RCCB Type B
คืออะไร?

อุปกรณ์ป้องกันในระบบไฟฟ้า

 RCCB Type B เป็นอุปกรณ์ป้องกันในระบบไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ซึ่งในการป้องกันระบบไฟฟ้านั้น มีมาตรฐานอยู่หลายมาตรฐาน เช่น ANSI, IEEE, IEC ก่อนที่จะอธิบายถึง RCCB Type B คืออะไร จึงขออธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์ป้องกันในระบบไฟฟ้าก่อน เพื่อให้เข้าใจและสามารถนำไปใช้ได้อย่างถูกต้อง ในบทความนี้จะขอยกตัวอย่างมาตรฐาน ANSI ซึ่งมาตรฐานได้กำหนดตัวเลขสำหรับระบุรูปแบบการทำงานเอาไว้ ในบทความนี้จะยกตัวอย่างตัวเลขที่เราสามารถเห็นได้บ่อยในการออกแบบระบบไฟฟ้า

 จากตารางด้านบนแสดงให้เห็นว่ารูปแบบการทำงาน การป้องกันในระบบไฟฟ้ามีหลากหลายรูปแบบ ซึ่งถูกนำไปใช้งานป้องกันที่แตกต่างกันออกไป เช่น นำไปใช้งานป้องกันอุปกรณ์ในระบบไฟฟ้า ทั้งสายส่งในระบบไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้า รวมถึงการป้องกันความเสียหายต่อชีวิต และทรัพย์สินของมนุษย์ รูปแบบการทำงานของการป้องกันข้างต้น มีอุปกรณ์หลากหลายรูปแบบให้เลือกใช้งานในการป้องกันแต่ละรูปแบบ บทความนี้จะขอยกตัวอย่างอุปกรณ์ป้องกันในระบบไฟฟ้าแรงต่ำที่พบเห็นได้บ่อยโดยทั่วไป 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: จะเห็นได้ว่าเซอร์กิตเบรกเกอร์ ก็จะชนิดที่เป็น Type B เหมือนกัน แต่ความหมายของ Type B ในเซอร์กิตเบรกเกอร์ จะหมายถึง Tripping curve ซึ่งจะเป็นคนละอย่างกับ RCCB Type B ซึ่งอาจจะทำให้สับสนได้

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
7. Residual Current Device (RCD): เป็นอุปกรณ์ป้องกันที่ใช้สำหรับตรวจจับไฟรั่ว ซึ่งคือหัวข้อในบทความนี้ หลักการทำงานของอุปกรณ์ RCD จะใช้การวัดกระแสไฟเข้าและออกว่าเท่ากันหรือไม่ หากกระแสไฟเข้าและกระแสไฟออกต่างกันเกินกว่าค่าที่กำหนด อุปกรณ์จะตัดวงจร โดยทั่วไปกระแสไฟที่กำหนด จะกำหนดไว้ที่ 30mA และต้องตัดภายในเวลา 30 ms การวัดความต่างของกระแสเข้าและกระแสออก ทำได้โดยการใช้ CT คล้องผ่านสาย L และ N พร้อมกัน ในสภาวะปกติหากไม่มีกระแสไฟรั่วไหล CT ที่คล้องอยู่จะวัดค่าได้ 0 mA จากหลักการทำงานนี้เอง อุปกรณ์ประเภท CT จึงต้องมีการใช้งาน CT เพื่อตรวจสอบค่ากระแสรั่วไหล แต่เนื่องด้วยหากมีกระแสรั่วไหลแบบความถี่สูง หรือแบบ DC อาจจะส่งผลทำให้ CT ที่ใช้วัดค่ามีการอิ่มตัว หรือกล่าวได้ว่ามีการวัดค่าที่ผิดเพี้ยนไปจากปกติ ด้วยเหตุผลนี้เองจึงทำให้ มีการออกแบบอุปกรณ์ RCD มีหลากหลายชนิด ได้แก่
   • Type AC: ถูกออกแบบมาให้เหมาะสมกับการใช้งานกับโหลดที่มีกระแสรั่วไหลในลักษณะของ คลื่นรูปไซน์ที่มีความถี่ 50Hz
   • Type A: ถูกออกแบบให้สามารถใช้งานกับโหลดที่มีกระแสรั่วไหลแบบคลื่นที่ผ่านวงจรเรียงกระแสแบบ 1 เฟส ทั้งแบบครึ่งคลื่น และแบบเต็มคลื่น รวมถึงใช้งานเหมือนรูปแบบ Type AC ด้วย
   • Type F: ถูกออกแบบให้สามารถใช้งานกับโหลดที่มีกระแสรั่วไหลแบบความถี่สูงถึง 1kHz รวมถึงใช้งานเหมือนรูปแบบ Type A และ Type AC ได้
   • Type B: เป็นอุปกรณ์ตรวจจับไฟรั่วที่ออกแบบมาให้สามารถใช้กับโหลดที่มีกระแสรั่วไหล ทั้งแบบ Type AC, Type A, Type F อีกทั้งยังสามารถใช้กับโหลดที่มีกระแสรั่วไหลแบบ DC ได้ จากปัญหาของ CT ที่ทั่วไปอาจจะมีการอิ่มตัวเนื่องจากมีกระแส DC ทำให้อุปกรณ์ RCD ประเภท Type B มีการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยการออกแบบให้มี CT ชนิดพิเศษ อีก 1 ตัวใช้สำหรับวัดค่ากระแสรั่วไหลในรูปแบบ DC ได้ ทำให้อุปกรณ์ตรวจจับไฟรั่วประเภท Type B นั่นจะ CT อยู่ 2 ตัวข้างในอุปกรณ์

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

 หากผู้อ่านมีข้อสงสัยว่ารูปคลื่นกระแสรั่วไหล แบบอื่นๆ สามารถเกิดขึ้นได้อย่างไร สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้จากตารางด้านล่าง

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

รูปคลื่นกระแส	Type AC	Type A	Type F	Type B

ตารางเปรียบเทียบ RCD แต่ละชนิด

 เพิ่มเติม อุปกรณ์ตัดไฟรั่ว RCD โดยทั่วไปที่ใช้งานจะถูกผลิตขึ้นมาในรูปแบบของเบรกเกอร์ เรียกว่า Residual Current Circuit Breaker (RCCB) ซึ่งอุปกรณ์ตัดไฟรั่วแบบ RCCB ตามท้องตลาดจะมีจำหน่ายทั้ง Type AC, Type A, Type B แต่จะมีอุปกรณ์ตัดไฟรั่ว RCD อีกหนึ่งรูปแบบโดยพัฒนาให้สามารถตัดวงได้ทั้ง กระแสไฟรั่ว กระแสไฟเกิน และกระแสไฟช็อต เรียกว่า Residual Current Circuit Breaker with Over Current Protection (RCBO) ซึ่งตัว RCBO ถูกนำมาใช้แพร่หลายในการใช้งานตามบ้านเรือนทั่วไป แต่อุปกรณ์ RCBO ทั่วไปตามท้องตลาดจะถูกจำหน่าย Type AC เป็นหลัก เพราะฉะนั้นหากต้องการนำไปใช้กับโหลดที่มีกระแสรั่วไหลแบบ DC อาทิเช่น EV Charger จะต้องใช้งาน RCCB Type B ควบคู่กับการติดตั้ง MCB ด้วย