คำตอบโดยตรง: Icu, Ics, Icw และ Icm คืออะไร?
Icu, Ics, Icw และ Icm คือพิกัดสมรรถนะการทนต่อกระแสลัดวงจรที่ใช้สำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์แรงดันต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้มาตรฐาน IEC 60947-2 สำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์ในงานอุตสาหกรรม. ค่าเหล่านี้อธิบายถึงภาระงานเมื่อเกิดความผิดปกติที่แตกต่างกัน:
| การจัดอันดับ | ชื่อเต็ม | สิ่งที่ตอบคำถาม | หน่วยทั่วไป |
|---|---|---|---|
| Icu | พิกัดความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรสูงสุด (Rated ultimate short-circuit breaking capacity) | กระแสลัดวงจรสูงสุดที่เซอร์กิตเบรกเกอร์สามารถตัดวงจรได้ภายใต้สภาวะการทดสอบขั้นสูงสุดคือเท่าใด? | kA RMS |
| Ics | พิกัดความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรเพื่อการใช้งาน (Rated service short-circuit breaking capacity) | ประสิทธิภาพการทำงานหลังการตัดกระแสไฟฟ้าจะได้รับการตรวจสอบที่กระแสลัดวงจรค่าใด | kA RMS หรือ % ของ Icu |
| Icw | กระแสลัดวงจรทนทานในระยะเวลาสั้นที่กำหนด (Rated short-time withstand current) | เบรกเกอร์ประเภท selectivity-category B สามารถทนต่อกระแสลัดวงจรได้เท่าใดในช่วงเวลาหน่วงที่กำหนด | kA RMS / เวลา |
| Icm | ความสามารถในการทำกระแสลัดวงจรที่กำหนด (Rated short-circuit making capacity) | เบรกเกอร์สามารถปิดวงจรเข้าหาค่ากระแสลัดวงจรสูงสุดได้เท่าใดภายใต้สภาวะที่กำหนด | kA peak |
ในการเลือกใช้งานจริง, ค่า Icu ต้องมีค่าเท่ากับหรือมากกว่ากระแสลัดวงจรที่จุดติดตั้ง ค่า Ics มีความสำคัญเมื่อต้องการความต่อเนื่องในการจ่ายไฟหลังเกิดเหตุขัดข้อง ค่า Icw มีความสำคัญสำหรับการทำ Selective Coordination โดยมีการหน่วงเวลาสั้นๆ และค่า Icm มีความสำคัญเมื่อเบรกเกอร์อาจต้องสับเข้าหาจุดที่เกิดการลัดวงจรอยู่แล้ว.
หากคุณกำลังเปรียบเทียบเครื่องหมายบนเซอร์กิตเบรกเกอร์ขนาดเล็ก (MCB) เช่น 6000, 10000, 6kA, หรือ 10kA, โปรดอ่านหน้านี้ควบคู่ไปกับ ความสามารถในการตัดกระแสไฟฟ้าของ MCB: 6kA เทียบกับ 10kA.
สิ่งสำคัญที่ต้องจดจำ
- Icu คือเกณฑ์ความปลอดภัยขั้นต่ำ. เป็นการพิสูจน์ว่าเบรกเกอร์สามารถตัดกระแสลัดวงจรที่รุนแรงตามที่กำหนดได้ภายใต้สภาวะความสามารถในการตัดกระแสสูงสุด แต่ไม่ควรนำมาใช้เป็นหลักประกันความต่อเนื่องในการใช้งาน.
- Ics คือค่าพิกัดความน่าเชื่อถือ. โดยปกติจะระบุเป็นเปอร์เซ็นต์ของ Icu เช่น 25%, 50%, 75% หรือ 100% ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับตู้ควบคุมไฟฟ้าในงานอุตสาหกรรมที่เบรกเกอร์อาจจำเป็นต้องยังคงใช้งานได้หลังจากเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าลัดวงจร.
- Icw จะเกี่ยวข้องเฉพาะในกรณีที่การเลือกช่วงเวลาหน่วง (short-time delay selectivity) เป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบเท่านั้น. เบรกเกอร์ประเภท Category B จะระบุค่า Icw ในขณะที่ MCB และ MCCB มาตรฐานส่วนใหญ่ที่เป็น Category A จะไม่ระบุค่านี้.
- Icm คือพิกัดกระแสลัดวงจรสูงสุดขณะปิดวงจร (peak making rating). ค่านี้ไม่ใช่ค่าประเภทเดียวกับ Icu หรือ Ics ซึ่งเป็นค่ากระแสตัดวงจรแบบ RMS.
- ลำดับความสำคัญของพิกัดที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับบทบาทของเบรกเกอร์นั้นๆ. เบรกเกอร์วงจรย่อยสุดท้าย, เบรกเกอร์วงจรป้อนมอเตอร์, เบรกเกอร์เมนขาเข้า, เบรกเกอร์เชื่อมบัสบาร์ และเบรกเกอร์สลับแหล่งจ่าย จะได้รับภาระจากพิกัดแต่ละตัวไม่เหมือนกัน.
เหตุใดมาตรฐาน IEC 60947-2 จึงใช้พิกัดกระแสลัดวงจรถึงสี่ค่า
เซอร์กิตเบรกเกอร์ทำหน้าที่มากกว่าหนึ่งอย่างในระหว่างที่เกิดความผิดปกติ โดยอาจจำเป็นต้อง:
- ตัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่เกิดขึ้น
- ยังคงสามารถใช้งานได้หลังจากกำจัดความผิดปกติแล้ว
- ทนต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรได้ชั่วขณะในระหว่างที่อุปกรณ์ปลายทางทำงานตัดวงจรก่อน
- ปิดวงจรในขณะที่ยังคงมีความผิดปกติอยู่ในระบบ
หน้าที่เหล่านี้สร้างความเค้นให้กับส่วนประกอบต่างๆ ของเบรกเกอร์ ได้แก่ หน้าสัมผัส, แผ่นนำอาร์ค, ห้องดับอาร์ค, กลไกทริป, ฉนวนหุ้ม, ขั้วต่อ และกลไกการทำงาน ค่ากระแสลัดวงจรเพียงค่าเดียวไม่สามารถอธิบายพฤติกรรมทั้งหมดนี้ได้ นี่คือเหตุผลที่มาตรฐาน IEC 60947-2 จึงแยกการพิจารณาออกเป็น Icu, Ics, Icw และ Icm.
การจำแนกความแตกต่างนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ molded case circuit breakers, แอร์เซอร์กิตเบรกเกอร์ (Air Circuit Breakers), ตู้สวิตช์บอร์ดแบบ OEM และตู้จ่ายไฟสำหรับงานอุตสาหกรรม ซึ่งต้องการทั้งประสิทธิภาพในการตัดกระแสลัดวงจรและความต่อเนื่องในการจ่ายไฟ.
Icu ในเซอร์กิตเบรกเกอร์คืออะไร?
Icu คือพิกัดกระแสลัดวงจรสูงสุดที่เซอร์กิตเบรกเกอร์สามารถตัดได้ (Rated ultimate short-circuit breaking capacity). เป็นค่ากระแสลัดวงจรสูงสุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้น ซึ่งเซอร์กิตเบรกเกอร์สามารถตัดวงจรได้ที่แรงดันใช้งานที่กำหนด ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบตามมาตรฐาน IEC 60947-2.
อธิบายให้เข้าใจง่ายคือ Icu ตอบคำถามที่ว่า:
เซอร์กิตเบรกเกอร์ตัวนี้สามารถตัดกระแสลัดวงจรในกรณีที่เลวร้ายที่สุดที่อาจเกิดขึ้น ณ จุดติดตั้งนี้ได้อย่างปลอดภัยหรือไม่?
ตัวอย่างเช่น หากกระแสลัดวงจรที่คาดว่าจะเกิดขึ้นที่ตู้สวิตช์บอร์ดมีค่า 38 kA เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่มีค่า Icu 25 kA จะไม่เหมาะสมสำหรับจุดติดตั้งนั้น แต่เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่มีค่า Icu 50 kA อาจเหมาะสมในแง่ของการตัดกระแสลัดวงจรสูงสุด ทั้งนี้ต้องพิจารณาว่าค่า 50 kA นั้นเป็นไปตามแรงดันไฟฟ้า ความถี่ จำนวนขั้ว และเงื่อนไขการติดตั้งจริงด้วย.
Icu ไม่ใช่การรับประกันว่าอุปกรณ์จะสามารถนำกลับมาใช้งานต่อได้
Icu มักถูกเข้าใจผิดว่าเป็น “เบรกเกอร์สามารถตัดกระแสลัดวงจรนี้และกลับมาใช้งานต่อได้ทันที” ซึ่งนั่นไม่ใช่ความเข้าใจที่ถูกต้อง.
Icu เป็นการพิสูจน์ความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรสูงสุด หลังจากเกิดความผิดปกติรุนแรงใกล้ระดับ Icu เบรกเกอร์อาจจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบ ทดสอบ ซ่อมบำรุง หรือเปลี่ยนใหม่ตามคำแนะนำของผู้ผลิตและขั้นตอนการบำรุงรักษาของหน้างาน เบรกเกอร์ได้ทำหน้าที่ป้องกันแล้ว แต่ความสามารถในการใช้งานต่อไม่ใช่ประเด็นหลักของ Icu.
นี่คือเหตุผลว่าทำไมข้อกำหนดทางอุตสาหกรรมจึงไม่ค่อยพิจารณาเพียงแค่ค่า Icu เท่านั้น แต่ยังพิจารณาถึง Ics.
Ics คืออะไร และแตกต่างจาก Icu อย่างไร?
Ics คือพิกัดความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรเพื่อการใช้งาน (Rated service short-circuit breaking capacity). เป็นค่าที่บ่งบอกถึงระดับกระแสลัดวงจรที่เบรกเกอร์ผ่านการทดสอบว่ายังคงสามารถใช้งานได้ตามปกติหลังจากตัดกระแสลัดวงจรนั้นแล้ว.
ในเอกสารข้อมูลทางเทคนิคตามมาตรฐาน IEC 60947-2 หลายฉบับ ค่า Ics จะถูกแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของ Icu:
| การระบุค่าในเอกสารข้อมูลทางเทคนิค | วิธีการอ่านค่า |
|---|---|
| Icu = 50 kA, Ics = 25 kA | Ics คิดเป็น 50% ของ Icu |
| Icu = 50 kA, Ics = 37.5 kA | Ics คิดเป็น 75% ของ Icu |
| Icu = 50 kA, Ics = 50 kA | Ics คิดเป็น 100% ของ Icu |
ความแตกต่างหลักนั้นเรียบง่าย:
Icu คือค่าที่บ่งบอกว่าเบรกเกอร์สามารถตัดกระแสลัดวงจรสูงสุดได้หรือไม่ ส่วน Ics คือค่าที่ยืนยันว่าเบรกเกอร์ยังคงประสิทธิภาพการใช้งานได้ตามปกติที่ระดับกระแสลัดวงจรที่กำหนดไว้.
จุดบอดของค่า Ics
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดในการเลือกเบรกเกอร์คือการเลือกโดยดูเพียงค่า Icu ว่าสูงเพียงพอ โดยละเลยค่า Ics.
ตัวอย่างเช่น เบรกเกอร์ที่ระบุค่า Icu = 100 kA แล้ว Ics = 25% ของ Icu จะมีค่าความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรเพื่อการใช้งาน (Service short-circuit breaking capacity) อยู่ที่ 25 kA หากนำไปติดตั้งบนบัสบาร์ที่มีกระแสลัดวงจรคาดการณ์สูงกว่า 25 kA เบรกเกอร์อาจยังสามารถตัดกระแสลัดวงจรที่รุนแรงได้ภายในพิกัด Icu แต่ผู้ออกแบบไม่ควรอนุมานว่าเบรกเกอร์จะยังคงอยู่ในสภาพที่ใช้งานต่อได้หลังจากเหตุการณ์นั้น.
ในโครงการอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ค่าใช้จ่ายส่วนเพิ่มสำหรับเบรกเกอร์ที่มีค่า Ics สูงกว่านั้นถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับความเสียหายจากระบบหยุดทำงาน ค่าแรงในการเปลี่ยนอุปกรณ์ การตรวจสอบหลังเกิดเหตุ หรือความล่าช้าในการเริ่มระบบใหม่ ทั้งนี้ไม่ได้หมายความว่าทุกวงจรจำเป็นต้องมีค่า Ics = 100% ของ Icu แต่หมายความว่าควรมีการระบุค่า Ics อย่างตั้งใจและเหมาะสมกับงาน.
เมื่อค่า Ics สูงมีความสำคัญที่สุด
ค่า Ics ที่สูง ซึ่งมักอยู่ที่ 75% หรือ 100% ของค่า Icu ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของโครงการและตระกูลของเซอร์กิตเบรกเกอร์ ควรได้รับความสำคัญในกรณีต่อไปนี้:
- ตู้สวิตช์บอร์ดจ่ายไฟหลัก (Main Distribution Switchboards)
- โรงงานกระบวนการผลิตและสายการผลิต
- ศูนย์ข้อมูลและโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ
- โรงพยาบาลและระบบไฟฟ้าสำรองฉุกเฉิน
- อุปกรณ์ OEM ที่การเข้าถึงเพื่อเปลี่ยนทดแทนทำได้ยาก
- ตู้ควบคุมไฟฟ้าสำหรับส่งออกที่ข้อกำหนดของผู้ใช้งานปลายทางต้องการความต่อเนื่องในการให้บริการสูง
สำหรับวงจรย่อยที่ไม่สำคัญมากนัก อัตราส่วน Ics ที่ต่ำกว่าอาจเป็นที่ยอมรับได้ หากกลยุทธ์การป้องกันถือว่าเซอร์กิตเบรกเกอร์เป็นอุปกรณ์ป้องกันที่สามารถเปลี่ยนทดแทนได้หลังจากเกิดความผิดปกติรุนแรง.
สำหรับบริบทการเลือกใช้งานตามมาตรฐาน โปรดดู มาตรฐาน IEC 60898-1 เทียบกับ IEC 60947-2 สำหรับ MCB.
Icw ในการเลือกใช้เซอร์กิตเบรกเกอร์คืออะไร?
Icw คือพิกัดกระแสลัดวงจรระยะสั้นที่ทนได้ (Rated short-time withstand current). คือค่ากระแสลัดวงจร RMS ที่เซอร์กิตเบรกเกอร์สามารถทนได้ในช่วงเวลาสั้นๆ ที่กำหนดโดยไม่เกิดความเสียหายภายใต้สภาวะที่ระบุ.
Icw มีความสำคัญเนื่องจาก selective coordination. ในระบบที่มีการเลือกช่วงเวลาการทำงาน (Selective system) เซอร์กิตเบรกเกอร์ตัวต้นทางอาจหน่วงเวลาการตัดวงจรไว้โดยเจตนา เพื่อให้เซอร์กิตเบรกเกอร์ตัวปลายทางที่อยู่ใกล้จุดเกิดเหตุที่สุดตัดวงจรก่อน ในระหว่างการหน่วงเวลานั้น เซอร์กิตเบรกเกอร์ตัวต้นทางจะยังคงปิดอยู่และต้องรับกระแสลัดวงจรนั้นไว้.
หากเซอร์กิตเบรกเกอร์ตัวต้นทางไม่สามารถทนต่อกระแสไฟฟ้าดังกล่าวได้ในช่วงเวลาที่หน่วงไว้ รูปแบบการเลือกช่วงเวลาการทำงาน (Selectivity scheme) นั้นจะถือว่าใช้ไม่ได้.
เบรกเกอร์ประเภท A เทียบกับประเภท B
มาตรฐาน IEC 60947-2 จำแนกเบรกเกอร์ตามประเภทการเลือกตัด (Selectivity Category):
| ประเภทการเลือกตัด (Selectivity category) | พฤติกรรมการหน่วงเวลาในระยะสั้น (Short-time delay behavior) | ความสำคัญของค่า Icw | ตัวอย่างทั่วไป |
|---|---|---|---|
| ประเภท A | ไม่มีการหน่วงเวลาโดยเจตนาสำหรับการเลือกตัดเมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจร | โดยปกติแล้วค่า Icw จะไม่ถูกระบุเป็นพิกัดสำหรับการเลือกใช้งาน | MCB และ MCCB มาตรฐานจำนวนมาก |
| ประเภท B | ออกแบบมาเพื่อการเลือกตัดวงจร (Selectivity) โดยการรองรับกระแสลัดวงจรในช่วงเวลาสั้นๆ และมีค่าหน่วงเวลาที่เกี่ยวข้อง | Icw เป็นค่าพิกัดที่สำคัญ | ACB และ MCCB สำหรับงานหนักบางรุ่น |
ประเด็นนี้มีความสำคัญต่อ SEO และความถูกต้องทางวิศวกรรม: ไม่ใช่เบรกเกอร์ตามมาตรฐาน IEC 60947-2 ทุกรุ่นที่จะระบุค่า Icw. หากเบรกเกอร์ไม่มีค่า Icw อาจเป็นเพียงเบรกเกอร์ประเภท Category A ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ที่ “ข้อมูลสูญหาย”
วิธีการอ่านค่า Icw อย่างถูกต้อง
ค่า Icw จะต้องอ่านควบคู่กับระยะเวลาเสมอ:
| ตัวอย่างการระบุค่า | ความหมาย |
|---|---|
| Icw = 20 kA / 0.5 วินาที | เบรกเกอร์สามารถทนกระแสไฟฟ้าลัดวงจรได้ 20 kA เป็นเวลา 0.5 วินาที ภายใต้สภาวะที่กำหนด |
| Icw = 50 kA / 1 วินาที | เบรกเกอร์สามารถทนกระแสไฟฟ้าลัดวงจรได้ 50 kA เป็นเวลา 1 วินาที ภายใต้สภาวะที่กำหนด |
| Icw = 65 kA / 3 วินาที | เบรกเกอร์สามารถทนกระแสไฟฟ้าลัดวงจรได้ 65 kA เป็นเวลา 3 วินาที ภายใต้สภาวะที่กำหนด |
ห้ามเปรียบเทียบค่า Icw โดยไม่พิจารณาค่าเวลาควบคู่ไปด้วย. ค่า 50 kA ที่เวลา 0.5 วินาที ไม่ถือเป็นภาระงานเดียวกันกับ 50 kA ที่เวลา 1 วินาที.
สำหรับการประสานการทำงานของอุปกรณ์ป้องกัน (Protection Coordination) ควรพิจารณาค่า Icw ร่วมกับการตั้งค่าทริปยูนิต เช่น ค่ากระแสเกินระยะยาว (Long-time), ค่ากระแสเกินระยะสั้น (Short-time) และค่ากระแสลัดวงจรฉับพลัน (Instantaneous) โดยคู่มือที่เกี่ยวข้องในหัวข้อ การตั้งค่าทริปยูนิตของ MCCB จะอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับการตั้งค่าเหล่านั้นไว้.
Icm Short-Circuit Making Capacity คืออะไร?
Icm คือพิกัดความสามารถในการทำกระแสลัดวงจร (Rated short-circuit making capacity). เป็นค่ากระแสสูงสุดในขณะที่เกิดพีค (Instantaneous peak current) ที่เบรกเกอร์สามารถสร้างหรือปิดวงจรเข้าหาภาวะลัดวงจรได้ ณ แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดภายใต้สภาวะการลัดวงจรที่ระบุไว้.
การสับสวิตช์เข้าหาจุดที่เกิดฟอลต์อาจมีความรุนแรงทางกลมากกว่าที่ผู้ใช้งานหลายคนคาดคิด ในระหว่างการเกิดไฟฟ้าลัดวงจรแบบไม่สมมาตร ค่ากระแสสูงสุดในลูกคลื่นแรกอาจสูงกว่าค่ากระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้แบบ RMS มาก ซึ่งค่าสูงสุดดังกล่าวจะสร้างแรงทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรงจนสามารถสร้างความเสียหายต่อหน้าสัมผัส สลักล็อค สปริง ตัวนำไฟฟ้า และตัวถังของเบรกเกอร์ได้.
ค่า Icm มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ:
- ระบบสับเปลี่ยนแหล่งจ่ายอัตโนมัติ (Automatic transfer schemes)
- เบรกเกอร์สำหรับบัสไท (Bus-tie) และบัสคัปเปลอร์ (Bus-coupler)
- การสับกลับระยะไกล (Remote reclosing)
- การเชื่อมต่อระบบไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเข้ากับสายส่งของการไฟฟ้า
- เบรกเกอร์ขาเข้าที่อาจถูกสับใช้งานในขณะที่ฟอลต์ทางด้านปลายสายยังไม่ถูกกำจัดออกไป
ตารางค่าตัวคูณ k สำหรับ Icm
ตามมาตรฐาน IEC 60947-2 ค่า AC Icm จะสัมพันธ์กับค่า Icu โดยใช้ตัวคูณมาตรฐาน k, ซึ่งขึ้นอยู่กับค่าตัวประกอบกำลัง (Power Factor) ในการทดสอบการลัดวงจร โดยเอกสารอ้างอิงทางวิศวกรรมทั่วไปสรุปความสัมพันธ์ไว้ดังนี้:
Icm = k × Icu| ช่วงของ Icu | ค่าตัวประกอบกำลังในการทดสอบ cosφ | ความสัมพันธ์ของ Icm |
|---|---|---|
| 6 kA < Icu ≤ 10 kA | 0.5 | Icm = 1.7 × Icu |
| 10 kA < Icu ≤ 20 kA | 0.3 | Icm = 2.0 × Icu |
| 20 kA < Icu ≤ 50 kA | 0.25 | Icm = 2.1 × Icu |
| 50 kA ≤ Icu | 0.2 | Icm = 2.2 × Icu |
ตัวอย่าง: หากเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสสลับมี Icu = 100 kA, ความสัมพันธ์ของพิกัดการทนกระแสลัดวงจรขณะปิดวงจรที่สอดคล้องกันมักแสดงดังนี้ Icm = 220 kA ค่าสูงสุด (peak).
Icm = 2.2 × 100 kA = 220 kA ค่าสูงสุด (peak)
ประเด็นสำคัญ: Icm คือค่าสูงสุด (peak) ส่วน Icu และ Ics คือค่ากระแสตัดวงจรแบบ RMS. ห้ามเปรียบเทียบค่าเหล่านี้เสมือนว่าเป็นกระแสประเภทเดียวกัน.
พิกัดทั้งสี่รายการเปรียบเทียบเคียงข้างกัน
| การจัดอันดับ | ชื่อย่อ | ชนิดกระแส | หน้าที่หลัก | การประกาศใช้งานทั่วไปสำหรับ |
|---|---|---|---|---|
| Icu | พิกัดกระแสลัดวงจรสูงสุดที่เซอร์กิตเบรกเกอร์สามารถตัดได้ (Ultimate breaking capacity) | ค่ารากที่สองของค่าเฉลี่ยกำลังสอง (RMS) | การตัดกระแสลัดวงจรสูงสุด | เซอร์กิตเบรกเกอร์มาตรฐาน IEC 60947-2 |
| Ics | พิกัดกระแสลัดวงจรใช้งาน (Service breaking capacity) | ค่า RMS หรือเปอร์เซ็นต์ของ Icu | ประสิทธิภาพการทำงานหลังจากการขัดข้อง | เซอร์กิตเบรกเกอร์มาตรฐาน IEC 60947-2 |
| Icw | กระแสไฟฟ้าทนทานระยะสั้น | ค่ารากที่สองของค่าเฉลี่ยกำลังสอง (RMS) / เวลา | การทนทานระหว่างการหน่วงเวลาที่ตั้งใจไว้ | เซอร์กิตเบรกเกอร์ประเภท B |
| Icm | ความสามารถในการสร้าง (Making capacity) | ค่าสูงสุด (Peak) | การปิดวงจรเข้าสู่สภาวะลัดวงจร | เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ระบุค่าความสามารถในการทำกระแส (Making capacity) |
ตารางนี้ยังอธิบายว่าเหตุใดเอกสารข้อมูลทางเทคนิค (Datasheet) จึงอาจไม่ได้แสดงทุกค่าไว้อย่างเท่าเทียมกัน โดยค่า Icu และ Ics ถือเป็นหัวใจสำคัญในการเลือกเซอร์กิตเบรกเกอร์สำหรับงานอุตสาหกรรม ส่วนค่า Icw จะมีความสำคัญเมื่อมีการใช้งานเบรกเกอร์ในระบบที่ต้องการการเลือกช่วงเวลาหน่วง (Short-time-delay selectivity) และค่า Icm จะมีความสำคัญเมื่อสภาวะการทำงานจริงมีความเสี่ยงต่อการปิดเบรกเกอร์เข้าหาจุดที่เกิดฟอลต์ (Closing onto a fault).
Icn เทียบกับ Icu เทียบกับ Ics: เหตุใดเครื่องหมายบน MCB ถึงมีความแตกต่างกัน
ผู้ใช้งานจำนวนมากมักเข้ามาศึกษาหัวข้อนี้หลังจากได้อ่านเครื่องหมายบนตัว MCB ซึ่งความสับสนนั้นเป็นเรื่องที่เข้าใจได้ เนื่องจากมาตรฐานที่แตกต่างกันจะใช้คำศัพท์ที่แตกต่างกัน.
| บริบทตามมาตรฐาน | คำศัพท์ทั่วไปที่ใช้เรียกกระแสลัดวงจร | บริบทของผลิตภัณฑ์ทั่วไป |
|---|---|---|
| IEC 60898-1 | Icn, พิกัดความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจร | MCB สำหรับที่อยู่อาศัยและงานที่คล้ายคลึงกัน |
| มอก. 60947-2 | Icu และ Ics | MCB, MCCB, ACB สำหรับงานอุตสาหกรรม และงานด้านสวิตช์เกียร์ |
| แนวทางปฏิบัติของ UL / อเมริกาเหนือ | บริบทของค่า Interrupting rating, AIR และ SCCR | เบรกเกอร์ แผงควบคุมไฟฟ้า และตู้ควบคุมไฟฟ้าอุตสาหกรรมที่ผ่านการรับรองมาตรฐาน UL |
MCB ที่มีการระบุเครื่องหมาย C20 6000 อาจใช้การระบุค่ากระแสลัดวงจรตามมาตรฐาน IEC 60898-1 โดยเอกสารข้อมูลทางเทคนิคสำหรับงานอุตสาหกรรมอาจระบุไว้ Icu แล้ว Ics ภายใต้มาตรฐาน IEC 60947-2 ซึ่งเป็นแนวคิดที่เกี่ยวข้องกัน แต่ไม่สามารถใช้ป้ายกำกับแทนกันได้.
หากโครงการของคุณเกี่ยวข้องกับการเลือกใช้ MCB ให้ใช้ คู่มือการเลือก MCB สำหรับการตัดสินใจเลือกกราฟการตัดกระแส, พิกัดกระแส, จำนวนโพล และค่าความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจร.
IEC 60947-2 กับ UL 489: ห้ามเทียบค่าพิกัดแบบหนึ่งต่อหนึ่ง
สำหรับโครงการข้ามภูมิภาค หลายคนมักเข้าใจผิดว่าค่า IEC Icu เหมือนกับค่า UL interrupting rating หรือ AIR ซึ่งเป็นความเข้าใจที่มีความเสี่ยง.
แนวคิดทั้งสองมีความใกล้เคียงกันเนื่องจากอธิบายถึงความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรเหมือนกัน แต่มาตรฐาน IEC และ UL ใช้กรอบการทดสอบ การทำเครื่องหมาย สมมติฐานแรงดันไฟฟ้าขณะกู้คืน และบริบทการรับรองที่แตกต่างกัน เบรกเกอร์ที่มีค่า UL interrupting rating ค่าหนึ่ง ไม่ได้หมายความว่าจะเทียบเท่ากับเบรกเกอร์ที่มีค่า IEC Icu เป็นตัวเลขเดียวกันโดยอัตโนมัติ.
สำหรับตู้ควบคุมไฟฟ้าเพื่อการส่งออกและโครงการข้ามชาติ:
- ระบุมาตรฐานที่โครงการกำหนดให้ชัดเจน
- ขอใบรับรองสำหรับรุ่นและค่าพิกัดที่ระบุโดยเฉพาะ
- ตรวจสอบค่าพิกัดกระแสลัดวงจรที่สัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้า
- ห้ามเปลี่ยนแทนค่าพิกัด IEC และ UL โดยใช้ตัวเลขเทียบกันแบบหนึ่งต่อหนึ่งโดยปราศจากการตรวจสอบทางวิศวกรรม
สำหรับคำศัพท์เฉพาะของสหรัฐอเมริกา โปรดดูคู่มือ VIOX ที่ มาตรฐานเซอร์กิตเบรกเกอร์แรงดันต่ำของสหรัฐอเมริกา.
พิกัดใดสำคัญที่สุดตามการใช้งาน?
| โปรแกรม | พิกัดแรกที่ต้องตรวจสอบ | พิกัดที่สองที่ต้องตรวจสอบ | พิกัดที่สามที่ต้องตรวจสอบ | บันทึกย่อ |
|---|---|---|---|---|
| การจ่ายไฟขั้นสุดท้าย / วงจรย่อย | Icu หรือ Icn | Ics หากเป็นไปตามมาตรฐาน IEC 60947-2 | พิกัดกระแสและเส้นกราฟการทริป | โดยปกติแล้ว Icw ไม่ใช่ส่วนหนึ่งของการเลือกอุปกรณ์สำหรับวงจรย่อยปลายทางทั่วไป |
| วงจรป้อนมอเตอร์ | Icu | Ics | Icm หากมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดการสับสวิตช์เข้าหาจุดลัดวงจร | ตรวจสอบกระแสขณะสตาร์ทมอเตอร์และการประสานการทำงานร่วมกับคอนแทคเตอร์/โอเวอร์โหลดรีเลย์ด้วย |
| วงจรป้อน MCCB สำหรับงานอุตสาหกรรม | Icu | Ics | การตั้งค่าชุดทริปยูนิต | ค่า Ics ที่สูงช่วยเพิ่มความมั่นใจในการใช้งานระบบไฟฟ้าหลังเกิดเหตุขัดข้อง |
| เมนเบรกเกอร์ขาเข้า | Icu | Ics | ค่า Icw ในกรณีที่ต้องการการเลือกช่วงเวลาทำงาน (Time-delay selectivity) | มักจำเป็นต้องมีการศึกษาการประสานการทำงานของอุปกรณ์ป้องกัน (Coordination study) |
| ACB สำหรับเมนขาเข้าหรือบัสไท (Bus-tie) | Icw | Icu/Ics | Icm | การเลือกช่วงเวลาทำงาน (Selectivity) และความสามารถในการทนกระแสลัดวงจรขณะปิดวงจร (Making duty) กลายเป็นหัวใจสำคัญ |
| การสลับแหล่งจ่ายไฟ / การสลับแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติ | Icm | Icu | Ics | การปิดวงจรเข้าหาจุดที่เกิดฟอลต์ทางด้านโหลดเป็นสถานการณ์ที่เกิดขึ้นได้จริง |
ลำดับความสำคัญจะเปลี่ยนไปตามหน้าที่ของเบรกเกอร์ โดยเบรกเกอร์ย่อยเน้นที่การตัดกระแสและการทริปที่ถูกต้อง ส่วนเบรกเกอร์เมนขาเข้าอาจต้องมีการหน่วงเวลา และเบรกเกอร์สำหรับระบบสลับแหล่งจ่ายอาจต้องรองรับการปิดวงจรเข้าสู่สภาวะโหลดปลายทางที่ไม่ทราบแน่ชัด.
การตรวจสอบความเพียงพอของค่า Icu, Ics, Icw และ Icm อย่างครบถ้วน
ใช้ลำดับขั้นตอนต่อไปนี้ก่อนอนุมัติการใช้งานเบรกเกอร์สำหรับตู้ควบคุมไฟฟ้าในงานอุตสาหกรรม:
- คำนวณกระแสลัดวงจรที่คาดว่าจะเกิดขึ้น ณ จุดติดตั้ง. รวมค่าอิมพีแดนซ์ของหม้อแปลง, อิมพีแดนซ์ของสายเคเบิล, กระแสจากแหล่งจ่ายต้นทาง และการขยายตัวของระบบในอนาคตตามความเหมาะสม.
- ตรวจสอบค่า Icu หรือ Icn เทียบกับระดับกระแสลัดวงจรที่คำนวณได้. พิกัดที่เลือกใช้ต้องสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าจริงและบริบทมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง.
- เพิ่มค่าเผื่อทางวิศวกรรม (Engineering margin) ตามความเหมาะสม. ค่าเผื่อ 10-20% เป็นแนวทางปฏิบัติในการออกแบบทั่วไปในบางโครงการ แต่เป็นการตัดสินใจทางวิศวกรรม ไม่ใช่กฎสากลของ IEC.
- ตรวจสอบค่า Ics เพื่อความต่อเนื่องในการจ่ายไฟ. หากความพร้อมใช้งานของระบบ (Uptime) มีความสำคัญ อย่าเลือกอุปกรณ์โดยพิจารณาจากค่า Icu เพียงอย่างเดียว.
- ตรวจสอบค่า Icw หากมีการใช้การหน่วงเวลาลัดวงจร (Intentional short-time delay). ค่ากระแส Icw และเวลาต้องสอดคล้องกับการศึกษาเรื่องการเลือกค่ากระแสลัดวงจร (Selectivity study).
- ตรวจสอบค่า Icm หากมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดการปิดสวิตช์เข้าหาจุดที่เกิดฟอลต์ (Closing onto a fault). สิ่งนี้มีความสำคัญสำหรับเบรกเกอร์ขาเข้า (Incomers), บัสไท (Bus ties), ระบบถ่ายโอนกำลังไฟฟ้า (Transfer systems) และการสั่งปิดสวิตช์จากระยะไกล.
- ตรวจสอบข้อมูลการประสานการทำงานจากผู้ผลิต. การป้องกันสำรอง (Backup protection) การประสานการทำงานแบบลดหลั่น (Cascading) และการเลือกช่วงเวลาตัดวงจร (Selectivity) ควรยึดตามตารางการประสานการทำงานที่ผ่านการทดสอบหรือเผยแพร่อย่างเป็นทางการ ไม่ใช่การคาดเดา.
สำหรับการอ่านค่าบนแผ่นป้ายชื่อ (Nameplate) คู่มือแผ่นป้ายชื่อ MCCB คือขั้นตอนถัดไปที่เหมาะสม.
ข้อผิดพลาดทั่วไปในการอ่านค่า Icu, Ics, Icw และ Icm
ข้อผิดพลาดที่ 1: การเข้าใจว่า Icu เป็นค่าความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรเพียงค่าเดียวที่สำคัญ
Icu เป็นค่าที่จำเป็น แต่ความน่าเชื่อถือในงานอุตสาหกรรมมักขึ้นอยู่กับค่า Ics เบรกเกอร์ที่เลือกโดยพิจารณาจากค่า Icu เพียงอย่างเดียวอาจตัดกระแสลัดวงจรได้ แต่ยังคงต้องได้รับการตรวจสอบหรือเปลี่ยนใหม่ก่อนที่จะนำกลับมาใช้งานอย่างปลอดภัย.
ข้อผิดพลาดที่ 2: การอนุมานว่า Ics มีค่าเท่ากับ Icu เสมอ
Ics สามารถมีค่าเท่ากับ Icu ได้ แต่ก็อาจเป็น 25%, 50% หรือ 75% ของ Icu ขึ้นอยู่กับรุ่นของเซอร์กิตเบรกเกอร์ โปรดตรวจสอบข้อมูลในเอกสารทางเทคนิค (Datasheet) เสมอ.
ข้อผิดพลาดที่ 3: การคาดหวังว่าเบรกเกอร์ทุกตัวต้องมีค่า Icw
เบรกเกอร์ประเภท Category A หลายรุ่นไม่ได้ระบุค่า Icw เนื่องจากไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อการเลือกช่วงเวลาหน่วงในการตัดกระแสลัดวงจร (Short-time-delay selectivity) หากระบบป้องกันของคุณต้องการการหน่วงเวลา ให้เลือกใช้เบรกเกอร์ประเภท Category B ที่มีค่า Icw ที่เหมาะสม.
ข้อผิดพลาดที่ 4: การเปรียบเทียบ Icm กับ Icu โดยเข้าใจว่าเป็นค่า RMS ทั้งคู่
Icm คือค่ากระแสสูงสุด (Peak current) ส่วน Icu คือค่ากระแสตัดวงจรแบบ RMS ตัวเลขที่มากกว่าของ Icm ไม่ได้หมายความว่าเป็นรุ่นที่ใหญ่กว่า Icu.
ข้อผิดพลาดที่ 5: การละเลยแรงดันไฟฟ้าที่ระบุไว้ในพิกัด
พิกัดการทนกระแสลัดวงจรขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า เบรกเกอร์ตัวเดียวกันอาจมีค่า Icu/Ics ที่แตกต่างกันตามแรงดันไฟฟ้าใช้งานที่กำหนด โปรดตรวจสอบพิกัด แรงดันไฟฟ้า จำนวนโพล และมาตรฐานที่เกี่ยวข้องควบคู่กันเสมอ.
ข้อผิดพลาดที่ 6: การใช้คำศัพท์มาตรฐาน IEC และ UL ปนกันโดยไม่มีการตรวจสอบ
IEC Icu/Ics/Icw/Icm คำศัพท์และพิกัดการตัดกระแสลัดวงจรของ UL ไม่สามารถเทียบเท่ากันแบบหนึ่งต่อหนึ่งได้ โครงการส่งออกจำเป็นต้องมีใบรับรองและเอกสารข้อมูลทางเทคนิคที่ถูกต้องสำหรับตลาดเป้าหมาย.
คำถามที่พบบ่อย
Icu และ Ics แตกต่างกันอย่างไร?
Icu คือพิกัดความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรสูงสุด ซึ่งแสดงถึงกระแสลัดวงจรสูงสุดที่เบรกเกอร์สามารถตัดได้ภายใต้สภาวะการทดสอบขั้นสูงสุด ส่วน Ics คือพิกัดความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรเพื่อการใช้งาน ซึ่งแสดงถึงระดับกระแสที่ยืนยันประสิทธิภาพการทำงานหลังจากการตัดกระแสลัดวงจรแล้ว โดย Icu เน้นที่การตัดกระแสสูงสุด ส่วน Ics เน้นที่ความมั่นใจในการใช้งานหลังเกิดเหตุขัดข้อง.
Ics ต่ำกว่า Icu เสมอหรือไม่?
ไม่เสมอไป Ics อาจต่ำกว่า Icu แต่ก็สามารถเท่ากับ Icu ได้เช่นกัน โดยทั่วไปจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของ Icu เช่น 25%, 50%, 75% หรือ 100%.
Icw บน MCCB หมายถึงอะไร?
Icw หมายถึงพิกัดกระแสทนต่อกระแสลัดวงจรในระยะเวลาสั้น ซึ่งบอกให้ทราบว่าเบรกเกอร์สามารถทนต่อกระแสลัดวงจรได้มากเท่าใดในช่วงเวลาที่กำหนดระหว่างการหน่วงเวลาแบบเลือกตัด (Selective delay) โดยส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับเบรกเกอร์ประเภท Category B และควรพิจารณาควบคู่ไปกับระยะเวลาที่ระบุไว้เสมอ.
ทำไมเซอร์กิตเบรกเกอร์บางรุ่นถึงไม่ระบุค่า Icw?
เซอร์กิตเบรกเกอร์ประเภท Category A หลายรุ่นไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับการหน่วงเวลาตัดกระแสลัดวงจร (Short-time-delay) เพื่อทำระบบเลือกตัด (Selectivity) ผู้ผลิตจึงอาจไม่ได้ระบุค่า Icw ไว้ ซึ่งไม่ได้หมายความว่าเอกสารข้อมูลทางเทคนิคไม่สมบูรณ์ แต่อาจหมายความว่าเบรกเกอร์รุ่นนั้นไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อการใช้งานในลักษณะดังกล่าว.
ค่า Icm ในเซอร์กิตเบรกเกอร์คืออะไร?
Icm คือพิกัดความสามารถในการปิดวงจรขณะเกิดกระแสลัดวงจร (Rated short-circuit making capacity) ซึ่งเป็นค่ากระแสลัดวงจรสูงสุดที่เบรกเกอร์สามารถปิดวงจรได้ภายใต้สภาวะที่กำหนด โดยมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับระบบสลับแหล่งจ่าย (Transfer systems), บัสไท (Bus ties), เบรกเกอร์ขาเข้า (Incomers) และการสั่งปิดวงจรจากระยะไกล.
ค่า Icm จะต้องเป็น 2.2 เท่าของ Icu เสมอไปหรือไม่?
ไม่เสมอไป ความสัมพันธ์ดังกล่าวขึ้นอยู่กับช่วงของค่า Icu และค่าตัวประกอบกำลัง (Power factor) ตามมาตรฐานการทดสอบ โดยสรุปตามมาตรฐาน IEC 60947-2 มักจะแสดงตัวคูณที่แตกต่างกัน เช่น 1.7, 2.0, 2.1 และ 2.2 ขึ้นอยู่กับช่วงของค่า Icu.
MCB ใช้ค่า Icu, Ics, Icw และ Icm หรือไม่?
MCB สำหรับงานอุตสาหกรรมหรือรุ่นที่รองรับมาตรฐานคู่ (Dual-standard) อาจระบุค่า Icu และ Ics ตามมาตรฐาน IEC 60947-2 ส่วน MCB สำหรับที่อยู่อาศัยและงานทั่วไปตามมาตรฐาน IEC 60898-1 จะนิยมใช้ค่า Icn มากกว่า และโดยปกติแล้ว MCB ที่ใช้ในวงจรย่อยปลายทางมักไม่ใช้ค่า Icw เป็นเกณฑ์ในการเลือกใช้งานจริง.
พิกัดใดมีความสำคัญที่สุดสำหรับการเลือก MCCB?
Icu คือการตรวจสอบความปลอดภัยขั้นแรกเพราะต้องครอบคลุมกระแสลัดวงจรที่อาจเกิดขึ้นได้ ส่วน Ics คือการตรวจสอบความน่าเชื่อถือที่สำคัญสำหรับการใช้งานหลังเกิดเหตุขัดข้อง สำหรับ Icw จะมีความสำคัญหาก MCCB ถูกนำไปใช้ในระบบที่มีการหน่วงเวลาเพื่อเลือกช่วงการตัดวงจร (Short-time-delay selectivity) และ Icm จะมีความสำคัญหากเบรกเกอร์อาจต้องสับเข้าหาจุดที่เกิดฟอลต์.
เบรกเกอร์สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หรือไม่หลังจากตัดกระแสที่ระดับ Icu?
อย่าสันนิษฐานว่าจะสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยอัตโนมัติหลังจากเกิดฟอลต์ที่ระดับ Icu เบรกเกอร์อาจจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบ ทดสอบ ซ่อมบำรุง หรือเปลี่ยนใหม่ตามคำแนะนำของผู้ผลิตและขั้นตอนปฏิบัติของหน้างาน ทั้งนี้ Ics จะเป็นตัวบ่งชี้ถึงความคาดหวังด้านประสิทธิภาพการใช้งานหลังการตัดกระแสลัดวงจรได้ดีกว่า.
จะเกิดอะไรขึ้นหากกระแสฟอลต์เกินค่า Icu?
หากกระแสลัดวงจรที่อาจเกิดขึ้นมีค่าเกินพิกัดความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรสูงสุด (Ultimate breaking capacity) ของเบรกเกอร์ เบรกเกอร์อาจไม่สามารถตัดวงจรได้อย่างปลอดภัย ผลลัพธ์ที่อาจเกิดขึ้น ได้แก่ หน้าสัมผัสเชื่อมติดกัน ตัวถังแตก อาร์คต่อเนื่อง หรืออุปกรณ์ป้องกันต้นทางทำงานแทน วิธีแก้ไขที่เหมาะสมคือการใช้เบรกเกอร์ที่มีพิกัดสูงขึ้น การใช้ระบบป้องกันสำรองที่ผ่านการทดสอบ หรือการออกแบบโครงสร้างระบบป้องกันใหม่.
คู่มือ VIOX ที่เกี่ยวข้อง
- คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบเคสหล่อ (MCCBs)
- วิธีอ่านแผ่นป้าย MCCB เพื่อความปลอดภัยทางไฟฟ้า
- คู่มือการเลือก MCB: 6kA เทียบกับ 10kA
- มาตรฐาน IEC 60898-1 เทียบกับ IEC 60947-2 สำหรับ MCB
- การตั้งค่าชุดทริปของ MCCB: อธิบายค่า Ir, Isd และ Ii
- หน้าผลิตภัณฑ์ VIOX MCCB
