07/08/2026
ഇന്ന് ഒരു സുഹൃത്ത് ഒരു ഗ്രൂപ്പിൽ ചോദിച്ച ഒരു സംശയം : "ഫേസ് - ന്യൂട്രൽ ഷോർട്ട് ചെയ്തിട്ടും MCB ട്രിപ്പ് ആകുന്നില്ല, പകരം മീറ്റർ ബോർഡിലെ ഫ്യൂസ് അടിച്ചു പോകുന്നു. എന്തുകൊണ്ടാകും ഇങ്ങനെ?"
അതായത് ഫേസ് - എർത്ത് , ന്യൂട്രൽ - എർത്ത് തൊടുന്നതിന് മുൻപ് തന്നെ RCCB ട്രിപ്പ് ആകുന്നു. എന്നാൽ ഫേസ് - ന്യൂട്രൽ വയർ ഡെഡ് ഷോർട്ട് ചെയ്തിട്ട് സ്വിച്ച് ഓൺ ചെയ്താൽ, RCCB-യും ട്രിപ്പ് ആകുന്നില്ല, MCB-യും ട്രിപ്പ് ആകുന്നില്ല. വിശദമായി ചോദിച്ചപ്പോൾ പറഞ്ഞത്, 6A ,10A MCB-കൾ ട്രിപ്പ് ആകുന്നുണ്ട്. എന്നാൽ 16A, 32A MCB-കൾ ട്രിപ്പ് ആകുന്നില്ല. പക്ഷെ ഫ്യൂസ് പോകുന്നു. ഫ്യൂസ് കെട്ടിയിരിക്കുന്നത് പോളിക്യാബിന്റെ 1.5SqMM വയറിലെ നാല് സ്ട്രാൻഡുകൾ കൂട്ടിപ്പിരിച്ചാണ്.
വരൂ നമുക്കൊന്ന് പരിശോധിക്കാം....
ആദ്യം മനസ്സിലാക്കേണ്ട കാര്യം ഒരു RCCB ഒരിക്കലും ഓവർലോഡ്, ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് എന്നിവയിൽ ട്രിപ്പ് ആകില്ല. അത് എർത്ത് ലീക്കേജിൽ മാത്രം ട്രിപ്പ് ആകാൻ ഉദ്ദേശിച്ചിട്ടുള്ളതാണ്.
ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് സമയത്ത് ലൈനിലൂടെ വളരെ ഉയർന്ന കറന്റ് ആണ് ഒഴുകുന്നത്. ഈ ഓവർ കറന്റ് RCCB-യുടെ റേറ്റിംഗിനേക്കാൾ കൂടുതലാണെങ്കിൽ, അതിനുള്ളിലെ PMR (Permanent Magnet Relay) കോയിൽ കത്തിപ്പോകാനും, പെർമനന്റ് മാഗ്നെറ്റിന്റെ കാന്തികശേഷി (Demagnetization) നഷ്ടപ്പെടാനും സാധ്യതയുണ്ട്. ഇങ്ങനെ സംഭവിച്ചാൽ പിന്നീട് RCCB ഓൺ ആയി ഇരിക്കില്ല.
അതുകൊണ്ടാണ് RCCB-യുടെ അതേ റേറ്റിംഗോ അതിൽ താഴെയോ ഉള്ള ഒരു MCB ഉപയോഗിച്ച് ബാക്കപ്പ് പ്രൊട്ടക്ഷൻ നൽകണം എന്ന് എല്ലാ നിർമ്മാതാക്കളും കർശനമായി നിഷ്കർഷിക്കുന്നത്. പലയിടത്തും ഈ ബാക്കപ്പ് പ്രൊട്ടക്ഷൻ കാണാറില്ലെങ്കിലും, മീറ്റർ ബോർഡിലെ ഈ ഫ്യൂസ് ആണ് ഇത്തരം സന്ദർഭങ്ങളിൽ ഇതേപോലെ ഓവർ കറന്റിൽ നിന്ന് RCCB-യുടെ രക്ഷക്കെത്തുന്നത്.
എന്തുകൊണ്ട് 16A, 32A MCB ട്രിപ്പ് ആയില്ല?
ഇവിടെ ഫ്യൂസ് ആയി ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നത് 1.5 sq.mm വയറിന്റെ 4 സ്ട്രാൻഡുകളാണ്. പോളിക്യാബ് പോലുള്ള ബ്രാൻഡുകളുടെ 1.5 sq.mm ഫ്ലെക്സിബിൾ വയറുകളിൽ (Class 5 conductor) സാധാരണയായി 30 സ്ട്രാൻഡുകളും, ഒരു സ്ട്രാൻഡിന്റെ ഏകദേശ ഡയമീറ്റർ 0.25 mm എന്നുമാണ് പരിശോധിച്ചപ്പോൾ മനസ്സിലായത്. ചെറിയ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ ഉണ്ടാകാം.
ഇവിടെ ഇത്തരം നാലു സ്ട്രാൻഡുകളാണ് ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നത്. Preece's Formula (I = 80 x d¹·⁵) അനുസരിച്ച് 0.25 mm ഡയമീറ്റർ ഉള്ള ഒറ്റ സ്ട്രാൻഡിന്റെ ഫ്യൂസിങ് കറന്റ് ഏകദേശം 10 Amps ആണ്. അതുകൊണ്ട് 4 സ്ട്രാൻഡുകൾ ഉപയോഗിച്ചാൽ ഏകദേശം 40A റേറ്റിങ് ഉണ്ടാകും.
I = 80 x 0.25¹·⁵ = 10A, അതായത് ഒരു സ്ട്രാൻഡിന്റെ ഫ്യൂസിങ് കറന്റ്
എന്നാൽ താഴെ ഒരു 32A C-Curve MCB ഉള്ളതുകൊണ്ട്, കോപ്പർ വയറുകൾ ഫ്യൂസ് ആയി ഉപയോഗിച്ച് MCB ട്രിപ്പ് ആകാൻ സമയം നൽകുക അതായത് MCB കോർഡിനേഷൻ (Discrimination) ചെയ്യുക എന്നത് പ്രായോഗികമായി വലിയ റിസ്ക് ഉള്ള കാര്യമാണ്. കാരണം ഒരു ഒരു ഹെവി ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് വരുമ്പോൾ ഈ 4 സ്ട്രാൻഡുകൾ ഉരുകിപ്പോകാൻ വെറും 5 മില്ലിസെക്കൻഡ് മതിയാകും.
സാധാരണ ഒരു 32A C-Curve MCB ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് സമയത്ത് (5 മുതൽ 10 ഇരട്ടി കറന്റിൽ, അതായത് 160A - 320A) വളരെ വേഗത്തിൽ (0.01 സെക്കൻഡിൽ - 10 മില്ലിസെക്കന്റിൽ ) ട്രിപ്പ് ആകും. എന്നിരുന്നാലും 16A അല്ലെങ്കിൽ 32A പോലെയുള്ള മീഡിയം റേറ്റിങ് MCB-കളുടെ കോൺടാക്റ്റുകൾ മെക്കാനിക്കലായി അകന്ന്, ആർക്ക് ക്വഞ്ച് ചെയ്ത് ട്രിപ്പ് ആകാൻ കറന്റിന് അനുസരിച്ച് പ്രയോഗികമായി ഏകദേശം 10 മുതൽ 20 മില്ലിസെക്കൻഡ് വരെയെടുക്കും.അതായത്, വലിയ MCB-കൾക്ക് ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് ഡിറ്റക്ട് ചെയ്ത് ട്രിപ്പ് ആകാൻ വേണ്ട സമയം കിട്ടുന്നതിന് മുൻപ് തന്നെ, ഫ്യൂസ് ആയി വെച്ചിരിക്കുന്ന കോപ്പർ വയർ ഉരുകി സർക്യൂട്ട് ബ്രേക്ക് ആകുന്നു. ഇവിടെ സെലെക്റ്റിവിറ്റി പൂർണ്ണമായും നഷ്ടപ്പെടുന്നു.
ഡൗൺ സ്ട്രീമിൽ ഉള്ള 32A MCB ആദ്യം ട്രിപ്പ് ആകണം എന്നുണ്ടെങ്കിൽ, അപ്‌സ്ട്രീമിലെ ഫ്യൂസ് അതിനേക്കാൾ ഉയർന്ന റേറ്റിംഗ് ഉള്ളതായിരിക്കണം (ഉദാഹരണത്തിന് 40A അല്ലെങ്കിൽ 63A റേറ്റിംഗ് ഉള്ള HRC ഫ്യൂസ്). കോപ്പർ സ്ട്രാൻഡുകൾ വെച്ച് ഈ കൃത്യത കൊണ്ടുവരാൻ കഴിയില്ല.
അതുപോലെ തന്നെ കോപ്പറിന്റെ മെൽറ്റിംഗ് പോയിന്റ് 1085°C ആണ്. യഥാർത്ഥ ഫ്യൂസ് വയറുകൾ (Lead-Tin alloy) വളരെ പെട്ടെന്ന് ഉരുകി സർക്യൂട്ട് ബ്രേക്ക് ചെയ്യുമ്പോൾ, കോപ്പർ വയറുകൾ ഉരുകുന്നതിന് മുൻപ് ചുട്ടുപഴുത്ത് ചുവക്കുകയും ഫ്യൂസ് കാരിയർ തന്നെ കത്തി നശിക്കാൻ കാരണമാവുകയും ചെയ്യും.
ഇനി എത്ര ചൂടിൽ എത്ര സമയം കൊണ്ട് ഈ സ്ട്രാൻഡുകൾ ഉരുകും എന്ന് നോക്കിയാലോ?
ഒരു ഇലക്ട്രിക്കൽ വയർ ഓപ്പൺ എയറിൽ എത്ര കറന്റ് കടന്നുപോകുമ്പോൾ ഉരുകും (Fusing Current) എന്ന് കണ്ടുപിടിക്കാനുള്ള ഒരു ഫോർമുലയാണ് 1880-കളിൽ സർ വില്യം ഹെൻറി പ്രീസ് (Sir William Henry Preece) വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത പ്രീസിസ് ഫോർമുല. ഒരു വയറിലൂടെ കറന്റ് കടന്നുപോകുമ്പോൾ അതിൽ ഉണ്ടാകുന്ന ചൂടും, ആ ചൂട് അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് നഷ്ടപ്പെടുന്നതും തമ്മിലുള്ള ബന്ധമാണ് ഇതിന്റെ ആധാരം.
അതായത് വയറിലൂടെ കറന്റ് ഒഴുകുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്ന ചൂട് I²R ആണ്. എന്നാൽ വയറിൽ നിന്നും ചൂട് പുറത്തേക്ക് പോകുന്നത് അതിന്റെ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണത്തിന് (Surface Area) ആനുപാതികമായാണ്. ഇവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധമാണ് ഈ ഫോർമുലക്ക് ആധാരം.
I = a x d¹·⁵
I = വയർ ഉരുകാൻ ആവശ്യമായ കറന്റ് (Fusing Current in Amperes)
d = വയറിന്റെ വ്യാസം (Diameter)
a = വയർ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്ന ലോഹം അനുസരിച്ചുള്ള ഒരു കോൺസ്റ്റന്റ് (Constant).
ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് പോലെയുള്ള ഉയർന്ന കറന്റുകളിൽ കോപ്പർ വയർ വളരെ പെട്ടെന്ന് ഉരുകും. വളരെ കുറഞ്ഞ സമയം കൊണ്ട് സംഭവിക്കുന്നതുകൊണ്ട് ചൂട് പുറത്തേക്ക് പോകാൻ സമയം ലഭിക്കില്ല. വയർ എത്ര സമയം കൊണ്ട് ഉരുകും എന്ന് കണക്കാക്കാൻ I²t (Joule Integral) അല്ലെങ്കിൽ Onderdonk's Equation ആണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
ഒന്ന് കണക്കു കൂട്ടി നോക്കാം.
0.25 mm വ്യാസമുള്ള ഒരു സ്ട്രാൻഡിന്റെ ക്രോസ് സെക്ഷനൽ ഏരിയ = 0.049mm²
4 സ്ട്രാൻഡുകളുടെ ആകെ ഏരിയ (A) = 4 x 0.049 = 0.196 mm²
കോപ്പറിന്റെ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് കോൺസ്റ്റന്റ് (k) ≅ 115 A/mm²
4 സ്ട്രാൻഡുകളുടെ ആകെ I²t capacity = A x k² = 0.196 x 115² ≅ 509 A²s
ഇതിനർത്ഥം, ഈ 4 സ്ട്രാൻഡുകൾ ഉരുകിപ്പോകുന്നതിന് മുൻപ് അതിലൂടെ കടന്നുപോകാൻ കഴിയുന്ന പരമാവധി ഊർജ്ജം (Let-through energy) 509 A²s മാത്രമാണ്.
ഇനി ഒരു 32A MCB ട്രിപ്പ് ആകാൻ തുടങ്ങുന്നത് അതിന്റെ 5 മുതൽ 10 മടങ്ങ് - 160A മുതൽ 320A വരെ കറന്റിൽ ആണ്. അതായത്,
160A ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് കറന്റിൽ, t = 509 ÷ 160² = 0.019 സെക്കൻഡ് (19 മില്ലി സെക്കന്റ്)
320A ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് കറന്റിൽ, t = 509 ÷ 320² = 0.005 സെക്കൻഡ് (5 മില്ലി സെക്കന്റ്)
500A ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് കറന്റിൽ, t = 509 ÷ 500² = 0.002 സെക്കൻഡ് (2 മില്ലി സെക്കന്റ്)
അതായത് MCB ട്രിപ്പ് ആകണം എന്ന് വിചാരിക്കുന്നതിനു മുൻപ് തന്നെ ഫ്യൂസ് പോയിരിക്കും.
ഡൗൺ സ്ട്രീമിലെ MCB-ക്ക് കൃത്യമായി പ്രവർത്തിക്കാൻ സമയം (Selectivity/Discrimination) കിട്ടണമെങ്കിൽ, അപ്‌സ്ട്രീം ഫ്യൂസിന്റെ I²t വിത്‌സ്റ്റാൻഡ് കപ്പാസിറ്റി MCB-യുടെ Let-through energy-യേക്കാൾ വളരെ കൂടുതൽ ആയിരിക്കണം. 4 കോപ്പർ സ്ട്രാൻഡുകൾക്ക് പകരം കൃത്യമായ റേറ്റിംഗ് ഉള്ള സ്ലോ-ബ്ലോ HRC ഫ്യൂസ് ഉപയോഗിച്ചാൽ മാത്രമേ ഈ കോർഡിനേഷൻ സാധ്യമാകൂ.
