สายดินคือ การติดตั้งสายดิน ในระบบไฟฟ้า มาตรฐานการติดตั้งสายดิน สายกราวด์ ทำไมต้องติดตั้งสายดิน Grounding installation สิ่งสำคัญในการป้องกันอันตรายจากไฟฟ้า
พ.ศ. 2539 การไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) ได้ออกประกาศให้ผู้ยื่นขอใช้ไฟฟ้ารายใหม่ จะต้องเดินสายไฟฟ้าให้มีระบบต่อลงดิน รวมทั้งต้องติดตั้งเต้ารับไฟฟ้าชนิดที่มีขั้วสำหรับ สายดิน หลังจากนั้นไม่นาน การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) ก็ได้นำกฎเกณฑ์นี้มาใช้ด้วยเช่นกัน เพราะในอดีตมีผู้ได้รับบาดเจ็บและเสียชีวิตจากการใช้ไฟฟ้าอยู่บ่อยครั้ง โดยสาเหตุใหญ่มาจากการถูกไฟดูดเนื่องจากไปสัมผัสหรือใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีไฟรั่ว ด้วยเหตุนี้สายดิน จึงได้กลายมาเป็นข้อบังคับเพื่อความปลอดภัยในการใช้ไฟฟ้านั่นเอง
ทำไมต้องติดตั้งสายดิน
ไฟฟ้าแม้จะให้ประโยชน์แก่เรามากมาย แต่อันตรายจากการใช้ไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้ตลอดเวลาเช่นกัน ดังนั้น การติดตั้งสายดิน จึงมีไว้เพื่อเสริมความปลอดภัยในการใช้ไฟฟ้า เช่น หากเกิดไฟรั่วจากเครื่องใช้ไฟฟ้า กระแสไฟส่วนที่รั่วนี้ จะไหลลงดินผ่านทางสายดิน (แทนที่จะไหลผ่านร่างกายของเรา) ในกรณีที่ไปสัมผัสโดยไม่ได้ตั้งใจ และสายดินไม่เพียงแค่ป้องกันไม่ให้ผู้ใช้ถูกไฟฟ้าดูดเท่านั้น บางกรณีสายดินยังมีส่วนช่วยจัดการกับสัญญาณรบกวนได้อีกด้วย
ทั้งนี้สายดินจะทำงานได้โดยสมบูรณ์ ปลายสายด้านหนึ่งของสายดิน ต้องมีการต่อลงดินด้วยวัสดุที่มีคุณสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้า ส่วนปลายสายอีกด้านหนึ่งต่อเข้ากับพื้นผิวของวัตถุหรือโครงของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการให้มีศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์เท่ากับพื้นดิน
รู้จักองค์ประกอบของสายดิน
สายดินมีองค์ประกอบหลักๆ 2 ส่วน ได้แก่ สายตัวนำไฟฟ้า (สายดินหรือสายต่อหลักดิน) และหลักดิน
สายดินที่ใช้ในระบบไฟฟ้าทั่วไป ภายในสายประกอบด้วยลวดทองแดง หุ้มฉนวนพีวีซี (PVC) ซึ่งตามมาตรฐาน กำหนดให้ใช้สายที่มีฉนวนสีเขียวหรือสีเขียวสลับกับสีเหลือง ซึ่งเป็นสีเฉพาะของสายดิน ทั้งนี้ขนาดสายต่อหลักดิน สามารถดูได้จากตารางที่ไห้ไว้ โดยเลือกตามขนาดตัวนำประธาน (สายเมน) ของระบบไฟฟ้า โดยทั่วไปที่อยู่อาศัยหรืออาคารขนาดเล็ก ขนาดตัวนำประธานจะไม่เกิน 35 ตารางมิลลิเมตร ดังนั้นสายต่อหลักดินจะใช้สายทองแดงหุ้มฉนวนขนาด 10 ตารางมิลลิเมตร
ส่วนหลักดิน (Ground Rod)
คือแท่งโลหะที่ฝังลงในดินเพื่อเป็นตัวเชื่อมสายต่อหลักดินจากเมนสวิตช์เข้ากับดิน หลักดินที่ใช้โดยทั่วไปทำจากเหล็กหุ้มด้วยทองแดง ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 16 มิลลิเมตร (5/8 นิ้ว) ความยาว 2.40 เมตร และหลักดินที่ดีเมื่อตอกลงดินแล้วต้องมีความต้านทานการต่อลงดินไม่เกิน 5 โอห์ม
วิธีติดตั้งระบบสายดินที่ถูกต้อง
- จุดต่อลงดินของระบบไฟฟ้า (จุดต่อลงดินของเส้นศูนย์หรือนิวทรัล) ต้องอยู่ด้านไฟเข้าของเครื่องตัดวงจรตัวแรกของตู้เมนสวิตช์
- ภายในอาคารหลังเดียวกันไม่ควรมีจุดต่อลงดินมากกว่า 1 จุด
- สายดินและสายเส้นศูนย์สามารถต่อร่วมกันได้เพียงแห่งเดียวที่จุดต่อลงดินภายในตู้เมนสวิตช์ ห้ามต่อร่วมกันในที่อื่น ๆ อีก เช่น ในแผงสวิตช์ย่อยจะต้องมีขั้วสายดินแยกจากขั้วต่อสายศูนย์ และห้ามต่อถึงกันโดยมีฉนวนคั่นระหว่างขั้วต่อสายเส้นศูนย์กับตัวตู้ซึ่งต่อกับขั้วต่อสายดิน
- ตู้เมนสวิตช์สำหรับห้องชุดของอาคารชุดและตู้แผงสวิตช์ประจำชั้นของอาคารชุดให้ถือว่าเป็นแผงสวิตช์ย่อย ห้ามต่อสายเส้นศูนย์ และสายดินร่วมกัน
- ไม่ควรต่อโครงโลหะของเครื่องใช้ไฟฟ้าลงดินโดยตรง แต่ถ้าได้ดำเนินการไปแล้วให้แก้ไขโดยมีการต่อลงดินที่เมนสวิตย์อย่างถูกต้อง แล้วเดินสายดินจากเมนสวิตช์มาต่อร่วมกับสายดินที่ใช้อยู่เดิม
- ไม่ควรใช้เซอร์กิตเบรกเกอร์ชนิด 120/240 V กับระบบไฟ 220 V เพราะพิกัด IC จะลดลงประมาณครึ่งหนึ่ง
- การติดตั้งเครื่องตัดไฟรั่ว จะเสริมการป้องกันให้สมบูรณ์แบบยิ่งขึ้น เช่น กรณีที่มักจะมีน้ำท่วมขัง หรือกรณีสายดินขาด เป็นต้น และจุดต่อลงดินต้องอยู่ด้านไฟเข้าของเครื่องตัดไฟรั่วเสมอ
- ถ้าตู้เมนสวิตช์ไม่มีขั้วต่อสายดินและขั้วต่อสายเส้นศูนย์แยกออกจากกัน เครื่องตัดไฟรั่วจะต่อใช้ได้เฉพาะวงจรย่อยเท่านั้น จะใช้ตัวเดียวป้องกันทั้งระบบไม่ได้
- วงจรสายดินที่ถูกต้องในสภาวะปกติจะต้องไม่มีกระแสไฟฟ้าไหล
- ถ้าเดินสายไฟในท่อโลหะ จะต้องเดินสายดินในท่อโลหะนั้นด้วย
- ดวงโคมไฟฟ้าและอุปกรณ์ติดตั้งที่เป็นโลหะควรต่อลงดิน มิฉะนั้นต้องอยู่เกินระยะที่บุคคลทั่วไปสัมผัสไม่ถึง (สูง 2.40 เมตร หรือห่าง 1.50 เมตร ในแนวราบ)
- ขนาดและชนิดของอุปกรณ์ระบบสายดิน ต้องเป็นไปตามมาตรฐานกฎการเดินสายและติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าของการไฟฟ้านครหลวง
สายดินมีประโยชน์อย่างไร
ผู้ใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่ ไม่ค่อยให้ความสำคัญกับ การติดตั้งสายดิน มากนัก เพราะมองเป็นเรื่องไกลตัว และการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆก็ยังใช้งานได้อยู่ แต่เมื่อเกิดเหตุไม่คาดฝัน เช่น มีคนในบ้านถูกไฟดูด อาจนำมาซึ่งโศกนาฏกรรมและความสูญเสียทั้งชีวิตและทรัพย์สิน ด้วยเหตุนี้บ้านพักอาศัย จึงต้องติดตั้งระบบสายดินให้ถูกต้องตามมาตรฐาน เพื่อให้ระบบสายดินมีความปลอดภัยและใช้งานได้จริงนั่นเอง
ทั้งนี้การต่อลงดินแบ่งออกได้เป็น 2 ส่วน คือ การต่อลงดินที่เมนสวิตช์และการต่อลงดินของเครื่องใช้ไฟฟ้า โดยเราจะต้องทำทั้งสองจุด จึงจะใช้งานได้อย่างสมบูรณ์
การต่อลงดินที่เมนสวิตช์
ที่เมนสวิตช์จะต้องต่อสายนิวทรัล (N) ลงดิน สายนิวทรัลคือสายเส้นที่เมื่อเราใช้ไขควงวัดไฟวัดแล้วหลอดที่อยู่ในไขควงจะไม่เรืองแสง สำหรับเมนสวิตช์ที่เป็นคอนซูมเมอร์ยูนิต จะมีขั้วสำหรับต่อสายนิวทรัล ซึ่งจะมีเครื่องหมายแสดงจุดต่อลงดินไว้ ในการต่อสายลงดินจะใช้สายไฟฟ้าขนาดไม่เล็กกว่า 10 ตารางมิลลิเมตร
การต่อลงดินของเครื่องใช้ไฟฟ้า
คือการใช้สายไฟต่อจากจุดต่อลงดินที่โครงของเครื่องใช้ไฟฟ้าเดินกลับไปต่อลงดินที่เมนสวิตช์ โดยใช้หลักดินแท่งเดียวกับของสายนิวทรัล ทั้งนี้สายดินจะเดินรวมไปด้วยกันกับสายวงจรที่จ่ายไฟให้เครื่องใช้ไฟฟ้านั่นเอง
TIPS
- การติดตั้งหลักดินนั้น จะต้องทำการตอกลงไปในพื้นดินโดยตอกลงไปตรงๆในแนวดิ่ง แต่หากในพื้นดินที่ตอกหลักดินลงไปมีวัตถุหรือสิ่งกีดขวางที่แข็งและไม่สามารถตอกหลักดินให้ทะลุลงไปตรงๆได้ กรณีนี้มาตรฐานได้อนุโลมให้ทิศทางที่ตอกลงไปในดิน สามารถเอียงไปได้ไม่เกิน 45 องศา หรืออาจใช้วิธีการขุดดินแล้วฝังแท่งหลักดินลงไปในแนวราบที่ความลึกไม่น้อยกว่า 75 เซนติเมตร
- ไม่ควรต่อโครงโลหะของเครื่องใช้ไฟฟ้าลงดินโดยตรง โดยเฉพาะการใช้ตะปูคอนกรีตตอกไปที่ผนังหรือพื้น เพราะตะปูคอนกรีตไม่สามารถทำหน้าที่แทนหลักดินได้ การต่อลงดินที่ได้ผลต้องเดินสายดินไปที่เมนสวิตช์
- การติดตั้งเครื่องตัดไฟรั่วหรืออุปกรณ์ป้องกันไฟดูด จะช่วยเสริมการป้องกันให้สมบูรณ์แบบยิ่งขึ้น เช่น กรณีสายดินขาด เป็นต้น
สายดิน เบรกเกอร์ เครื่องป้องกันไฟดูด ทำงานต่างกันอย่างไร
แบบที่ 1
คือ กระแสไฟฟ้าในระบบสูง เกินปกติ อาจเกิดจากหลายสาเหตุ เช่น ฉนวนสายไฟฟ้าเสื่อมแล้วสายทองแดงสองเส้นมาแตะกันเกิด “ไฟฟ้าช็อต” ทำให้กระแสไฟฟ้าวิ่งอยู่ในระบบมากกว่า
ปกติจนกลายเป็น “ไฟฟ้าลัดวงจร” เพราะไฟฟ้าจากสายไฟวิ่งลัดไปทางอื่นแทนที่ จะวิ่งผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้า
แบบที่ 2
คือกระแสไฟฟ้าหายไปจากระบบ โดยปกติกระแสไฟฟ้าที่วิ่งเข้าบ้าน กับที่จะวิ่งกลับออกมาต้องเท่ากัน เมื่อไรที่กระแสไฟฟ้าวิ่งเข้าไม่เท่ากับกระแสไฟฟ้าที่วิ่งกลับออกมาแสดงว่าต้องเกิด“ไฟรั่ว”ในระบบเรื่องนี้เกิดได้จากหลายสาเหตุ เช่นสายไฟฟ้าเส้นหนึ่งของตู้เย็นเสื่อมสภาพทำให้สายทองแดงแตะที่โครงตู้เย็น แต่ยังไม่เกิดไฟฟ้าลัดวงจร เพราะสายไฟฟ้าแตะแค่เส้นเดียวถ้าสายไฟฟ้าแตะกันสองเส้นจะกลายเป็น“ไฟช็อต”เหมือนแบบที่ 1
ช่วงแรกอาจยังไม่มีปัญหาเพราะไฟฟ้าที่วิ่งเข้าและวิ่งออกจากตู้เย็นยังเท่ากันอยู่ แต่เมื่อไรที่มีคนไปจับตู้เย็น กระแสไฟฟ้าที่วิ่งอยู่รอบตู้เย็นจะไหลเข้ามาที่ตัวคนแล้ว วิ่งลงดินทำให้กระแสไฟฟ้าที่วิ่งเข้า และวิ่งออกจากตู้เย็นไม่เท่ากัน เกิดเป็น “ไฟรั่ว” หรือ “ไฟดูด” นั่นเอง
แล้วจะป้องกันได้อย่างไรสำหรับไฟช็อตหรือกระแสไฟฟ้าสูงเกินปกติให้ติดตั้ง อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าเกิน สมัยก่อนคือ “ฟิวส์” ที่เมื่อเกิดไฟฟ้าเกินฟิวส์จะขาด ทำให้ไฟฟ้าที่ลัดวงจรนั้นดับ เดี๋ยวนี้มีอุปกรณ์ที่ใช้แทนฟิวส์คือ เบรกเกอร์ ซึ่งจะตัดไฟฟ้าโดยอัตโนมัติที่เรามักเรียกอาการนี้ว่า “เบรกเกอร์ทิป” เมื่อแก้ไขปัญหาจุดที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจรได้แล้วเราก็แค่เปิดหรือสับเบรกเกอร์ขึ้นไปใหม่ โดยไม่ต้องซื้อฟิวส์มาใส่ใหม่เหมือนสมัยก่อน
ส่วนการป้องกันอันตรายจากกระแสไฟฟ้าหายไปจากระบบหรือไฟรั่วไฟดูด มีหลายวิธี เริ่มจากการติดตั้งสายดินที่เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีโอกาสเกิดไฟรั่วได้ง่าย เช่น ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ เครื่องทำน้ำร้อน ฯลฯ สายดินจะนำไฟฟ้าที่รั่วไหลลงดินทำให้ไม่เกิดไฟดูดหากเราไปจับเครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านั้น แต่ต้องเข้าใจว่า ไฟฟ้ายังคงรั่วตลอดเวลา และเราต้องเสียค่าไฟฟ้าที่รั่วลงดินนี้ด้วย
ข้อจำกัดของสายดิน
การติดตั้งสายดิน ไม่สามารถติดตั้งได้กับอุปกรณ์ทุกประเภท เช่น ระบบไฟฟ้าแสงสว่าง และก็ไม่ครอบคลุมทุกชิ้นส่วนของอุปกรณ์ไฟฟ้า นอกจากนี้ ยังไม่สามารถป้องกันอุบัติเหตุจากความประมาท หรือความพลั้งเผลอได้อีกด้วย เช่น ถ้าเด็กเล็กๆ เอาแท่งโลหะแหย่เข้าไปในรูปลั๊กไฟฟ้าสายดินก็ไม่สามารถ
ป้องกันอันตรายได้
จึงมีการผลิตเครื่องป้องกันไฟดูดที่จะวัดความแตกต่างระหว่างกระแสไฟฟ้า ที่ไหลเข้ากับที่ไหลกลับ ซึ่งตามที่บอกไว้แล้วว่าปริมาณไฟฟ้าสองส่วนนี้ต้องเท่ากันเสมอ เมื่อไรที่กระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้ามากกว่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลกลับ แสดงว่า ต้องเกิดไฟดูดหรือไฟรั่วที่จุดใดจุดหนึ่ง ตัวเครื่องป้องกันไฟดูดจะตัดกระแสไฟฟ้าทันทีคนขายมักคุยว่าตัดไฟฟ้าได้เร็วมากเพียงเสี้ยววินาที
เจ้าเครื่องนี้มีหน้าปัดให้หมุนเลือกว่าจะยอมให้ไฟฟ้ารั่วได้เท่าไร ตั้งแต่ 5 มิลลิแอมป์ ไปถึง 30 มิลลิแอมป์ หรือจะต่อตรง ซึ่งปัจจุบันไม่ยอมให้มีตัวเลือกแบบต่อตรงแล้ว เพราะถ้าหมุนไปที่ต่อตรงหมายความว่าระบบนี้จะไม่ตัดไฟเลย แม้ว่าไฟจะรั่ว มากแค่ไหนก็ตาม ฉะนั้นติดไปก็เสียเงินเปล่าอย่าติดดีกว่า
ปัจจุบันเครื่องประเภทนี้มีขนาดเล็กลงจนเท่ากับเบรกเกอร์ สามารถใส่ในตู้กล่องไฟ ได้เลยมีชื่อเรียกว่า Earth Leakage Circuit Breaker หรือ ELCB ซึ่งกำหนดค่า ยอมให้ไฟฟ้ารั่วไว้ตายตัวที่ 30 มิลลิแอมป์ ซึ่งเป็นค่าสูงสุดของไฟฟ้ารั่วที่มาตรฐาน ยอมรับได้นั่นเอง
แนะนำให้แยกวงจรอุปกรณ์ไฟฟ้าเหล่านี้ออกจากกัน ได้แก่ เครื่องทำน้ำอุ่น ปลั๊กในห้องน้ำ ปลั๊กใกล้อ่างล้างหน้า ปลั๊กในชั้นใต้ดิน ปลั๊กภายนอกอาคาร จากนั้นให้ติดตั้งเครื่องป้องกันไฟดูดที่วงจรนั้น ถ้ามีงบพอก็ติดแยกเป็นวงจรละตัว ถ้ามีงบจำกัดให้รวมวงจรไว้ด้วยกันแล้วติดตัวเดียว แต่ไม่ควรติดตัวป้องกันไฟดูด ตัวใหญ่เพียงตัวเดียวที่วงจรหลักอย่างที่หลายๆ บ้านทำกัน เพราะในวงจรไฟฟ้า จะมีไฟรั่วเสมอ เลยทำให้เครื่องป้องกันไฟดูดต้องตัดไฟตลอดเวลา และไม่ควรติดตัวป้องกันไฟดูดที่วงจรเครื่องปรับอากาศหรือปั๊มน้ำ เพราะเป็นอุปกรณ์ที่มี โอกาสไฟรั่วได้เสมอ แต่ให้ป้องกันไฟรั่วโดยติดตั้งสายดินแทน
เครดิต /// https://www.safesiri.com/grounding-installation/