หลายท่านคงปฏิเสธไม่ได้ว่าไม่เคยประสบปัญหาในโรงงานหรือในกระบวนการของท่านเนื่องจากปัญหาฟิวส์ขาดอยู่ บ่อยครั้ง และบางครั้งก็ไม่ทราบสาเหตุที่ทำให้เกิดฟิวส์ขาดเสียด้วย ซึ่งเราก็อาจจะแก้ปัญหาโดย เปลี่ยนฟิวส์ขนาด เดิมเข้าไป แต่วันดีคืนดีก็เกิดปัญหาเช่นเดิมอีก หรือบางทีช่างเทคนิคเกิดความรำคาญ อาจจะ เพิ่มพิกัดฟิวส์สูงกว่า ปกติเพื่อแก้ปัญหาดังกล่าวให้หมดไป แต่ผลที่ตามมาก็คือ อาจจะทำให้อุปกรณ์ ป้องกันทำงานไม่สัมพันธ์กันตามที่ ออกแบบเอาไว้ ซึ่งทำให้เกิดการหยุดทำงานของเครื่องจักร หรือ กระบวนการ เป็นบริเวณกว้างขึ้นได้ และทำให้ท่าน สูญเสียรายได้ และเวลา ในการแก้ไขปัญหาดังกล่าว มากขึ้นกว่าเดิมเสียอีก จากที่กล่าวมาข้างต้นจะเห็นได้ว่าบางที เจ้าฟิวส์เพียงตัวเดียว อาจเป็นตัวปัญหา กวนใจเราไม่รู้จักจบสิ้น ดังนั้น บทความนี้จะทำให้ท่านทราบถึงคุณลักษณะ ของฟิวส์แต่ละแบบ และสาเหตุ ของการเกิดฟิวส์ขาด เพื่อเป็นแนวทางช่วยให้ท่านสามารถวิเคราะห์หาสาเหตุฟิวส์ ขาดในโรงงานของท่านได้อย่างถูกต้องและ รวดเร็ว

พื้นฐานการทำงานของฟิวส์

ในความเป็นจริงแล้ว ฟิวส์นั้นจะมีหลายประเภท แต่ถึงอย่างไร การทำงานของฟิวส์แต่ละประเภทนั้น มักจะมีหลัก การทำงานที่คล้ายคลึงกัน แต่จะมีคุณสมบัติบางประการเท่านั้นที่มีความแตกต่างกัน โดยมีรายละเอียด ดังต่อไปนี้

ฟิวส์แบบไม่หน่วงเวลา (Non-Time Delay Fuses)

โดยทั่วไปฟิวส์จะมีตัวเชื่อม (Link) ให้กระแสไหลผ่าน โดยพิกัดของฟิวส์จะขึ้นอยู่กับขนาดของกระแสไฟฟ้า ซึ่ง คุณลักษณะของฟิวส์ชนิดเดี่ยวนั้น (Single Element Fuse) อาจจะมีตัวเชื่อมเพียงชุดเดียวหรือ มากกว่าก็ได้ โดยจะ ทำการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของปลายทั้งสองด้านของฟิวส์และถูกห่อหุ้มด้วยกล่องหรือกระบอก ซึ่งภายใน กระบอก หรือ สิ่งห่อหุ้มดังกล่าวจะบรรจุสารหรือวัสดุที่ช่วยในการดับการอาร์กไว้ด้วย

ปกติแล้วการทำงานของฟิวส์เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านฟิวส์เท่ากับหรือใกล้เคียงกับพิกัดของกระแสฟิวส์ ฟิวส์ ดังกล่าวก็จะยังคงนำกระแสอย่างต่อเนื่อง ดังสามารถอธิบายในรูปที่ 1 ถ้ามีการเกิดกระแสไฟฟ้าเกินเกิดขึ้นในระยะ เวลาหนึ่ง อุณหภูมิที่ตัวเชื่อมจะค่อย ๆ สูงขึ้นจนถึงระดับหรือถึงจุดที่ทำให้ตัวเชื่อมหลอมละลาย และทำให้เกิดช่อง อากาศขึ้นและทำให้เกิดการอาร์กของกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้น ซึ่งการเกิดการอาร์กดังกล่าว ก็จะเป็นสาเหตุทำให้โลหะ ตรงจุดตัวเชื่อมขาดในที่สุดและทำให้เกิดช่องอากาศกว้างขึ้นด้วย โดยค่าความต้านทานทางไฟฟ้าของการเกิดการ อาร์กจะมีค่าสูงในระดับหนึ่ง ซึ่งก็จะทำให้เกิดการอาร์กดังกล่าวที่เกิดขึ้น ดับในช่วงระยะเวลาอันสั้นด้วย จากที่กล่าว ข้างต้นฟิวส์ก็จะตัดกระแสไฟฟ้าที่สูงผิดปกติได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งการเกิดอาร์กดังกล่าว จะถูกเร่งการดับอาร์ก จากวัสดุ ที่บรรจุภายในสิ่งห่อหุ้มหรือกระบอกฟิวส์นั่นเอง

ลองดูภาพประกอบข้างล่างนี้ : ความแตกต่างของการเปิดวงจรของฟิวส์ เนื่องจากสาเหตุ การเกิดกระแสเกินพิกัด และ ลัดวงจรไฟฟ้าของฟิวส์แบบ Single Element Fuse

ส่วนประกอบภายในของ Single-Element Fuse

เมื่อฟิวส์มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเกินพิกัดเป็นระยะเวลานานก็จะทำให้เกิดการหลอมละลายและอาร์ก

ฟิวส์จะเปิดวงจรหลังจากมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเกินพิกัดเป็นระยะเวลานาน

ฟิวส์จะเกิดการหลอมละลายที่จุดเชื่อมหลายจุดเมื่อเกิดการลัดวงจรไฟฟ้าขึ้น

ฟิวส์จะเปิดวงจรหลังจากเกิดการลัดวงจรไฟฟ้า

ในกรณีการเกิดกระแสไฟฟ้าสูงเกินพิกัดเนื่องจากการลัดวงจรไฟฟ้า ซึ่งจะมีค่าสูงอยู่ระหว่าง 1 เท่าถึง 6 เท่าของ พิกัดกระแสไฟฟ้าของฟิวส์ ซึ่งผลที่ได้ทำให้กระแสไฟฟ้ามีค่าสูงและในบางครั้งอาจจะทำให้ฟิวส์เกิดการลัดวงจรมีค่า กระแสไฟฟ้าสูงถึง 30,000-40,000 แอมป์ หรือมากกว่า สำหรับการตอบสนองของการจำกัด กระแสไฟฟ้าของฟิวส์จะ เกิดขึ้นเป็นไปอย่างรวดเร็ว โดยส่วนที่ทำหน้าที่ยับยั้งกระแสไฟฟ้าของฟิวส์จะเกิดการหลอมละลายพร้อม ๆ กัน โดยเกิดขึ้นภายในระยะเวลาที่น้อยกว่า 1/2000 -1/3000 วินาที

จากการเกิดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรข้างต้น ทำให้เกิดค่าความต้านทานสูงที่จุดการเกิดอาร์กพร้อม ๆ กันหลาย จุดก็จะ ทำให้เกิดการรวมกันดับอาร์กได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งจะส่งผลให้การตัดกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการลัดวงจรได้อย่าง รวดเร็ว ดังรูปที่ 1 การเกิดกระแสลัดวงจรจะใช้ในเวลาการตัดกระแสไฟฟ้าน้อยกว่าครึ่งคาบเวลา (Half-cycle) หรือมากกว่าก่อนที่ค่ากระแสลัดวงจรจะมีค่าสูงสุด

อ่านต่อ >>