เครื่องตัดไฟรั่ว (RCD) คืออะไร คุณลักษณะและข้อกำหนดการใช้

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.นภดล วิวัชรโกเศศ

เครื่องตัดไฟรั่ว RCD (Residual Current Device) คือ อุปกรณ์ที่ถูกออกแบบและติดตั้งในระบบไฟฟ้าเพื่อนำมาใช้ป้องกันหรือลดอันตรายผู้ใช้ไฟฟ้าจากการถูกไฟฟ้าดูด โดยที่ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อตามมาตรฐาน IEC ว่า Residual Current Device หรือ RCD แต่ทั้งนี้ มาตรฐาน มอก. จะใช้ชื่อว่า “เครื่องตัดวงจรกระแสเหลือ”

การทำงานของอุปกรณ์ RCD นั้นจะเปรียบเทียบกระแสไฟขาเข้า และขาออกจากอุปกรณ์ ถ้ามีค่าไม่เท่ากัน หากต่างกันเพียงเล็กน้อย จะถือว่ามี “(กระแส)ไฟรั่ว” โดยที่หากมีปริมาณไฟรั่วมากกว่าพิกัดที่ตั้งไว้ (ปกติค่า I∆n = 30 mA) ตัวตรวจจับค่ากระแสไฟเปรียบเทียบดังกล่าวจะส่งสัญญาณไปสั่งการให้อุปกรณ์ตัดวงจรภายใน RCD ทำงานหรือตัดไฟในทันทีนั่นเอง

คุณสมบัติและความสำคัญของ RCD

ความสำคัญของ RCD คือ การจำกัดระยะเวลาที่ถูกไฟฟ้าดูด เนื่องจากมีความไวต่อกระแสไฟรั่ว แม้เพียงเล็กน้อย ได้อย่างรวดเร็วมาก ทั้งนี้พึงต้องรู้หลักการด้วยว่าอุปกรณ์เครื่องตัดไฟรั่ว RCD ไม่สามารถจำกัดขนาดของแรงดันหรือขนาดของกระแสไฟฟ้าของผู้ที่ถูกไฟฟ้าดูดได้ ดังนั้น RCD จึงเหมาะสมสำหรับใช้งานและติดตั้งควบคู่กับระบบที่มีสายดิน ซึ่งจะเกิดประโยชน์และเข้ามาเสริมจุดอ่อนของระบบสายดินอย่างได้มีประสิทธิภาพ

เครื่องตัดไฟรั่ว RCD แต่ละประเภท

โดยทั่วไปวิศวกรและช่างไฟฟ้า จะต้องเลือกใช้งานและติดตั้ง RCD ในแต่ละประเภท หรือแบบ (Type) ให้ถูกต้องและสอดคล้องกับรูปคลื่นกระแสของบริภัณฑ์ไฟฟ้าหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าในแต่ละประเภทนั้นๆ โดยตัวอย่างการเลือกใช้ RCD ในแต่ละแบบจะมีทั้งหมด 4 แบบ (Type AC, A, F และ B)

1. Type AC

โหลดชนิดมีรูปคลื่นกระแสจากผลของวงจรยังคงเป็นกระแสสลับ (AC) ความถี่ 50 Hz เช่น

• ตัวทำความร้อนแบบจุ่มน้ำ

• เตาไฟฟ้าแบบใช้ขดลวดความร้อน

• เครื่องทำน้ำอุ่น/น้ำร้อนไฟฟ้า

• หลอดไฟฟ้าแสงสว่าง แบบไส้ทังสเตน และแบบฮาโลเจน เป็นต้น

2. Type A

โหลดชนิดมีรูปคลื่นกระแสจากผลของวงจรเรียงกระแส (Rectifier) แบบเฟสเดียว เช่น 

(สามารถใช้กับโหลด Type AC ได้)

• อินเวอร์เตอร์แบบเฟสเดียว 

• อุปกรณ์ไอที และมัลติมีเดีย ที่เป็นบริภัณฑ์ประเภท 1 

• แหล่งจ่ายไฟที่เป็นบริภัณฑ์ประเภท 2

• เตาไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำ (Induction heat)

• เครื่องใช้ไฟฟ้า เช่นเครื่องซักผ้าที่ไม่ใช้การควบคุมด้วยความถี่ (Frequency controlled) เช่น DC หรือ Universal motors

• อุปกรณ์หรี่ไฟ (Dimmer) ระบบอิเล็กทรอนิกส์ในบ้านหรืออาคาร ระบบจ่ายไฟสำหรับ LED (Drivers)

• เครื่องอัดประจุไฟฟ้าสำหรับ EV กรณีที่กระแสไฟรั่วเป็น DC ที่ไม่เกิน 6 mA (Pulsing DC) เป็นต้น

3. Type F 

โหลดชนิดมีรูปคลื่นกระแสจากผลของวงจรควบคุมความถี่ (Frequency controlled) เช่น (สามารถใช้กับโหลด Type AC และ Type A ได้)

• บางรุ่นของเครื่องซักผ้า เครื่องล้างจาน เครื่องอบผ้า ที่ใช้มอเตอร์แบบ Synchronous motors 

• บางรุ่นของเครื่องมือช่าง ที่เป็นบริภัณฑ์ประเภท 1 

• บางรุ่นของเครื่องปรับอากาศที่ควบคุมด้วยการปรับความถี่ (VFD) เป็นต้น

4. Type B

โหลดชนิดมีรูปคลื่นกระแสจากผลของวงจรควบคุมความถี่ (Frequency controlled) เช่น (สามารถใช้กับโหลด Type AC, Type A และ Type F ได้)

• อินเวอร์เตอร์สำหรับควบคุมความเร็ว

• UPS 

• เครื่องอัดประจุไฟฟ้าสำหรับ EV กรณีที่กระแสไฟรั่วเป็น DC ที่เกินกว่า 6 mA (Smooth DC)

• ระบบการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์

• คอนเวอร์เตอร์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง (Power Electronics Converter System, PECS) เช่น ลิฟต์, บันไดเลื่อน, เครื่องเชื่อม เป็นต้น

อย่างไรก็ตาม การเลือกใช้ เครื่องตัดไฟรั่ว RCD ในแต่ละประเภทให้เหมาะสมกับลักษณะของการใช้ไฟฟ้าหรือโหลดไฟฟ้าจึงมีความจำเป็นและสำคัญ เพราะหากกระแสไฟรั่วหรือกระแสผิดพร่องลงดินนั้นมีไฟฟ้ากระแสตรงหรือมีความถี่สูงเกิน 50 Hz ปะปนอยู่ด้วย และเลือกใช้ RCD ที่ไม่เหมาะสมกับประเภทของบริภัณฑ์ไฟฟ้าใช้งาน จะทำให้ CT หรือตัวตรวจจับค่ากระแสไฟฟ้าที่อยู่ภายใน RCD เกิดการอิ่มตัว (Saturation) ทำให้การตรวจสอบกระแสไฟรั่วนั้นผิดพลาดได้

หากวิศวกรไฟฟ้าหรือช่างไฟท่านใด ต้องการตู้ไฟ หรือรางเก็บสายไฟคุณภาพดี ตรงตามมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้า สอบถามข้อมูลสินค้าได้ที่ kjl.co.th หรือ KJL LINE Official Account: @KJL.connect