RCCB Type B
คืออะไร?

เครื่องตัดไฟรั่ว (RCD) คืออะไร และทำงานอย่างไร?

 Residual Current Device (RCD) หรือที่รู้จักกันในชื่อ เครื่องตัดไฟรั่ว หรือ เบรกเกอร์กันดูด คืออุปกรณ์ป้องกันที่ทำหน้าที่ตรวจสอบความสมดุลของกระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าและไหลออกในวงจร หลักการทำงานคือใช้ CT (Current Transformer) คล้องผ่านสาย L และ N พร้อมกัน ในสภาวะปกติที่ไม่มีไฟรั่ว CT จะวัดค่าได้ 0 mA แต่หากเกิดกระแสรั่วไหลออกนอกระบบผ่านสายชำรุดหรือร่างกายมนุษย์ จะเกิดความไม่สมดุล อุปกรณ์จะตัดวงจรทันทีภายในเสี้ยววินาทีเพื่อป้องกันอันตรายถึงชีวิต

 โดยทั่วไปค่ากระแสไฟรั่วที่กำหนดสำหรับการใช้งานในที่พักอาศัยจะอยู่ที่ 30 mA และต้องตัดวงจรภายใน 30 ms ซึ่งเป็นค่าที่ปลอดภัยต่อชีวิตมนุษย์ตามมาตรฐาน IEC และ วสท.

ทำไมจึงมี RCCB หลายชนิด?

 ปัญหาสำคัญของ RCD แบบดั้งเดิมคือ CT ที่ใช้วัดค่ากระแสรั่วทำงานได้ดีเฉพาะกับกระแสไฟสลับ (AC) เท่านั้น หากมีกระแสรั่วแบบ DC ไหลผ่าน CT อาจเกิดการอิ่มตัวของแกนแม่เหล็ก (Magnetic Saturation) ส่งผลให้ CT วัดค่าได้ผิดพลาด และที่อันตรายที่สุดคืออาจทำให้อุปกรณ์ ไม่สามารถตัดวงจรได้แม้เมื่อเกิดไฟรั่วกระแสสลับในภายหลัง ด้วยเหตุนี้เองจึงมีการออกแบบ RCD ให้มีหลายชนิดตามสภาพแวดล้อมการใช้งาน ได้แก่

• Type AC: ถูกออกแบบมาให้เหมาะสมกับการใช้งานกับโหลดที่มีกระแสรั่วไหลในลักษณะของคลื่นรูปไซน์ที่มีความถี่ 50Hz เช่น เครื่องทำน้ำอุ่น เตาไฟฟ้าทั่วไป
• Type A: ถูกออกแบบให้สามารถใช้งานกับโหลดที่มีกระแสรั่วแบบคลื่นผ่านวงจรเรียงกระแสแบบ 1 เฟส ทั้งแบบครึ่งคลื่นและแบบเต็มคลื่น (Pulsating DC) รวมถึงใช้งานเหมือน Type AC ได้ เช่น อุปกรณ์ IT เตาแม่เหล็กไฟฟ้า
• Type F: ถูกออกแบบให้ตรวจจับกระแสรั่วความถี่สูงถึง 1 kHz รวมถึงใช้งานเหมือน Type A และ Type AC ได้
• Type B: เป็นอุปกรณ์ตรวจจับไฟรั่วที่ออกแบบมาให้ครอบคลุมทุกรูปแบบ โดยมี CT พิเศษเพิ่มอีก 1 ชุดสำหรับวัดกระแสรั่ว DC แบบเรียบ (Smooth DC) ทำให้ภายในอุปกรณ์มี CT อยู่ 2 ตัว สามารถใช้งานได้กับโหลดทุกประเภท รวมถึง EV Charger และระบบโซลาร์เซลล์ที่มีอินเวอร์เตอร์

เปรียบเทียบ RCCB Type AC vs Type A vs Type F vs Type B

 ตารางด้านล่างสรุปความสามารถในการตรวจจับกระแสไฟรั่วของแต่ละชนิด เพื่อช่วยในการเลือกใช้งานที่เหมาะสม

รูปคลื่นกระแสไฟรั่ว (ตามมาตรฐาน IEC 62423)		RCCB Type AC	RCCB Type A	RCCB Type F	RCCB Type B
	กระแสสลับ (AC)
	กระแสตรงพัลซ์ครึ่งคลื่น
	กระแสตรงพัลซ์ มุมเฟส 90° และ 135°
	กระแสตรงพัลซ์ + DC Offset 6 mA
	กระแสตรงพัลซ์ + DC Offset 10 mA
	กระแสความถี่สูง
	กระแสตรงจากวงจรเรียงกระแส 2 เฟส
	กระแสตรงจากวงจรเรียงกระแส 3 เฟส
	กระแสตรงแบบเรียบ
การใช้งานที่เหมาะสม		เครื่องทำน้ำอุ่น, เตาไฟฟ้าทั่วไป	อุปกรณ์ IT, เตาแม่เหล็กไฟฟ้า	ปั๊มความเร็วแปรผัน, อินเวอร์เตอร์ 1 เฟส	EV Charger, ระบบโซลาร์เซลล์, อินเวอร์เตอร์

ตารางเปรียบเทียบรูปคลื่นกระแสรั่วที่ RCD แต่ละชนิดรองรับ ตามมาตรฐาน IEC 62423

รูปภาพ ลักษณะรูปคลื่นที่ RCCB Type B สามารถตัดวงจรได้
(แหล่งที่มา : ABB — Everything you wanted to know about Type B residual current circuit breakers but never dared to ask)

รูปภาพ ตัวอย่างวงจรที่ต้องใช้งาน RCD Type B
(แหล่งที่มา : ABB — Everything you wanted to know about Type B residual current circuit breakers but never dared to ask)

RCCB กับ RCBO ต่างกันอย่างไร?

 อุปกรณ์ตัดไฟรั่ว RCD ในท้องตลาดมักผลิตออกมาในรูปแบบของเบรกเกอร์ที่เรียกว่า Residual Current Circuit Breaker (RCCB) ซึ่งมีจำหน่ายทั้ง Type AC, Type A และ Type B นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์อีกรูปแบบที่รวมความสามารถป้องกันไฟรั่ว, กระแสเกิน และช็อตเซอร์กิตไว้ในตัวเดียว เรียกว่า Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent Protection (RCBO)

 อย่างไรก็ตาม RCBO ตามท้องตลาดทั่วไปมักจำหน่ายเฉพาะ Type AC เป็นหลัก ดังนั้นหากต้องการนำไปใช้กับโหลดที่มีกระแสรั่ว DC เช่น EV Charger จึงจำเป็นต้องใช้ RCCB Type B ร่วมกับ MCB แยกต่างหาก

อุปกรณ์ป้องกันอื่นๆ ในระบบไฟฟ้าแรงต่ำ

 อุปกรณ์ป้องกันในระบบไฟฟ้าแรงต่ำที่พบเห็นได้บ่อยโดยทั่วไป เพื่อเป็นความรู้พื้นฐาน ในการออกแบบระบบไฟฟ้านั้นมีมาตรฐานการป้องกันอยู่หลายรูปแบบ เช่น ANSI, IEEE, IEC ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ใช้งานในระบบไฟฟ้าแรงต่ำ ได้แก่

1. ฟิวส์ (Fuse): เป็นอุปกรณ์ป้องกันที่นำมาใช้เพื่อป้องกันกระแสเกิน ภายในฟิวส์ประกอบด้วยแกนโลหะ เมื่อกระแสไหลผ่านในประมาณมากจะทำให้แกนโลหะนั้นละลาย โดยฟิวส์ตามทั่วไป จะมีการระบุขนาดพิกัดแรงดัน พิกัดกระแส เวลาตอบสนอง หากต้องการเลือกใช้งานต้องเลือกขนาดให้ถูกต้องตามการใช้งาน
2. เซอร์กิตเบรกเกอร์ (Circuit Breaker): เป็นอุปกรณ์ป้องกันที่สามารถป้องกันได้ทั้งกระแสเกิน และการช็อตเซอร์กิต ต่างจากฟิวส์ที่เซอร์กิตเบรกเกอร์สามารถรีเซ็ตการทำงานใหม่ได้เมื่อเกิดกระแสเกิน
   • สามารถแบ่งตามหลักการทำงานได้ 2 แบบ คือ
     • แบบ Thermomagnetic มีหลักการทำงานโดยใช้ Bimetal ตัดการทำงานเมื่อมีกระแสเกิน และใช้ Electromagnetic coil ในการตัดการทำงานเมื่อมีการช็อตเซอร์กิต
     • แบบ Electronic ใช้ CT ในการวัดกระแส และประมวลผลด้วย Microcontroller
   • สามารถแบ่งตามขนาดได้ 3 ประเภท คือ
     • MCB Miniature Circuit Breaker (เบรกเกอร์ลูกย่อย) มีขนาดกระแสน้อยกว่าหรือเท่ากับ 100A
     • MCCB Moulded Case Circuit Breaker มีขนาดกระแสน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1600A
     • ACB Air Circuit Breaker มีขนาดกระแสน้อยกว่าหรือเท่ากับ 6300A
   • สามารถแบ่งตาม Tripping curve คือ
     • Type B จะตัดทันทีเมื่อมีกระแสไฟฟ้ามากกว่ากระแสพิกัด 3 ถึง 5 เท่า
     • Type C จะตัดทันทีเมื่อมีกระแสไฟฟ้ามากกว่ากระแสพิกัด 5 ถึง 10 เท่า
     • Type D จะตัดทันทีเมื่อมีกระแสไฟฟ้ามากกว่ากระแสพิกัด 10 ถึง 20 เท่า

   หมายเหตุ: เบรกเกอร์ Type B ≠ RCCB Type B

   เซอร์กิตเบรกเกอร์ก็มีคำว่า “Type B” เช่นกัน แต่ในบริบทนั้น Type B หมายถึง Tripping Curve (จะตัดทันทีเมื่อกระแสเกิน 3–5 เท่าของพิกัด) ซึ่งเป็นคนละสิ่งกับ RCCB Type B ที่หมายถึงชนิดของกระแสรั่วที่อุปกรณ์สามารถตรวจจับได้ โปรดอย่าสับสนระหว่างทั้งสองนิยาม

3. Inrush Current Limiter: เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับป้องกันกระแสไฟฟ้ากระชาก ช่วยหลีกเลี่ยงความเสียหายต่ออุปกรณ์ การทริปของเบรกเกอร์ ตัวอย่างอุปกรณ์ที่นำมาใช้ในการป้องกันกระแสไฟฟ้ากระชากได้แก่ NTC Thermistors
4. Surge Protection Device: เป็นอุปกรณ์ป้องกันที่นำมาใช้เพื่อป้องกันไฟกระชาก ตัวอย่างอุปกรณ์ที่นำมาใช้ในการป้องกัน ได้แก่ Metal Oxide Varistor (MOV) สภาวะปกติ MOV จะมีความต้านทานสูง แต่เมื่อมีการรับแรงดันไฟฟ้าสูงเข้ามา ความต้านทานของ MOV จะลดต่ำลงอย่างรวดเร็ว กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านตัว MOV ลงดินแทน ทำให้สามารถป้องกันความเสียหายต่ออุปกรณ์อื่นๆ ได้
5. Arc Fault Circuit Interrupter (AFCI) หรือ Arc Fault Detection Device (AFDD): เป็นอุปกรณ์ป้องกันที่จะตัดวงจรเมื่อเกิดการอาร์ค การอาร์คเกิดได้จากหลายสาเหตุ ยกตัวอย่างเช่น จุดต่อสายหลวม ซึ่งเมื่อจุดต่อสายหลวมอาจจะทำให้อุปกรณ์ป้องกันชนิดอื่นๆ เช่น RCD, CB ไม่ตัดการทำงาน แต่การอาร์คสามารถเป็นต้นเหตุของการเกิดเพลิงไหม้ได้ การทำงานของ AFCI ประกอบด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถตรวจจับรูปคลื่นของอาร์คได้ ซึ่งจะตัดการทำงาน เมื่อตรวจพบรูปคลื่นที่ไม่ต้องการ
6. Phase Protection: เป็นอุปกรณ์ป้องกัน ที่ใช้ตรวจสอบลำดับเฟส แรงดันต่ำ (Under Voltage) และแรงดันเกิน (Over Voltage) ซึ่งเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รูปแบบนึง จะทำการตัดการทำการ หรือสั่งให้เบรกเกอร์ตัดการทำงาน เมื่อมีการเกิดความปกติตามที่ได้ตั้งค่าไว้

มาตรฐาน ANSI — รหัสป้องกันในระบบไฟฟ้า

 ในการออกแบบระบบไฟฟ้า มาตรฐาน ANSI ได้กำหนดรหัสตัวเลขสำหรับระบุรูปแบบการทำงานของอุปกรณ์ป้องกัน ตัวอย่างรหัสที่พบบ่อยในการออกแบบระบบไฟฟ้า ได้แก่

คำถามที่พบบ่อย (FAQ) เกี่ยวกับ RCCB Type B