ฟิวส์ (Fuse) คืออะไร?

2014-08-14 16:38:59 ใน ความรู้เกี่ยวกับเครื่องมือต่างๆ »

131989 ฟิวส์เป็นอุปกรณ์ป้องกันโดยทำหน้าที่เหมือนตัวนำตัวหนึ่งในวงจรไฟฟ้า เมื่อเกิดกระแสเกินพิกัด (Overload Current) หรือกระแสลัดวงจร (Short Circuit Current) มีค่ามากกว่ากระแสที่ฟิวส์ทนได้ (Fuse’s Current Rating) จะทำให้ฟิวส์ขาด (Blown Fuse) ทำให้วงจรขาดและกระแสไม่ไหลอีกต่อไป เพื่อป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้นกับอุปกรณ์และผู้ใช้อุปกรณ์

ปกติแล้วกระแสเกินพิกัด (Overload Current) เกิดขึ้นจากการดึงกระแสที่มากเกินจากอุปกรณ์ปลายทาง ส่วนกระแสลัดวงจร (Short Circuit Current) เกิดจากการที่กระแสเคลื่อนที่ผ่านทางลัดที่อาจจะเกิดจากการแตะกันของสายไฟหรือมีตัวนำไฟฟ้าเชื่อมต่อการลัดวงจร ซึ่งสามารถมีค่ามากกว่าพันเท่าของกระแสต่อเนื่องที่ฟิวส์ทนได้

โดยปกติ ฟิวส์จะเป็นอุปกรณ์ที่อ่อนแอที่สุดในวงจร โดยจะขาดและตัดวงจรก่อนที่อุปกรณ์อื่นๆ เช่น หลอดไฟ สายไฟ หรือหม้อแปรง จะไหม้หรือระเบิด

Fuses and Breakers (ฟิวส์กับเบรคเกอร์)

ฟิวส์แตกต่างจากเบรคเกอร์ตรงที่ ฟิวส์เมื่อทำการตัดวงจรออกแล้วจะใช้งานต่อไปไม่ได้ ต้องทำการเปลี่ยนฟิวส์ใหม่ ส่วนเบรกเกอร์เมื่อตัดวงจรแล้ว สามารถรีเซ็ทค่าแล้วใช้งานได้ต่อไปอีก อย่างไรก็ตาม ฟิวส์มีราคาถูกกว่าและให้ความเสถียรภาพและรวดเร็วในการตัดวงจรได้ดีกว่าเบรคเกอร์ นอกจากนี้ฟิวส์ทุกชนิดสามารถป้องกันทั้งกระแสเกินพิกัด (Overload Current) และกระแสลัดวงจร (Short Circuit Current) แต่เบรกเกอร์นั้นโดยส่วนใหญ่จะออกแบบมาเพื่อป้องกันกระแสเกินพิกัด (Overload Current) อย่างเดียวเท่านั้น ไม่สามารถจะป้องกันกระแสที่อันตรายอย่างกระแสลัดวงจร (Short Circuit Current) ได้

ดังนั้น การออกแบบระบบที่ต้องการเสถียรภาพในการตัดวงจรค่อนข้างสูง จึงมักมีการนำเอาฟิวส์มาต่อร่วมกับเบรคเกอร์ โดยให้เบรกเกอร์ทำการตัดวงจรก่อน (ค่ากระแสพิกัดต่ำ) แต่ถ้าเบรคเกอร์ไม่ตัด ฟิวส์จะทำหน้าที่ตัดวงจรเอง (ค่ากระแสพิกัดสูง) หรือระบบที่ใช้ฟิวส์เป็นตัวตัดวงจรเพียงตัวเดียว บางทีอาจจะมีการต่อเบรคเกอร์ไว้ด้วย เพื่อประโยชน์ในการตัดวงจรขณะตรวจเช็คหรือบำรุงรักษา (มอเตอร์มักไม่ใช้ฟิวส์ แต่จะใช้เบรกเกอร์คู่กับ Overload Relay ในการตัดวงจรออกจากระบบไฟฟ้า เนื่องจากมอเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่มักเกิดกระแสเกินชั่วขณะเมื่อสตาร์ท จึงต้องการอุปกรณ์ป้องกันที่ตัดวงจรช้า โดยจะตัดวงจรเมื่อเกิดกระแสเกินจริงๆ ดังนั้นอุปกรณ์ที่ตัดวงจรจะเป็น Overload Relay และเบรคเกอร์ซึ่งจะเป็นตัว Back Up เพื่อตัดระบบไฟฟ้าออกสำหรับการบำรุงรักษาตู้ควบคุมไฟฟ้าหรือเพื่อการตรวจเช็คเท่านั้น)

Type of Fuses (ประเภทของฟิวส์)

1. Time-Delay Fuses: ฟิวส์ประเภทนี้จะหน่วงเวลาขณะที่มีกระแส Overload ขนาดเล็ก เพื่อป้องกันการขาดของฟิวส์ที่ไม่จำเป็นสำหรับกระแส Temporary Overload บางประเภท เช่น Motor Start-Ups หรือ Switching Surges บางครั้งเรียกฟิวส์ชนิดนี้ว่า Dual-Element Fuses

2. Fast-Acting Fuses: ฟิวส์ชนิดนี้ไม่มีการหน่วงเวลา จะตัดวงจรทันทีที่มีกระแสที่เกินกระแสต่อเนื่องที่ฟิวส์ทนได้ ใช้ในวงจรที่ไม่มีกระแส Temporary overload เช่น วงจรความร้อน (Heating) หรือวงจรแสงสว่าง (Lighting)

Short Circuit Current Rating (ค่าพิกัดกระแสลัดวงจร)

Short Circuit Current Rating มีชื่อเรียกอีกว่า Interrupting Rating หรือ Breaking Capacity คือค่ากระแสที่สูงสุดที่ฟิวส์สามารถตัดวงจรได้อย่างปลอดภัยที่เมื่อฟิวส์ใช้งานอยู่ที่ค่าพิกัดความต่างศักย์ (Voltage Rating)

หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งว่า เมื่อเกิดกระแสลัดวงจร ซึ่งมีค่าสูงมากหลายเท่าของกระแสปกติที่ฟิวส์ทนได้ ฟิวส์จะยังทำหน้าที่ตัดวงจรตามปกติ โดยไม่เกิดการระเบิดหรือแตกหัก ถ้าหากกระแสลัดวงจรไม่เกินค่าพิกัดกระแสลัดวงจรของฟิวส์นั้นๆและค่าความต่างศักย์ที่ใช้ไม่เกินค่าพิกัดความต่างศักย์ของฟิวส์นั้นๆ

Voltage Rating (ค่าพิกัดความต่างศักย์)

Voltage Rating คือ ค่าความต่างศักย์ที่เหมาะสมสำหรับการนำไปใช้งาน จริงๆแล้วจะเป็นค่าความต่างศักย์ที่สูงสุดที่ฟิวส์จะสามารถตัดวงจรได้อย่างปลอดภัยเมื่อเกิดกระแสลัดวงจร ดังนั้น ฟิวส์จะสามารถนำไปใช้ได้อย่างปลอดภัยที่ทุกความต่างศักย์ที่ต่ำกว่าค่าพิกัดความต่างศักย์โดยไม่ทำให้ความสามารถในการตัดวงจรของฟิวส์เสียไป
โดยปกติ ค่า Voltage Rating ที่ผู้ผลิตแจ้งมาจะเหมาะสมกับ AC หรือ DC อย่างใดอย่างหนึ่ง แต่ผู้ใช้สามารถพิจารณานำไปใช้ได้ ดังนี้
1. ถ้าเป็น Glass Fuse ค่า Voltage Rating ของ DC จะมีค่าประมาณครึ่งหนึ่งของ AC

2. ถ้าเป็น Ceramic Fuse ค่า Voltage Rating ของ DC จะมีค่าเท่าๆกับ AC

Current Rating (ค่าพิกัดกระแส)

Current Rating คือ ค่ากระแสปกติที่ฟิวส์สามารถทนได้ก่อนที่จะตัดวงจร โดยเป็นค่ากระแสที่ฟิวส์สามารถทนได้จากการทดสอบจากผู้ผลิตที่อุณหภูมิมาตรฐานในห้องแล็บซึ่งก็คือ 25C หรือ 77F โดยประมาณ

Fuse Selection Guide (หลักการเลือกใช้ฟิวส์)

1. ในการเลือกฟิวส์ที่มีขนาดถูกต้อง ผู้ใช้ต้องทราบขนาดกระแสปกติในวงจรที่อุณหภูมิห้อง (25C) เสียก่อน เมื่อทราบขนาดของกระแสดังกล่าวแล้ว จึงเลือกใช้ฟิวส์ที่มีค่าพิกัดกระแส 135% ของค่ากระแสนั้น โดยให้เลือกฟิวส์ขนาดมาตรฐานถัดไปจากค่ากระแสที่คำนวณได้ ตัวอย่างเช่น ระบบที่เดินปกติซึ่งมีกระแสในระบบ 10A ที่อุณหภูมิห้อง ควรเลือกใช้ฟิวส์ขนาด 15A (ค่า 135% ของกระแสดังกล่าวคือ 13.5x10A = 13.5A ซึ่งขนาดมาตรฐานของฟิวส์ถัดไปที่ควรเลือกใช้ก็คือขนาด 15A)

2. อุณหภูมิในการใช้งานฟิวส์มีผลต่อการเลือกใช้ฟิวส์เช่นกัน กล่าวคือ ฟิวส์ขนาดเท่ากัน หากถูกนำไปใช้ที่อุณหภูมิสูง จะทำให้ฟิวส์ขาดได้ง่ายกว่าการนำไปใช้ที่อุณหภูมิต่ำ ดังนั้นหากนำฟิวส์ไปใช้ที่อุณหภูมิมากกว่า 25C ควรเลือกฟิวส์ที่มีขนาดสูงกว่าการเลือกแบบปกติ (ตามข้อ 1) เพื่อชดเชยอุณหภูมีที่สูงขึ้นและลดการตัดวงจรแบบไม่จำเป็น (Nuisance Tripping) เช่นเดียวกัน หากนำฟิวส์ไปใช้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 25C ก็ควรเลือกฟิวส์ขนาดต่ำกว่าการเลือกแบบปกติ (ตามข้อ 1) เช่นกัน โดยหลักการทั่วๆไปกล่าวไว้ว่า ทุกๆอุณหภูมิ 20C ที่สูงขึ้นหรือต่ำลงจากอุณหภูมิห้อง (25C) ควรเลือกฟิวส์ขนาดเพิ่มขึ้นหรือลดลง 10-15% ตัวอย่างเช่น ถ้าค่ากระแสปกติในวงจรที่อุณหภูมิห้องเท่ากับ 1A โดยหากนำไปใช้ที่อุณหภูมิห้อง (25C) ควรเลือกฟิวส์ขนาด 1.5A (ค่า 135% ของกระแสดังกล่าวคือ1.35x1A = 1.35A โดยเลือกขนาดมาตรฐานถัดไปคือ 1.5A) แต่ถ้าหากนำไปใช้ที่อุณหภูมิ 65C ก็ต้องเพิ่มขนาดฟิวส์ไปอีกประมาณ 30% ซึ่งก็คือควรเลือกฟิวส์ขนาด 2A (ค่า 130% ของ 1.35A ก็คือ 1.3x1.35 = 1.755A โดยเลือกขนาดมาตรฐานถัดไปก็คือ 2A)

ขอขอบคุณ

www.baantech.com
www.vcharkarn.com
th.wikipedia.org

กรุณาเข้า สู่ระบบ ก่อนทำการเขียนข้อความ