E-book

กฎและมาตรฐานทางไฟฟา้ Electrical Rules and Standards จัดทำโดย นาย อานภาพ วรรณะเครอื คณะวิศวกรรมศาสตร์ สาขาครศุ าสตร์วิศวกรรม สาขาวิชาครศุ าสตร์ไฟฟา้ เทยี บโอน

คำนำ หนงั สอื เลม่ นเี้ ปน็ สว่ นหนง่ึ ของรายวชิ า นวัตกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศทางการศึกษา ไดจ้ ัดทำขึน้ เพื่อให้นกั ศึกษาไดน้ ำความรู้ท่ีได้จากการเรียนรู้ในห้องเรียน สามารถนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวนั และสามารถนำความร้มู าประยุกต์ใช้เพื่อให้เกดิ ความรแู้ ละความเข้าใจมากขน้ึ โดยหนงั สือเลม่ นี้เรียบเรียง เนื้อหา เก่ยี วกับกฎและมาตรฐานทางไฟฟา้ การจัดทำหนังสอื เลม่ น้ี ผา่ นไปด้วยดี เพราะ ไดร้ ับความ อนเุ คราะห์จาก อ. มานะ ทะนะอ้น ท่ีได้ให้ความรแู้ ละคำปรกึ ษาเปน็ อยา่ งดี ผู้จัดทำ นาย อานุภาพ วรรณะเครอื

สารบญั เนอื้ หา หน้า คำนำ ก สารบญั ข โครงสร้างหลักสูตร ค 3.1 ระบบป้องกนั และระบบการต่อลงดิน 1 1 3.1.1.ระบบป้องกันฟ้าผา่ 2 3.1.2. ระบบตัวนำล่อฟ้า 5 3.1.3. ระบบตัวนำลงดนิ 6 3.1.4. ระบบรากสายดิน 9 แบบฝึกหัดท้ายบทเรียน 10 เอกสารอา้ งองิ

โครงสรา้ งหลกั สูตรรายวิชา รหัสและช่ือวิชา 20104-2101 กฎและมาตรฐานทางไฟฟา้ Electrical Rules and Standards สภาพรายวิชา วิชาชีพเลอื กเฉพาะสาขขาในหลักสตู รประกาศนียบตั รวิชาชพี (ปวช.) สาขาวิชาชา่ งไฟฟา้ กำลัง ระดบั รายวิชา ภาคเรียนที่ 2 ชนั้ ปที ่ี 2 พ้นื ฐาน - เวลาศกึ ษา 36 คาบเรียน ตลอด 18 สปั ดาห์ ทฤษฎี 2 คาบต่อสปั ดาห์ ปฏบิ ตั ิ - คาบต่อสัปดาห์ และนกั ศกึ ษาจะต้องใชเ้ วลาศกึ ษาคน้ ควา่ นอกเวลา 2 ชว่ั โมงต่อสปั ดาห์ หนว่ ยกิต 2 หนว่ ยกิต จุดมุ่งหมายรายวชิ า 1.เข้าใจหลกั การความหมายของกฎและมาตรฐานทางไฟฟ้า 2. สามารถนำกฎและมาตรฐานไปใช้ประกอบอาชพี ในงานไฟฟา้ 3.มีความตระหนักและเห็นคุณค่าเกี่ยวกับกฎและมาตรฐานทางไฟฟ้า คำอธิบายรายวิชา ศกึ ษาเกี่ยวกบั กฎและมาตรฐานท่ใี ช้ในงานทางไฟฟ้า ตามมาตรฐานวิศวกรรมสถาน แห่งประเทศไทย (วสท.) และมาตรฐานสากลทใ่ี ชง้ านระบบติดตง้ั ไฟฟ้า ระบบปอ้ งกัน ระบบการตอ่ ลงดนิ ระบบการติดต้ัง สัญญาณเตือนภยั และเพลิงไหม้ การติดตั้งไฟฟ้าในพื้นที่อันตราย และระบบอื่นๆที่เกย่ี วข้อง

หนว่ ยที่ 3 3.1 ระบบป้องกันและระบบการต่อลงดนิ การเกิดฟ้าผ่านั้นเป็นปรากฎการณธ์ รรมชาติ เน่อื งจากก้อนเมฆเกิดการคายประจุไฟฟา้ กบั พื้นดนิ เมื่อ เกิดฟ้าผ่าข้นึ จะมกี ระแสมากมายไหลผ่านตามฟ้าผา่ ในช่วงระยะเวลาที่สนั้ โดยเฉลย่ี กระแสฟ้าผ่ามคี ่าประมาณ 20 กิโลแอมแปร์และความเร็วของแสงฟ้าผ่า 30,000 กโิ ลเมตรตอ่ วนิ าที จะเหน็ วา่ กระแสฟ้าผา่ นัน้ สงู มาก ดงั น้ัน อาคาร ต้นไม้หรือส่ิงปลกู สรา้ งใดเมื่อถูกฟ้าผา่ ก็จะเกิดความรอ้ นเพม่ิ สูงข้นึ อยา่ งมากจนเกดิ การลูกไหม้ ปกติแล้วส่ิงปลูกสร้างหรอื ที่สงู เดน่ จะมีโอกาสถูกฟ้าผา่ มากวา่ อาคารทีเ่ ตี้ยกว่าโดยเฉพาะบริเวณหรือ จดุ ทีม่ ีปลายแหลมจะมีโอกาสถูกฟ้าผา่ มากที่สดุ เพราะบรเิ วณดังกลา่ วจะมีความเครยี ดสนามไฟฟา้ สงู กวา่ บรเิ วณท่มี ีขอบ ดังนนั้ หลักการป้องกันฟา้ ผา่ วิธีหนง่ึ ก็คอื การตดิ ต้ังตัวนำทมี่ ีปลายแหลมให้สูงเดน่ กวา่ บริเวณท่กี าร ปอ้ งกนั เพอื่ กำหนดให้ฟ้าผ่าท่ีปลายตัวนำนี้และต่อตัวนำลงดินสำหรับเป็นทางเดินของกระแสฟา้ ผ่า โดย ทั้งหมดต้องเปน็ ตวั นำท่ีมีค่าความตา้ นทานตำ่ เพอ่ื ให้กระไหลลงดนิ ได้สะดวกและไม่เกิดความร้อนสะสมท่ีจะ ทำใหเ้ กดิ การลกุ ไหม้ได้ 3.1.1.ระบบป้องกนั ฟ้าผ่า ระบบป้องกันฟ้าผ่านน้ั เปน็ การลดความเสี่บงตอ่ ความเสียหายจากเกดิ ฟา้ ผา่ เท่านั้นไมส่ ามารถประกัน ได้วา่ จะป้องกันสงิ่ ปลูกสร้าง บุคคลหรอื วัตถตุ ่างๆได้อยา่ งสมบรูณ์ ดังน้ันการออกแบบและติดตั้งให้ถูกต้องและ ได้ตามมาตรฐานกจ็ ะทำให้การป้องกันมีดงั นี้

รปู ท่ี 1 ระบบป้องกนั ฟา้ ผ่า ทีม่ า : กฎและมาตรฐานทางไฟฟา้ ส่วนประกอบของระบบปอ้ งกันฟ้าผ่าน้นั จะมีอยู่ 3 ส่วนคือ 1.ตัวนำลอ่ ฟ้า (Air Terminal) 2.ตัวนำลงดิน (Down Conductor) 3.รากสายดิน (Earth Electrode) ในการออกแบบนั้นจะออกแบบทีจ่ ะส่วนแต่ต้องสอดคลอ้ งกันทั้ง 3 สว่ นและจะต้องมีความ ตอ่ เน่ืองทางไฟฟ้าท่ีดสี ักษณะของส่วนประกอบประกอบทง้ั 3 3.1.2. ระบบตัวนำล่อฟ้า ตัวนำล่อฟา้ นีจ้ ะตดิ ตงั้ ไวบ้ นยอดสงู สดุ ของส่งิ ปลูกสรา้ งหรือบริเวณท่ตี ้องการปแ้ งกนั โดยมกั จะมีปลาย แหลมเพ่ือให้มีความเครียดสนามไฟฟา้ มากกว่าบรเิ วณอน่ื ทใี่ กล้เคยี ง เม่ือเกดิ ฟ้าผา่ จะได้ลงท่ีปลายตวั นำล่อฟ้า นี้ สำหรบั ส่ิงปลกู สรา้ งที่มีขนาดพืน้ ทไ่ี ม่ใหญ่มากนัก เช่นเสาอากาศ อาคารหลังคาทรงสูง เจดยี ์ อาจใช้ ตวั นำล่อฟา้ เพียงแหลง่ เดียวก็สามารถปอ้ งกันไดโ้ ดยมมุ สร้างท่ีมีขนาดใหญ่อาจจะต้องใช้ตัวนำลอ่ ฟา้ หลาย แหล่งติดต้ังกระจายเพอื่ ใหส้ ามารถครอบคลุมพนื้ ที่ทีต่ ้องการป้องกัน ลักษณะของพ้ืนทป่ี ้องกัน

รูปท่ี 2 ระบบตัวนำล่อไฟฟ้า ท่มี า : กฎและมาตรฐานทางไฟฟา้ วิธมี มุ ปอ้ งกนั นน้ั แทง่ ตัวนำ เสาและสายล่อฟ้าต้องติดตงั้ โดบจัดตำแหน่งให้ตัวนำล่อฟา้ ครอบคลมุ ทกุ ส่วนปลูกสร้างที่อยู่บรเิ วณป้องกนั ซึ่งสรา้ งโดยมุมป้องกนั a ทีส่ ายไปทุกทศิ ทางในแนวด่ิง รูปท่ี 3 ระบบตัวนำล่อไฟฟา้ ทมี่ า : กฎและมาตรฐานทางไฟฟา้

รปู ที่ 4 ระบบตัวนำล่อไฟฟ้า ที่มา : กฎและมาตรฐานทางไฟฟ้า ความสงู ของตวั นำลอ่ ฟ้าทใี่ ช้ในการหาค่ามุมป้องกนั นน้ั ข้ึนอย่กู บั ตำแหน่งติดตง้ั ของตัวนำลอ่ ฟา้ ด้วย ว่าตง้ั บรเิ วณใด ซ่งึ ตัวนำล่อฟ้าตวั ที่ 1 น้นั จะมคี วามสูงเท่ากบั h1 คือเท่ากบั ความยาวของตวั นำลอ่ ฟา้ แตต่ วั นำ ลอ่ ฟา้ ตัวท่ี2 นน้ั จะมีความสงู ทีช่ ใ้ นการหาค่ามุมป้องกันเท่ากบั h2 โดยเท่ากบั ความสูงของส่ิงปลกู ส้รางที่ ต้องการปอ้ งกัน รวมกบั ความยาวของตวั นำล่อฟ้า ดังนนั้ มมุ ป้องกนั ทีไ่ ดจ้ ะมีคา่ ไม่เทา่ กนั รูปที่ 5 ระบบตัวนำลอ่ ไฟฟ้า ที่มา : กฎและมาตรฐานทางไฟฟา้

รปู ที่ 6 ระบบตัวนำล่อไฟฟ้า ทีม่ า : กฎและมาตรฐานทางไฟฟ้า กรณที ่สี ง่ิ ปลกู สรา้ งมีพื้นที่ด้านบนหรอื ดาดฟ้าเป็นลกั ษณะระนาบหรอื เรียบและต้องการป้องกนั อาคาร เทา่ กนั ไม่ได้มีจุดประสงคเ์ พื่อปอ้ งกนั คน อาจใช้วิธีเปน็ ตาข่ายก็ได้ 3.1.3. ระบบตัวนำลงดิน ตัวนำลงดนิ น้นั ตอ้ งเป็นตวั ไฟฟ้าเพ่ือกระแสฟา้ ผ่าจะได้ไหลลงส้พู ืน้ ดินได้อย่างรวดเร็วโดยควรมจี ำนวน ตัวนำอยา่ งนอ้ ย 2 เสน้ และวางตรงขา้ มกนั ของส่งิ ปลูกสร้างท่ีตอ้ งการป้องกันเพื่อใหส้ ามารถตรวจวัดคา่ ความ ตา้ นทานของตัวนำลงดินได้ภายหลังติดต้ังเสรจ็ เรียบร้อยแล้วอกี ทั้งในกรณีนำเส้นหน่งึ ชำรดุ ยังมีอีกเสน้ หนึ่งแต่ หากส่ิงปลูกสรา้ งมีขนาดพืน้ ที่ใหญม่ าก ตัวนำลงดนิ ต้องมีมากกว่า 2 เส้น โดยแตล่ ะเส้นวางห่างกันประมาณ20- 30 เมตร เพื่อให้ทางไหลของกระแสไฟฟา้ ผ่านอย่างสม่ำเสมอ ตวั นำลงดนิ ควรอยู่ใกล้มุมสง่ิ ปลูกสร้างมากทส่ี ดุ เทา่ จะทำได้

รปู ท่ี 7 ระบบตัวนำลงดนิ ที่มา : กฎและมาตรฐานทางไฟฟ้า ในกรณีสิง่ ปลูกสร้างทตี่ ้องการป้องกนั น้นั สูง ตวั นำ ลงดนิ นัน้ จะต้องมีการเช่ือมถึงกันทาไฟฟ้าทุกๆ ความสูง 20 เมตร เพอ่ื ป้องกันการเกดิ ประกายไฟด้านข้าง ตัวนำลงดนิ นั้นควรการจบั ยึดกบั ตวั อาคารหรือส่ิงปลูกสรา้ งท่ีตอ้ งการปอ้ งกันเปน็ ช่วงๆ เพือ่ ให้เกดิ ความแข็งแรงทางกลเมื่อเกิดฟ้าผ่าตัวนำลงดินจะได้ไม่เกิดการสนั้ หรอื หลดุ ออกมาได้ ท้งั นีต้ วั นำลงดนิ น้ันควรมีระยะสน้ั ท่ีสดุ ไมค่ วรเดนิ อ้อมไปมา เป็นการทำให้ความตา้ นทานเพ่ิมข้นึ และ การเกดิ การเหนี่ยวนำเพิ่มขึ้นด้วย 3.1.4. ระบบรากสายดิน รากสายดินน้ันต้องสามารถกระจายกระแสฟ้าผ่าลงดนิ ได้อย่างรวดเรว็ โยไม่เกดิ แรงดนั ไฟฟา้ เกนิ และ เปน็ อนั ตราย โยรากสายดนิ น้ันควรมคี วามต้านทานดินตำ่ ประเภทของรากสายดินน้ันมีหลายแบบอาจเป้นแบบแนวด่ิง แบบวงแหวนหรือแบบอนื่ ๆ กรณที ี่เป็น แบบแนวด่ิง คือ การฝงั ตวั นำลงดนิ หรือหลักดนิ ลงไปในดินตามแนวดง่ิ นน้ั ตวั นำลงดินแต่ละเส้นต้องการป้องกนั ต้องมีอยา่ งน้อย 2 ชดุ โดยรากสายดินแนวด่งิ ต้องมีความยาวไมน่ ้อยกวา่ 2.4 เมตร ความต้านทานดินต่ำกว่า 10 โอห์ม ลกั ษณะของรากสายดินแนวดิง่ นั้นสามารถใชแ้ บบเดียวกบั แทง่ เหล็กดินของระบบไฟฟา้ ได้

รูปที่ 8 ระบบรากสายดิน ทีม่ า : กฎและมาตรฐานทางไฟฟ้า รปู ท่ี 9 ระบบรากสายดนิ ที่มา : กฎและมาตรฐานทางไฟฟ้า กรณีรากสายดนิ แบบวงแหวน คือการเดนิ รากสายดินล้อมรอบบริเวณทีต่ ้องการปอ้ งกันโดยมคี วามลกึ อยา่ งน้อย 0.5 เมตร และห่างจากกำแพงหรือบรเิ วณที่ต้องการป้องกนั มากกว่า 1 เมตร การตรวจสอบและซ่อมบำรุงรรกั ษาระบบป้องกนั ฟ้าผ่า เมื่อติดตั้งระบบป้องกนั ฟา้ ผ่าเรยี บรอ้ ยแล้วควรมกี ารตรวจสอบวา่ การติดตั้งตา่ งๆนน้ั มคี วามถูกต้อง หรือไม่ โดยเฉพาะจุดทีม่ ีการเชือ่ มต่อกนั ควรมกี ารตรวจสอบวา่ ตัวนำน้นั มีความความต่อเน่ืองทางไฟฟ้าทด่ี ี และ วดั ความต้านทานดนิ ของระบบป้องกันฟ้าผ่า ซง่ึ วิธีการวดั นน้ั เหมอื นกับกรณีวดั คา่ ความต้านมานดนิ ระบบ ไฟฟ้า วตั ถุประสงค์ของการตรวจสอบน้ันเพอ่ื ก. ใหม้ น่ั ใจระบบป้องกนั ฟ้าผา่ ที่ตดิ ตัง้ นั้นเป็นไปตามการออกแบบ

ข. ตรวจสอบว่าประกอบทั้งหมดในระบบป้องกนั ฟา้ ผา่ ว่าอยู่ในระบบปอ้ งกันฟา้ ผา่ ว่าอยใู่ นสภาพท่ดี ี และสามารถทำหน้าท่ีตามที่ไดอ้ อกมาโดยไม่มเี หตุร้อนหรือเสียทางกายภาพ การบำรงุ รกั ษานนั้ กต็ ้องดำเนินการอยา่ งสม่ำเสมอเพราะสว่ นประกอบต่างๆ ในระบบป้องกันฟ้าผา่ นน้ั มีโอกาสทจี่ ะเกดิ การผุกกร่อนได้ อีกทัง้ ในกรณีทเี่ กิดฟา้ ผ่ามายงั ระบบป้องกันกอ็ าจทำให้อปุ กรณ์ในระบบเกิด ความเสยี หายได้

แบบฝึกหดั บทที่ 3 จงทำเคร่ืองหมายกากบาท x ลงหน้าข้อที่ถกู ต้องท่สี ุด 1.ส่วนใดของระบบปอ้ งกันฟ้าผา่ ท่มี ีระดบั ในการตดิ ต้ังสงู สุด ก.ตวั นำล่อฟา้ ข.ตวั นำลงดนิ ค.รากสายดนิ ง.หลักดิน 2.กระแสฟา้ ผ่าโดยเฉล่ยี แล้วจะมีคา่ ประมาณเท่าใด ก. 20 แอมแปร์ ข. 200 แอมแปร์ ค. 2000 แอมแปร์ ง. 20000 แอมแปร์ 3.โดยปกตแิ ลว้ ฟ้าจะผา่ ลงบรเิ วณใดมากท่ีสดุ ก.บริเวณท่มี ีความต้านทานตำ่ ข.จุดทเี่ ป็นตัวนำทางไฟฟ้า ค.จดุ ทม่ี ีความเครียดสายไฟฟ้ามาก ง.ถกู ทุกข้อ 4.ระบบป้องกนั ฟ้าผา่ ท่รี ะดับการป้องกนั 4 มปี ระสิทธภิ าพของระบบเปน็ เท่าใด ก. 0.98 ข. 0.95 ค. 0.90 ง. 0.80 5.ขอ้ ใดไม่ใชว้ สั ดุที่สามารถใชเ้ ป็นรายสายดนิ ได้ ก. แทง่ เหล็กอาบสังกะสี ข. แทง่ เหลก็ หมุ้ ทองแดง ค. แท่งอะลูมเิ นียม ง. แท่งทองแดง

เอกสารอา้ งองิ นาย ธำรงศกั ด์ิ หมนิ ก้าหมี /กฎและมาตรฐานทางไฟฟ้า/คร้ังที่ 1 /2562