3104 2002 09

หนว่ ยท่ี 9 การออกแบบระบบไฟฟา้ การออกแบบระบบไฟฟา้ จโิ รษม์ วฒั นา แผนกวชิ าชา่ งไฟฟา้ กำลงั วทิ ยาลยั เทคนคิ ลพบรุ ี

หน่วยที่ 9 การออกแบบระบบไฟฟ้า การออกแบบระบบไฟฟ้าน้นั ตอ้ งทาอย่างเป็ นข้นั ตอนเร่ิมจากโหลดในวงจรย่อยจนถึงตวั นาและ บริภณั ฑป์ ระธาน ไม่ควรปฏิบตั ิขา้ มข้นั ตอนเพราะขนาดสายไฟฟ้าและเคร่ืองป้อนกระแสเกินในแต่ละช่วง ตอ้ งมีความสอดคลอ้ งกนั โดยข้นั ตอนทว่ั ไปประกอบดว้ ย 1. กาหนดชนิด ขนาดและตาแหน่งติดต้งั โหลด 2. ออกแบบวงจรยอ่ ย แยกโหลดและจดั กลมุ่ วงจรของโหลด 3. กาหนดขนาดเครื่องป้องกนั กระแสเกินวงจรยอ่ ย 4. กาหนดขนาดและชนิดสายไฟฟ้าวงจรยอ่ ย 5. กาหนดขนาดสายป้อนและเคร่ืองป้อนกระแสเกินสายป้อน 6. กาหนดขนาดบริภณั ฑป์ ระธานและสายประธาน ขนาดกระแสของสายไฟฟ้าและขนาดกระแสพิกดั ของเคร่ืองป้อนกระแสเกิน ในวงจรเดียวกนั จะตอ้ งสอดคลอ้ งกนั โดยท่ีขนาดกระแสสายไฟฟ้าไมค่ วรนอ้ ยกวา่ ขนาดกระแสพกิ ดั ของเครื่องป้อนกระแส เกิน เน่ืองจากหากเกิดการลดั ลงจรหรือกระแสเกิดข้ึนเครื่องป้องกนั กระแสเกินตอ้ งปลดวงจรออกก่อนที่ สายไฟฟ้าจะไหม้ ดังน้ัน ในการออกแบบควรท่ีจะกาหนดขนาดเคร่ืองป้องกนั กระแสเกินก่อน จึงจะ กาหนดขนาดของสายไฟฟ้า ซ่ึงขนาดของเครื่องป้องกนั กระแสเกินน้นั ตอ้ งไม่น้อยกว่ากระแสของโหลด ท้งั หมดที่ต่อยใู่ นวงจรท่ีป้องกนั หรืออาจเผ่ือใหส้ ูงกวา่ เพือ่ สารองสาหรับอนาคตกไ็ ด้ ขนาดสายไฟฟ้าของวงจรยอ่ ยตอ้ งมีขนาดกระแสไม่นอ้ ยกวา่ โหลดสูงสุดที่คานวณได้ และตอ้ งไม่ นอ้ ยกว่าพิกดั ของเคร่ืองป้องกนั กระแสเกิดของวงจรย่อย โดยขนาดตวั นาวงจรย่อยตอ้ งมีขนาดไม่เล็กกว่า 2.5 มม.2 ส่วนสายป้อนก็ในลกั ษณะเดียวกัน โดยขนาดของสายป้อนตอ้ งไม่เล็กกว่า 4 มม.2 สาหรับ ประธานอากาศตอ้ งเป็นสายทองแดงหุ้มฉนวนและมีขนาดไม่เลก็ กวา่ 4 มม.2 โดยการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค ยอมให้ใช้สายอะลูมิเนียมได้ แต่ตอ้ งมีขนาดไม่เล็กกว่า 10 มม.2 หากเป็ นตวั นาประธานใตด้ ินตอ้ งเป็ น สายทองแดงหุม้ ฉนวนและมีขนาดไมเ่ ลก็ กวา่ 10 มม.2

9.1 ข้นั ตอนการออกแบบระบบไฟฟ้า การออกแบบระบบไฟฟ้าน้นั ตอ้ งดาเนินการเป็นข้นั ตอน โดนเริ่มจากโหลดไปหาบริภณั ฑป์ ระธาน โดยมีข้นั ตอนดงั น้ี 9.1.1 กาหนดชนิด ขนาดและตาแหน่งการติดต้งั โหลด หากสามารถทราบขอ้ มูลของโหลดอย่าง ครบถว้ น การออกแบบขนาดสายไฟฟ้า ขนาดเคร่ืองป้องกนั กระแสเกินก็จะมีความถกู ตอ้ งยง่ิ ข้ึน 9.1.2 ออกแบบวงจรย่อย เมื่อทราบขนาดและตาแหน่งของโหลดแลว้ จะทาการรวมกลุ่มโหลด เพ่อื จดั เป็นวงจรยอ่ ย หากโหลดใดมีขนาดกาลงั ไฟฟ้ามาก วงจรยอ่ ยน้นั อาจมีโหลดน้นั เพียงอยา่ งเดียว 9.1.3 กาหนดขนาดเครื่องป้องกนั กระแสเกินวงจรย่อย โดยคิดจากวงจรย่อยที่ไดแ้ บ่งไวแ้ ละจาก ขอ้ มลู ของโหลดในแตล่ ะวงจรยอ่ ย แลว้ นามาคานวณหากระแสใชง้ านของแต่ละวงจรยอ่ ย จากน้นั กาหนด 9.1.4 กาหนดขนาดและชนิดสายไฟฟ้าวงจรย่อย ในการที่จะกาหนดขนาดของสายไฟฟ้าได้น้ัน ตอ้ งกาหนดชนิดและวธิ ีการเดินสายไฟฟ้าก่อน เพราะสายไฟฟ้าตา่ งชนิดหรือชนิดเดียวกนั แต่วธิ ีการเดินสาย ต่างกนั จะมีขนาดกระแสท่ีไมท่ นั กนั 9.1.5 กาหนดขนาดสายป้อน ของสายป้อนซ่ึงรวมถึงขนาดเครื่องป้อนกนั กระแสเกินและขนาด สายไฟฟ้าน้นั ข้นั ตอนก็เหมือนในกรณีของวงจรยอ่ ย ซ่ึงหากเป็นระบบไฟฟ้าขนาดเล็กก็อาจไม่มีสายป้อน กไ็ ด้ 9.1.6 กาหนดขนาดบริภณั ฑ์ประธานและสายประธาน ขนาดบริภณั ฑ์ประธานและสายประธาน น้ันตอ้ งสามารถจ่ายกระแสไดอ้ ย่างต่อเน่ืองและพอเพียงต่อการใช้งานปกติของโหลดทุกตวั โดยวิธีการ คานวณจะมีลกั ษณะเดียวกบั ขนาดสายป้อน 9.2 ข้อกาหนดสาหรับวงจรย่อย วงจรย่อยในท่ีน้ี หมายถึง วงจรย่อยสาหรับไฟฟ้าแสงสว่างและเคร่ืองใช้ไฟฟ้าทวั่ ไป ไม่รวมถึง วงจรย่อยเฉพาะสาหรับมอเตอร์ไฟฟ้า เพราะมอเตอร์ไฟฟ้าน้ันเป็ นเครื่องใช้ไฟฟ้าเฉพาะประเภทซ่ึงมี ขอ้ กาหนดตา่ งหาก แตโ่ ดยหลกั การเบ้ืองตน้ แลว้ จะเหมือนกนั 9.2.1 ขนาดพิกดั ของวงจรยอ่ ยน้นั ตอ้ งมีขนาดเพียงพอที่จะจ่ายโหลด และมีขนาดไม่เลก็ กวา่ 1.50 ตารางมิลลิเมตร ขนาดพกิ ดั ของเครื่องป้องกนั กระแสเกินท่ีใชส้ าหรับวงจรน้นั และวงจรยอ่ ยตอ้ งมีขนาดไม่ นอ้ ยกวา่ ผลรวมของโหลดท้งั หมดที่ต่ออยใู่ นวงจรน้นั และวงจรยอ่ ยทุกวงจรตอ้ งมีเครื่องป้องกนั กระแสเกิน เพอื่ ตดั วงจรเมื่อเกิดการลดั วงจรหรือใชไ้ ฟฟ้าเกินขนาด 9.2.2 โหลดแสงสวา่ งและโหลดเครื่องใชไ้ ฟฟ้าท่ีทราบขนาดแน่นอนใหค้ านวณตามท่ีติดต้งั ใชง้ านจริง 9.2.3 โหลดของเตา้ รับใชง้ านทวั่ ไปท่ีไม่ไดเ้ จาะจงเครื่องใชไ้ ฟฟ้า ใหค้ านวณโหลดจุดละอยา่ งนอ้ ย 180 โวลตแ์ อมแปร์ ท้งั ชนิดเตา้ รับเด่ียว เตา้ รับค่แู ละชนิดสามเตา้ 9.2.4 โหลดของเตา้ รับอื่นที่ไม่ไดใ้ ชง้ านทว่ั ไป ใหค้ านวณตามขนาดของเครื่องเครื่องใชไ้ ฟฟ้าน้นั ๆ 9.2.5 เตา้ รับที่อยใู่ นวงจรยอ่ ยตอ้ งมีการป้องกนั ไฟฟ้าดูด ตอ้ งติดต้งั เคร่ืองตดั ไฟร่ัว

9.2.6 วงจรยอ่ ยที่กาหนดวา่ ตอ้ งการป้องกนั ไฟฟ้าดูด ตอ้ งติดต้งั เคร่ืองตดั ไฟรั่ว 9.2.7 วงจรย่อยตอ้ งมีการป้องกันกระแสเกิน โดยขนาดกระแสพิกดั เครื่องกนั กระแสเกินตอ้ ง สอดคลอ้ งกบั โหลดกบั โหลดสูงสุดของแต่ละวงจรยอ่ ยที่คานวณได้ กระแสพิกดั ต่าสุดของเคร่ืองป้องกนั กระแสเกินในวงจรยอ่ ยจะเทา่ กบั 10 แอมแปร์ 9.2.8 ขนาดสายไฟฟ้าของวงจรย่อยตอ้ งมีขนาดกระแสไม่น้อยกว่าโหลดสูงสุดที่คานวณได้และ ตอ้ งไม่นอ้ ยกว่าพิกดั ของเคร่ืองป้องกนั กระแสเกินของวงจรย่อย และขนาดตวั นาวงจรย่อยตอ้ งมีขนาดไม่ เลก็ กวา่ 2.5 มม.2 9.2.9 วงจรยอ่ ยท่ีมีจุดตอ่ ไฟฟ้าต้งั แต่ 2 จุดข้นึ ไปตอ้ งมีขนาดไมเ่ กิน 50 แอมแปร์ 9.2.10 วงจรย่อยท่ีมีจุดต่อไฟฟ้าต้งั แต่ 2 จุดข้ึนไปและมีขนาดไม่เกิน 20 แอมแปร์ โหลดของ เครื่องใชไ้ ฟฟ้าท่ีใชเ้ ตา้ เสียบแต่ละเครื่องจะตอ้ งไมเ่ กินร้อยละ 80 ของขนาดพิกดั วงจรยอ่ ย 9.2.11 วงจรยอ่ ยที่มีจุดต่อไฟฟ้าต้งั แต่ 2 จุดข้นึ ไปมีขนาดต้งั แต่ 25 ถึง 32 แอมแปร์ ใหใ้ ชก้ บั ดวง โคมไฟฟ้าที่ติดต้งั ถาวรขนาดดวงโคมละไมต่ ่ากวา่ 250 วตั ต์ หรือใชก้ บั เคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าซ่ึงไมใ่ ช่ดวงโคม 9.2.12 วงจรยอ่ ยขนาดเกิน 32 ถึง 50 แอมแปร์ ใหใ้ ชก้ บั ดวงโคมไฟฟ้าที่ติดต้งั ถาวรขนาดดาวโคม ละไมต่ ่ากวา่ 250 วตั ตห์ รือใชก้ บั เครื่องใชไ้ ฟฟ้าท่ีติดต้งั ถาวร 9.2.13 ในวงจรไฟฟ้าแสงสวา่ งที่แต่ละดวงโคมมีขนาดต่ากว่า 250 วตั ต์ แต่ละวงจรย่อยไม่ควรมี กระแสมากเกินไป 9.2.14 ตอ้ งมีการป้องกนั ท่ีวงจรไฟฟ้าหรือเตา้ รับโดยใชเ้ คร่ืองตดั ไฟร่ัว สาหรับการใชไ้ ฟฟ้าบริเวณ หอ้ งน้า หอ้ งใตด้ ิน หอ้ งครัว อ่าง รวมท้งั การใชไ้ ฟฟ้านอกอาคาร 9.2.15 เคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าเหล่าน้ีตอ้ งติดต้งั เคร่ืองตดั ไฟรั่ว 9.3 ข้อกาหนดการต่อทางไฟฟ้า 9.3.1 การตอ่ สายตวั นาตอ้ งใชอ้ ปุ กรณ์ต่อสายและวธิ ีการต่อสายที่เหมาะสมโดยเฉพาะการต่อตวั นา ที่เป็ นโลหะต่างชนิดกนั 9.3.2 ข้วั ต่อสาย (Terminal) - การตอ้ ตวั นาเขา้ กบั ข้วั ต่อสายจะตอ้ งมน่ั ใจว่าเป็ นการต่อที่ดีและไม่ทาให้ตวั นาเสียหาย ข้นั ตอ่ สายจะตอ้ งเป็นแบบบีบ แบบบดั กรีหรือแบบขนั แน่นดว้ ยสกรูหรือนทั - สายขนาดไม่โตกวา่ 6 ตารางมิลลิเมตรยอมให้ใชส้ ายพนั รอบสกรูหรือ stud ได้ แลว้ ขนั ใหแ้ น่น 9.3.3 การต่อสาย (Splice) ตอ้ งใชอ้ ุปกรณ์สาหรับการต่อสายที่เหมาะสมกบั งานหรือโดยการเชื่อม ประสาน (brazing) การเชื่อม (welding) หรือการบดั กรี (soldering) ท่ีเหมาะสมกบั สภาพการใชง้ าน

9.4 ข้อกาหนดของกล่องสาหรับงานไฟฟ้า 9.4.1 ขอบเขต ครอบคลุมการติดต้งั และการใช้กล่องสาหรับงานไฟฟ้าเช่นกล่องสาหรับจุดต่อ ไฟฟ้าของสวิตซ์หรืออุปกรณ์ กล่องต่อสาย กล่องดึงสาย กล่องแยกสาย และกล่องอ่ืนๆ ท่ีตดั ต้งั เพ่ือ วตั ถปุ ระสงคใ์ นการเดินสาย 9.4.2 ขอ้ กาหนดและลกั ษณะการใชง้ าน 1. กล่องตอ้ งทาจากวสั ดุท่ีทนต่อการผุกร่อนหรือมีการป้องกนั ที่เหมาะสมท้งั ภายในและ ภายนอก 2. ตอ้ งจดั ให้มีบุชช่ิงหรือเคร่ืองประกอบท่ีมีขอบมนเรียบตรงบริเวณท่ีตวั นาหรือเคเบิล ผา่ นผนงั ของกลอ่ ง 3. กลอ่ งตอ้ งสามารถบรรจุตวั นาหรือเคเบิลไดท้ ้งั หมด 4. เม่ือติดต้งั กล่องแลว้ สายบรรจุตอ้ งเขา้ ถึงไดโ้ ดยไม่ตอ้ งร้ือถอนส่วนใดของอาคารและ ตอ้ งมีที่วา่ งใหส้ ามารถทางานไดส้ ะดวก 5. กล่องตอ้ งมีฝาปิ ดท่ีเหมาะสมและปิ ดอยา่ งแน่นหนา 6. หลงั การติดต้งั แลว้ กลอ้ งไม่มีรูหรือช่องที่โตพอให้วตั ถุท่ีมีเส้นผ่านศูนยก์ ลางขนาด 7.50 มิลลิเมตร ลอดเขา้ ไปได้ 9.5 ข้อกาหนดสาหรับสายป้อน 9.5.1 สายป้อยต้องมีการป้องกันกระแสเกิน โดยขนาดพิกัดเครื่องป้องกันกระแสเกินต้อง สอดคลอ้ งกบั โหลดสูงสุดที่คานวณให้ 9.5.2 สายป้อนตอ้ งมีขนาดเพียงพอที่จ่ายโหลดให้วงจรย่อยได้ไม่น้อยกว่าผลรวมของโหลดใน วงจรยอ่ ยและมีขนาดไมเ่ ลก็ กวา่ 2.50 ตารางมิลลิเมตร 9.5.3 สาหรับเตา้ รับใชเ้ ฉพาะงาน ใหค้ ดิ โหลดจากขนาดของเตา้ รับที่มีขนาดสูงสุด รวมกบั ร้อยละ 75 ของขนาดเตา้ รับที่เหลือ 9.5.4 การคานวณขนาดของสายป้อน ใหใ้ ชด้ ีมานตแ์ ฟคเตอร์ 9.5.5 สาหรับอาคารประเภทอื่นที่ไม่ใช่ที่อยอู่ าศยั เฉพาะโหลดเตา้ รับท่ีคานวณจากเตา้ รับละ 180 โวลตแ์ อมแปร์ สามารถใชค้ า่ ตวั ประกอบความตอ้ งการ 9.5.6 ขนาดตวั นานิวทรัลของสายป้อน กรณี 1 เฟสให้ใช้ขนาดเท่ากับขนาดตวั นาสายเส้นไฟ ส่วนกรณี 3 เฟส 4 สาย ขนาดตวั นิวทรัลตอ้ งมีขนาดกระแสเพียงพอที่จะรับกระแสไม่สมดุลสูงสุดท่ี เกิดข้ึน และตอ้ งมีขนาดไม่เลก็ กวา่ ขนาดสายดินของใชไ้ ฟฟ้า

9.6 การป้องกนั กระแสเกนิ สาหรับวงจรย่อยและสายป้อน 9.6.1 เคร่ืองป้องกนั กระแสเกินอาจเป็นฟิ วส์ หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์กไ็ ด้ 9.6.2 เครื่องป้องกนั กระแสเกินตอ้ งสามารถป้องกนั ตวั นาทุกสายเส้นไฟและไม่ตอ้ งติดต้งั ในตวั นา ที่มีการตอ่ ลงดิน 9.6.3 ตอ้ งติดต้งั เครื่องป้องกนั กระแสเกินทุกจุดตอ่ แตก 9.7 ข้อกาหนดสาหรับตวั นาประธาน 9.1.1 ตวั นาประธานตอ้ งมีขนาดเพียงพอที่จะรับโหลดท้งั หมดได้ และตวั นาประธานที่จ่ายไฟฟ้า ใหก้ บั อาคารหลงั หน่ึงๆ หรือผใู้ ชไ้ ฟฟ้ารายหน่ึงตอ้ งมีชุดเดียว 9.1.2 ขนาดตวั นานิวทรัสของประธานมีหลกั การคานวณเหมือนตวั นานิวทรัลสายป้อน 9.1.3 ตวั นาประธานอากาศตอ้ งเป็ นสายทองแดงหุ้มฉนวนและมีขนาดไม่เล็กกว่า 4 มม.2 โดย การไฟฟ้าส่วนภมู ิภาคยอมใหใ้ ชส้ ายอะลมู ิเนียมได้ แตต่ อ้ งมีขนาดไม่เลก็ กวา่ 10 มม.2 9.1.4 ตวั นาประธานใตด้ ินตอ้ งเป็นสายทองแดงหุม้ ฉนวนและมีขนาดไมเ่ ลก็ กวา่ 10 มม.2 9.8 ข้อกาหนดสาหรับบริภัณฑ์ประธาน 9.1.1 อาคารหรือส่ิงปลูกสร้างตอ้ งติดต้งั บริภณั ฑป์ ระธาน เพ่ือปลดวงจรทุกเส้นไฟออกจากตวั ประธาน บริภณั ฑ์ประธานประกอบดว้ ยเคร่ืองปลดวงจร และเครื่องป้องกนั กระแสเกิน โดยอาจประกอบ เป็นชุดเดียวกนั หรือตวั เดียวกนั กไ็ ด้ 9.1.2 เครื่องปลดวงจรชนิดหน่ึงเฟสท่ีมีขนาดต้งั แต่ 50 แอมแปร์ข้ึนไปและชนิด 3 เฟสทุกขนาด ตอ้ งเป็นชนิดสวิตซส์ าหรับตดั โหลด ซ่ึงสามารถปลดวงจรขณะที่มีโหลดไดโ้ ดยไม่เกิดอนั ตรายหรือเสียหาย 9.1.3 เคร่ืองปลดวงจรตอ้ งสามารถปลดวงจรทุกเส้นไฟไดพ้ ร้อมกนั และตอ้ งมีเครื่องหมายแสดง ใหเ้ ห็นวา่ อยใู่ นตาแหน่งปลดหรือสบั 9.1.4 เครื่องป้องกนั กระแสเกินตอ้ งสามารถตดั กระแสลดั วงจรค่ามากที่สุดที่อาจเกิดข้ึนที่จุดต่อไฟ ทางดา้ นไฟออกของเคร่ืองป้องกนั กระแสเกินได้ 9.1.5 เคร่ืองป้อนกนั กระแสที่มีคุณสมบตั ิของเคร่ืองปลดวงจรดว้ ย สามารถใชเ้ ป็นเครื่องปลดวงจร และเครื่องป้องกนั กระแสเกินไดพ้ ร้อมกนั 9.1.6 ระบบท่ีสายนิวทรัลต่อลงต่อ บริภณั ฑป์ ระธานแรงต่าที่มีขนาดต้งั แต่ 1,000 แอมแปร์ข้ึนไป ตอ้ งติดต้งั เครื่องกนั กระแสร่ัวลงดินของบริภณั ฑ์