ลักษณะโหลด
ป้องกันมอเตอร์ปั๊มแนวแกน / ปั๊มใบพัด (Axial · Propeller): กระแสสูงสุดตอนปิดปลายทาง
ปั๊มใบพัดตามแนวแกนมีกราฟกำลังกลับด้านกับปั๊มหอยโข่ง กำลังสูงสุดอยู่ที่จุดปิดสนิทและลดลงเมื่อการไหลเพิ่ม ผลตามมาสามข้อ หนึ่ง ห้ามสตาร์ตโดยปิดประตูน้ำเด็ดขาด เพราะเป็นการโหลดหนักที่สุดในจังหวะที่มอเตอร์อ่อนแอที่สุด สอง ประตูน้ำปิดหรือตะแกรงตันอ่านเป็นกระแสเกิน ไม่ใช่กระแสต่ำ Overload จึงเป็นด่านหลัก สาม ในปั๊มจุ่ม น้ำรอบตัวคือตัวระบายความร้อนของมอเตอร์ ระดับน้ำต่ำจึงเป็นปัญหาความร้อนก่อนจะเป็นปัญหาการไหล และต้องกันด้วยสวิตช์ระดับ ไม่ใช่รีเลย์กระแส
ปั๊มใบพัดตามแนวแกนคือปั๊มของงานน้ำมาก-เฮดต่ำ — สถานีสูบระบายน้ำท่วม คลองส่งน้ำ น้ำหล่อเย็นโรงไฟฟ้า และงานชลประทาน หน้าตาภายนอกอาจดูเป็น “ปั๊มจุ่มตัวใหญ่” เหมือนกัน แต่ในแง่ของโหลดทางไฟฟ้า มันเป็นเครื่องจักรคนละชนิดกับปั๊มหอยโข่ง และกราฟกำลังของมันกลับด้านกันทุกจุด
กราฟกำลังที่กลับด้าน
ปั๊มหอยโข่งเคลื่อนของเหลวออกด้านข้างด้วยแรงหนีศูนย์กลาง เมื่อไม่มีการไหล ก็แทบไม่มีงานให้ทำ ปั๊มแนวแกนดันของเหลวไปตามแกนเหมือนใบพัดเรือ เมื่อไม่มีทางให้น้ำออก ใบพัดก็ยังต้องปั่นน้ำอยู่กับที่ ซึ่งกินกำลังมากกว่าตอนที่น้ำไหลผ่านไปได้สะดวก
| จุดทำงาน | ปั๊มหอยโข่ง (Radial) | ปั๊มแนวแกน (Axial / Propeller) |
|---|---|---|
| ปิดปลายทางสนิท | กำลัง ต่ำสุด (~30–60%) | กำลัง สูงสุด อาจเกินพิกัดมอเตอร์ |
| จุดออกแบบ (BEP) | ตามพิกัด | ตามพิกัด |
| การไหลสูงสุด | กำลัง สูงสุด | กำลัง ต่ำสุด |
| สตาร์ตโดยปิดปลายทาง | เป็นวิธีลดกระแสสตาร์ตที่ใช้ได้ | ห้ามทำ |
| ด่านป้องกันหลัก | Undercurrent | Overload |
คนที่คุ้นกับปั๊มหอยโข่งจะสตาร์ตปั๊มโดยปิดวาล์วไว้ก่อนโดยอัตโนมัติ เพราะเรียนมาว่าช่วยลดกระแสสตาร์ต บนปั๊มแนวแกน การทำแบบนั้นคือ การใส่ภาระหนักที่สุดในจังหวะที่มอเตอร์ยังเร่งไม่ขึ้น ผลคือกระแสสูงค้าง และความร้อนพุ่งเร็วกว่าที่ D-Time จะปล่อยให้รีเลย์ทำงานทัน
ปั๊มแบบ Mixed-flow อยู่ตรงกลางระหว่างสองแบบนี้ กราฟกำลังค่อนข้างแบน ปิดปลายทางแล้วกำลังเปลี่ยน ไม่มาก ซึ่งแปลว่า ทั้ง Overload และ Undercurrent แยกอาการได้ไม่ชัดทั้งคู่ ถ้าเครื่องเป็นแบบนี้ ให้ยึดกราฟจากผู้ผลิตเป็นหลักและอย่าเดาจากรูปทรงภายนอก
ระดับน้ำในบ่อคือเรื่องความร้อน ก่อนจะเป็นเรื่องการไหล
จุดนี้แยกปั๊มจุ่มออกจากปั๊มทั่วไปชัดเจนที่สุด มอเตอร์ปั๊มจุ่มใช้น้ำรอบตัวเป็นตัวระบายความร้อน เมื่อระดับน้ำในบ่อลดลงจนตัวมอเตอร์เริ่มโผล่ ความร้อนจะสะสมทันทีทั้งที่กระแสยังอยู่ในเกณฑ์ปกติ
ลำดับเหตุการณ์จริงมักเป็นแบบนี้ และมันไม่ได้เริ่มจากไฟฟ้า
- ระดับน้ำลด → มอเตอร์เริ่มโผล่พ้นน้ำ → การระบายความร้อนหายไป แต่กระแสยังปกติ
- ระดับลดต่อ → ใบพัดเริ่มดูดอากาศ → กระแสเริ่ม ลดลงและแกว่ง พร้อมเสียงและแรงสั่นที่เปลี่ยนไป
- รีเลย์ Undercurrent เห็นในข้อ 2 — ซึ่งช้ากว่าความเสียหายที่เริ่มไปแล้วในข้อ 1
สวิตช์ลูกลอยหรือเซนเซอร์ระดับที่สั่งหยุดตามระดับต่ำสุดที่ผู้ผลิตกำหนด คือสิ่งเดียวที่กันข้อ 1 ได้ Undercurrent มีไว้เป็นด่านสำรองเผื่อสวิตช์ระดับค้าง ไม่ใช่ตัวหลัก
อาการเสียที่พบหน้างาน
| อาการเสีย | กระแสเป็นอย่างไร | อาการหน้างาน | ตรวจจับด้วย |
|---|---|---|---|
| เดินปั๊มขณะทางส่งปิดหรือประตูน้ำปิด (Deadhead) | กระแส พุ่งขึ้น เมื่อการไหลลดลง — สูงสุดที่จุดปิดสนิท (Shut-off) | มอเตอร์ร้อนเร็ว อาจทริปภายในไม่กี่นาที เสียงและแรงสั่นเปลี่ยนชัดเจน | Overload (โหลดเกิน)Interlock จากเซนเซอร์ภายนอก |
| ระดับน้ำในบ่อต่ำเกิน | กระแสลดลงและแกว่ง เพราะใบพัดเริ่มดูดอากาศ | เสียงดังผิดปกติ สั่นแรง และในปั๊มจุ่มคือสูญเสียการระบายความร้อนของมอเตอร์ทันที | Undercurrent / Underload (กระแสต่ำ)Interlock จากเซนเซอร์ภายนอก |
| ตะแกรงหน้าปั๊มอุดตัน (ขยะ/ผักตบ) | กระแสค่อย ๆ สูงขึ้นตามการไหลที่ลดลง | ระดับน้ำด้านหน้าตะแกรงสูงขึ้นแต่ระบายไม่ทัน | Overload (โหลดเกิน)Interlock จากเซนเซอร์ภายนอก |
| ไฟรั่วลงดินในบ่อสูบ | กระแสสามเฟสอาจปกติ แต่ผลรวมผ่าน ZCT ไม่เป็นศูนย์ | ค่าความเป็นฉนวนลดลง มักเริ่มจากรอยต่อสายเคเบิลหรือซีลที่รั่ว | Ground Fault (ไฟรั่วลงดิน) |
| หมุนกลับทาง | กระแสต่ำกว่าที่ควรเป็น และการไหลลดลงมาก | ระบายน้ำได้น้อยผิดปกติ พบบ่อยหลังถอดซ่อมหรือสลับสายเมน | Phase Loss (ขาดเฟส)Undercurrent / Underload (กระแสต่ำ) |
| แรงดันตกในสายเคเบิลที่ยาว | กระแสสูงกว่าที่คาดที่ภาระเดิม และสูงไม่เท่ากันทั้งสามเฟส | สตาร์ตยาก มอเตอร์ร้อนกว่าปกติ โดยเฉพาะบ่อลึกหรือสายเดินไกล | Current Unbalance (กระแสไม่สมดุล)Overload (โหลดเกิน) |
- เดินปั๊มขณะทางส่งปิดหรือประตูน้ำปิด (Deadhead) — ตรงข้ามกับปั๊มหอยโข่งโดยสิ้นเชิง — ปั๊มหอยโข่งกระแสจะลดลงเมื่อปิดปลายทาง แต่ปั๊มแนวแกนกระแสจะสูงสุด จึงห้ามสตาร์ตปั๊มแนวแกนโดยปิดประตูน้ำไว้ (ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้ได้กับปั๊มหอยโข่ง)
- ระดับน้ำในบ่อต่ำเกิน — ในปั๊มจุ่ม มอเตอร์อาศัยน้ำรอบตัวเป็นตัวระบายความร้อน ระดับน้ำต่ำจึงเป็นเรื่องความร้อนก่อนจะเป็นเรื่องการไหล ต้องใช้สวิตช์ระดับน้ำตัดการทำงาน ไม่ใช่รอให้รีเลย์กระแสตรวจเจอ
- ไฟรั่วลงดินในบ่อสูบ — ปั๊มจุ่มจมอยู่ในน้ำตลอดเวลา การป้องกันไฟรั่วลงดินจึงไม่ใช่ของเสริม และควรวัดค่าความเป็นฉนวนตามรอบ ไม่ใช่รอให้รีเลย์ทำงาน
- หมุนกลับทาง — ยืนยันด้วยการวัดลำดับเฟส ไม่ใช่จากกระแสอย่างเดียว
ฟังก์ชันป้องกันที่ต้องมี
ปั๊มใบพัดตามแนวแกน (Axial / Propeller) — ลักษณะโหลด Variable Torque · แรงบิดและกำลังเปลี่ยนตามความเร็ว (T ∝ n², P ∝ n³ โดยประมาณ)
ความเสี่ยงหลัก: โหลดเกิน, เดินแห้ง, คาวิเทชัน
จำเป็น
- Overload (โหลดเกิน) — ตัดวงจรเมื่อกระแสสูงกว่าค่าที่ตั้งไว้นานเกินเวลาหน่วง · ดูรุ่น · ดูรุ่น · ดูรุ่น
- Phase Loss (ขาดเฟส) — ตัดเมื่อเฟสใดเฟสหนึ่งหายไป ก่อนอีกสองเฟสรับภาระแทนจนไหม้ · ดูรุ่น · ดูรุ่น · ดูรุ่น
- Ground Fault (ไฟรั่วลงดิน) — ตรวจผลรวมกระแสสามเฟสผ่าน ZCT — ไม่เป็นศูนย์คือมีกระแสรั่วลงดิน · ดูรุ่น · ดูรุ่น
- Interlock จากเซนเซอร์ภายนอก — อาการที่กระแสมอเตอร์มองไม่เห็น ต้องใช้เซนเซอร์ภายนอก เช่น สวิตช์ระดับน้ำ ความดัน การไหล หรือความเร็วสายพาน ต่อพ่วงเข้าวงจรควบคุม
แนะนำ
- Current Unbalance (กระแสไม่สมดุล) — ตัดเมื่อส่วนต่างระหว่างเฟสสูงสุดกับต่ำสุดเกินค่าที่ตั้ง · ดูรุ่น · ดูรุ่น
- Undercurrent / Underload (กระแสต่ำ) — ตัดเมื่อกระแสต่ำกว่าค่าที่ตั้ง — โหลดหายไปทั้งที่มอเตอร์ยังหมุน · ดูรุ่น · ดูรุ่น
- Start Delay / D-Time — ไม่นับกระแสช่วงสตาร์ตเป็นโหลดเกิน จนพ้นเวลาเร่ง · ดูรุ่น · ดูรุ่น
ใช้เฉพาะบางระบบ
เลือกฟังก์ชันป้องกันตามลักษณะโหลดก่อนเลือกรุ่นรีเลย์ — ไม่ควรเลือกรุ่นจากช่วงกระแสอย่างเดียว
ตั้งค่าจริงอย่างไร
Overload — ด่านหลักของปั๊มชนิดนี้
ตั้งที่ FLA ตาม Nameplate และอย่าตั้งเผื่อไว้สูงเพราะกลัวทริปตอนสตาร์ต ปั๊มแนวแกนใช้ Overload เป็นตัวจับอาการตันจริง ๆ (ประตูน้ำปิด ตะแกรงตัน ใบพัดพันเศษวัสดุ) ถ้าตั้งหลวมเกินไป ก็เท่ากับไม่มีอะไรจับอาการที่พบบ่อยที่สุดของเครื่องชนิดนี้เลย
D-Time — ยาวกว่าปั๊มหอยโข่ง
ใบพัดขนาดใหญ่บวกกับมวลน้ำที่ต้องเร่งไปด้วยทำให้ ความเฉื่อยสูงกว่าปั๊มหอยโข่งมาก เวลาเร่งจึงยาวกว่า ต้องจับเวลาสตาร์ตจริงที่หน้างานแล้วตั้ง D-Time ให้ยาวกว่าเล็กน้อย ไม่ควรใช้ค่าเริ่มต้นจากโรงงาน
เงื่อนไขสำคัญคือ ต้องจับเวลาในสภาพที่ประตูน้ำเปิดตามลำดับการเดินเครื่องจริง ถ้าไปจับตอนปิดประตู จะได้ค่าที่ยาวเกินจริงและกลายเป็นการเปิดช่องให้เครื่องเดินภายใต้ภาระเกินได้นานขึ้น
Ground Fault — ฟังก์ชันบังคับ ไม่ใช่ของเสริม
มอเตอร์ที่จมอยู่ในน้ำตลอดเวลามีทางรั่วสามทางที่เสื่อมตามอายุแน่นอน — รอยต่อสายเคเบิล ซีลเพลา และปลอกสายที่ถูกเสียดสีในบ่อ ZCT ต้องคล้องสายที่มีกระแสทุกเส้นในแกนเดียวกัน ดูวิธีเลือก ZCT และเครื่องช่วยเลือกขนาดรู ZCT ซึ่งสำคัญเป็นพิเศษกับงานนี้ เพราะสายปั๊มจุ่มขนาดใหญ่มักหนากว่าที่คนคาดไว้ตอนสั่ง ZCT
ควบคู่กับรีเลย์ ให้ วัดค่าความเป็นฉนวนตามรอบ และบันทึกแนวโน้มไว้ ค่าที่ค่อย ๆ ลดลงบอกล่วงหน้าได้ หลายเดือน ในขณะที่รีเลย์บอกตอนที่มันรั่วแล้ว
Unbalance — เบาะแสของสายที่ยาว
บ่อลึกและสถานีสูบมักมีสายเมนยาว แรงดันตกตามสายทำให้กระแสสูงกว่าที่คาดที่ภาระเดิม และถ้าสายแต่ละเส้น ยาวไม่เท่ากันหรือมีจุดต่อกลางทาง กระแสจะไม่เท่ากันทั้งสามเฟส ตั้ง Unbalance ไว้เพื่อจับเรื่องนี้ และตรวจ ที่ต้นเหตุด้วยเครื่องคำนวณแรงดันตก แทนที่จะแก้ด้วยการตั้งรีเลย์ให้ทน
Start Count — สำหรับสถานีที่สั่งเดินตามระดับน้ำ
สถานีที่ให้ระดับน้ำสั่งเดิน–หยุดโดยอัตโนมัติ จะสตาร์ตถี่มากในช่วงที่น้ำเข้าเป็นจังหวะ มอเตอร์ใหญ่รับ จำนวนครั้งการสตาร์ตต่อชั่วโมงได้จำกัดตามที่ผู้ผลิตระบุ การจำกัดจำนวนครั้งจึงเป็นการป้องกันความร้อน สะสมที่ Overload ธรรมดามองไม่เห็น เพราะแต่ละครั้งกระแสก็กลับมาปกติหมด
สรุปเป็นลำดับการตั้งค่า
- ยืนยันก่อนว่าเป็นปั๊ม แนวแกน / ใบพัด จริง ไม่ใช่หอยโข่งหรือ Mixed-flow — ดูจากกราฟผู้ผลิต
- ตั้ง OC = FLA และไม่ตั้งเผื่อสูง เพราะนี่คือด่านที่จับอาการตัน
- จับเวลาสตาร์ตจริง ขณะประตูน้ำเปิด → ตั้ง D-Time ให้ยาวกว่าเล็กน้อย
- ใส่ ZCT + Ground Fault เสมอถ้าเป็นปั๊มจุ่ม
- ตั้ง Phase Loss + Unbalance และตรวจแรงดันที่ปลายสาย ไม่ใช่ที่ตู้
- ต่อ สวิตช์ระดับน้ำ สั่งหยุดที่ระดับต่ำสุดตามคู่มือ — นี่คือด่านหลักของเรื่องความร้อน
- ถ้าสถานีสั่งเดินตามระดับ ให้เพิ่ม Start Count จำกัดจำนวนครั้งต่อชั่วโมง
ตั้งค่าสถานีสูบน้ำให้ตรงชนิดปั๊ม
ส่ง Nameplate มอเตอร์ กราฟปั๊มจากผู้ผลิต และความยาวสายจากตู้ถึงตัวปั๊มมาทาง LINE ทีมวิศวกรจะช่วยดูทั้งค่าตั้งรีเลย์และขนาดรู ZCT ที่สายชุดนั้นลอดได้จริง
ให้ทีมวิศวกร SAV ช่วยเลือกรุ่น
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
ปั๊มแนวแกนสตาร์ตโดยปิดประตูน้ำได้ไหม?
ไม่ได้ และเป็นข้อผิดพลาดที่อันตรายที่สุดของปั๊มชนิดนี้ ปั๊มแนวแกนกินกำลังสูงสุดที่จุดปิดสนิท การปิดประตูน้ำตอนสตาร์ตจึงเท่ากับบังคับให้มอเตอร์รับภาระหนักที่สุดในจังหวะที่แรงบิดยังต่ำและกระแสสตาร์ตยังสูงอยู่ วิธีนี้ใช้ได้กับปั๊มหอยโข่งเท่านั้น ซึ่งกินกำลังต่ำสุดตอนปิด
ปั๊มแนวแกนกับปั๊มหอยโข่งต่างกันตรงไหนในแง่การป้องกัน?
ทิศทางของกระแสตรงข้ามกัน ปั๊มหอยโข่งเมื่อการไหลลดลงกระแสจะลดลง ด่านหลักจึงเป็น Undercurrent ส่วนปั๊มแนวแกนเมื่อการไหลลดลงกระแสจะสูงขึ้น ด่านหลักจึงเป็น Overload การนำค่าที่ตั้งจากปั๊มแบบหนึ่งไปใช้กับอีกแบบทำให้ป้องกันผิดด้านทั้งหมด
ปั๊มจุ่มต้องมี Ground Fault หรือไม่?
ควรถือเป็นฟังก์ชันบังคับ ไม่ใช่ของเสริม มอเตอร์อยู่ใต้น้ำตลอดเวลา จุดที่รั่วได้คือรอยต่อสายเคเบิล ซีลเพลา และปลอกสาย ซึ่งเสื่อมตามอายุ การมี ZCT ทำให้เห็นกระแสรั่วก่อนที่ฉนวนจะพังทั้งชุด และควรวัดค่าความเป็นฉนวนตามรอบควบคู่ไปด้วย ไม่ใช่รอให้รีเลย์ทำงาน
ระดับน้ำในบ่อต่ำแล้วปั๊มจุ่มเสียหายอย่างไร?
เสียหายทางความร้อนก่อนทางไฮดรอลิก มอเตอร์ปั๊มจุ่มระบายความร้อนผ่านน้ำที่ล้อมตัวมันอยู่ เมื่อระดับน้ำลดจนตัวมอเตอร์โผล่ ความร้อนจะสะสมเร็วมากทั้งที่กระแสยังดูปกติ รีเลย์กระแสจึงมาช้าเกินไปเสมอ ต้องใช้สวิตช์ลูกลอยหรือเซนเซอร์ระดับสั่งหยุดที่ระดับต่ำสุดที่ผู้ผลิตกำหนด
ทำไมปั๊มในบ่อลึกถึงมีกระแสไม่เท่ากันทั้งสามเฟส?
สาเหตุที่พบบ่อยคือแรงดันตกในสายเคเบิลที่ยาว โดยเฉพาะเมื่อสายแต่ละเส้นยาวไม่เท่ากันหรือมีจุดต่อกลางน้ำ แรงดันที่ไม่เท่ากันเล็กน้อยทำให้กระแสต่างกันมาก และความร้อนจะไปลงที่เฟสที่กระแสสูงสุด ต้องวัดแรงดันที่ปลายสาย ไม่ใช่ที่ตู้
แหล่งอ้างอิง
- ISO 9906:2012 — Rotodynamic pumps — Hydraulic performance acceptance tests — Grades 1, 2 and 3 — ครอบคลุมปั๊มแบบ centrifugal, mixed flow และ axial — เป็นฐานของกราฟกำลังที่อ้างถึงในบทความนี้
- ANSI/HI 9.6.3 — Rotodynamic Pumps: Guideline for Operating Regions — ช่วงการทำงานที่ยอมรับได้รอบจุด BEP (ลิงก์ไปหน้าผู้จัดพิมพ์ ซึ่งชี้ฉบับล่าสุดเสมอ)
- IEC 60947-4-1:2023 (Ed. 5.0, corrected version 2026-03) — Contactors and motor-starters — Trip Class ของอุปกรณ์ป้องกันโหลดเกิน
- IEC 60034-5 — Rotating electrical machines: Degrees of protection provided by the integral design (IP code) — รหัส IP ของมอเตอร์ รวมถึงระดับที่ใช้กับมอเตอร์จุ่มน้ำ — ค้นด้วยเลขมาตรฐานที่ IEC Webstore
- มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทย วสท. 022001-22 (พ.ศ. 2564) — ข้อกำหนดการติดตั้งวงจรมอเตอร์ การต่อลงดิน และการป้องกันในพื้นที่ชื้น
เนื้อหานี้เป็นข้อมูลเชิงเทคนิคเพื่อการศึกษาและการเลือกอุปกรณ์เบื้องต้น ค่าที่คำนวณเป็น “ค่าประมาณ” การออกแบบและติดตั้งจริงต้องตรวจสอบกับข้อมูลบน Nameplate มาตรฐานฉบับปัจจุบัน และวิศวกรผู้มีใบอนุญาตประกอบวิชาชีพ SAV ไม่รับผิดชอบต่อการนำไปใช้นอกบริบท