เบรกเกอร์วงจรแบบสุญญากาศ หรือที่เรียกย่อว่า VCB ทำงานโดยการดับอาร์คไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว โดยทั่วไปภายในหนึ่งถึงสองรอบของการผ่านศูนย์ของกระแสไฟฟ้า ซึ่งมักใช้เวลาไม่เกินสิบมิลลิวินาที เนื่องจากไม่มีสิ่งใดในสภาวะสุญญากาศที่สามารถไอออนไนซ์ได้ ดังนั้นเมื่อกระแสลดลงเป็นศูนย์ อาร์คจึงแทบไม่สามารถกลับมาเกิดขึ้นใหม่ได้อีก ซึ่งหมายความว่าเราสามารถบรรลุสิ่งที่เรียกว่า "การตัดกระแสที่ศูนย์อย่างแท้จริง" (true zero-current interruption) ได้ ตัวสุญญากาศเองสามารถฟื้นฟูสมรรถนะในการต้านทานไฟฟ้าได้อย่างน่าทึ่ง ด้วยอัตราประมาณ 10–20 กิโลโวลต์ต่อไมโครวินาที ซึ่งเหนือกว่าอากาศทั่วไปหรือแม้แต่ก๊าซซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF₆) อย่างมาก ตัวสัมผัสภายในเบรกเกอร์เหล่านี้ทำจากวัสดุพิเศษ เช่น โลหะผสมทองแดง-โครเมียม ซึ่งช่วยควบคุมอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วระหว่างการเกิดอาร์ค และช่วยกักเก็บไอระเหยของโลหะไว้ เพื่อให้ตัวสัมผัสสึกกร่อนช้าลง ด้วยเหตุนี้ เบรกเกอร์วงจรแบบสุญญากาศในปัจจุบันจึงสามารถใช้งานได้มากกว่า 100,000 ครั้งก่อนต้องเข้ารับการบำรุงรักษาใดๆ จึงทำให้มีคุณค่าสูงมากในการจัดการกับแรงดันไฟฟ้ากระชากและข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นอย่างฉับพลันในระบบแรงดันสูง ซึ่งความน่าเชื่อถือเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง
VCB ให้สมรรถนะด้านความต้านทานเชิงไดอิเล็กทริกที่เหนือกว่าในงานแรงดันปานกลาง เนื่องจากสุญญากาศมีความเป็นอิสระต่อสภาพแวดล้อม—ต่างจาก SF6 ที่ไวต่อความดัน หรืออากาศที่ขึ้นอยู่กับบรรยากาศภายนอก ความสม่ำเสมอของสุญญากาศนี้ช่วยให้สามารถออกแบบอุปกรณ์ป้องกันที่มีขนาดกะทัดรัดและมีความน่าเชื่อถือสูง สำหรับสถานีไฟฟ้าย่อยและโรงงานอุตสาหกรรมที่ทำงานที่แรงดัน 10–35 kV
| พารามิเตอร์ | VCB | ACB | เบรกเกอร์ SF6 |
|---|---|---|---|
| ความแข็งแรงแบบดียิเลคทริก | ~40 kV/ซม. (คงที่) | ~3 kV/ซม. (แปรผัน) | ~8 kV/ซม. (ขึ้นอยู่กับความดัน) |
| ความเร็วในการดับอาร์ก | <10 มิลลิวินาที | 60–100 มิลลิวินาที | 15–30 มิลลิวินาที |
| ความต้องการในการบำรุงรักษา | ไม่มี (ออกแบบแบบปิดสนิท) | การตรวจสอบทุกสามเดือน | การตรวจสอบก๊าซประจำปี |
| ความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม | Zero Emissions | มลพิษทางอากาศ | การรั่วไหลของก๊าซ SF6 (ค่า GWP = 23,500) |
PER รายงานด้านวิศวกรรมแรงดันสูง (2024) , เบรกเกอร์แบบสุญญากาศ (VCB) มีอัตราความสำเร็จในการตัดข้อบกพร่องถึง 98% ที่แรงดัน 35 กิโลโวลต์ — สูงกว่าเบรกเกอร์แบบอากาศ (ACB) ถึง 32% และสูงกว่าเบรกเกอร์แบบก๊าซ SF6 ถึง 17% ตามตัวชี้วัดความน่าเชื่อถือ
สุญญากาศมีความต้านทานฉนวนที่น่าประทับใจประมาณ 40 กิโลโวลต์ต่อเซนติเมตร ซึ่งสูงกว่าอากาศทั่วไปประมาณ 13 เท่า และสูงกว่าก๊าซ SF6 ประมาณห้าเท่า เนื่องจากคุณสมบัติที่เหนือกว่านี้ ตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศจึงสามารถออกแบบให้ระยะห่างระหว่างขั้วต่ออยู่ใกล้กันมากกว่าตัวตัดวงจรแบบ ACB หรือแบบ SF6 แบบดั้งเดิมได้อย่างมีนัยสำคัญ ตามผลการวิจัยที่เผยแพร่โดย IEEE Power Engineering Society เมื่อปีที่แล้ว ตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศสามารถทำงานได้ดีในช่วงแรงดันไฟฟ้ากว้างมาก ตั้งแต่ 1 กิโลโวลต์ ไปจนถึง 38 กิโลโวลต์ แต่ยังคงมีขนาดค่อนข้างเล็กอยู่ ข้อได้เปรียบเหล่านี้ส่งผลให้เกิดการประหยัดวัสดุจริงจัง และยังมอบความยืดหยุ่นที่จำเป็นอย่างยิ่งในระหว่างการติดตั้ง อีกทั้งสำหรับวิศวกรที่กำลังดำเนินการปรับปรุงระบบไฟฟ้าเก่า ขนาดที่กะทัดรัดของอุปกรณ์เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อต้องทำงานในพื้นที่จำกัด ซึ่งมักจะเป็นข้อจำกัดหลักที่กำหนดว่าอุปกรณ์ประเภทใดสามารถติดตั้งเข้าไปในสถานที่ที่มีอยู่แล้วได้จริง
ในทางปฏิบัติ แผงสวิตช์เกียร์ระดับ 11 kV ที่ใช้ VCB และสอดคล้องตามมาตรฐาน IEC 62271-100 ต้องการพื้นที่บนพื้นเพียง 65% ของแผง SF6 แบบเดิม—โดยไม่ลดทอนความสามารถในการป้องกันแต่อย่างใด ประสิทธิภาพนี้มีความสำคัญยิ่งต่อสถานีไฟฟ้าย่อยในเขตเมืองซึ่งเผชิญกับต้นทุนที่ดินที่เพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง
| พารามิเตอร์การออกแบบ | แผง SF6 แบบดั้งเดิม | แผงที่ใช้ VCB | การลดพื้นที่ |
|---|---|---|---|
| ขนาดพื้นที่ครอบครอง (กว้าง × ลึก) | 800×1500 มม. | 600×1200 มม. | 40% |
| ความสูงระยะปลอดภัย | 2200 มม. | 1800 มม. | 18% |
ผลได้จากมิติที่ดีขึ้นนี้สนับสนุนการจัดจำหน่ายพลังงานแบบหนาแน่นยิ่งขึ้นในศูนย์กลางเชิงพาณิชย์และนิคมอุตสาหกรรม—ซึ่งมูลค่าที่ดินสูงกว่า 740,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อเอเคอร์ (Ponemon Institute, 2023) นอกจากนี้ ระยะเวลาการติดตั้งยังสั้นลง 2–3 วันต่อหน่วย เนื่องจากการจัดการและการเดินสายที่เรียบง่ายยิ่งขึ้น
เบรกเกอร์วงจรแบบสุญญากาศ (VCBs) มีความโดดเด่นด้วยความน่าเชื่อถือที่ยอดเยี่ยมอย่างต่อเนื่องในระยะยาว เนื่องจากตัวตัดกระแสแบบสุญญากาศ (vacuum interrupters) ถูกปิดผนึกอย่างสมบูรณ์เพื่อป้องกันความชื้น ฝุ่นละออง และผลกระทบจากการออกซิเดชัน โครงสร้างการออกแบบนี้ส่งผลให้มีค่าเฉลี่ยของระยะเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว (MTBF) สูงถึงมากกว่า 100,000 ครั้ง — ซึ่งดีกว่าเบรกเกอร์แบบ ACB และ SF6 รุ่นเก่าๆ อย่างเห็นได้ชัด เนื่องจากเบรกเกอร์ทั้งสองประเภทนี้จำเป็นต้องได้รับการดูแลอย่างสม่ำเสมอ เช่น การเติมของเหลว การทำความสะอาดขั้วต่อ หรือการตรวจสอบระดับก๊าซ จุดดึงดูดอีกประการหนึ่งของ VCBs คือ การบำรุงรักษาโดยทั่วไปจำกัดอยู่เพียงการตรวจสอบเชิงกลเป็นครั้งคราวในระหว่างการตรวจเช็กตามรอบปกติเท่านั้น ซึ่งช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานลงได้ประมาณ 70% ในการปฏิบัติจริง ทั้งนี้ จากการวิเคราะห์ต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน (LCCA) งานวิจัยส่วนใหญ่ระบุว่า แม้ VCBs จะมีราคาต้นทุนเริ่มต้นสูงกว่า แต่มักคืนทุนภายในระยะเวลาสามถึงห้าปี ดังนั้น สำหรับผู้ที่ทำงานกับระบบแรงดันสูง ซึ่งความทนทานของอุปกรณ์มีความสำคัญ ความเสียหายของระบบ (system downtime) ต้องลดให้น้อยที่สุด และต้นทุนรวมจำเป็นต้องควบคุมให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม VCBs จึงเป็นทางเลือกที่ให้ผลตอบแทนทางการเงินที่ดีกว่าในระยะยาว
หน่วยจ่ายไฟแบบวงแหวน (Ring Main Units: RMUs) ที่ติดตั้งเครื่องตัดวงจรแบบสุญญากาศ (Vacuum Circuit Breakers: VCBs) ได้กลายเป็นส่วนประกอบสำคัญในเครือข่ายจ่ายไฟแรงสูงระดับเมืองในปัจจุบัน หน่วยเหล่านี้สามารถตัดกระแสลัดวงจรได้ภายในเศษเสี้ยวของหนึ่งรอบคลื่น และช่วยให้ระบบกริดมีความมั่นคงอีกครั้งอย่างรวดเร็วเมื่อเกิดปัญหา เหตุผลคืออะไร? เพราะสุญญากาศมีสมบัติในการฟื้นฟูค่าความต้านทานฉนวน (dielectric recovery) ได้อย่างรวดเร็วมาก ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้เหตุขัดข้องด้านพลังงานลุกลามไปยังพื้นที่ที่มีความหนาแน่นสูงและรับโหลดไฟฟ้าหนัก การวิเคราะห์ข้อมูลล่าสุดจาก UK National Grid ตั้งแต่ต้นปี 2020 แสดงให้เห็นสิ่งที่น่าสนใจ — ในเมืองที่ติดตั้ง RMUs ที่มี VCB เหล่านี้ ระยะเวลาเฉลี่ยของเหตุการณ์ไฟดับลดลงอย่างน่าประทับใจถึง 42% อีกข้อได้เปรียบสำคัญคือขนาดที่เล็กมาก ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการติดตั้งในสถานีไฟฟ้าย่อยที่มีพื้นที่จำกัดอย่างยิ่ง นอกจากนี้ เนื่องจากหน่วยเหล่านี้แทบไม่ต้องการการบำรุงรักษาเลย จึงยังคงทำงานได้อย่างต่อเนื่องแม้ในสภาวะอากาศรุนแรงที่อาจทำให้อุปกรณ์อื่นหยุดทำงาน ปัจจุบัน ระบบนี้ครอบคลุมการตัดกระแสลัดวงจรในเขตเมืองมากกว่า 80% จึงส่งผลให้ตัวชี้วัดความน่าเชื่อถือที่สำคัญ เช่น SAIDI และ SAIFI เพิ่มสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ สำหรับผู้วางแผนเมืองที่มุ่งเน้นการสร้างโครงสร้างพื้นฐานที่มีความยืดหยุ่น นี่หมายถึงคุณภาพการให้บริการที่ดีขึ้นทั้งต่อประชาชนและภาคธุรกิจ
ข่าวเด่น2026-02-23
2026-02-23
2026-02-21
2026-02-16
2026-02-14
2026-02-12
บริษัท เจ้อเจียง กรีนพาวเวอร์ อิเล็กทริก จำกัด ให้บริการสวิตช์เกียร์อัจฉริยะสีเขียวระดับไฮเอนด์สำหรับการใช้งานแรงดันกลางถึงแรงดันสูง ด้วยความเชี่ยวชาญด้านการวิจัยและพัฒนา พร้อมการจัดซื้อแบบครบวงจร เพื่อมอบโซลูชันที่ปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และประหยัดพลังงาน ซึ่งได้รับความไว้วางใจจากลูกค้าทั่วโลก ขอใบเสนอราคาได้ในวันนี้
