ความหมายของแผงสวิตช์คืออะไร

แผงสวิตช์บอร์ด ที่เรามักจะเห็นได้ตามอาคาร ที่พักอาศัยระบบนิติบุคคล ตึกอาคารสูงๆ ห้างสรรพสินค้า หรือโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ เพราะไม่ว่าจะเป็นกิจการ หรือรูปแบบอาคารใด ก็ต้องมีระบบไฟฟ้าเข้ามาเกี่ยวข้อง แล้วรู้ไหมว่า “แผงสวิตช์” หรือ Switchboard panel ส่วนประกอบสำคัญของระบบไฟฟ้านี้ ทำหน้าที่อะไร และภายในตู้หน้าตาเรียบ ๆ นี้ มีส่วนประกอบอะไรข้างในบ้างนะ

รู้จักแผงสวิตช์หรือสวิตช์บอร์ดกันก่อน 

สวิทช์บอร์ดไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์ในระบบไฟฟ้า เป็นแผงรวมวงจร สำหรับใช้ควบคุมการจ่ายไฟฟ้าที่สำคัญ มักจะติดตั้งตามอาคาร สถานที่ ที่ต้องใช้ปริมาณไฟจำนวนมาก และรูปแบบการวางระบบโครงสร้างตู้สวิตช์บอร์ด มีทั้งขนาดเล็ก ขนาดกลาง และขนาดใหญ่ โดยขนาดใหญ่จะเรียกว่า ตู้ MDB โดยตู้สวิทช์บอร์ด ภาษาอังกฤษ ก็คือ Switchboards ที่ช่างหลาย ๆคนก็จะเรียกทับคำศัพท์ไปเลย 

ตู้สวิทช์บอร์ดไฟฟ้า คือ ตู้ควบคุมระบบไฟฟ้าหลัก หรือแผงจ่ายไฟขนาดใหญ่ ที่มีหลากหลายแบบให้เลือกใช้ ตามความเหมาะสม ในแต่ละประเภทการใช้งาน โดยภายในตู้สวิตช์บอร์ด จะมีแผงจ่ายไฟขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นแผงแรกที่จะรับไฟฟ้า จากระบบไฟฟ้าของการไฟฟ้า หรือจากหม้อแปลงจำหน่ายไฟ หรือจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จากนั้นแผงจ่ายไฟทำหน้าที่โหลด แจกกระแสไฟไปยังแผงย่อยส่วนต่างๆ ของอาคาร หรือหน่วยงาน ที่ต้องการใช้กระแสไฟฟ้า โดยมี Main Circuit และ Breaker คอยเป็นตัวตัดต่อวงจรไฟฟ้าทั้งหมด นิยมใช้ในอาคารที่มีขนาดกลางขึ้นไป จนถึงอาคารขนาดใหญ่ และโรงงานอุตสาหกรรมทุกประเภท เนื่องจากมีการใช้ไฟปริมาณมาก ซึ่งในบางประเทศจะเรียกว่า Main Switchboard 

แผงสวิตช์ทำหน้าที่อะไร

ตู้ MDB ย่อมาจาก Main Distribution Board ซึ่งอย่างที่เรารู้กันไปแล้วว่า เป็นตู้สวิทช์บอร์ดขนาดใหญ่ ทีนี้เรามาดูกันว่าหน้าที่ของตู้แผงสวิตช์มีอะไรบ้าง 

1.จ่ายกำลังไฟฟ้า (Power Distribution) 

หน้าที่แรกของแผงสวิตช์บอร์ด คือ การรับไฟจากระบบการไฟฟ้า หรือหม้อจ่ายไฟ เพื่อนำเข้ามาใช้ภายในอาคาร แล้วจ่ายกระแสไฟฟ้าจาก ตู้ไฟ MDB ไปยังแผงสวิทช์ หรือแผงไฟ (DB) ซึ่งเป็นแผงย่อย ที่อยู่ในพื้นที่ต่างๆ ของอาคาร โดยผ่านสวิตช์เกียร์ (Switchgear) ที่เป็นสวิตช์ขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นไฟฟ้าแรงดันต่ำ มีขนาดแรงดันไฟฟ้า 400-416VAC , 50Hz 3 เฟส 4 สาย ซึ่งแตกต่างจากแผงสวิตซ์ไฟบ้าน เนื่องจากอาคารพาณิชย์ต่าง ๆ ตึกสูง และโรงงานอุตสาหกรรม ต้องใช้ปริมาณไฟฟ้าจำนวนมากกว่าหลายเท่า จึงจำเป็นต้องใช้ไฟฟ้า 3 เฟส แทนการใช้ไฟฟ้า 1 เฟส แรงไฟฟ้า 230/240VAC 50Hz 

2.ป้องกันระบบไฟฟ้า (Electrical Protection)

หากระบบการจ่ายไฟเกิดปัญหา หรือมีความผิดปกติ แผงสวิตช์จะช่วยป้องกันและควบคุม ไม่ให้เกิดความเสียหายที่อาจรุนแรง จนเป็นเหตุให้อุปกรณ์ระเบิด หรือส่งผลอันตรายกับเจ้าหน้าที่ คนงาน หรือช่าง ที่กำลังทำงานบริเวณรอบ ๆ ไซต์งานอีกด้วย โดยความผิดปกติของระบบไฟฟ้าที่อาจจะเกิดขึ้น ได้แก่ 

• ไฟฟ้าลัดวงจร (Short Circuit) 
• แรงดันไฟฟ้าเกิน (OverVoltage)
• แรงดันไฟฟ้าตก (Under Voltage)  
• แรงดันไฟฟ้าหายบางเฟส (Phase loss) 
• แรงดันไฟฟ้าสลับเฟส (Phase Sequence) 
• โหลดกระแสไฟฟ้าเกิน (Overload) 
• ป้องกันเมื่อมีกระแสไฟรั่วลงดิน (Earth Leakage) 
• ป้องกันฟ้าผ่า (Surge Protection)

3.แสดงสถานะการทำงาน (Monitoring)

ช่วยบอกคุณภาพของระบบไฟฟ้า ไม่ว่าจะเป็น เพาว์เวอร์ มิเตอร์ (Power meter)  ที่ใช้แสดงค่าพารามิเตอร์ และปริมาณพลังงานไฟฟ้า เช่น แรงดัน , กระแส , ความถี่ , กำลังงานไฟฟ้าจริง , กำลังงานไฟฟ้ารีแอคทีฟ และ Harmonic เพื่อวัดคุณภาพของการใช้งาน เช่นเดียวกับการวัดการบันทึกปริมาณพลังงานที่ถูกใช้ โดย Power meter สามารถแบ่งเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ ได้แก่ Analog Power Meter และ Digital Power Meter

4.ระบบไฟฟ้าสำรอง (Backup Power)

ระบบไฟฟ้าสำรอง หรือ แบ็คอัพ พาวเวอร์ มีหลายรูปแบบ และหลายระดับด้วยกัน ตั้งแต่เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) แบบ manual หรือ เครื่องสำรองไฟ UPS (Uninterrupted Power Supply) สำหรับทำหน้าที่จ่ายกระแสไฟสำรอง เพื่อคอยซัพพอร์ท สำหรับการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ให้ยังคงทำงานได้ต่อเนื่อง หากระบบไฟหลวงมีปัญหา เช่น ไฟตก หรือ ไฟดับ โดยมี ATS ( Automatic Transfer Switch ) คอยส่งสัญญาณเตือน เพื่อกระตุ้นให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงาน เมื่อตรวจพบไฟหลวงตก หรือไฟฟ้าดับ และเมื่อแหล่งจ่ายไฟหลักกลับสู่สภาพปกติ และมีกำลังไฟพร้อมที่จะจ่าย คอนโทรลเลอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator Controller) จะสั่งระบบ ATS ให้เปลี่ยนมาใช้พลังงานไฟฟ้าจากเครื่องจ่ายไฟตามปกติ แทนการใช้งานจากเครื่องสำรองไฟ 

สวิตช์บอร์ดประเภทต่าง ๆ มีอะไรบ้าง

1.โครงตู้สวิตช์บอร์ด (Enclosure)

ชิ้นส่วนหลักภายนอก ที่เป็นเหมือนร่างกายคนเรา คอยห่อหุ้มอวัยวะต่างๆภายใน โดยโครงตู้สวิทช์บอร์ด จะคอยเป็นที่ยึดของตัวอุปกรณ์ต่าง ๆ ไว้ภายใน และป้องกันอันตราย หรือผลกระทบจากสิ่งภายนอก ทั้งจากสภาพอากาศ สัตว์ คน และสภาพสิ่งแวดล้อม ที่อาจก่อให้เกิดความเสียหายกับอุปกรณ์ ชิ้นส่วนต่างๆ ที่อยู่ภายในตู้ และยังเป็นการป้องกัน ไม่ให้เกิดอันตรายต่อคนและสิ่งมีชีวิต จากการไปโดน หรือสัมผัสกระแสไฟฟ้าภายในตู้ ซึ่งวัสดุที่ใช้ประกอบโครงตู้ จะทำจากโลหะแผ่น โดยจะต้องมีความแข็งแรง ทนทานต่อสภาพอากาศ และการกัดกร่อน รวมไปถึงความผิดปกติ ที่อาจเกิดขึ้นกับระบบไฟฟ้าได้ และฝาตู้สามารถเปิดได้ตามการออกแบบ และความสะดวก ในการใช้งานของผู้ใช้เป็นหลัก 

2.บัสบาร์ (Busbar)

บัสบาร์ หรือ บัส ( BUS ) ที่ทางวิศกรรมไฟฟ้าได้ให้คำนิยาม เพื่ออธิบายถึงจุดรวมของวงจรจำนวนมาก โดยบัสบาร์ คือ โลหะตัวนำไฟฟ้า ที่จะทำหน้าที่เชื่อมต่อทางไฟฟ้า ระหว่างสายประธานไฟฟ้า กับสายป้อนบัสบาร์ ซึ่งมักจะทำมาจาก ทองแดง ทองเหลือง อลูมิเนียม ในรูปทรงต่างๆ ส่วนใหญ่นิยมทำรูปทางสี่เหลี่ยมผืนผ้า (Flat) เพราะเป็นรูปทรงที่ระบายความร้อนได้ดี ติดตั้งง่าย มีด้วยกัน 2 ประเภท ได้แก่ บัสบาร์แบบเปลือย และ บัสบาร์แบบทาสี 

ด้วยที่ แผงสวิตช์จะต้องรับและจ่ายกระแสไฟฟ้าปริมาณมาก จะทำให้เกิดแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ( Electromagnetic Force ) อย่างมหาศาล ดังนั้นการเลือกใช้บัสบาร์ ควรเลือกบัสบาร์ที่มีความต้านทานต่ำ แข็งแรง และทนต่อแรงอัด แรงดึง แรงฉีก มีความต้านทานของ Surface Film ต่ำ แต่ มีความต้านทานต่อ Fatigue Failure สูง  ทำการตัดต่อหรือดัดได้สะดวก และต้องมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนสูง

3.เซอร์กิต เบรกเกอร์ (Circuit Breaker)

เซอร์กิต เบรกเกอร์ คือ อุปกรณ์ด้านความปลอดภัย ที่มีไว้ป้องกัน กรณีเกิดสิ่งผิดปกติ ในระบบการทำงานของแผงสวิตช์  หรือมีปัญหาเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้า เช่น ไฟฟ้าลัดวงจร ไฟฟ้ารั่วลงดิน หรือมีกระแสไหลผ่านเกินค่ากำหนด เซอร์กิต เบรกเกอร์ จะทำหน้าที่ตัดวงจรไฟฟ้าทันที ซึ่งการเลือกบัสบาร์ จะต้องคำนึงถึงค่าต่าง ๆ ของ Circuit Breaker ทั้ง ค่าพิกัดกระแส (AT) ค่าพิกัดกระแสโครงสร้าง (AF) ค่าตัดกระแสลัดวงจร (IC) การระยะเวลาในการตัดวงจร (Time) และ ขนาดพิกัดไฟรั่ว รวมไปถึงขนาด ความกว้าง ความยาว และความสูง จะต้องพอดีกับขนาดตู้สวิทช์บอร์ด เพื่อความเป็นระเบียบ และสวยงามในการติดตั้ง  

สําหรับตู้ MDB แรงต่ำ จะมีเซอร์กิต เบรกเกอร์ 2 แบบ คือ เมนเบรกเกอร์ในการใช้วงจรกระแสสูง คือ Air Circuit Breaker ซึ่งใช้กับแรงดันสูงตั้งแต่ 35-150 KA โดยโครงสร้างทั่วไป ทำด้วยเหล็กที่มีช่องดับอาร์ก  (Arcing chamber) มีขนาดใหญ่ แข็งแรง เพื่อให้สามารถรองรับกระแสลัดวงจรจำนวนมากได้ 

4.เครื่องวัดไฟฟ้า (Meter)

Meter เป็นเครื่องวัดไฟฟ้าพื้นฐานทั่วไป ที่ใช้ในตู้สวิตช์บอร์ด ซึ่งประกอบไปด้วย 

• โวลต์มิเตอร์ พิกัดแรงดัน 0-500V 
• แอมมิเตอร์ ใช้วัดปริมาณกระแสไฟฟ้าในวงจร โดยที่กระแสของแอมมิเตอร์ จะขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของ เคอเรนส์ทรานฟอเมอร์ (Current Transformer) เช่น 100 / 5A เป็นต้น 

โดยทั้งโวลต์มิเตอร์ และ แอมมิเตอร์ จะใช้งานร่วมกับ ซีเล็คเตอร์สวิทช์ (Selector Switch) เพื่อวัดแรงดัน หรือกระแสในแต่ละเฟส แต่ถ้าหากตู้สวิตช์บอร์ดขนาดใหญ่ จะมีอุปกรณ์เพิ่มเติม ก็จะขึ้นอยู่กับการออกแบบตู้ เช่น ตัวประกอบกำลัง เพาเวอร์แฟคเตอร์ มิเตอร์ (Power Factor) , วาร์มิเตอร์ (Varmeter) และ วัตต์มิเตอร์ (Watt Meter) และบางตู้ก็อาจติดตั้ง P.F. Controller เพื่อควบคุมค่า Power Factor ในวงจรด้วย 

5.อุปกรณ์ประกอบ (Accessories)

ปกติของการใช้งานตู้ MDB จะมีอุปกรณ์ต่างๆ ภายในตู้ เพื่อเพิ่มความสะดวก รวมไปถึงความปลอดภัยต่อการใช้งาน เช่น 

• CT (Current Transformer) หม้อแปลงไฟฟ้า คือ อุปกรณ์ที่ใช้ในการลดทอนกระแสไฟฟ้าสูง ให้เป็นกระแสไฟฟ้าต่ำ เพื่อให้เหมาะสมกับเครื่องวัดกระแสไฟ ซึ่งจะต่อร่วมกับแอมป์มิเตอร์ เพื่อใช้วัดค่าพิกัดกระแสแต่ละเฟส

• Selector Switch อุปกรณ์ควบคุมทิศทางกระแสไฟฟ้า โดยใช้ร่วมกับโวลต์มิเตอร์ และ แอมมิเตอร์ เพื่อวัดแรงดัน และกระแสไฟในแต่ละเฟส และให้กระแสไฟฟ้าไหลไปตามที่ต้องการ ซึ่งสวิตช์แบบนี้เป็นที่นิยมใช้กันมากในงานอุตสาหกรรม เช่น นำไปประยุกต์ใช้กับเครื่องจักร ที่สามารถปรับเปลี่ยนโหมดการทำงานระหว่าง แบบ manual (คนควบคุม) หรือ automation (อัตโนมัติ) โดยการบิดสวิตช์เลือก

• Pilot Lamp หลอดไฟแสดงสถานะการทำงานของ ตู้ MDB ช่วยแจ้งเตือนเมื่อเกิดสิ่งผิดปกติ และแสดงสถานะอื่นๆ ตามสีไฟ และตามระบบที่ผู้ออกแบบการใช้งาน 

• Fuse (ฟิวส์) อุปกรณ์นิรภัย ที่จะช่วยป้องกันการลัดวงจร หรือการใช้กระแสเกินในวงจนไฟฟ้า โดยจะหลอมละลาย และตัดกระแสไฟออกจากวงจร เพื่อป้องกันอุปกรณ์เสียหาย โดยฟิวส์จะมีหลายชนิดให้เลือกใช้ ตามความเหมาะสมของการใช้งาน 

สรุปได้ว่า แผงสวิตซ์ หรือตู้สวิตช์บอร์ดหน้าตาสี่เหลี่ยมๆ ที่เราเห็นกันนั้น มีหน้าที่สำคัญ และจำเป็นต่อการใช้งานระบบไฟฟ้าเป็นอย่างมาก เพราะต้องควบคุมการรับและจ่ายพลังงานไฟฟ้า ตั้งแต่การรับกระแสไฟจากระบบการไฟฟ้า หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ที่เข้ามาภายในอาคาร โหลดให้เหมาะกับการรองรับของอุปกรณ์ รูปแบบการใช้งาน จ่ายกระแสไฟไปยังแผงย่อย  รวมทั้งป้องกันความเสียหายต่างๆ ที่เกิดจากความผิดปกติ ของระบบไฟฟ้า การเกิดไฟอาร์ก แรงดันไฟฟ้าเกิน แรงดันไฟฟ้าตก กระแสไฟฟ้าลัดวงจร ไฟฟ้ารั่วลงดิน ลดความเสี่ยงการเกิดอุบัติเหตุ หรืออัคคีภัย ดังนั้น การเลือกตู้ MDB ที่มีคุณภาพ และมีมาตรฐานความปลอดภัย จึงเป็นสิ่งสำคัญมาก ที่จะต้องคำนึงเสมอ และไม่ควรมองข้าม รวมไปถึง จะต้องเลือกผู้ให้บริการ ที่มีบุคลากรประสบการณ์เฉพาะทางสูง พร้อมด้วยเครื่องมือและอุปกรณ์มีมาตรฐาน อีกทั้งมีการพัฒนาศักยภาพด้านต่างๆ อย่างต่อเนื่อง ได้รับความไว้วางใจจากลูกค้ามาอย่างยาวนาน เช่น SQD Group บริษัทชั้นนำด้านระบบแผงสวิตช์ไฟฟ้า ที่ออกแบบและติดตั้งได้ตามคอนเซ็ป โดยทีมช่างมืออาชีพ ประสบการณ์สูง และมีการรับรองมาตรฐานความปลอดภัย จนเป็นที่วางใจจากลูกค้าทั่วประเทศมาอย่างยาวนาน