาม
แม่เหล็กในการดึงดูดให้หน้าสัมผัสแยกออกจากกัน


 

 

รูปสภาวะของวงจรไฟฟ้า

ฟิวส์ป้องกันการลัดวงจรโดยการหลอมละลาย

รูปร่างลักษณะต่าง ๆ ของฟิวส์

ส่วนประกอบของปลั๊กฟิวส์

ดูการทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์

รูปร่างลักษณะต่าง ๆ ของเซอร์กิตเบรกเกอร์

ไปศึกษาในโมดูลที่ 5 ตอนที่ 2