บทความ

ไฟฟ้าดูด (Electric shock) หรือไฟฟ้าช็อต เป็นอันตรายที่เกิดกับบุคคลที่ร้ายแรงและอาจทำให้บาดเจ็บ สูญเสียอวัยวะ หรือ เสียชีวิตได้ ไฟฟ้าดูด คือการที่บุคคลที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านร่างกายจากการที่ร่างกายไปสัมผัสกับส่วนที่มีไฟฟ้า และมีกระแสไหลครบวงจร อันตรายที่เกิดขึ้นกับบุคคลแตกต่างกันไปตามขนาดกระแสไฟฟ้าและสภาพร่างกาย

ไฟฟ้าลัดวงจร (Short circuit) เป็นอันตรายที่เกิดได้ทั้งต่อบุคคลและทรัพย์สิน ไฟฟ้าลัดวงจรคือ การที่มีกระแสไฟฟ้าไหลครบวงจรโดยไม่ผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลด แบ่งออดเป็นกระแสลัดวงจรจากสายเส้นไฟหนึ่งไปยังสายเส้นไฟอีกเส้นหนึ่ง (Phase to Phase) หรือกระแสลัดวงจรลงดิน (Phase to ground) อันตรายที่เกิดขึ้นคือมีประกายไฟ และความร้อนสูง ถ้าบริเวณข้างเคียงมีวัสดุที่ตดิไฟได้อยู่ก็จะเกิดเพลิงไหม้ได้

หลักการเบื้องต้น

การออกแบบระบบไฟฟ้า

การพัฒนาแบบแปลนหรือวิธีการจ่ายกำลังไฟฟ้า จากจุดจ่ายไฟไปยังอุปกรณ์ใช้กำลังไฟฟ้าต่างๆ หรือจ่ายสัญญาณไฟฟ้าไปยังจุดรับสัญญาณไฟฟ้า ไปยังอุปกรณ์การใช้งาน การออกแบบระบบไฟฟ้า เป็นงานที่กว้างขาวง ต้องการข้อมูลมากมายดังนั้น ผู้ออกแบบระบบไฟฟ้าจะต้องเป็นผู้มีความรู้เป็นอย่างดี

หน้าที่ของผู้ออกแบบระบบไฟฟ้า

ผู้ออกแบบระบบไฟฟ้า มีหน้าที่พัฒนา และ ออกแบบระบบไฟฟ้าให้เป็นไปตามข้อกำหนดหรือกฎเกณฑ์มาตรฐานต่างๆ ของระบบไฟฟ้าเพื่อให้สามารถจ่ายไฟฟ้าได้เพียงพอ และ มีความปลอดภัยในการใช้งาน สามารถออกแบบตามความต้องการของเจ้าของ ติดต่อประสานงาน และให้ความร่วมมือกับ ผู้ออกแบบงานระบบอื่นๆ เพื่อให้อาคารสามารถทำงานได้ตามวัตถุประสงค์ และทำการประมาณราคา

มาตรฐานประจำชาติที่สำคัญ

  • ANSI (American National Standard Institute) ของประเทศสหรัฐอเมริกา
  • BS (British Standard) ของประเทศสหราชอาณาจักร
  • DIN (German Industrial Standard) ของประเทศเยอรมันนี
  • VDE (Verband Deutscher Elektrotechniker) ของประเทศเยอรมันนี
  • JIS (Japanese Industrial Standard) ของประเทศญี่ปุ่น
  • มอก. (มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม) ของประเทศไทย

มาตรฐานสากล

ISO (International Organization for Standardization)

    • กำหนดมาตรฐานทางวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี ใช้หน่วย SI
    • ISO 9000, 9001, 9002 ,14000

IEC (International Electrotechnical Commission)

    • มาตรฐานทางด้านไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์
    • ร่วมมือกับ ISO อย่างใกล้ชิด
    • มาตรฐาน IEC ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ

EN (European Standard)

    • มาตรฐานของกลุ่มประเทศในยุโรป
    • คณะกรรการ CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization)
    • มาตรฐาน EN เป็นมาตรฐานบังคับ จุดประสงค์ของมาตรฐานนี้ คือ ทำให้เกิดการค้าเสรี

อุปกรณ์ในระบบไฟฟ้า

มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทย พ.ศ. 2556 กำหนดมาตรฐานอุปกรณ์ที่จะนำไปติดตั้งใช้งานในระบบไฟฟ้าไว้ดังนี้

  1. สายไฟฟ้า
    1.1  สายไฟฟ้าหุ้มฉนวน
           –  สายไฟฟ้าหุ้มฉนวน พีวีซี เป็นไปตาม มอก.11-2553
           – สายไฟฟ้าอลูมิเนียมหุ้มฉนวน พีวีซี เป็นไปตาม มอก.293-2541
           – สายไฟฟ้าทองแดงหุ้มฉนวนครอสลิงกด์พอลิเอทิลีน เป็นไปตาม IEC 60502  หรือ มาตรฐานที่กำหนดไว้
    1.2 สายไฟฟ้าเปลือย
           – สายไฟฟ้าทองแดงรีกแข็ง สำหรับสายไฟฟ้าเหนือดิน เป็นไปตาม มอก.64-2517
           – สายไฟฟ้าอะลูมิเนียมตีเกลียวเปลือย เป็นไปตาม มอก. 85-2548
           – สายไฟฟ้าอะลูมิเนียมตีเกลียวเปลือยแกนเหล็ก เป็นไปตาม มอก.85-2548

สายดินและการต่อลงดิน

  1. เพื่อป้องกันอันตรายที่จะเกิดกับบุคคลที่บังเอิญไปสัมผัสกับส่วนที่เป็นโลหะของเครื่องป้องกันบริภัณฑ์ไฟฟ้า และส่วนประกอบอื่นๆ ที่มีแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากการรั่วไหล หรือการเหนี่ยวนำทางไฟฟ้า
  2. เพื่อป้องกันความเสียหายที่จะเกิดกับอุปกรณ์ หรือระบบไฟฟ้าเมื่อเกิดการลัดวงจรลงดิน
  1. หลักดิน หรือ ระบบหลักดิน (Grounding Electrode or Grounding Electrode System)
    1. แท่งเหล็กหุ้มด้วยทองแดง (copper-clad steel) หรือแท่งทองแดง (solid copper) หรือแท่งเหล็กอาบสังกะสี (hot-dip galvanized steel) มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางไม่น้อยกว่า 5/8 นิ้ว (ขนาดทางการค้า) ยาวไม่น้อยกว่า 2.40 เมตร
      • เหล็กที่ใช้เป็นแกนทำให้จาก low carbon steel ที่มี tensile strength ขนาดไม่น้อยกว่า 600 นิวตัน ต่อ ตร.มม.
      • ทองแดงที่ใช้หุ้มมีความบริสุทธิ์ 99.9% และหุ้มอย่างแนบสนิทแบบ molecularly bonded กับแกนเหล็ก ความหนาของทองแดงที่หุ้มที่จุดใดๆต้องไม่น้อยกว่า 250 ไมโครเมตร
      • ต้องผ่านการทดสอบการยึดแน่นและความคงทนของทองแดงที่หุ้มด้วยวิธี jacket adherence test และ bending test ตามมาตรฐาน UL-467
      • กรณีแท่งเหล็กอาบสังกะสีต้องมีความหนาเฉลี่ยของสังกะสีไม่น้อยกว่า 85 ไมโครเมตร
    2. หลักดินชนิดอื่นๆ ที่ได้รับความเห็นชอบจากการไฟฟ้าฯ
    3. ความต้านทานการต่อลงดิน (Resistance to Ground) ค่าความต้านทานการต่อลงดินต้องไม่เกิน 5 โอห์ม ยกเว้นพื้นที่ ที่หายากในการปฏิบัติและการไฟฟ้าฯเห็นชอบ ยอมให้ค่าความต้านทานของหลักดินกับดินต้องไม่เกิน 25 โอห์ม หากทำการวัดแล้วยังมีค่าเกิน ให้ปักหลักดินเพิ่มอีก 1 แท่ง
  2. สายต่อหลักดิน (Grounding Electrode Conductor)
    1. ตัวนำทองแดงชนิดตัวนำเดี่ยวหรือตัวนำตีเกลียวหุ้มฉนวน และต้องเป็นตัวนำเส้นเดียวยาวตลอดโดยไม่มีการต่อ แต่ถ้าเป็นบัสบาร์อนุญาตให้มีการต่อได้ ยกเว้น จุดทดสอบตามที่กำหนดไว้ในมาตรฐานฯ
    2. สายต่อหลักดินหรือเครื่องห่อกุ้มต้องยึดแน่นกับสิ่งรองรับสายนี้จะต้องร้อยในท่อสายไฟฟ้าหรือใช้เคเบิล แบบ มีเกราะเมื่อใช้้ในสถานที่ ที่อาจเกิดความเสียกายทางกายภาพ
    3. ขนาดสายต่อหลักดินของระบบไฟฟ้ากระแสสลับ สายต่อหลักดินสำหรับบ้านอยู่อาศัยขนาดเลบ็กกำหนดให้ใช้ขนาดไม่เล็กกว่า 10 ตร.มม. และต้องมีขนาดไม่เล็กกว่าที่ได้กำหนดไว้ 
    4. วิธีการต่อสายต่อหลักดิน (เข้ากับหลักดิน) การต่อสายต่อหลักดินเข้ากับหลักดินต้องใช้วิธีเชื่อมด้วยความร้อน (exothermic welding) หูสาย หัวต่อแบบบีบอัด ประกับต่อสาย หรือสิ่งอื่นที่ระบุให้ใช้เพื่อการนี้ ห้ามต่อโดยใช้การบัดกรีเป็นหลัก อุปกรณ์ที่ใช้ต้องเหมาะสมกับวัสดุที่ใช้ทำหลักดินและต่อสายหลักดิน ห้ามต่อสายต่อหลักดินมากกว่า 1 เส้น เข้ากับหลักดิน นอกจากอุปกรณ์ที่ใช้ในการต่อเป็นชนิดที่ออกแบบมาให้ต่อสายได้มากกว่า 1 เส้น
  3. สายต่อฝาก
    1. สายต่อฝากด้านไฟออกของบริภัณฑ์ประธาน (แผงเมน) ต้องมีขนาดไม่เล็กกว่าขนาดของสายต่อหลักดินที่ได้กำหนดไว้
    2. สายต่อฝากด้านไฟออกของบริภัณฑ์ประธาน (แผงเมน) ต้องมีขนาดไม่เล็กกว่าขนาดของสายดินของบริภัณฑ์ไฟฟ้าที่ได้กำหนดไว้
    3. สายต่อฝากต้องเป็นชนิดตัวนำทองแดง
  4. สายดินของบริภัณฑ์ไฟฟ้า (Equipment Grounding Conductor)
    1. สายดินของบริภัณฑ์ไฟฟ้าที่เดินสายร่วมไปกับสายของวงจรต้องตัวนำทองแดงหุ้มฉนวนหรือไม่หุ้มฉนวนก็ได้
    2. สายดินของบริภัณฑ์ไฟฟ้า เลือกจากขนาดพิกัดหรือขนาดปรับตั้งของเครื่องป้องกันกระแสเกิน โดยต้องมีขนาดไม่เล็กกว่าที่กำหนดไว้

แบบระบบไฟฟ้าที่ดี

ระบบไฟฟ้ากำลังที่ออกแบบต้องให้ความปลอดภัยอย่างสูงต่อผู้ปฏิบัติงาน ต่ออุปกรณ์ไฟฟ้า และสถานที่ การที่ระบบไฟฟ้าจะสามารถให้ความปลอดภัยอย่างสูงได้นั้น ผู้ออกแบบจะต้องปฏิบัติตามมาตรฐานต่างๆ ที่เกี่ยวข้องมาตรฐานที่นิยมใช้กันมากคือ National Electrical Code (NEC) ของประเทศสหรัฐอเมริกา และต้องปฏิบัติตามมาตรฐานของประเทศ และข้อกำหนดทางการไฟฟ้าท้องถิ่นด้วย ในด้านการออกแบบ การติดตั้งวัสดุ การเลือกอุปกรณ์ที่ใช้ และการจัดอุปกรณ์ป้องกัน วิศวหรไฟฟ้า ผู้ออกแบบจะต้องเข้าใจในรายละเอียดของข้อกำหนดต่างๆ เป็นอย่างดี และรู้ถึงสถานประกอบการที่จะออกแบบ กระบวนการผลิต ขั้นตอนการปฏิบัติงาน เพื่อที่จะสามารถออกแบบระบบไฟฟ้าให้มีความปลอดภัยได้

งบประมาณของเจ้าของโครงการจะเป็นตัวกำหนดที่สำคัญของโครงการว่าผู้ออกแบบควรเลือกระบบใด อย่างไรก็ดีจะต้องคำนึงถึงความปลอดภัยเป็นสำคัญ การที่จะสามารถลดค่าการลงทุนเริ่มแรกได้นั้นจะต้องพิจารณาถึงอุปกรณ์ไฟฟ้า การติดตั้ง พื้นที่ว่างต้องใช้ ค่าเริ่มต้นของการใช้จ่ายต่างๆ และอื่นๆ

ระดับของความต้องการไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องและความเชื่อถือได้ (Reliability) ของระบบนั้นขึ้นอยู่กับชนิดของโหลด สถานประกอบการ และขบวนการผลิต เช่น สำนักงานขนาดเล็กอาจจะยอมให้ไฟฟ้าดับได้หลายชั่วโมง ส่วนสำนักงานขนาดใหญ่หรือโรงงานขนาดใหญ่อาจจะยอมให้ไฟดับได้ในช่วงระยะเวลาสั้นๆ เท่านั้น แต่โรงพยาบาลมีโหลดสำคัญอยู่มาก

       เราสามารถทำให้มีการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องได้ดีขึ้นและมีความน่าเชื่อถือได้สูงขึ้นโดย

  •   จัดให้มีแหล่งจ่ายไฟฟ้ากำลังจากหลายแหล่ง
  • จัดให้มีเส้นทางการต่อไปยังโหลดไฟฟ้าได้หลายเส้นทางมากขึ้น
  • จัดหาแหล่งที่มีแหล่งกำเนิดไฟฟ้าของตนเอง เช่น มีชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง , แบตเตอรี่สำหรับจ่ายระบบไฟฟ้า ,  ระบบ UPS
  • เลือกอุปกรณ์ไฟฟ้าและตัวนำไฟฟ้าที่มีคุณภาพสูง
  • เลือกใช้วิธีการติดตั้งที่ดีที่สุด เช่น สายไฟควรอยู่ในท่อสาย (Raceway)

เนื่องจากสถานประกอบการณ์ส่วนมากจะมีการเปลี่ยนแปลงการใช้โหลดไฟฟ้าไปเรื่อยๆ ระบบการจ่ายไฟฟ้า จะต้องสามารถรองรับการเปลี่ยนแปลงนี้ได้

นอกจากนี้ผู้ออกแบบระบบไฟฟ้า จะต้องเผื่อระบบการจ่ายกำลังไฟฟ้าสำหรับรองรับการขยายโหลดในอาคต โดยอาจเพิ่มขนาดของหม้อแปลงและสายป้อนต่างๆ รวมทั้งเพิ่มอุปกรณ์ป้องกันด้วย

iระบบไฟฟ้าที่จำทำงานอย่างมีประสิทธิภาพนั้นอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆในระบบ จะต้องมีกำลังสูญเสียน้อย ดังนั้น วิศวกรผู้ออกแบบจะต้องพิจารณาเลือกใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ดี เช้น หม้อแปลงกำลังสูญเสียต่ำ มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง บัลลัสต์กำลังสูญเสียต่ำ เป็นต้น แม้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะมีค่าเริ่มต้นสูง แต่ค่าปฏิบัติการจะต่ำซึ่งจะคุ้มทุนเมื่อเวลาผ่านไปช่วงหนึ่ง นอกจากนี้ระบบไฟฟ้าจะต้องสามารถปฏิบัติงานอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น มีตัวประกอบกำลังสูงเป็นต้น

ในระบบไฟฟ้านั้นยิ่งระบบมีการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง และสามารถปรับสภาพต่างๆได้มากเท่าไหร่ ราคาในการบำรุงรักษาก็จะยิ่งมากตามไปด้วย ดังนั้นในระบบไฟฟ้าจึงควรออกแบบให้มีวงจรไฟฟ้าหมุนเวียนกันที่จะจ่ายกำลังให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ เพื่อที่จะสามารถทำการบำรุงรักษาเครื่องหนึ่งในขณะที่ใช้งานอีกเครื่องหนึ่ง ทั้งนี้ควรเลือกระบบที่ต้องใช้ค่าการบำรุงรักษาน้อย แต่ถ้าระบบซับซ้อนขึ้นก็อาจจะมีค่าการบำรุงรักษามากขึ้นตามไปด้วย

          ในอดีตการมีไฟฟ้าใช้อย่างต่อเนื่องเป็นเรื่องที่สำคัญที่สุด ปัจจุบันการมีไฟฟ้าใช้อย่างต่อเนื่องนั้นก็ยังสำคัญอยู่ แต่ไฟฟ้าที่มีใช้นั้นจะต้องมีคุณภาพที่ดี เช่น แรงดันไฟฟ้าต้องมีค่าสม่ำเสมอ กระแสและแรงดันไฟฟ้ามีฮาร์โมนิกน้อยเป็นต้น วิศวกรไฟฟ้าจะต้องคำนึงถึงข้อนี้อยู่เสมอในระหว่างการออกแบบระบบไฟฟ้า

          วัตถุประสงค์ต่างๆ เหล่านี้อาจจะมีความสัมพันธ์กันหรืออาจจะมีความขัดแย้งกันในบางหัวข้อ ยิ่งเราออกแบบให้มีอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีคุณภาพ การจ่ายโหลดอย่างต่อเนื่อง สามารถปรับสภาพต่างๆ หรือการเผื่อการขยายได้มากเท่าไหร่ ค่าการลงทุนเริ่มแรกหรือการบำรุงรักษาก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ดังนั้น ผู้ออกแบบจึงควรพิจารณาถึงปัจจัยพื้นฐานชนิดของอุปกรณ์ที่ใช้และโหลดต่างๆ ว่าควรจะใช้ขนาดเท่าไร ชนิดใดจึงจะเหมาะสม

คำนิยามต่างๆทางไฟฟ้า

Ampacity

(ขนาดกระแส)

หมายถึง ความสามารถของตัวนำไฟฟ้าที่ยอมให้กระแสไหลผ่านได้อย่างปลอดภัย มีหน่วยเป็นแอมแปร์
 Appliance (เครื่องใช้ไฟฟ้า)หมายถึง อุปกรณ์ที่ให้ประโยชน์ในการใช้สอย โดยอุปกรณ์เหล่านี้สร้างตามแบบและขนาดที่ได้มาตรฐาน เช่น เครื่องปรับอากาศ เป็นต้น

ติดต่อสอบถามเพิ่มเติม