การต่อลงดิน(Grounding)

การต่อลงดิน(Grounding)

                ข้อกำหนดที่สำคัญมากที่สุดอย่างหนึ่งในการออกแบบ และ ติดตั้งระบบไฟฟ้า คือ การต่อลงดิน (Grounding หรือ Earthing ) มาตรฐานการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่สำคัญๆ ของโลก เช่น NEC และ IEC ต่างก็ให้ความสำคัญในเรื่องนี้เป็นอย่างมาก เช่น

                NEC Article 250 “ Grounding”

                IEC 364-5-54 “ Earthiing Arrangement and Protective Conductors”

                สำหรับประเทศไทยนั้น วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย (ว.ส.ท.) ได้จัดทำข้อกำหนดเกี่ยวกับการต่อลงดินไว้ในบทที่ 4 “การต่อลงดิน” ในมาตรฐานติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทย  โดยที่ข้อกำหนดในการต่อลงดินของ ว.ส.ท. ส่วนมากแปลและเรียบเรียงจาก NEC Article 250

การต่อลงดินของระบบไฟฟ้า หมายถึง การต่อส่วนใดส่วนหนึ่งของระบบไฟฟ้า ซึ่งมีกระแสไหลผ่าน เช่น จุดนิวทรัล (Neutral Point) ลงดินโดยการต่อลงดิน มีประโยชน์อยู่ 2 ประการ คือ

        1. เพื่อป้องกันอันตราย ที่จะเกิดกับบุคคล ที่บังเอิญไปสัมผัสกับส่วนที่เป็นโลหะ ของเครื่องบริภัณไฟฟ้า และส่วนประกอบอื่นๆ ที่มีแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากการรั่วไหล หรือ การเหนี่ยวนำทางไฟฟ้า

                 2.เพื่อป้องกันความเสียหายที่จะเกิดกับอุปกรณ์ หรือ ระบบไฟฟ้าเมื่อเกิดการลัดวงจรลงดิน

ชนิดการต่อลงดินและส่วนประกอบต่างๆ

การต่อลงดินสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ

1.   การต่อลงดินของระบบไฟฟ้า (System Grounding) หมายถึง การต่อส่วนใดส่วนหนึ่งของระบบไฟฟ้าที่มีกระแสไหลผ่านลงดิน เช่น การต่อจุดนิวทรัล (Neutral Point ) ลงดิน

2.   การต่อลงดินของบริภัณฑ์ไฟฟ้า (Equipment Grounding) หมายถึง การต่อส่วนใดส่วนหนึ่งที่เป็นโลหะ ที่ไม่มีกระแสไหลผ่านของอุปกรณ์ต่างๆลงดิน

จุดประสงค์ของการต่อลงดินของระบบไฟฟ้ามีดังนี้ คือ

1.   เพื่อจำกัดแรงดันเกิน (Over Voltage) ที่ส่วนต่างๆ ของระบบไฟฟ้า ซึ่งอาจเกิดจากฟ้าผ่า (Lightning) เสิร์จในสาย (Line surges) หรือ สัมผัสกับสายแรงสูง (H.V. Lines) โดยบังเอิญ

2.   เพื่อให้ค่าแรงดันเทียบกับดินขณะระบบทำงานปกติมีค่าอยู่ตัว

3.   เพื่อช่วยให้อุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินทำงานได้เร็วขึ้น เมื่อเกิดการลัดวงจรลงดิน

การต่อลงดินไฟฟ้ากระแสสลับ (AC System Grounding)

                การต่องลงดินของระบบไฟฟ้ากระแสสลับอาจแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มคือ

     1.   ระบบซึ่งทำงานที่ระดับแรงดันต่ำกว่า 50 V

ระบบ 3 เฟส 4 สาย

     2.   ระบบซึ่งทำงานที่ระดับแรงดันต่ำกว่า 50 – 1000V

     3.   ระบบซึ่งทำงานที่ระดับแรงดันต่ำกว่า 1kV ขึ้นไป

การต่อลงดินของระบบที่พบเห็นมากที่สุดมีดังนี้

ระบบ 1 เฟส 2 สาย

ระบบ 1 เฟส 3 สาย

  

                      

ขนาดสายดินของระบบ (System Grounding Conductor)

การต่อลงดินที่เมนสวิตซ์ (Service Equipment Grounding)

        เป็นการต่อโครงโลหะและสายศูนย์ที่เมนสวิตซ์ลงดิน โดยเมนสวิตซ์จะเป็นจุดรวมสายดินซึ่งประกอบด้วย

                     สายดินอุปกรณ์ (Equipmentt Grounding Conductor)

                     สายที่มีการต่อลงดิน( Grounding Conductor)

                     สายต่อฝากหลักดิน ( Main Bonding jumper)

               สายต่อหลักดิน ( Grounding Electrode Conductor )

ในส่วนของการต่อฝากหลักซึ่งเป็นการต่อโครงโลหะของเมนสวิตซ์เข้ากับตัวนำที่มีการต่อลงดินที่อาจเป็นบัสบาร์สายดิน บัสบาร์สายศูนย์ หรือสายศูนย์ มีจุดประสงค์เพื่อนำกระแสรั่วไหลที่อาจจะเกิดจากเหนี่ยวนำที่เมนสวิตซ์ลงดิน เพื่อป้องกันอันตรายแกบุคคลไปสัมผัส กับส่วนที่เป็นโลหะของเมนสวิตซ์นั้น อีกทั้งยังนำกระแสลัดวงจรไปยังแหล่งจ่ายไฟฟ้า เมื่อเกิดการลัดวงจรไปยังแหล่งจ่ายไฟฟ้า เมื่อเกิดลัดวงจรขึ้นทางด้านโหลดอีกด้วยสำหรับการต่อลงดินของบ้านพักอาศัยทั่วไปสามารถทำได้ทั้งที่เป็นแผงคัทเอ๊าท์ 

กรณีที่เมนสวิตซ์เป็นแผงคัดเอ๊าท์

            ให้ต่อสายดินออกจากสายนิวทรัลด้านไฟเข้าดังรูป สำหรับบ้านพักอาศัยทั่วไปที่ใช้สานเมนทองแดงโดยส่วนมากขนาดไม่เกิน 35 ตร.มม. เดินเข้าแผงคัดเอ๊าท์ ให้ใช้สายดินทองแดงขนาดตามที่ระบุไว้ในตารางสาย

กรณีที่แผงสวิตซ์เป็นคอนซูมเมอร์ยูนิต ( Consumer Unit )

                ให้เดินสายนิวทรัลไปพักไว้ที่ขั้วต่อสายดินแล้วจึงเดินสายจากขั้วต่อสายดินอีกเส้นหนึ่งไปยังที่ขั้ว N ที่ระบุไว้ด้านล่าง ของเมนเบรกเกอร์ ส่วนสายที่ต่อกับหลักดิน ( Ground rod) ให้เดินไปเชื่อมต่อกับสายนิวทรัลที่ขั้วต่อหลักดินดังรูป