Circuit Breaker (CB) สำหรับไฟฟ้าแรงสูงมีกี่ประเภท และมีพัฒนาการมาอย่างไร ?

Circuit Breaker (CB) สำหรับไฟฟ้าแรงสูงมีกี่ประเภท และมีพัฒนาการมาอย่างไร ?

องค์ประกอบทางโครงสร้างของ Circuit Breaker สำหรับระบบไฟฟ้าแรงดันสูงจะคล้ายกับชนิดแรงต่ำ แต่จะมีส่วนที่แตกต่างกันในอุปกรณ์สั่งตัดตอน (Tripping Unit) เท่านั้น ใน CB แรงดันต่ำการ Trip เกิดจาก Thermal Trip Unit หรือ Electro Magnetic Trip Unit ซึ่งเป็นลักษณะของส่วนประกอบหลัก (Built-In Unit) ในตัวอุปกรณ์ ...แต่ CB ในระบบแรงดันไฟสูง ไม่มีอุปกรณ์ดังกล่าวในตัวเอง CB จะรับสัญญาณ Overload Current หรือ Short Circuit Current จากอุปกรณ์ตรวจจับภายนอก (Protective Relay) แล้วสั่งให้ Shunt Trip หรือ No-Voltage Release Coil ตัด CB ออกจากการจ่ายไฟฟ้า

Circuit Breaker ไฟฟ้าแรงดันสูงมีพัฒนาการมานาน พอจะเรียงลำดับรุ่นต่างๆได้ดังนี้

1) Air Circuit Breaker (ACB) เป็นพัฒนาการรุ่นแรกที่ใช้วิธีการดับ Arc ในอากาศภายในช่อง Arc-Chute สามารถทำได้ถึงระดับแรงดันไฟฟ้า 24kV สูงสุด การทำงานเหมือน ACB ชนิดไฟฟ้าแรงต่ำ แต่ขณะเปิด-ปิด วงจรจะมีเสียงดังมาก บางครั้งเหมือนเสียงระเบิดลูกเล็กๆ

2) Oil Circuit Breaker (OCB) เป็นพัฒนาการที่สูงขึ้นโดยใช้น้ำมันมาเป็นฉนวนไฟฟ้า และใช้ในการดับ Arc ที่เกิดขึ้น พัฒนาการในรุ่นแรกๆ จะเป็นแบบ Maximum Oil Circuit Breaker ถังน้ำมันจะมีขนาดใหญ่ ช่องที่ออกแบบไว้สำหรับ Main Contact และ Arc-Chute ต่างๆ จะใหญ่โต จึงต้องบรรจุน้ำมันเป็นปริมาณมากๆ ต่อมาได้พัฒนาให้มีขนาดเล็กลง เป็นรุ่น Minimum Oil Circuit Breaker โดยการพัฒนาวัสดุต่างๆ รวมถึงเทคนิคการออกแบบ ทำให้ขนาดอุปกรณ์เล็กลงพอจะบรรจุอยู่ในกระบอกเล็กๆ ที่ใส่น้ำมันไว้เพียงเล็กน้อย ระดับแรงดันที่ทำได้สูงสุดคือ 69kV

3) Vacuum Circuit Breaker (VCB) เป็นพัฒนาการที่จะทำให้อุปกรณ์มีขนาดเล็กลงโดยให้ส่วนที่มีไฟฟ้า เช่น หน้าสัมผัสต่างๆ อยู่ภายในกระบอกสุญญากาศ นั่นคือ Arc ที่เกิดขึ้นในสุญญากาศจะมีน้อยมาก (ไม่มีสุญญากาศที่แท้จริงในกระบอก) อุปกรณ์ที่ใช้โดยทั่วไปจะคล้ายของ Minimum Oil พัฒนาการทำให้สูงสุดถึง 36kV นิยมใช้แพร่หลายในญี่ปุ่น และบางประเทศในยุโรป

4) Gas Circuit Breaker (GCB) เป็นพัฒนาการชนิดที่สามารถใช้กับระบบไฟฟ้าแรงดันสูง เช่น 69kV, 115kV, 230kV และ 500kV ต้นกำเนิดของอุปกรณ์เริ่มจากระดับแรงดันสูงๆ อย่างนี้เพราะมีราคาแพงมาก ...ภายหลังที่เทคนิคการผลิต และปริมาณการใช้เริ่มสูงขึ้นจึงทำให้มีราคาถูกลงจนนำมาใช้ในระบบ 69kV, 24kV ได้อย่างแพร่หลาย ก๊าซที่ใช้เป็นชนิด SF6 ขนาดของอุปกรณ์กะทัดรัด บางยี่ห้อจะมีอุปกรณ์วัดแรงดันก๊าซภายในกระบอก แต่บางยี่ห้อไม่มีโดยอ้างว่า Baring ที่ใช้เป็นชนิดน้ำมัน 2 ชั้น ที่ก๊าซไม่มีโอกาสรั่วออกมาเลย ตลอดเวลามากกว่า 20 ปี ส่วนยี่ห้อที่มีอุปกรณ์วัดแรงดันก๊าซนั้น Baring ที่ใช้มีวิธีการ Seal ก๊าซโดยใช้ Double O-Ring ที่เป็นยาง แต่อย่างไรก็ตามอุปกรณ์ได้มีการออกแบบไว้ให้มีความปลอดภัยโดยหากเกิดการรั่วของก๊าซแล้ว สุดท้ายจะยังคงมีก๊าซอยู่ภายในกระบอกซึ่งมีแรงดันเท่ากับ 1 บรรยากาศ และเพียงพอให้อุปกรณ์ Trip ได้ 1 ครั้ง โดยไม่เกิดอันตรายแต่อย่างใด หลังจากนั้นระบบจะ Lock ไม่ให้เกิดการสับสวิทซ์ต่อไป

Cr. ความรู้เบื้องต้นวิศวกรรมงานระบบ_EEC