ค่า Icu, Ics, Icw ของเบรกเกอร์ คืออะไร ?

ค่า Icu, Ics, Icw ของเบรกเกอร์ คืออะไร ?

Ic (Interrupting Capacity) เป็นพิกัดการทนกระแสลัดวงจรสูงสุดโดยปลอดภัยของเบรคเกอร์นั้นๆ โดยปกติกำหนดค่าการทนกระแสเป็น kA. ค่า Ic จะบอกให้รู้ว่าเบรคเกอร์ที่ใช้นั้นมีความปลอดภัยมากน้อยเพียงใด การเลือกค่ากระแส Ic จะต้องรู้ค่ากระแสลัดวงจร ณ. จุดนั้นๆ เสียก่อน 

พิกัดการทนกระแสลัดวงจรสูงสุด Interrupting Capacity (Ic) ตามมาตรฐาน IEC60947-2 แล้วสามารถแบ่งเป็น 4 ประเภทคือ

*** 1) Icu หรือ Icn (Rated short-circuit breaking capacity)

หมายถึงพิกัดการทนกระแสลัดวงจรสูงสุดโดยปลอดภัยของเบรคเกอร์ ตามมาตรฐานแล้วจะระบุเป็นค่า r.m.s ของกระแสไฟสลับ โดยถือว่าส่วนประกอบ transient กระแสตรง (ค่า DC. Transient ) เป็นศูนย์ พิกัดกระแสดังกล่าวในภาคอุตสาหกรรมเรียกว่า ค่า Icu (Rated ultimate s.c. breaking capacity) ส่วนภาคที่อยู่อาศัยเรียกว่า Icn ปกติจะมีหน่วยเป็น kA r.m.s. การทดสอบค่า Icu หรือ Icn ตามมาตรฐาน IEC มี 3 ลักษณะคือ

1.1) Operating sequences(open-close/open) คือการทดสอบการทนกระแสลัดวงจร โดยทำการปิดและเปิดวงจร ของเบรคเกอร์ขณะมีกระแสลัดวงจร

1.2) Current and voltage phase displacement คือการทดสอบการทนกระแสลัดวงจรที่ค่า power factor ต่างๆ กัน ซึ่งพบว่าถ้า power factor = 1 จะปลดวงจรง่ายกว่า และถ้า power factor มีค่าต่ำเท่าใดการปลดวงจรยิ่งทำได้ยากเท่านั้น ซึ่งสอดคล้องกับความเป็นจริงที่ว่าระบบไฟฟ้าส่วนใหญ่เป็น lagging power factor และยิ่งมีกระแสลัดวงจรสูงเท่าใด (อยู่ใกล้ generator หรือหม้อแปลงขนาดใหญ่) ค่า power factor ก็ยิ่งต่ำลง

1.3) Dielectric withstand capability คือการทดสอบความเป็นฉนวนของโครง (case) ของเบรคเกอร์ หลังจากการ short-circuit ไปแล้วว่ายังคง

*** 2) Icm (Rated making capacity)

หมายถึงพิกัดการทนกระแสลัดวงจรสูงสุดที่เป็น peak current ที่เบรคเกอร์ สามารถทนได้ และทำการปลดวงจรแบบทันทีทันใด (instantaneous) โดยไม่มีการหน่วงเวลาที่แรงดันพิกัด (rated voltage) ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด

ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ ค่ากระแส peak มีความสัมพันธ์กับค่า Icu ด้วยตัวคูณ (k factor) ซึ่งต่างกันไปตามค่า power factor ของกระแสลัดวงจร ดังนี้

- (Icu) มากกว่า 6kA ถึง 10kA -> (power factor) = 0.5 -> (Icm) = 1.7 x Icu

- (Icu) มากกว่า 10kA ถึง 20kA -> (power factor) = 0.3 -> (Icm) = 2 x Icu

- (Icu) มากกว่า 20kA ถึง 50kA -> (power factor) = 0.25 -> (Icm) = 2.1 x Icu

- (Icu) มากกว่า 50kA -> (power factor) =0.2 -> (Icm) = 2.2 x Icu

*** 3) Icw (Rated short-time withstand current)

ค่านี้ขึ้นอยู่กับประเภทของ switchgear แรงต่ำ ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มคือ

3.1) ชนิด A คือระบบ switchgear ที่ไม่มีความต้องการให้มีการหน่วงเวลาในการทำงานของอุปกรณ์ magnetic trip (เป็นการปลดวงจรโดยอาศัยอำนาจแม่เหล็ก) ได้แก่ molded case circuit breaker ทั่วไป ดังนั้น molded case CB. จึงไม่มีค่า Icw

3.2) ชนิด B คือระบบ switchgear ที่สามารถหน่วงเวลาในการปลดวงจรได้ ทั้งนี้เพื่อให้สามารถทำการปลดวงจรเป็นลำดับขั้น (discrimination) ในระบบ โดยเบรคเกอร์ตัวที่อยู่ใกล้กระแสลัดวงจรที่สุดควรปลดวงจรก่อน ดังนั้นตัวที่อยู่ถัดไป (โดยเฉพาะตัว main) ต้องทนกระแสลัดวงจรซึ่งสูงกว่าและเป็นเวลาที่นานกว่าได้ โดยตัวมันเองไม่ปลดวงจรและไม่เสียหาย ค่าพิกัดและกระแสการลัดวงจรสูงสุดที่เบรคเกอร์ทนได้ในกรณีที่ต้องหน่วงเวลาเช่นนี้เรียกว่า short-time withstand current rating (Icw) โดยปกติค่า Icw จะถูกระบุหรือทดสอบกับเบรคเกอร์แบบ electronic trip เช่น Air circuit breaker หรือ molded case ประเภท heavy duty

กล่าวโดยสรุป Icw คือค่ากระแสลัดวงจรสูงสุดสำหรับเบรคเกอร์ชนิด B ที่สามารถทนได้ทั้งผลทางด้านอุณหภูมิ , ความเค้นและ ความเครียดจากสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้น โดยตัวมันเองไม่เสียหายในช่วงเวลาหนึ่ง ตามที่โรงงานผู้ผลิตระบุ

*** 4) Ics (Rated service short short-circuit breaking capacity)

เป็นค่าที่บอกให้รู้ว่าเมื่อเบรคเกอร์ปลดวงจรหลังจากเกิดการลัดวงจรครั้งแรกแล้ว เบรคเกอร์ตัวนั้นจะสามารถทนกระแสลัดวงจร ในครั้งถัดไปได้เท่าเดิมหรือไม่โดยเทียบกับค่า Icu โดยระบุเป็นเปอร์เซ็นต์ของค่า Icu เช่น 25 , 50 , 75 และ 100%

เช่น เบรคเกอร์ตัวหนึ่งระบุค่า Ics = 0.5 Icu หมายความว่าเมื่อเบรคเกอร์ปลดวงจรหลังจากเกิดการลัดวงจรครั้งแรกแล้ว เบรคเกอร์ตัวนั้นจะสามารถทนกระแสลัดวงจร ในครั้งถัดไปได้เท่ากับ 50% ของ Icu

* คัดลอกจากวารสารโอมห์ แมกกาซีน ฉบับที่1 มิถุนายน-สิงหาคม 2000 ในเครือ schneider electric*