อะไรคือตัวตัดวงจรกระแสไฟฟ้าคงเหลือ (RCCB)

สวิทช์ตัดวงจรไฟฟ้ารั่ว (RCCB) เป็นอุปกรณ์ความปลอดภัยทางไฟฟ้าที่ตรวจจับและตัดวงจรเมื่อมีกระแสไฟฟ้ารั่วไหลสู่พื้นดิน มันช่วยปกป้องผู้คนและอุปกรณ์จากการช็อกไฟฟ้า ไฟไหม้ และอันตรายอื่น ๆ ที่เกิดจากสายไฟชำรุด การล้มเหลวของฉนวน หรือการสัมผัสกับส่วนที่มีไฟโดยไม่ได้ตั้งใจ

RCCB ทำงานตามหลักการของกฎของเคอร์ชโฮฟว์สำหรับกระแสไฟฟ้า ซึ่งระบุว่าผลรวมของกระแสที่เข้ามาในโหนดต้องเท่ากับผลรวมของกระแสที่ออกจากโหนดนั้น ในวงจรที่ปกติ กระแสที่ไหลผ่านสายไฟฟ้าที่มีไฟ (hot wire) และสายไฟฟ้าที่เป็นกลาง (neutral wire) จะเท่ากันและตรงข้ามกัน แต่หากมีความผิดปกติในวงจร เช่น ฉนวนเสียหาย หรือมนุษย์สัมผัสกับสายไฟฟ้าที่มีไฟ บางส่วนของกระแสจะไหลผ่านทางเลือกอื่นไปยังพื้นดิน ทำให้เกิดความไม่สมดุลระหว่างกระแสไฟฟ้าที่มีไฟและกระแสไฟฟ้าที่เป็นกลาง ซึ่งถูกตรวจจับโดย RCCB และกระตุ้นให้มันตัดวงจรภายในไม่กี่มิลลิวินาที

RCCB ประกอบด้วยทรานส์ฟอร์เมอร์วงแหวนที่มีสามขดลวด: ขดลวดสำหรับสายไฟฟ้าที่มีไฟ ขดลวดสำหรับสายไฟฟ้าที่เป็นกลาง และขดลวดสำหรับตรวจจับ ขดลวดที่มีไฟและขดลวดที่เป็นกลางจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กที่เท่ากันและตรงข้ามกันเมื่อกระแสเท่ากัน หากมีความไม่สมดุล ฟลักซ์แม่เหล็กคงค้างจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งจะเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าในขดลวดตรวจจับ แรงดันไฟฟ้านี้จะกระตุ้นรีเลย์ที่เปิดตัวต่อของ RCCB และตัดวงจร

RCCB ยังมีปุ่มทดสอบที่อนุญาตให้ผู้ใช้ตรวจสอบการทำงานโดยสร้างกระแสไฟฟ้ารั่วเล็กน้อยในวงจร เมื่อกดปุ่มทดสอบ ปุ่มจะเชื่อมต่อสายไฟฟ้าที่มีไฟบนฝั่งโหลดกับสายไฟฟ้าที่เป็นกลางของแหล่งจ่าย ข้ามขดลวดที่เป็นกลางของ RCCB ทำให้เกิดความไม่สมดุลของกระแสและฟลักซ์ ซึ่งควรทำให้ RCCB ตัดวงจร หากไม่ตัดวงจร หมายความว่า RCCB ชำรุดหรือติดตั้งผิดพลาด และจำเป็นต้องเปลี่ยนหรือซ่อมแซม

ประเภทของสวิทช์ตัดวงจรไฟฟ้ารั่ว (RCCB)

มีประเภทของ RCCB ที่แตกต่างกันตามความไวต่อกระแสไฟฟ้ารั่วที่แตกต่างกัน:

• ประเภท AC: ประเภทนี้ตอบสนองเฉพาะกระแสไฟฟ้าสลับ (AC) เท่านั้น มันเหมาะสมสำหรับการใช้งานทั่วไปที่ไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือเครื่องขับเคลื่อนความถี่แปรผันที่สร้างกระแสตรงหรือกระแสกระพริบ

• ประเภท A: ประเภทนี้ตอบสนองทั้งกระแสไฟฟ้าสลับและกระแสตรงกระพริบ (DC) มันเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น คอมพิวเตอร์ ทีวี หรือหลอดไฟ LED ที่สร้างกระแสที่ถูกแปลงหรือถูกตัด

• ประเภท B: ประเภทนี้ตอบสนองทั้งกระแสไฟฟ้าสลับ กระแสตรงกระพริบ และกระแสตรงที่เรียบ มันเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่มีอุปกรณ์ เช่น อินเวอร์เตอร์โซลาร์ ชาร์เจอร์แบตเตอรี่ หรือยานยนต์ไฟฟ้าที่สร้างกระแสตรงที่เรียบ

• ประเภท F: ประเภทนี้ตอบสนองทั้งกระแสไฟฟ้าสลับ กระแสตรงกระพริบ กระแสตรงที่เรียบ และกระแสไฟฟ้าสลับความถี่สูงสูงถึง 1 กิโลเฮิรตซ์ มันเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่มีอุปกรณ์ เช่น เครื่องแปลงความถี่ กระทะไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำ หรือไดม์เมอร์ที่สร้างกระแสความถี่สูง

ความไวของ RCCB ยังถูกกำหนดโดยกระแสปฏิบัติการคงค้างที่กำหนด (I∆n) ซึ่งเป็นกระแสไฟฟ้ารั่วขั้นต่ำที่จะทำให้มันตัดวงจร ค่า I∆n ที่พบบ่อยคือ 10 มิลลิแอมแปร์ 30 มิลลิแอมแปร์ 100 มิลลิแอมแปร์ 300 มิลลิแอมแปร์ 500 มิลลิแอมแปร์ และ 1 แอมแปร์ ยิ่ง I∆n ต่ำ ยิ่งมีระดับการป้องกันจากการช็อกไฟฟ้าสูงขึ้น ตัวอย่างเช่น RCCB ขนาด 30 มิลลิแอมแปร์สามารถป้องกันผู้คนจากการหยุดเต้นของหัวใจหากพวกเขาได้รับช็อกไฟฟ้ามากกว่า 0.2 วินาที

การจำแนกประเภทของ RCCB ยังมีตามจำนวนขั้ว:

• 2 ขั้ว: ประเภทนี้มีสองช่องสำหรับเชื่อมต่อสายไฟฟ้าที่มีไฟและสายไฟฟ้าที่เป็นกลาง มันใช้สำหรับวงจรเฟสเดียว

• 4 ขั้ว: ประเภทนี้มีสี่ช่องสำหรับเชื่อมต่อสายไฟฟ้าที่มีไฟสามเส้นและสายไฟฟ้าที่เป็นกลาง มันใช้สำหรับวงจรสามเฟส

ข้อดีและข้อเสียของสวิทช์ตัดวงจรไฟฟ้ารั่ว (RCCB)

ข้อดีของการใช้ RCCB คือ:

• มันให้การป้องกันจากการช็อกไฟฟ้าโดยตรวจจับกระแสไฟฟ้ารั่วตั้งแต่ 10 มิลลิแอมแปร์

• มันป้องกันไฟไหม้และความเสียหายต่ออุปกรณ์โดยตัดวงจรที่มีปัญหาอย่างรวดเร็ว

• มันง่ายต่อการติดตั้งและใช้งานด้วยปุ่มทดสอบและรีเซ็ตที่ง่าย

• มันเข้ากันได้กับโหลดและกระแสที่แตกต่างกัน (AC, DC, ความถี่สูง)

• มันสามารถทำหน้าที่เป็นสวิทช์ตัดวงจรหลักที่อยู่ข้างบนของวงจร MCB ขนาดเล็ก (MCBs)

ข้อเสียของการใช้ RCCB คือ:

• มันไม่ให้การป้องกันจากการเกินกระแสหรือวงจรลัดวงจร ซึ่งอาจทำให้สายไฟร้อนและละลาย ดังนั้น ควรใช้ร่วมกับ MCB หรือฟิวส์ที่สามารถรับกระแสที่กำหนดของวงจรได้

• มันอาจตัดวงจรโดยไม่จำเป็นเนื่องจากปัจจัยภายนอก เช่น ฟ้าผ่า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือการคู่กันของความจุ ซึ่งอาจทำให้ไม่สะดวกและสูญเสียผลผลิต

• มันอาจไม่ตัดวงจรเนื่องจากปัจจัยภายใน เช่น การกัดกร่อน การสึกหรอ หรือการติดขัดทางกล ซึ่งอาจทำให้วงจรและผู้ใช้ไม่ปลอดภัย

• มันมีราคาแพงและใหญ่กว่า MCB หรือฟิวส์

วิธีการเลือกและติดตั้งสวิทช์ตัดวงจรไฟฟ้ารั่ว (RCCB)

ในการเลือก RCCB ที่เหมาะสมสำหรับวงจร ควรพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้:

• ประเภทของโหลดและกระแส: RCCB ควรตรงกับประเภทของโหลด (AC, DC, ความถี่สูง) และประเภทของกระแส (บริสุทธิ์ กระพริบ เรียบ) ที่จะป้องกัน ตัวอย่างเช่น ควรใช้ RCCB ประเภท B สำหรับอินเวอร์เตอร์โซลาร์ที่สร้างกระแสตรงที่เรียบ

• กระแสปฏิบัติการคงค้างที่กำหนด (I∆n): RCCB ควรมี I∆n ที่ต่ำเพียงพอเพื่อให้การป้องกันจากการช็อกไฟฟ้าที่เพียงพอ แต่ไม่ต่ำจนทำให้ตัดวงจรโดยไม่จำเป็น ตัวอย่างเช่น ควรใช้ RCCB ขนาด 30 มิลลิแอมแปร์สำหรับการใช้งานในบ้านและเชิงพาณิชย์ ในขณะที่ RCCB ขนาด 100 มิลลิแอมแปร์เหมาะสมสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม

• กระแสที่กำหนด (In): RCCB ควรมี In ที่สูงเพียงพอเพื่อรับกระแสที่ทำงานปกติของวงจร แต่ไม่สูงจนเกินความสามารถของ MCB หรือฟิวส์ที่เชื่อมต่อ ตัวอย่างเช่น ควรใช้ RCCB ขนาด 40 แอมแปร์กับ MCB ขนาด 32 แอมแปร์สำหรับวงจรเฟสเดียว 230 โวลต์

• จำนวนขั้ว: RCCB ควรมีจำนวนขั้วที่เท่ากับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย ตัวอย่างเช่น ควรใช้ RCCB 2 ขั้วสำหรับวงจรเฟสเดียว 230 โวลต์ ในขณะที่ควรใช้ RCCB 4 ขั้วสำหรับวงจรสามเฟส 400 โวลต์

ในการติดตั้ง RCCB ควรทำตามขั้นตอนต่อไปนี้:

• ปิดพลังงานหลักและแยกวงจรที่ต้องการป้องกันด้วย RCCB

• เชื่อมต่อสายไฟฟ้าที่มีไฟจากฝั่งแหล่งจ่ายไปยังเทอร์มินัลขาเข้าของ RCCB ที่ระบุว่า L1, L2, และ L3

• เชื่อมต่อสายไฟฟ้าที่เป็นกลางจากฝั่งแหล่งจ่ายไปยังเทอร์มินัลขาเข้าของ RCCB ที่ระบุว่า N

• เชื่อมต่อสายไฟฟ้าที่มีไฟจากฝั่งโหลดไปยังเทอร์มินัลขาออกของ RCCB ที่ระบุว่า L1’, L2’, และ L3’

• เชื่อมต่อสายไฟฟ้าที่เป็นกลางจากฝั่งโหลดไปยังเทอร์มินัลขาออกของ RCCB ที่ระบุว่า N’

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อทั้งหมดแน่นและมั่นคง และไม่มีสายไฟหลุดหรือเปิดเผย

• เปิดพลังงานหลักและทดสอบ RCCB โดยกดปุ่มทดสอบ RCCB ควรตัดวงจรและตัดวงจร หากไม่ตัดวงจร ตรวจสอบข้อผิดพลาดในการติดตั้งหรืออุปกรณ์ที่ชำรุดและแก้ไขก่อนใช้งานวงจร

• รีเซ็ต RCCB โดยกดปุ่มรีเซ็ต RCCB ควรปิดและต่อวงจร หากไม่ปิด ตรวจสอบข้อผิดพลาดในการติดตั้งหรืออุปกรณ์ที่ชำรุดและแก้ไขก่อนใช้งานวงจร

สรุป

สวิทช์ตัดวงจรไฟฟ้ารั่ว (RCCB) เป็นอุปกรณ์ความปลอดภัยทางไฟฟ้าที่ตรวจจับและตัดวงจรเมื่อมีกระแสไฟฟ้ารั่วไหลสู่พื้นดิน มันช่วยปกป้องผู้คนและอุปกรณ์จากการช็อกไฟฟ้า ไฟไหม้ และอันตรายอื่น ๆ ที่เกิดจากสายไฟชำรุด การล้มเหลวของฉนวน หรือการสัมผัสกับส่วนที่มีไฟโดยไม่ได้ตั้งใจ

RCCB ทำงานตามหลักการของกฎของเคอร์ชโฮฟว์สำหรับกระแสไฟฟ้า ซึ่งระบุว่าผลรวมของกระแสที่เข้ามาในโหนดต้องเท่ากับผลรวมของกระแสที่ออกจากโหนดนั้น ในวงจรที่ปกติ กระแสที่ไหลผ่านสายไฟฟ้าที่มีไฟและสายไฟฟ้าที่เป็นกลางจะเท่ากันและตรงข้ามกัน แต่หากมีความผิดปกติในวงจร บางส่วนของกระแสจะไหลผ่านทางเลือกอื่นไปยังพื้นดิน ทำให้เกิดความไม่สมดุลระหว่างกระแสไฟฟ้าที่มีไฟและกระแสไฟฟ้าที่เป็นกลาง ซึ่งถูกตรวจจับโดย RCCB และกระตุ้นให้มันตัดวงจรภายในไม่กี่มิลลิวินาที

RCCB ประกอบด้วยทรานส์ฟอร์เมอร์วงแหวนที่มีสามขดลวด: ขดลวดสำหรับสายไฟฟ้าที่มีไฟ ขดลวดสำหรับสายไฟฟ้าที่เป็นกลาง และขดลวดสำหรับตรวจจับ ขดลวดที่มีไฟและขดลวดที่เป็นกลางจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กที่เท่ากันและตรงข้ามกันเมื่อกระแสเท่ากัน หากมีความไม่สมดุล ฟลักซ์แม่เหล็กคงค้างจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งจะเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าในขดลวดตรวจจับ แรงดันไฟฟ้านี้จะกระตุ้นรีเลย์ที่เปิดตัวต่อของ RCCB และตัดวงจร

RCCB ยังมีปุ่มทดสอบที่อนุญาตให้ผู้ใช้ตรวจสอบการทำงานโดยสร้างกระแสไฟฟ้ารั่วเล็กน้อยในวงจร เมื่อกดปุ่มทดสอบ ปุ่มจะเชื่อมต่อสายไฟฟ้าที่มีไฟบนฝั่งโหลดกับสายไฟฟ้าที่เป็นกลางของแหล่งจ่าย ข้ามขดลวดที่เป็นกลางของ RCCB ทำให้เกิดความไม่สมดุลของกระแสและฟลักซ์ ซึ่งควรทำให้ RCCB ตัดวงจร หากไม่ตัดวงจร หมายความว่า RCCB ชำรุดหรือติดตั้งผิดพลาด และจำเป็นต้องเปลี่ยนหรือซ่อมแซม

มีประเภทของ RCCB ที่แตกต่างกันตามความไวต่อกระแสไฟฟ้ารั่วที่แตกต่างกัน: ประเภท AC, ประเภท A, ประเภท B, และประเภท F ความไวของ RCCB ยังถูกกำหนดโดยกระแสปฏิบัติการคงค้างที่กำหนด (I∆n) ซึ่งเป็นกระแสไฟฟ้ารั่วขั้นต่ำที่จะทำให้มันตัดวงจร ค่า I∆n ที่พบบ่อยคือ 10 มิลลิแอมแปร์ 30 มิลลิแอมแปร์ 100 มิลลิแอมแปร์ 300 มิลลิแอมแปร์ 500 มิลลิแอมแปร์ และ 1 แอมแปร์ ยิ่ง I∆n ต่ำ ยิ่