หน่วยที่ 7 อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าและการต่อสายดิน

หน่วยท่ี 7 อปุ กรณป์ อ้ งกันไฟฟ้าและการต่อสายดิน เนอ้ื หาสาระการสอน/การเรยี นรู้ 7.1 อุปกรณ์ป้ องกนั อนั ตรายในระบบไฟฟ้ า ไฟฟ้ าสามารถเดินทางผา่ นไปไดโ้ ดยสะดวกในวสั ดุ อุปกรณ์ และส่ิงต่างๆ ท่ีเป็ นสื่อตวั นาไฟฟ้ าที่ดีไดแ้ ก่ โลหะชนิดต่างๆ เช่น ทองคา ทองแดง เงิน เหล็ก ตะกว่ั และอะลูมิเนียม เป็ นตน้ ในของเหลวหรือสิ่งของที่มีความช้ืนต่างๆ เช่น น้า ในเครื่องด่ืมท่ีมีส่วนผสมของน้า ผา้ เปี ยกน้า กิ่งไมส้ ด พ้ืนดินหรือพ้ืนปูนท่ีมีความช้ืน และในอากาศท่ีมีความช้ืนมากๆ เป็ นตน้ ผใู้ ชไ้ ฟฟ้ าทุกคนจาเป็ นตอ้ งทราบถึงอนั ตรายของไฟฟ้ าและทราบถึงวธิ ีใชไ้ ฟฟ้ าอยา่ งปลอดภยั ก่อนการใชไ้ ฟฟ้ า และเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ าทุกชนิด รวมถึงตอ้ งมีการติดต้งัอุปกรณ์ป้ องกนั อนั ตรายในระบบไฟฟ้ า อุปกรณ์ป้ องกนั อนั ตรายในระบบไฟฟ้ า เป็ นอุปกรณ์ไฟฟ้ าท่ีสาคญั และจาเป็ นต่อระบบการทางานในงานไฟฟ้ าต่างๆ โดยทาหนา้ ที่ช่วยป้ องกนั อนั ตรายท่ีจะเกิดจากการใชไ้ ฟฟ้ า และป้ องกนั ความเสียหายของอุปกรณ์ไฟฟ้ า เครื่องมือไฟฟ้ า เครื่องใชไ้ ฟฟ้ า และระบบไฟฟ้ าท่ีใช้งาน จากสาเหตุการลดั วงจร การเกิดกระแสไหลมากเกินพิกดั การใชอ้ ุปกรณ์ไฟฟ้ าผิดประเภท รวมถึงความผิดพลาดท่ีเกิดจากระบบไฟฟ้ าเองอุปกรณ์ป้ องกนั อนั ตรายในระบบไฟฟ้ า จะทาหนา้ ที่ตดั วงจรไฟฟ้ ายอ่ ยออกจากระบบการจ่ายไฟทนั ที ช่วยใหเ้ กิดความปลอดภยั ต่อระบบการใชไ้ ฟฟ้ า การเกิดไฟฟ้ าดูด และการเกิดไฟฟ้ าลดั วงจร อนั ตรายจากการใช้ไฟฟ้ า แสดงดงั รูปที่ 7.1(ก) ใชก้ ระแสเกิดพิกดั เกิดความร้อนสูง (ข) เพลิงไหมเ้ กิดจากไฟฟ้ าลดั วงจรรูปท่ี 7.1 อนั ตรายจากการใชไ้ ฟฟ้ า

7.2 ฟิ วส์ ฟิ วส์ (Fuse) เป็นอุปกรณ์ป้ องกนั อนั ตรายในระบบไฟฟ้ า มีคุณสมบตั ิเป็นตวั นาไฟฟ้ าที่ดี ผลิตมาจากโลหะที่มีจุดหลอมละลายต่า ฟิ วส์ทาหน้าท่ีตดั วงจรจากการเกิดไฟฟ้ าลดั วงจร หรือเกิดจากการทางานที่กระแสไหลมากผดิ ปกติ โดยฟิ วส์จะหลอมละลายทนั ทีเม่ือมีกระแสไหลผา่ นฟิ วส์เกินพิกดั ที่กาหนดไวใ้ นตวัฟิ วส์ ตวั ลวดโลหะฟิ วส์ทามาจากโลหะหลายชนิด เช่น ตะกว่ั ดีบุก สังกะสี และบิสมทั เป็ นตน้ หรือจากส่วนผสมของโลหะเหล่าน้ี ฟิ วส์ทวั่ ไปควรมีคุณสมบตั ิในการทางานดงั น้ี 1. ทนกระแสไหลผา่ นไดป้ ระมาณ 1.1 เทา่ ของขนาดทนกระแสปกติของฟิ วส์ 2. ขณะหลอมละลาย ตอ้ งไม่เกิดประกายไฟ เปลวไฟ หรือเกิดการหลอมละลายใดๆ ท่ีทาให้อุปกรณ์เกิดความเสียหาย 3. เกิดการหลอมละลายภายในเวลา 15 วินาที เมื่อกระแสเกินพิกดั ประมาณ 20 % และหลอมละลายภายในเวลา 1 วนิ าทีหรือนอ้ ยกวา่ เมื่อกระแสเกินพกิ ดั ประมาณ 150 % ฟิ วส์ท่ีผลิตมาใชง้ าน สามารถแบ่งเวลาในการหลอมละลายของฟิ วส์ออกได้ 2 ชนิด ดงั น้ี 1. ชนิดหลอมละลายเร็ว (Fast Blow) เป็ นฟิ วส์ชนิดท่ีเม่ือกระแสไหลเกินพิกดั ท่ีฟิ วส์ทนได้ ฟิ วส์จะหลอมละลายขาดวงจรทนั ที หรือเม่ือเกิดไฟฟ้ าลดั วงจรฟิ วส์จะหลอมละลายขาดวงจรขาดทนั ทีโดยไม่มีการหน่วงเวลา นิยมนาไปใชใ้ นงาน เช่น วงจรไฟฟ้ าทางานทว่ั ไป วงจรทางานเกี่ยวกบั ความร้อน หรือวงจรแสงสวา่ ง เป็นตน้ 2.ชนิดหลอมละลายช้า (Slow Blow) เป็ นฟิ วส์ชนิดท่ีเมื่อกระแสไหลเกินพิกดั ที่ฟิ วส์ทนได้ชว่ั ขณะฟิ วส์จะยงั ไม่หลอมละลาย เกิดการหน่วงเวลาตามพิกดั ของฟิ วส์ แต่ถา้ เกิดไฟฟ้ าลดั วงจรฟิ วส์จะหลอมละลายขาดวงจรทนั ทีโดยไม่มีการหน่วงเวลา นิยมนาไปใชใ้ นงาน เช่น วงจรควบคุมการทางานของมอเตอร์ หรือมอเตอร์ขนาดใหญ่ เป็นตน้ ฟิ วส์ที่ผลิตข้ึนมาใชง้ านมีดว้ ยกนั หลายชนิด โดยผลิตใหเ้ หมาะสมกบั ลกั ษณะของงาน และช่วยให้เกิดความสะดวกตอ่ การใชง้ าน แบง่ ออกไดต้ ามลกั ษณะโครงสร้างฟิ วส์ เช่น ฟิ วส์เส้น ฟิ วส์ปลกั๊ ฟิ วส์หลอดและฟิ วส์ชนิดพิเศษ เป็นตน้ 7.2.1 ฟิ วส์เส้น ฟิ วส์เส้น (Wire Fuse) เป็ นฟิ วส์ชนิดเส้นลวดเปลือยยาว ตวั ฟิ วส์ไม่มีอะไรห่อหุ้ม จาเป็ นตอ้ งใชง้ านร่วมกบั สวติ ช์ใบมีด (Knife Switch) หรือคตั เอาต์ (Cut Out) โดยนาฟิ วส์ไปยึดใส่ไวใ้ นส่วนรองรับของสวติ ช์ใบมีด ขนั ยดึ ฟิ วส์ใหแ้ น่นดว้ ยสกรู ฟิ วส์ชนิดน้ีแบ่งออกได้ 2 แบบ ตามลกั ษณะโครงสร้าง ดงั น้ี

1. แบบเส้นกลม เส้นฟิ วส์ถูกพนั เก็บไวเ้ ป็ นมว้ น เวลาใชง้ านตอ้ งนามาตดั แบ่งตามความยาวท่ีตอ้ งการ นิยมเรียกวา่ ฟิ วส์เส้น การยึดติดกบั สวติ ช์ใบมีด ให้นาปลายฟิ วส์ไปพนั ในร่องสกรูของสวติ ช์ใบมีด และขนั สกรูยดึ ติดใหแ้ น่น 2. แบบเส้นแบน เส้นฟิ วส์ที่สร้างข้ึนมาใหม้ ีความยาวแน่นอนตามค่ามาตรฐาน ส่วนหวั ทา้ ยของเส้นฟิ วส์ทาเป็ นร่องคล้ายกา้ มปู ไวใ้ ส่เขา้ ร่องสกรูของสวิตช์ใบมีด นิยมเรียกว่า ฟิ วส์กา้ มปู มีความสะดวกในการต่อใชง้ านมากข้ึน ฟิ วส์เส้นนิยมใชง้ านกบั วงจรไฟฟ้ าภายในบา้ นเรือน ท่ีอยอู่ าศยั หรือในวงจรท่ีภาระใช้งานกินกระแสต่า ปกตินิยมนาไปใชง้ านในวงจรท่ีมีกระแสไหลผา่ นรวมท้งั สิ้นไม่เกิน 30 แอมแปร์ สวิตช์ใบมีดฟิ วส์เส้น และฟิ วส์กา้ มปู แสดงดงั รูปท่ี 7.2(ก) สวติ ชใ์ บมีด (ข) ฟิ วส์เสน้ (ค) ฟิ วส์กา้ มปู รูปท่ี 7.2 สวติ ชใ์ บมีด ฟิ วส์เสน้ ฟิ วส์กา้ มปู 7.2.2 ฟิ วส์หลอด ฟิ วส์หลอด (Tube Fuse) หรือคาร์ทริดจ์ฟิ วส์ (Cartridge Fuse) เป็ นฟิ วส์ท่ีสร้างข้ึนมามีโครงสร้างเป็ นหลอดทรงกระบอก หรือทรงส่ีเหลี่ยม หลอดฟิ วส์ทาด้วยกระเบ้ือง แก้ว หรือไฟเบอร์ภายในหลอดฟิ วส์มีเส้นฟิ วส์ต่อออกมาภายนอก โดยยึดติดกบั โลหะตวั นาที่ส่วนหวั ทา้ ยของกระบอกฟิ วส์ภายในหลอดฟิ วส์บรรจุอากาศ หรื อบรรจุทรายละเอียดไว้ รูปร่างมีท้ังแบบหัวท้ายฟิ วส์เป็ นโลหะทรงกระบอกปกติ มกั เรียกวา่ ฟิ วส์หลอด นาไปใชง้ านร่วมกบั กระบอกใส่ฟิ วส์หรือฐานยึดฟิ วส์ และแบบหวัทา้ ยฟิ วส์เป็นโลหะและมีแผน่ โลหะคลา้ ยใบมีดยื่นออกมาท่ีหวั ทา้ ยดว้ ย มกั เรียกวา่ ฟิ วส์ใบมีด นาไปใชง้ านร่วมกบั ฐานฟิ วส์ใบมีด ฟิ วส์หลอดถูกผลิตข้ึนมาหลายรูปแบบ และหลายหนา้ ที่การใชง้ าน ขนาดฟิ วส์มีหลายขนาด และมีรูปร่างแตกต่างกนั ไป มีค่าการทนกระแสหลายค่า ต้งั แต่ค่าต่าๆ ไม่ถึงแอมแปร์ จนถึงค่าสูงเป็ นแสนแอมแปร์ นิยมนาไป ใชง้ านอยา่ งแพร่หลายในหลายดา้ น เช่น ดา้ นไฟฟ้ าและอิเล็กทรอนิกส์ทว่ั ไป ดา้ นไฟฟ้ ากาลงั ในงานอุตสาหกรรม และดา้ นการส่งจา่ ยกาลงั ไฟฟ้ า เป็นตน้ ฟิ วส์หลอด แสดงดงั รูปที่ 7.3

(ก) ใชง้ านไฟฟ้ าและอิเลก็ ทรอนิกส์ทว่ั ไป (ข) ใชง้ านไฟฟ้ ากาลงั (ค) ใชง้ านส่งจ่ายกาลงั ไฟฟ้ า รูปที่ 7.3 ฟิ วส์หลอด 7.2.3 ฟิ วส์ปลกั๊ ฟิ วส์ปลกั๊ (Plug Fuse) เป็ นฟิ วส์ท่ีตวั ถงั ฟิ วส์มีรูปร่างคลา้ ยปลก๊ั ไฟฟ้ า การใชง้ านจาเป็ นตอ้ งเสียบหรือสอดใส่เขา้ ไปในร่องฐานฟิ วส์ มีรูปร่างและโครงสร้างแตกต่างกนั หลายแบบ ข้ึนอยกู่ บั การใชง้ านตวั ถงั ฟิ วส์ทาดว้ ยกระเบ้ือง แกว้ หรือพลาสติกทนความร้อน ฟิ วส์ปลก๊ั ที่ผลิตมาใชง้ าน เช่น ฟิ วส์ขวด มีรูปร่างทรงกระบอกเหมือนขวด ส่วนหัวและส่วนทา้ ยฟิ วส์ใหญ่ไม่เท่ากนั ดา้ นหวั ใหญ่กว่าดา้ นทา้ ย ภายในหลอดฟิ วส์มีเส้นฟิ วส์ ท่ีบรรจุอากาศ หรือบรรจุทรายละเอียดไว้ สามารถมองเห็นสภาพฟิ วส์ไดจ้ ากภายนอก ฟิ วส์ปลก๊ั มีรูปร่างเหมือนถ้วยดา้ นนอกฟิ วส์เป็ นเกลียวหมุน ภายในหลอดฟิ วส์มีเส้นฟิ วส์ ท่ีบรรจุอากาศ หรือบรรจุทรายละเอียดไว้ สามารถมอง เห็นสภาพฟิ วส์ไดจ้ ากภายนอก ฟิ วส์ท้งั 2 แบบนิยมใชง้ านกบั วงจรไฟฟ้ าภายในบา้ นเรือน ท่ีอยู่อาศยั หรือวงจรที่ใช้กระแสสูงมากข้ึน มีความปลอดภยั ในการใช้งาน เพราะมีส่วนป้ องกันห่อหุ้มฟิ วส์ไว้ และฟิ วส์รถยนต์ มีรูปร่างเป็ นรูปตวั U คล้ายปลกั๊ ไฟฟ้ า ฟิ วส์ถูกห่อหุ้มด้วยตวั ถังพลาสติกทนความร้อน มีขาโลหะย่ืนออกมา 2 ขา นิยมนาไปใช้งานในรถยนต์ หรือใชใ้ นอุปกรณ์ไฟฟ้ าและเครื่องใชไ้ ฟฟ้ าบางชนิด ฟิ วส์ปลกั๊ แสดงดงั รูปที่ 7.4(ก) ฟิ วส์ขวด (ข) ฟิ วส์ปลกั๊ (ค) ฟิ วส์รถยนต์ รูปที่ 7.4 ฟิ วส์ปลกั๊

7.2.4 ฟิ วส์ชนิดพเิ ศษ ฟิ วส์ชนิดพิเศษ (Special Fuse) เป็ นฟิ วส์ท่ีถูกผลิตข้ึนมาใช้งานเพื่อให้ทางานโดยเฉพาะเจาะจง ตามงานท่ีตอ้ งการเป็ นพิเศษ เกิดความเหมาะสมต่อการทางานในระบบงานที่ตอ้ งการ หรือตามความเหมาะสมของโครงสร้างระบบ ฟิ วส์ชนิดพิเศษมีหลายลกั ษณะและหลายรูปแบบการทางาน เช่นฟิ วส์ความร้อน และฟิ วส์แปะติด SMD เป็นตน้ 1. ฟิ วส์ความร้อน (Thermal Fuse) หรือฟิ วส์ตดั ความร้อน (Thermal Cutoff Fuse) เป็ นฟิ วส์ที่ทางานดว้ ยความร้อนท่ีมากระทบกบั ตวั ฟิ วส์ เม่ือฟิ วส์ไดร้ ับความร้อนมากเกินพิกดั ท่ีตวั ฟิ วส์ทนได้ฟิ วส์จะหลอมละลายตดั การต่อวงจรทนั ที เพ่ือป้ องกนั อนั ตรายที่จะเกิดกบั อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ าจากการทางานเกิดความร้อนมากเกินไป ซ่ึงจะมีผลต่อการทาใหเ้ กิดเพลิงไหมข้ ้ึนได้ ทาให้อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเครื่องใช้ไฟฟ้ าสมยั ใหม่หลายชนิด ท่ีในขณะทางานมีความร้อนเกิดข้ึนภายในตวั นิยมใส่ฟิ วส์ความร้อนเพิ่มเขา้ ไปภายในท่ีบริเวณที่เกิดความร้อน ทาให้การทางานเกิดความปลอดภยั ต่อตวั อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเคร่ืองใช้ไฟฟ้ า รวมถึงทาให้เกิดการทางานท่ีปลอดภยั มากข้ึน อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเครื่องใช้ไฟฟ้ าท่ีนิยมใช้ฟิ วส์ความร้อนมีมากมาย เช่น พดั ลม เครื่องระบายอากาศ เครื่องดูดควนั เครื่องปรับอากาศ ตูเ้ ยน็ เคร่ืองซกัผา้ เครื่องทาน้าอุ่น เตาไฟฟ้ า เตาไมโครเวฟ หมอ้ หุงขา้ วไฟฟ้ า เคร่ืองถ่ายเอกสาร และคอมพิวเตอร์ เป็ นตน้ฟิ วส์ความร้อนที่ผลิตมาใชง้ านมีหลายแบบหลายชนิด มีโครงสร้างแตกต่างกนั ไป เพื่อให้เหมาะสมต่อการใช้งาน ฟิ วส์ความร้อน แสดงดงั รูปท่ี 7.5 (ก)(ก) ฟิ วส์ความร้อน (ข) ฟิ วส์แปะติด SMD รูปที่ 7.5 ฟิ วส์ชนิดพิเศษ 2. ฟิ วส์แปะติด SMD (Surface Mounted Devices Fuse) เป็ นฟิ วส์ที่พฒั นาข้ึนมาให้เหมาะสมกบั เทคโนโลยีสมยั ใหม่ ที่อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเคร่ืองใช้ไฟฟ้ ามีขนาดเล็กลง ทาให้ฟิ วส์ท่ีนามาใช้งานจาเป็ นตอ้ งมีขนาดเล็กลงตามไปดว้ ย ฟิ วส์แปะติด SMD จึงถูกพฒั นาข้ึนมาใชง้ านอยา่ งแพร่หลาย โดยทาหน้าที่เป็ นฟิ วส์เช่นเดียวกบั ฟิ วส์ทวั่ ไป เพียงแต่มีขนาดของฟิ วส์ที่เล็กกะทดั รัดลง ฟิ วส์แปะติด SMDแสดงดงั รูปท่ี 7.5 (ข)

7.3 สวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิ สวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิ หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ (Circuit Breaker) เป็ นสวิตช์ท่ีสามารถตดั วงจร(Trip) ไดโ้ ดยอตั โนมตั ิ เม่ือมีกระแสไหลในวงจรมากเกินพิกดั ท่ีกาหนดไวเ้ ช่นเดียวกบั ฟิ วส์ โดยทาหนา้ ท่ีตดั วงจรจากการเกิดไฟฟ้ าลดั วงจร หรือเกิดจากการทางานที่กระแสไหลมากผดิ ปกติ แต่มีส่วนแตกต่างไปจากฟิ วส์ ตรงที่เม่ือตดั วงจรแลว้ จะไม่มีส่วนประกอบใดๆ ภายในสวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิเสียหาย เพียงแต่วงจรหนา้ สัมผสั ภายในสวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิถูกตดั แยกออกจากกนั สามารถทาให้กลบั มาทางานไดใ้ หม่โดยการโยกสวิตช์ท่ีตวั สวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิให้ต่อวงจรใหม่อีกคร้ัง ระบบควบคุมการทางานของสวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิแบ่งออกได้ 3 แบบ คือ แบบใชค้ วามร้อนตดั วงจร แบบใชส้ นามแม่เหล็กตดั วงจร และแบบใชค้ วามร้อนร่วมกบั สนาม แม่เหล็กช่วยกนั ตดั วงจร 7.3.1 สวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใช้ความร้อน สวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใชค้ วามร้อน (Thermal Circuit Breaker) ใชห้ ลกั การทางานจากคุณสมบตั ิการขยายตวั ของแผ่นโลหะคู่ (Bimetal) โดยใช้โลหะต่างชนิดกนั เม่ือไดร้ ับความร้อนจะเกิดการขยายตวั ไม่เท่ากนั ทาให้เกิดการโคง้ งอของแผน่ โลหะคู่ ไปควบคุมให้สวติ ช์หนา้ สัมผสั (Contact Switch) ท่ีทาหนา้ ที่เช่ือมต่อวงจรไฟฟ้ าเกิดการแยกวงจรออกจากกนั ตดั วงจรไฟฟ้ าออกจากระบบทนั ที โครงสร้างและการทางานสวติ ชต์ ดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใชค้ วามร้อนแบบเบ้ืองตน้ แสดงดงั รูปท่ี 7.6(ก) สภาวะทางานปกติ (ข) สภาวะไฟฟ้ าลดั วงจร รูปท่ี 7.6 โครงสร้างและการทางานสวติ ชต์ ดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใชค้ วามร้อนแบบเบ้ืองตน้ จากรูปที่ 7.6 แสดงโครงสร้างและการทางานสวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใช้ความร้อนแบบเบ้ืองตน้ รูปท่ี 7.6 (ก) เป็ นสภาวะทางานปกติ เม่ือโยกต่อสวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิ ทาให้แกนสวิตช์ถูกสลกัของแกนตดั วงจรเกี่ยว ทาใหส้ วติ ช์หนา้ สัมผสั ต่อวงจร มีแรงดนั จ่ายผา่ นสวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิไปให้ภาระทางาน มีกระแสไหลในวงจรสวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิ และเกิดกระแสไหลผา่ นแผน่ โลหะคู่ กรณีท่ีกระแสไหลผา่ นแผ่นโลหะคู่ไม่เกินพิกดั ท่ีกาหนด ความร้อนที่เกิดกบั แผน่ โลหะคู่ยงั ไม่สูงมาก แผน่ โลหะคู่งอโคง้ ไม่มากยงั คงมีแรงดนั จ่ายให้วงจรปกติ ภาระทางานเป็ นปกติ

ส่วนรูปที่ 7.6 (ข) เป็นสภาวะไฟฟ้ าลดั วงจร เมื่อเกิดการลดั วงจรข้ึน ส่งผลให้เกิดกระแสไหลผา่ นเขา้วงจรสวติ ชต์ ดั วงจรอตั โนมตั ิผา่ นแผน่ โลหะคูม่ ากเกินพิกดั ที่กาหนด เกิดความร้อนที่แผน่ โลหะคู่สูงมาก แผน่โลหะคู่เกิดการงอโคง้ มากข้ึน ปลายแผน่ โลหะคู่เคลื่อนตวั ไปดนั แกนตดั วงจรใหเ้ คล่ือนท่ี ส่งผลทาใหส้ ลกั ที่เก่ียวเขา้ กบั แกนสวิตช์เกิดการคลายตวั สปริงดึงแกนสวิตช์เคล่ือนท่ีไป ทาให้สวิตช์หน้าสัมผสั ตดั วงจรแรงดนั ถูกตดั ออกจากวงจรสวติ ชต์ ดั วงจรอตั โนมตั ิทนั ที ภาระหยดุ ทางาน 7.3.2 สวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใช้สนามแม่เหลก็ สวิตช์ตดั วงจรอตั โนมัติแบบใช้สนามแม่เหล็ก (Magnetic Circuit Breaker) ใช้หลกั การทางานจากคุณสมบตั ิของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ าท่ีเกิดจากกระแสไหลผา่ นขดลวดแม่เหล็ก ไปดึงดูดชุดกลไกควบคุมการตัดต่อวงจร ส่งผลให้สวิตช์หน้าสัมผสั ที่ทาหน้าท่ีตัดต่อวงจรไฟฟ้ าตดั วงจรออกจากกันโครงสร้างและการทางานสวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใชส้ นามแมเ่ หล็กแบบเบ้ืองตน้ แสดงดงั รูปท่ี 7.7(ก) สภาวะทางานปกติ (ข) สภาวะไฟฟ้ าลดั วงจรรูปท่ี 7.7 โครงสร้างและการทางานสวติ ชต์ ดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใชส้ นามแมเ่ หลก็ แบบเบ้ืองตน้ จากรูปท่ี 7.7 แสดงโครงสร้างและการทางานสวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใชส้ นามแม่เหล็ก รูปท่ี 7.7(ก) เป็นสภาวะทางานปกติ เม่ือโยกต่อสวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิ ทาใหแ้ กนสวติ ช์ถูกสลกั ของแกนตดั วงจรเก่ียวไปทาให้สวิตช์หนา้ สัมผสั ต่อวงจร มีแรงดนั จ่ายผา่ นสวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิไปให้ภาระทางาน มีกระแสไหลในวงจรสวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิ และเกิดกระแสไหลผา่ นขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้ า ทาให้ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้ าเกิดสนามแม่เหล็กข้ึนมา กรณีท่ีกระแสไหลผ่านขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้ าค่าปกติไม่เกินพิกดั สนามแม่เหล็กไฟฟ้ าเกิดอานาจแม่เหล็กนอ้ ยไม่เพียงพอกบั การดึงดูดแกนตดั วงจรใหเ้ คลื่อนท่ีเขา้ มาหาได้ สวติ ช์หนา้ สัมผสัยงั คงตอ่ วงจรปกติ มีแรงดนั จ่ายใหว้ งจรปกติ ภาระทางานเป็นปกติ ส่วนรูปที่ 7.7 (ข) เป็นสภาวะไฟฟ้ าลดั วงจร เม่ือเกิดการลดั วงจรข้ึน ส่งผลใหเ้ กิดกระแสไหลผา่ นเขา้วงจรสวติ ชต์ ดั วงจรอตั โนมตั ิ ผา่ นขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้ ามากเกินพิกดั ท่ีกาหนด ทาให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้ าเกิดอานาจแม่เหล็กมากเพียงพอ สามารถดึงดูดแกนตดั วงจรใหเ้ คล่ือนที่เขา้ มาหา ส่งผลทาใหส้ ลกั ที่เก่ียวเขา้ กบัแกนสวติ ชเ์ กิดการคลายตวั สปริงดึงแกนสวติ ชเ์ คล่ือนท่ีไป ทาใหส้ วติ ช์หนา้ สมั ผสั ตดั วงจร แรงดนั ถูกตดั ออกจากวงจรสวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิทนั ที ภาระหยดุ ทางาน

7.3.3 สวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั แิ บบใช้ความร้อนร่วมกบั สนามแม่เหลก็ สวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใช้ความร้อน ร่วมกบั สนามแม่เหล็ก (Thermal – MagneticCircuit Breaker) ใชค้ ุณสมบตั ิการขยายตวั ของแผน่ โลหะคู่เมื่อไดร้ ับความร้อน และใชส้ นามแม่เหล็กไฟฟ้ าท่ีเกิดจากกระแสไหลผ่านขดลวดแม่เหล็ก ไปดึงดูดแกนตดั วงจรให้เคลื่อนท่ีเข้ามาหา ส่งผลให้สวิตช์หนา้ สัมผสั ท่ีทาหนา้ ที่ตดั ตอ่ วงจรไฟฟ้ าตดั วงจรออกจากกนั โครงสร้างและการทางานสวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใชค้ วามร้อนร่วมกบั สนามแมเ่ หล็กแบบเบ้ืองตน้ แสดงดงั รูปที่ 7.8(ก) สภาวะทางานปกติ (ข) สภาวะไฟฟ้ าลดั วงจรรูปที่ 7.8 โครงสร้างและการทางานสวติ ชต์ ดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใชค้ วามร้อนร่วมกบั สนามแมเ่ หล็กแบบเบ้ืองตน้จากรูปที่ 7.8 แสดงโครงสร้างและการทางานสวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใช้ความร้อนร่วม กับสนามแม่เหล็ก รูปที่ 7.8 (ก) เป็ นสภาวะทางานปกติ เมื่อโยกต่อสวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิ จ่ายแรงดนั ให้ภาระทางาน กรณีที่กระแสไหลผ่านแผ่นโลหะคู่และขดลวดแม่เหล็กมีค่าปกติไม่เกินพิกัด ยงั ไม่เกิดการเปล่ียนแปลงการทางาน แรงดนั ยงั คงจา่ ยใหว้ งจรปกติ ภาระทางานเป็นปกติส่วนรูปที่ 7.8 (ข) เป็นสภาวะไฟฟ้ าลดั วงจร เม่ือเกิดการลดั วงจรข้ึน ส่งผลใหเ้ กิดกระแสไหลผา่ นเขา้วงจรผา่ นแผน่ โลหะคู่ และขดลวดแม่เหล็กมากเกินพิกดั ที่กาหนด เกิดความร้อนท่ีแผน่ โลหะคู่สูงมาก และขดลวดแม่เหล็กเกิดอานาจแม่เหล็กไฟฟ้ ามากเพียงพอ ส่งผลทาให้แผน่ โลหะคู่เกิดการงอโคง้ มากข้ึน ปลายแผ่นโลหะคู่เคล่ือนตวั ไปดนั แกนตดั วงจรให้เคลื่อนที่ และในเวลาเดียวกนั สนามแม่เหล็กไฟฟ้ าเกิดอานาจแม่เหล็กมากเพียงพอ สามารถดึงดูดแกนตดั วงจรให้เคล่ือนท่ีเขา้ มาหา ส่งผลทาให้สลกั ที่เก่ียวเขา้ กบั แกนสวติ ชเ์ กิดการคลายตวั สปริงดึงแกนสวติ ช์เคลื่อนท่ีไป ทาใหส้ วติ ช์หนา้ สมั ผสั ตดั วงจร แรงดนั ถูกตดั ออกจากวงจรสวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิทนั ที ภาระหยดุ ทางาน7.3.4 การเลอื กสวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั มิ าใช้งาน สวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิท่ีผลิตมาใช้งานมีมากมายหลายชนิด หลายแบบ หลายขนาดการทางานต่อพิกดั ทนกระแส รวมถึงมีหลายบริษทั ผลิตออกมาจาหน่าย ทาให้กลไกและส่วนประกอบของโครงสร้างภายในมีความแตกต่างกันไปบ้าง แต่มีหลักการทางานท่ีเหมือนกนั ดงั น้ันการเลือก ใช้งานควรคานึงถึงมาตรฐาน ความปลอดภยั และเลือกใชใ้ หถ้ ูกตอ้ งเหมาะสมกบั ภาระงาน รวมถึงการติดต้งั ใชง้ านจะตอ้ งถูกตอ้ งและปลอดภยั สวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิแบบต่างๆ แสดงดงั รูปท่ี 7.9

(ก) แบบใชค้ วามร้อน (ข) แบบใชส้ นามแมเ่ หลก็ (ค) แบบใชค้ วามร้อนร่วมกบั สนามแมเ่ หลก็ รูปท่ี 7.9 รูปร่างลกั ษณะสวติ ชต์ ดั วงจรอตั โนมตั ิแบบต่างๆ ในการเลือกสวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิมาใชง้ าน ผอู้ อกแบบจะตอ้ งพิจารณาถึงคุณสมบตั ิการทางานของวงจร เพือ่ ช่วยป้ องกนั อนั ตรายที่จะเกิดข้ึน และสามารถตดั การทางานของวงจรไดท้ นั ตามความตอ้ งการโดยพิจารณาดงั น้ี 1. ระดบั แรงดนั ท่ีใชง้ าน และชนิดของแรงดนั เป็ นไฟสลบั (AC) หรือไฟตรง (DC) 2. จานวนเฟสแรงดนั ที่ใชง้ าน เป็นชนิดเฟสเดียว หลายเฟส และจานวนของข้วั แรงดนั 3. ระบบมาตรฐานไฟฟ้ าที่ใชง้ าน ใหเ้ ป็นไปตามมาตรฐานและกฎระเบียบความปลอดภยั ขององคก์ ารหรือหน่วยงานท่ีเกี่ยวขอ้ ง 4. ความสามารถในการทาใหห้ ยดุ ทางานในขณะเกิดการลดั วงจร 5. ขอ้ กาหนดสูงสุด ขนาดขอ้ บงั คบั ที่เหมาะสม และการป้ องกนั อนั ตราย 7.4 สวติ ช์ตดั ไฟฟ้ ารั่วอตั โนมตั ิ สวิตช์ตดั ไฟฟ้ าร่ัวอตั โนมตั ิ หรือเครื่องตดั ไฟฟ้ ารั่วอตั โนมตั ิ เป็ นสวิตช์ท่ีสามารถตดั วงจรได้โดยอตั โนมตั ิอยา่ งรวดเร็ว เมื่อมีกระแสรั่วไหลในวงจรผา่ นลงดิน มีกระแสร่ัวไหลในเคร่ืองใช้ ไฟฟ้ าผา่ นลงดินหรือมีกระแสไหลผา่ นร่างกายมนุษยผ์ า่ นลงดิน ในปริมาณท่ีมากกวา่ ค่าพิกดั ที่กาหนดไวข้ องเคร่ือง สวิตช์ตดั ไฟฟ้ ารั่วอตั โนมตั ิทางานคล้ายกบั สวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิ แต่มีความแตกต่างในคุณสมบตั ิของการทางาน และจุดประสงคข์ องการนาไปใชง้ าน โดยผลิตข้ึนมาเพื่อใชเ้ ป็นอุปกรณ์ป้ องกนั อนั ตรายเสริมร่วมกบัระบบการตอ่ สายดิน ช่วยป้ องกนั อนั ตรายจากการถูกไฟฟ้ าดูด จากไฟฟ้ ารั่วไหลในเครื่องใชไ้ ฟฟ้ าผา่ นลงดินสวติ ช์ตดั ไฟฟ้ าร่ัวอตั โนมตั ิที่ผลิตมาใชง้ านมีดว้ ยกนั หลายชนิด แบ่งออกตามลกั ษณะของกระแสร่ัวไหล แบ่งออกได้ 2 ชนิด ดงั น้ี

1. สวิตช์ ตัดกระแสร่ัวลงดิน เป็ นสวิตช์ตัดไฟฟ้ ารั่วอัตโนมัติ เม่ือเกิดกระแสรั่วไหลจากเครื่องใช้ไฟฟ้ าผา่ นลงดิน ช่วยป้ องกนั อนั ตรายจากไฟฟ้ าดูดได้ มีความไวในการตรวจวดั กระแสรั่วลงดินต้งั แต่ 10 – 30 mA และมีความไวในการตดั วงจร ประมาณ 0.01 – 0.04 วินาที มีหลายชนิด เช่น เคร่ือง ELCB(Earth Leakage Circuit Breaker) และเครื่อง GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) เป็ นต้น สวิตช์ตัดกระแสร่ัวลงดิน แสดงดงั รูปท่ี 7.10(ก) เครื่อง ELCB (ข) เคร่ือง GFCI รูปที่ 7.10 สวติ ชต์ ดั กระแสรั่วลงดิน 2. สวิตช์ตัดกระแสเหลือ เป็ นสวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิอีกแบบหน่ึง มีสภาวะการทางานท้งั ในสภาวะปกติ และในสภาวะตดั วงจรเม่ือกระแสเหลือในวงจรถึงค่าท่ีกาหนด มีความไวในการทางานตรวจวดั กระแสเหลือในวงจรท่ี 30 mA, 100 mA, 300 mA และ 500 mA และมีความไวในการตดั วงจรประมาณ 0.1 - 0.3วินาที แล้วแต่รุ่น แล้วแต่ชนิด เช่น เครื่อง RCCB (Residual Current Circuit Breaker Without OverloadProtection) ตดั ไดเ้ ฉพาะกระแสเหลือ ไม่สามารถตดั กระแสลดั วงจรได้ จาเป็ นตอ้ งใชง้ านร่วมกบั ฟิ วส์ หรือใชง้ านร่วมกบั สวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิ และเครื่อง RCBO (Residual Current Circuit Breaker With OverloadProtection) สามารถใชต้ ดั กระแสเหลือ และกระแสลดั วงจรได้ เป็ นตน้ สวิตช์ตดั กระแสเหลือ แสดงดงั รูปท่ี7.11(ก) เคร่ือง RCCB (ข) เคร่ือง RCBO รูปท่ี 7.11 สวติ ชต์ ดั กระแสเหลือ

สวิตช์ตดั ไฟฟ้ ารั่วอตั โนมตั ิช่วยป้ องกนั ไฟฟ้ าร่ัว และไฟฟ้ าดูดได้ จะตอ้ งมีคุณสมบตั ิและการติดต้งัดงั น้ี 1. พิกดั ขนาดกระแสร่ัวตอ้ งไม่เกิน 30 มิลลิแอมแปร์ (mA) และตดั ไฟฟ้ าไดภ้ ายในระยะ เวลา 0.04วนิ าที เม่ือมีไฟฟ้ ารั่วขนาด 5 เทา่ ของพกิ ดั หรือประมาณ 150 mA 2. ควรติดต้งั ใช้งานเฉพาะจุด เช่น วงจรเตา้ รับในห้องครัว ห้องน้า ห้องนอน ห้องเด็ก และวงจรเตา้ รับท่ีมีสายไฟต่อไปใชง้ านภายนอกอาคาร 3. ในกรณีท่ีต้องติดต้งั รวมท่ีสวิตช์ประธาน จะตอ้ งแยกวงจรที่มีค่าไฟรั่วตามธรรมชาติมากๆออกไป เช่น อุปกรณ์ป้ องกนั ฟ้ าผา่ เครื่องปรับอากาศ และอุปกรณ์ที่มีโอกาสเปี ยกช้ืนต่างๆ โดยติดต้งั สวิตช์ตดัไฟฟ้ าร่ัวอตั โนมตั ิแยกเฉพาะวงจรท่ีจาเป็น 4. ในทางปฏิบตั ิที่ตอ้ งการความแน่นอน จะตอ้ งตรวจสอบปริมาณกระแสรั่วไหลในแต่ละวงจรดว้ ยเครื่องตรวจวดั กระแสรั่วไหล ถ้าวงจรใดมีกระแสรั่วไหลมากเป็ นปกติ จาเป็ นตอ้ งใช้สวิตช์ตดั ไฟฟ้ ารั่วอตั โนมตั ิท่ีมีพกิ ดั ไฟฟ้ าร่ัวสูงข้ึน เช่น 100 mA 300 mA หรือ 500 mA ป้ องกนั ในแต่ละวงจรโดยเฉพาะ 7.5 สวติ ช์นิรภยั สวิตช์นิรภยั (Safety Switch) หรืออาจเรียกวา่ สวิตช์ประธาน (Main Switch) เป็ นสวติ ช์หลกั ที่ใชต้ ดัต่อวงจรไฟฟ้ า จากสายไฟฟ้ าภายนอกจ่ายเขา้ อาคารบา้ นเรือนกบั สายไฟฟ้ าภายในท้งั หมด เป็ นอุปกรณ์ตดัต่อวงจรไฟฟ้ าตวั แรก ถดั จากวตั ตอ์ าวร์มิเตอร์วดั หน่วยไฟฟ้ าเขา้ มาในบา้ น สวิตช์ประธานอาจเป็ นอุปกรณ์ตดั ไฟหลกั ตวั เดียว หรืออยรู่ วมกบั สวิตช์และอุปกรณ์อื่นๆ ซ่ึงอาจเป็ นสวิตช์คนั โยกท่ีตดั ภาระได้ หรือเป็ นเครื่องตดั ไฟฟ้ ารั่วอตั โนมตั ิ (อุปกรณ์ป้ องกนั กระแสเกินหรือลดั วงจร) หรือเป็ นสวติ ช์ที่มีฟิ วส์ในตวั ก็ได้ ไม่ว่าเป็ นแบบใดต้องมีคุณสมบัติของเคร่ืองตัดวงจร ที่เม่ือตัดวงจรไฟฟ้ าดับแล้วต้องมีความปลอดภัยโครงสร้างของสวติ ชน์ ิรภยั จะเป็นตูโ้ ลหะปิ ดมิดชิด มีความแขง็ แรงทนทาน สวติ ชน์ ิรภยั ชนิดจา่ ยกระแสสูงๆ ภายในมกั เป็ นสวิตช์ตดั ไฟหลกั อยา่ งเดียว ภายในตูป้ ระกอบดว้ ยชุดสวติ ช์ตดั ตอนใบมีด 2 ชุด หรือ 3 ชุด แลว้ แต่ชนิดของไฟฟ้ าท่ีใชง้ าน คลา้ ยกบั สวิตช์ใบมีดแต่มีขนาดใหญ่สามารถนาไปใชง้ านกบั วงจรไฟฟ้ าที่ตอ้ งการกระแสสูง ภายนอกตูม้ ีกา้ นคนั โยกสวิตช์นิรภยั ไวโ้ ยกตดั ต่อวงจรไฟฟ้ าเพ่อื จา่ ยแรงดนั ไปใชง้ าน มีระบบป้ องกนั อนั ตรายและทาให้เกิดความปลอดภยั ของสวิตช์นิรภยั โดยป้ องกนั การเปิ ดประตูตูส้ วิตช์นิรภยั ในขณะต่อไฟฟ้ าไปใชง้ าน ฝาตูจ้ ะไม่สามารถเปิ ดออกได้ และขณะท่ีฝาตู้เปิ ดอยจู่ ะไมส่ ามารถโยกสวติ ชน์ ิรภยั ต่อไฟฟ้ าจา่ ยใหว้ งจรได้ ช่วยใหเ้ กิดความปลอดภยั ต่อการใชง้ าน สวติ ช์นิรภยั ชนิดน้ีนิยมนาไป ใช้งานกบั สถานท่ีต่างๆ มากมาย เช่น บา้ นเรือนขนาดใหญ่ บริษทั อพาร์ตเมนต์คอนโดมิเนียม หน่วยงานราชการ โรงงานอุตสาหกรรม และห้าง สรรพสินคา้ เป็ นตน้ สวิตช์นิรภยั ชนิดตดั ไฟหลกั อยา่ งเดียวแบ่งออกไดเ้ ป็ น 2 แบบ คือ สวิตช์นิรภยั ไม่มีฟิ วส์ติดต้งั (Non – Fusible Safety Switch) และสวติ ช์นิรภยั มีฟิ วส์ติดต้งั (Fusible Safety Switch) แสดงดงั รูปท่ี 7.12 และรูปท่ี 7.13

(ก) รูปร่าง (ข) โครงสร้างภายในรูปท่ี 7.12 สวติ ชน์ ิรภยั ชนิดตดั ไฟหลกั อยา่ งเดียว แบบไม่มีฟิ วส์(ก) รูปร่าง (ข) โครงสร้างภายในรูปท่ี 7.13 สวติ ชน์ ิรภยั ชนิดตดั ไฟหลกั อยา่ งเดียว แบบมีฟิ วส์ ส่วนสวิตช์นิรภยั ชนิดท่ีนิยมใช้งานตามบา้ นเรือนอยู่อาศยั ทุกวนั น้ี มกั เป็ นชนิดรวมสวิตช์และอุปกรณ์หลายชนิดไวใ้ นตูแ้ ผงสวติ ช์รวม มกั เรียกวา่ ตูส้ วติ ช์ประธาน (Main Switch Box) หรือตูค้ อนซูมเมอร์ยูนิต (consumer unit Box) ซ่ึงตูส้ วิตช์นิรภยั ชนิดน้ี นอกจากจะประกอบดว้ ยตวั สวิตช์นิรภยั หลกั แลว้ มกั มีอุปกรณ์ป้ องกันอ่ืนๆ รวมอยู่ด้วย เช่น สวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิ และสวิตช์ตดั ไฟฟ้ าร่ัวอตั โนมตั ิตวั ลูกสาหรับป้ องกนั วงจรยอ่ ยตา่ งๆ หลายตวั รวมกนั อยใู่ นตูเ้ ดียวกนั ตคู้ อนซูมเมอร์ยนู ิต แสดงดงั รูปท่ี 7.14(ก) รูปร่าง (ข) โครงสร้างภายใน รูปท่ี 7.14 ตคู้ อนซูมเมอร์ยนู ิต

7.6 สายดนิ และการต่อสายดนิ สายดิน (Ground Line) เป็ นสายไฟท่ีทาหน้าที่ช่วยป้ องกนั อนั ตรายจากไฟฟ้ า และทาให้เกิดความปลอดภยั กบั ผใู้ ช้อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเคร่ืองใช้ไฟฟ้ า เรียกสายดินประเภทน้ีวา่ สายดินป้ องกนั (protectiveearthing conductor) สายดินเส้นน้ีปลายดา้ นหน่ึงจะตอ้ งต่อลงดิน (Ground) จริง ปลายอีกดา้ นหน่ึงถูกต่อเขา้กบั ส่วนท่ีเป็ นโลหะ ของอุปกรณ์ไฟฟ้ าและเครื่องใชไ้ ฟฟ้ า ที่ตอ้ งการให้มีศกั ยไ์ ฟฟ้ าเป็ นศูนยเ์ ท่ากบั พ้ืนดินเพื่อทาใหเ้ กิดความมนั่ ใจที่จะไม่ทาให้เกิดไฟฟ้ าดูดในขณะใชง้ านอุปกรณ์ไฟฟ้ าและเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ า อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเครื่องใชไ้ ฟฟ้ าชนิดที่นิยมต่อสายดิน เช่น กล่องสวติ ช์ประธาน กล่องสวิตช์นิรภยั เตา้ รับชนิด 3 ขาหมอ้ หุงขา้ ว เตาไมโครเวฟ เตารีด กระทะไฟฟ้ า กระติกน้าร้อนไฟฟ้ า ตูเ้ ยน็ เครื่องปรับอากาศ เคร่ืองซกั ผา้และเครื่องทาน้าอุ่น เป็นตน้ การต่อสายดิน ทางดา้ นที่ตอ่ ลงดินจะตอ้ งต่อผา่ นหลกั ดิน (Ground Rod) ท่ีฝังไวใ้ นดิน หลกั ดินผลิตจากโลหะตวั นา เช่น แท่งเหล็กหุม้ ทองแดงบริสุทธ์ิ มีขนาดความยาวมาตรฐานดงั น้ี คือ 1.5, 1.8, 2.4 และ 3เมตร มีขนาดเส้นผ่านศูนยก์ ลางของหลกั ดินมาตรฐานดงั น้ี คือ 10, 11, 12.5, 15 และ 19 มิลลิเมตร นามาตอกฝังลงดินที่นาไฟฟ้ าไดด้ ีในบริเวณบา้ น ช่วยให้กระแสท่ีรั่วผา่ นตวั ถงั อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเคร่ืองใช้ไฟฟ้ าไหลผา่ นลงดินไดส้ ะดวก หลกั ดิน อุปกรณ์ประกอบ และการตอ่ สายดิน แสดงดงั รูปที่ 7.15(ก) หลกั ดินและอปุ กรณ์ประกอบ (ข) การตอ่ สายดินรูปท่ี 7.15 หลกั ดิน อุปกรณ์ประกอบ และการตอ่ สายดิน ประโยชนข์ องสายดินมีดงั น้ี 1. ป้ องกนั ไฟฟ้ าดูดเม่ือมีกระแสร่ัวจากอุปกรณ์ไฟฟ้ าและเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ า 2. ทาให้มีแรงดนั อา้ งอิงเป็ นศูนยเ์ ท่ากบั พ้ืนดิน การต่อลงดินของระบบไฟฟ้ า อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเครื่องใช้ไฟฟ้ า ของผใู้ ชไ้ ฟฟ้ า จะช่วยป้ องกนั ไม่ให้อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเครื่องใชไ้ ฟฟ้ าไดร้ ับความเสียหายเม่ือเกิดความผดิ ปกติข้ึนในระบบการจา่ ยแรงดนั

3. ช่วยลดอนั ตรายจากการสัมผสั แรงดนั ที่เกิดจากไฟฟ้ ารั่วที่ตวั ถงั โลหะของอุปกรณ์ไฟฟ้ าและเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ า 4. ช่วยให้มีการทางานสมบูรณ์เพ่ิมข้ึนของเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ าบางประเภท เช่น คอมพิวเตอร์ เคร่ืองเสียงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และอุปกรณ์ส่ือสาร เป็ นตน้ ถา้ หากไม่มีสายดินอาจทาให้เครื่องใช้ไฟฟ้ าเหล่าน้ีทางานไดไ้ ม่สมบรู ณ์ หรือเกิดการชารุดเสียหายไดง้ ่าย ระบบไฟฟ้ าที่จ่ายมาจากแหล่งจ่ายไฟฟ้ า จะมีสายไฟเส้นสายดินจ่ายมาดว้ ยเช่นเดียวกนั แต่จะเป็ นสายดินอีกประเภทหน่ึงที่ทาหนา้ ท่ีแตกตา่ งไป โดยทาหนา้ ท่ีช่วยให้อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ าสามารถทางานได้ เรียกสายดินประเภทน้ีวา่ สายดินช่วยในการทางาน (functional earthing conductor) เป็ นสายดินที่ไม่เก่ียวขอ้ งกบั เรื่องความปลอดภยั มีไวเ้ พียงเพื่อให้อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเครื่องใชไ้ ฟฟ้ าสามารถทางานไดเ้ ท่าน้นัระบบไฟฟ้ าท่ีจ่ายมาใชง้ านของการไฟฟ้ า มีดว้ ยกนั 2 ระบบ คือ ระบบเฟสเดียว (Single Phase) และระบบสามเฟส (Three Phase) สาย ไฟฟ้ าที่จ่ายมายงั อาคารบา้ นเรือนท้งั สองระบบ จะมีสายไฟเส้นหน่ึงเป็ นสายดิน นิยมเรียกวา่ สายศูนย์ (Neutral) เป็ นสายเส้นท่ีไม่มีไฟฟ้ าจ่ายมา ซ่ึงก็คือสายดินของแหล่งจ่ายไฟฟ้ าส่วนสายไฟที่เหลือเป็ นสายมีไฟฟ้ าจ่าย (Line) ลกั ษณะระบบไฟฟ้ าจ่ายมาจากแหล่งจ่ายไฟฟ้ า แสดงดงั รูปที่7.16 (L1) (L) (L2) (N) (L3) (N)(ก) ระบบไฟฟ้ าเฟสเดียว (ข) ระบบไฟฟ้ าสามเฟสรูปที่ 7.16 ระบบไฟฟ้ าจ่ายมาจากแหล่งจ่ายไฟฟ้ า การตอ่ สายดินภายในอาคารบา้ นเรือนอยอู่ าศยั ควรปฏิบตั ิดงั น้ี 1. -สวติ ช์นิรภยั หรือตูส้ วิตช์ประธานตอ้ งต่อระบบไฟฟ้ าท่ีจ่ายเขา้ บา้ นลงดิน โดยใชส้ าย ไฟฟ้ าต่อกบั สายศูนย์ (N) นาไปต่อลงดินเขา้ กบั หลกั ดินของบา้ น และหา้ มต่อร่วมกนั ในท่ีอื่นๆ อีก เช่น ในแผงสวิตช์ยอ่ ย ข้วั สายศูนยต์ อ้ งมีฉนวนก้นั แยกจากตวั กล่อง ส่วนข้วั ต่อสายดินกบั ตวั ตูจ้ ะต่อถึงกนั และต่อลงสายดินซ่ึงข้วั สายศูนยแ์ ละข้วั สายดินจะไม่มีการตอ่ ถึงกนั 2. อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเครื่องใชไ้ ฟฟ้ าชนิดท่ีมีตวั ถงั เป็ นโลหะตอ้ งต่อสายดิน โดยการเดินสายไฟต่อตวั ถงั ท่ีเป็นโลหะของอุปกรณ์ไฟฟ้ าและเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ าเหล่าน้นั นาไปต่อลงดินที่ตูส้ วติ ช์ประธานในตาแหน่งสายศูนย์ (N) ท่ีตอ่ ลงดินไวแ้ ลว้ 3. ติดต้งั เตา้ รับชนิด 3 รู ที่มีรูต่อสายดินอยู่ดว้ ย นารูสายดินของเตา้ รับทุกจุดไปต่อลงดินที่ตูส้ วิตช์ประธานในตาแหน่งสายศนู ย์ (N) ท่ีต่อลงดินไวแ้ ลว้

4. หา้ มต่อสายดินของเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ าเขา้ กบั สายศนู ย์ (N) หากต่อไวเ้ ม่ือสายศูนยข์ าด จะทาให้ตวั ถงัโลหะของเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ า มีศกั ยไ์ ฟฟ้ าเท่ากบั แรงดนั ของสายไฟเส้นมีไฟ ผสู้ ัมผสั ถูกตวั ถงั โลหะอาจไดร้ ับอนั ตรายจากไฟฟ้ าดูดได้ การตอ่ สายดินของระบบไฟฟ้ าภายในอาคารบา้ นเรือนอยอู่ าศยั แสดงดงั รูปท่ี 7.17 (N) (L) G LN G NL NLG N= L= G= รูปท่ี 7.17 การตอ่ สายดินของระบบไฟฟ้ าภายในอาคารบา้ นเรือนอยอู่ าศยั 7.7 การตดิ ต้งั หลกั ดนิ และสายดนิ ท่ีถูกต้อง หลกั ควรปฏิบตั ิในการติดต้งั หลกั ดินและสายดินท่ีถูกตอ้ ง เป็นดงั น้ี 1. หลกั ดินตอ้ งทาดว้ ยวสั ดุที่ทนตอ่ การผกุ ร่อนและไม่เป็นสนิม เช่น แท่งทองแดง แท่งเหล็กชุบหรือหุม้ ดว้ ยทองแดง ขนาดเส้นผา่ ศนู ยก์ ลาง 16 มม. ความยาวไมน่ อ้ ยกวา่ 2.40 เมตร 2. เน้ือดินบริเวณท่ีใช้ตอกหลกั ดินที่ดีควรเป็ นดินแท้ และตอ้ งไม่ถูกขวางก้นั หรือลอ้ มรอบดว้ ยหินกรวด ทราย หรือแผ่นคอนกรีต เพราะเป็ นอุปสรรคต่อการแพร่กระจายของกระแสลงสู่ดิน ทาให้ความตา้ นทานการต่อลงดินของหลกั ดินมีค่าสูงเกินกวา่ มาตรฐาน 3. หลกั ดินที่ดีเมื่อตอกลงดินแล้ว ตอ้ งมีค่าความต้านทานการต่อลงดินไม่เกิน 5 โอห์ม ตามค่ามาตรฐานของการไฟฟ้ านครหลวง

4. ห้ามใช้ตะปูคอนกรีตตอกเขา้ ไปในผนังคอนกรีตหรือพ้ืนคอนกรีตแทนหลกั ดิน เพราะตะปูคอนกรีตไม่สามารถกระจายกระแสลงดินไดเ้ มื่อมีไฟรั่ว 5. ตาแหน่งของหลกั ดินควรอยใู่ กลก้ บั ตูส้ วติ ชป์ ระธาน 6. หา้ มแช่หลกั ดินในน้า เพราะเม่ือเกิดไฟร่ัวจะแพร่กระจายไปกบั น้า ทาใหเ้ กิดอนั ตรายกบั ผทู้ ี่อยใู่ นน้า ถา้ จาเป็ นตอ้ งตอกหลกั ดินในน้าตอ้ งตอกให้มิดดิน และสายต่อหลกั ดินตอ้ งหุ้มฉนวนป้ องกนั น้าให้มิดชิด 7. การต่อสายดินเขา้ กบั หลกั ดิน แคลมป์ ยึดหลกั ดิน และสายต่อหลกั ดินควรใชว้ สั ดุชนิดเดียวกนัเพ่อื ไม่ใหม้ ีปัญหาการกดั กร่อน 8. ขนาดของสายดินที่ใช้ต่อหลกั ดินตอ้ งไม่เล็กกวา่ 10 ตร.มม. จะตอ้ งเป็ นสายเส้นเดียวโดยตลอดและควรมีท่อหรือฉนวนหุม้ อยดู่ ว้ ย 9. ห้ามต่อสายดินผ่านฟิ วส์หรือสวิตช์ตดั ไฟร่ัวอตั โนมตั ิ นอกจากการต่อผ่านสวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิ และเม่ือสวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิทางาน ตอ้ งตดั สายไฟฟ้ าทุกเส้นของวงจรพร้อมสายดินออกดว้ ย 7.8 บทสรุป ฟิ วส์เป็ นอุปกรณ์ป้ องกนั อนั ตรายในระบบไฟฟ้ า มีหนา้ ที่ตดั การจ่ายแรงดนั และกระแสออกจากวงจร เมื่อเกิดการลดั วงจรและกระแสไหลเกินพิกดั ฟิ วส์เกิดการหลอมละลายทนั ที สวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิ เป็นสวติ ช์ท่ีสามารถตดั วงจรโดยอตั โนมตั ิ เม่ือมีกระแสไหลผา่ นวงจรที่เกิดจากการลดั วงจร หรือจากกระแสไหลมากเกินพกิ ดั สวติ ช์จะตดั ไฟฟ้ าออกจากวงจรทนั ที สวติ ช์ตดั ไฟฟ้ าร่ัวอตั โนมตั ิ เช่น ELCB GFCI RCCB และ RCBO เป็ นตน้ สามารถตดั วงจรไดอ้ ยา่ งรวดเร็วภายในเวลาท่ีกาหนด เม่ือมีกระแสไฟรั่วในปริมาณมากกว่าพิกดั ท่ีกาหนดไว้ เคร่ืองตดั ไฟร่ัวเป็ นอุปกรณ์ป้ องกนั เสริมกบั ระบบสายดิน ช่วยป้ องกนั อนั ตรายจากไฟดูด สวติ ชน์ ิรภยั หรือสวติ ช์ประธานเป็ นสวติ ช์ตดั ไฟฟ้ า อาจเป็ นอุปกรณ์ตดั ไฟหลกั ตวั เดียว หรืออยรู่ วมกบั สวติ ชแ์ ละอุปกรณ์อื่นๆ ลกั ษณะโครงสร้างเป็ นตูโ้ ลหะปิ ดมิดชิด มีความแขง็ แรงทนทาน ขณะต่อสวิตช์เขา้ วงจรเพอื่ จ่ายไฟฟ้ าไปใชง้ าน ฝาตูไ้ มส่ ามารถเปิ ดออกได้ สายดินเป็ นสายไฟทาหนา้ ท่ีช่วยป้ องกนั อนั ตรายจากไฟฟ้ า และทาใหเ้ กิดความปลอดภยั กบั ผใู้ ช้ไฟฟ้ า การตอ่ สายดินให้เครื่องใชไ้ ฟฟ้ าเป็นสิ่งสาคญั โดยต่อสายดินผา่ นลงดินดว้ ยหลกั ดินที่ฝังไวใ้ นดินช่วยใหก้ ระแสที่ร่ัวผา่ นตวั ถงั เครื่องใชไ้ ฟฟ้ าไหลผา่ นลงดินไดส้ ะดวก