พื้นฐานไฟฟ้า

ตำแหน่งฟิวส์กำหนดช่วงสายที่ได้รับการป้องกันอย่างไร

ตามวงจรลัดวงจรเพื่อดูว่ากระแสผ่านฟิวส์หรือไม่ และเปรียบเทียบตำแหน่งติดตั้งด้วยความยาวสายสมมติ

การมีฟิวส์ในวงจรไม่ได้หมายความว่าสายทุกช่วงได้รับการป้องกันจากฟิวส์ตัวนั้น ตำแหน่งที่ติดตั้งกำหนดว่ากระแสจากความผิดปกติต้องผ่านฟิวส์หรือสามารถกลับแหล่งจ่ายก่อนถึงฟิวส์ได้ การตามเส้นทางกระแสของจุดลัดวงจรจึงตอบเรื่องขอบเขตการป้องกันได้ตรงกว่าการนับว่ามีฟิวส์กี่ตัวหรือดูว่าฟิวส์อยู่ใกล้อุปกรณ์ปลายทางเพียงใด

ฟิวส์ต้องอยู่ในลูปของกระแสที่ต้องการตัด

พิจารณาระบบขั้วลบลงตัวถังที่มีแหล่งจ่ายเดียว สายบวกเดินจากแบตเตอรี่ผ่านฟิวส์ไปโหลด หากสายบวกหลังฟิวส์แตะตัวถัง กระแสผิดปกติจากแหล่งจ่ายจะผ่านฟิวส์ก่อนเข้าจุดลัดวงจร ฟิวส์จึงอยู่ในตำแหน่งที่มีโอกาสทำหน้าที่ตัดตามพิกัด แต่ถ้าจุดแตะอยู่บนสายก่อนฟิวส์ กระแสสามารถกลับผ่านตัวถังโดยไม่ผ่านฟิวส์ตัวนั้นเลย

คำว่ามีโอกาสทำหน้าที่ต้องแยกจากคำว่าป้องกันได้แน่นอน เพราะแม้กระแสผ่านฟิวส์ยังต้องตรวจพิกัดตัด ลักษณะเวลา และความทนของสายด้วย บทนี้แยกคำถามเชิงตำแหน่งก่อน คืออุปกรณ์ป้องกันอยู่ในลูปหรือไม่ การผ่านด้านตำแหน่งไม่ได้รับรองด้านพิกัด เช่นเดียวกับฟิวส์ถูกแอมป์ที่วางนอกลูปก็ไม่สามารถตัดกระแสที่ไม่ผ่านตัวมัน

ภาพอธิบาย 1ตามลูปความผิดปกติ
  1. เริ่มที่แหล่งจ่าย

    ตามสายไปยังจุดลัดวงจรที่พิจารณา

  2. จุดก่อนฟิวส์

    กระแสผิดปกติอาจไม่ผ่านฟิวส์ตัวนั้น

  3. จุดหลังฟิวส์

    กระแสจากด้านนี้ต้องผ่านฟิวส์ก่อน

  4. กลับแหล่งจ่าย

    ตรวจทุกทางป้อนและพิกัดการตัดต่อ

พิจารณาระบบสมมติแหล่งจ่ายเดียว ลบลงตัวถัง

สายก่อนฟิวส์ยังต้องได้รับการจัดการความเสี่ยง

ช่วงจากแหล่งจ่ายถึงฟิวส์ยังมีพลังงานพร้อมจ่าย แม้ถอดฟิวส์ออกแล้วก็ตาม จึงต้องแยกสภาพสายด้านต้นออกจากด้านปลายในการทำงานบริการ การคิดว่าถอดฟิวส์แล้วทั้งเส้นไม่มีไฟอาจทำให้เข้าใจขอบเขตการแยกพลังงานผิด ต้องใช้ขั้นตอนตัดแหล่งจ่ายและตรวจยืนยันของระบบจริง ไม่ใช้การเห็นฟิวส์ออกจากฐานเป็นหลักฐานเพียงอย่างเดียว

การจัดตำแหน่งอุปกรณ์ป้องกันใกล้แหล่งจ่ายช่วยลดความยาวช่วงที่อยู่ก่อนมัน แต่ระยะจริงและข้อยกเว้นขึ้นกับระบบและข้อกำหนด บทอ้างอิง Blue Sea Systems กล่าวถึงตำแหน่งป้องกันในงานเรือ จึงใช้ยืนยันว่าตำแหน่งเป็นปัจจัยออกแบบ ไม่ได้นำระยะของงานเรือมาบังคับใช้กับรถ การเลือกจุดในรถต้องดูแบบเดิมและการป้องกันสายตามคู่มือ

ตัวอย่างสมมติของสายบวกยาวสี่เมตร

กำหนดสายบวกยาวตามแนวเดิน 4 เมตรจากแหล่งจ่ายไปโหลด มีแหล่งจ่ายเดียวและไม่มีฟิวส์อื่น ในแบบ ก วางฟิวส์ที่ระยะ 0.2 เมตรจากแหล่งจ่าย จึงมีสายก่อนฟิวส์ 0.2 เมตรและสายหลังฟิวส์ 3.8 เมตร ในแบบ ข วางที่ระยะ 3.8 เมตรจากแหล่งจ่าย จึงมีสายก่อนฟิวส์ 3.8 เมตรและสายหลังฟิวส์ 0.2 เมตร ระยะเหล่านี้ตั้งขึ้นเพื่อฝึกอ่านเส้นทาง ไม่ใช่ระยะอนุมัติติดตั้ง

สมมติสายแตะตัวถังที่ระยะ 1 เมตรจากแหล่งจ่าย ในแบบ ก จุดนี้อยู่หลังฟิวส์ 0.8 เมตร กระแสจากขั้วบวกต้องผ่านฟิวส์ก่อนเข้าจุดแตะ ส่วนแบบ ข จุดแตะอยู่ก่อนถึงฟิวส์ กระแสผิดปกติจึงไม่จำเป็นต้องผ่านฟิวส์ใกล้โหลด การใช้ฟิวส์พิกัดเดียวกันไม่ได้ทำให้ผลด้านตำแหน่งเหมือนกัน เพราะเส้นทางที่กระแสเดินต่างกัน

ความยาวสายก่อนฟิวส์ต่างกัน 3.6 เมตรระหว่างสองแบบ แต่ไม่ควรแปลงความต่างนี้เป็นเปอร์เซ็นต์ความปลอดภัยหรือโอกาสเกิดไฟไหม้ เพราะโจทย์ไม่มีข้อมูลความเสี่ยงตามแนวเดิน เช่นจุดเสียดสี ความร้อน หรือการยึดสาย เราสรุปได้เพียงว่าช่วงใดอยู่ก่อนอุปกรณ์ป้องกัน และในเหตุสมมติหนึ่งกระแสผ่านฟิวส์หรือไม่ ยังไม่ได้คำนวณกระแสลัดวงจรหรือเวลาตัด

ภาพอธิบาย 2ตำแหน่งในสายสี่เมตร
  1. แบบ ก

    ฟิวส์ห่างแหล่งจ่าย 0.2 เมตร

  2. แบบ ข

    ฟิวส์ห่างแหล่งจ่าย 3.8 เมตร

  3. จุดแตะสมมติ

    อยู่ที่ระยะ 1 เมตรตามแนวสาย

  4. เปรียบเทียบ

    แบบ ก กระแสผ่านฟิวส์ แบบ ข ไม่ผ่านฟิวส์

ระยะทั้งหมดเป็นแบบฝึก ไม่ใช่ระยะติดตั้งที่รับรองสำหรับรถ

เมื่อมีแหล่งจ่ายมากกว่าหนึ่งด้าน

ถ้าสายเชื่อมระหว่างแหล่งจ่ายสองตัว จุดผิดปกติอาจได้รับกระแสจากทั้งสองด้าน ฟิวส์ที่ปลายหนึ่งอาจตัดกระแสจากแหล่งจ่ายฝั่งนั้นได้ แต่ฝั่งอื่นยังป้อนเข้าจุดเดิม การวิเคราะห์จึงต้องเริ่มจากแหล่งพลังงานทุกตัว ไม่ใช่เลือกแบตเตอรี่ลูกที่มองเห็นก่อนเป็นต้นทางเพียงตัวเดียว รวมถึงต้องทราบวงจรชาร์จและอุปกรณ์ควบคุมที่อาจเปลี่ยนสถานะ

แม้ไม่มีแบตเตอรี่หลายลูก ก็อาจมีประจุสะสมหรือการป้อนไฟผ่านวงจรอื่นซึ่งมีผลต่อการตรวจหลังเปิดฟิวส์ การวางแผนบริการจึงต้องใช้ข้อกำหนดแยกพลังงานของรุ่นนั้น บทนี้ไม่ได้ระบุจำนวนฟิวส์ที่ต้องเพิ่มสำหรับระบบหลายแหล่ง เพราะต้องประเมินโครงสร้างและการป้องกันทั้งระบบ ไม่สามารถกำหนดจากการนับจำนวนแหล่งจ่ายอย่างเดียว

วาดช่วงสายพร้อมตำแหน่งที่เปลี่ยนหน้าที่

ในการทบทวนผังให้ทำเครื่องหมายแหล่งจ่าย ฟิวส์ จุดแยกสาย จุดที่หน้าตัดเปลี่ยน และโหลด จากนั้นสมมติจุดผิดปกติทีละช่วงแล้วตามทางกลับถึงแหล่งจ่าย การเปลี่ยนขนาดสายหรือแยกแขนงอาจทำให้ต้องตรวจการป้องกันของสายช่วงใหม่ ไม่ถือว่าฟิวส์ต้นทางที่เหมาะกับสายใหญ่ย่อมป้องกันสายเล็กทุกแขนงได้เสมอ

ผลสรุปที่ชัดควรระบุว่าสายช่วงใดอยู่หลังฟิวส์ที่พิจารณา ช่วงใดยังมีแหล่งจ่ายก่อนฟิวส์ และมีทางป้อนอื่นหรือไม่ ตัวอย่างสี่เมตรแสดงว่าตำแหน่งของฟิวส์เปลี่ยนขอบเขตที่มันตัดได้ แม้ตัวฟิวส์ไม่เปลี่ยน การตรวจให้ครบเส้นทางจึงเป็นขั้นพื้นฐานก่อนประเมินพิกัดและก่อนกล่าวว่าการติดฟิวส์หนึ่งตัวทำให้ทั้งวงจรได้รับการป้องกัน

แหล่งอ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

เรียบเรียงคำอธิบายและตัวอย่างขึ้นใหม่จากหลักการในแหล่งข้อมูลต่อไปนี้

  1. DC Circuit Protection · Blue Sea Systems
  2. 10.3 Kirchhoff’s Rules — University Physics Volume 2 · OpenStax, Rice University

อ่านต่อเรื่องใกล้กัน

ถามเรื่องหนังสือ ตะกร้า