สวิทช์ตัดวงจรมาตรฐานตอบสนองต่อความผิดปกติทางไฟฟ้าอย่างไร
การทำงานของเบรกเกอร์เพื่อป้องกันความผิดปกติ
เบรกเกอร์มาตรฐานเป็นอุปกรณ์ความปลอดภัยที่สำคัญที่ออกแบบมาเพื่อตัดกระแสไฟฟ้าในกรณีที่เกิดความผิดปกติ เช่น การโหลดเกินหรือวงจรลัดวงจร ซึ่งช่วยป้องกันความเสียหายต่อระบบไฟฟ้า การร้อนเกินของสายไฟ และความเสี่ยงจากไฟไหม้ การป้องกันนี้จะช่วยให้วงจรทำงานอย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้
การป้องกันวงจรลัดวงจร
การป้องกันการโหลดเกิน
การทำงานของเบรกเกอร์มาตรฐานในกรณีที่เกิดความผิดปกติของไฟฟ้า?
เบรกเกอร์มาตรฐานทั่วไปไม่สามารถตรวจจับความผิดปกติของกราวน์หรือการขาดสายกลางได้ แต่จะให้การป้องกันเฉพาะสำหรับวงจรลัดวงจรและโหลดเกินเท่านั้น นี่คือเหตุผลที่รหัสไฟฟ้าแห่งชาติ (NEC) กำหนดให้ใช้ Ground Fault Circuit Interrupter (GFCI) เบรกเกอร์เพื่อให้การป้องกันที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์และบุคลากร
ต่อไปนี้คือตัวอย่างวงจรที่แสดงว่าเบรกเกอร์มาตรฐานทำงานอย่างไรภายใต้เงื่อนไขปกติและความผิดปกติ:
เงื่อนไขปกติ
ในแผนภาพด้านล่าง วงจรแสงสว่างถูกควบคุมและป้องกันโดยเบรกเกอร์ 15 แอมป์ โดยได้รับแรงดันไฟฟ้า 120V จากแผงควบคุมหลัก 120V/240V
เนื่องจากไม่มีความผิดปกติในวงจร องค์ประกอบทั้งหมดทำงานตามปกติ และหลอดไฟสว่างตามที่ต้องการ
เงื่อนไขวงจรลัดวงจร / โหลดเกิน
ตอนนี้ ลองพิจารณาสถานการณ์ที่เกิดวงจรลัดวงจรหรือโหลดเกิน เช่น สายไฟสดมาติดต่อกับโครงสร้างโลหะของอุปกรณ์ (เช่น ที่ใส่หลอดไฟ) ในกรณีนี้ จะเกิดกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติ ไหลกลับไปยังแหล่งพลังงานผ่านสายกราวน์ สายกราวน์เชื่อมต่อกับสายกลางที่แผงควบคุมหลัก ทำให้เกิดทางเดินที่มีความต้านทานต่ำที่ทำให้วงจรสมบูรณ์
เนื่องจากความต้านทานของสายกราวน์ต่ำมาก กระแสไฟฟ้าที่สูง (สูงถึง 600 แอมป์) จะพุ่งผ่านวงจรในขณะที่เกิดความผิดปกติ ทำให้เกิดโหลดเกินอย่างรุนแรง กลไกภายในของเบรกเกอร์จะตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่เกินอย่างทันท่วงทีและทริป เบรกเกอร์ 15 แอมป์จะตัดวงจรออกจากแหล่งพลังงานหลักอย่างรวดเร็ว เพื่อป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าและบุคลากรจากความเสี่ยง เช่น การร้อนเกิน อาร์คไฟฟ้า หรือการช็อตไฟฟ้า
การตรวจจับความผิดปกติและการทริป
ตามที่แสดงในแผนภาพด้านล่าง เบรกเกอร์ 15 แอมป์จะทริปทันทีเมื่อตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติที่เกินขีดจำกัดของมัน การกระทำนี้จะตัดวงจรออกจากแหล่งพลังงานหลัก ให้การป้องกันที่แข็งแกร่งต่อโหลดเกินและวงจรลัดวงจร
เบรกเกอร์มาตรฐานและความผิดปกติของกราวน์
อย่างที่กล่าวไว้แล้ว เบรกเกอร์มาตรฐานไม่สามารถป้องกันความผิดปกติของกราวน์ หรือกรณีที่สายกลางขาด ซึ่งทั้งสองกรณีนี้เป็นอันตรายต่อความปลอดภัยอย่างมาก ในกรณีเหล่านี้:
ในทั้งสองกรณี กระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติอาจทำให้วงจรสมบูรณ์ผ่านทางเดินที่ไม่ได้ตั้งใจ หลีกเลี่ยงกลไกป้องกันโหลดเกิน/วงจรลัดวงจรของเบรกเกอร์มาตรฐาน นี่คือเหตุผลที่ต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะเจาะจง เช่น Ground Fault Circuit Interrupters (GFCIs) หรือ Arc Fault Circuit Interrupters (AFCIs) สำหรับความเสี่ยงเหล่านี้
สิ่งนี้อาจทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านทางเดินที่ไม่ได้ตั้งใจ รวมถึงสายกลางและสายกราวน์ นอกจากนี้ องค์ประกอบโลหะที่เปิดเผยในวงจรอาจกลายเป็นชิ้นส่วนที่มีแรงดันไฟฟ้าอันตราย 72V หรือ 120V ซึ่งสร้างความเสี่ยงจากการช็อตไฟฟ้าหรือไฟไหม้
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ควรใช้ GFCI เบรกเกอร์แทนเบรกเกอร์มาตรฐานเพื่อให้ความปลอดภัยในกรณีที่เกิดความผิดปกติของกราวน์
