สายดินคืออะไร แล้วมันจำเป็นไหม?

 

สายดินคืออะไร?
สายดิน เป็นสายที่ถูกออกแบบไว้เพื่อให้เกิดความปลอดภัยกับผู้ใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าสายไฟเส้นดังกล่าวปลายด้านหนึ่งจะต้องต่อลงดิน ส่วนปลายอีกด้านหนึ่งจะต่อเข้ากับส่วนที่เป็นโลหะของวัตถุหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการให้มีศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์เท่ากับพื้นดิน

 

แล้วสายดินในปัจจุบันมีกี่ชนิด?
ในปัจจุบัน สายดินโดยทั่วไปจะมีอยู่ 2 ชนิด


1. สายดินเพื่อให้ทำงานได้ (functional earthing conductor) เป็นสายดินชนิดที่ไม่เกี่ยวข้องกับเรื่องความปลอดภัย มีไว้เพียงเพื่อให้เครื่องใช้ไฟฟ้าทำงานได้

2. สายดินป้องกัน (protective earthing conductor) ที่มีไว้เพื่อให้เกิดความปลอดภัยในการใช้ไฟฟ้า โดยสายดินที่เราจะพูดถึงกันในวันนี้จะเป็นสายดินป้องกัน หรือเรียกสั้นๆ ว่า "สายดิน"

ประโยชน์ของการติดตั้งสายดินอย่างที่เราทราบกันนั้นก็เพื่อการทำงานที่สมบูรณ์ของเครื่องใช้ไฟฟ้าบางประเภท เช่น คอมพิวเตอร์ เครื่องเสียง และช่วยป้องกันไฟฟ้าดูดเมื่อมีกระแสไฟฟ้ารั่วจากเครื่องใช้ไฟฟ้า โดยการทำงานของสายดินอาจจะมี 3 ระดับ คือ

• กรณีกระแสไฟรั่วมีปริมาณมาก (ไฟรั่วไม่ผ่านความต้านทาน) เช่น สายเส้นที่มีไฟไปแตะกับตัวถังโลหะของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีการต่อลงดินผ่านทางเต้าเสียบ-เต้ารับ เป็นต้น หน้าที่ของสายดินในกรณีนี้คือ ทำให้เกิดการลัดวงจร (กระแสฯ มีค่าสูงมาก) และเป็นเส้นทางให้กระแสลัดวงจรไหลกลับจากตัวถังหรือโครงของเครื่องใช้ไฟฟ้าไปยังสายนิวทรัลของการไฟฟ้าฯ ผ่านทางสายดินได้โดยสะดวก (สายดินต่อกับสายนิวทรัลที่เมนสวิตซ์) ขณะเดียวกันสายดินก็จะช่วยรักษาแรงดันของตัวถังไม่ให้สูงจากดินมาก และหน้าที่ที่สำคัญก็คือการที่ทำให้ เซอร์กิตเบรกเกอร์ (C.B) หรือ เครื่องป้องกันกระแสเกินที่เมนสวิตซ์หรือในวงจรย่อยทำหน้าที่ตัดกระแสวงจรได้อย่างรวดเร็ว

• กรณีกระแสไฟรั่วมีปริมาณปานกลาง (ไฟรั่วผ่านความต้านทาน) ไฟรั่วจากฉนวนเสื่อมชำรุด หรือจากความชื้น หรือรั่วผ่านวัสดุหรือสัตว์ที่ไปแตะสายเส้นไฟ แล้วมาแตะที่ตัวถัง เป็นต้น กรณีนี้จะมีค่ากระแสไฟรั่วปานกลาง ไม่มากถึงกับเกิดกระแสลัดวงจร กระแสไฟรั่วจึงไม่สูงพอที่จะทำให้ (C.B) ตัดได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นการมีสายดินอย่างเดียวจึงไม่สามารถป้องกันไฟดูดในกรณีนี้ได้ด้วยตัวเอง ซึ่งในกรณีการมีเครื่องตัดไฟรั่วอย่างเดียว โดยไม่มีสายดินก็จะไม่ทำงานเช่นเดียวกัน (จนกว่าจะมีผู้ถูกไฟดูดเสียก่อน) แต่ถ้ามีการติดตั้งเครื่องตัดไฟรั่วร่วมกับสายดิน ทั้งสองส่วนจะช่วยเสริมการทำงานได้เป็นอย่างดี โดยไฟจะรั่วลงสายดินแทนที่จะรั่วผ่านคนที่ไปจับ ซึ่งจะช่วยให้เครื่องตัดไฟรั่วทำงานปลอดภัยมากยิ่งขึ้น (การทำงานเช่นเดียวกับกรณีไฟรั่วมากข้างต้น)

• กรณีกระแสไฟรั่วปริมาณน้อยชนิดที่ไม่เป็นอันตราย (ไฟรั่วโดยการเหนี่ยวนำประมาณ 0-5 mA) เป็นไฟรั่วจากการใช้งานปกติที่เกิดจากการเหนี่ยวนำทางไฟฟ้า ภายในเครื่องใช้ไฟฟ้า ไม่ได้เกิดจากฉนวนที่เสื่อมสภาพหรือชำรุด แต่ก็ทำให้ผู้ใช้เกิดความรำคาญ ที่สัมผัสแล้วจะรู้สึกว่ามีไฟดูดเล็กน้อย ซึ่งมักจะเป็นกับเครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทที่ 1 ที่ออกแบบมาให้ต้องต่อสายดินแต่ผู้ใช้ไฟฟ้าไม่ต่อสายดิน ดังนั้น การมีเพียงสายดินจะสามารถป้องกันไฟดูดในกรณีนี้ได้อย่างสมบูรณ์ เครื่องตัดไฟรั่วเพียงอย่างเดียว ไม่สามารถแก้ปัญหานี้ได้

         ถ้าไม่มีสายดิน ผู้ที่ใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าจะได้รับอันตรายจากไฟฟ้าดูดทันทีเมื่อสัมผัสเครื่องใช้ไฟฟ้า
         ถ้ามีเครื่องตัดไฟรั่ว แต่ไม่มีสายดิน เครื่องตัดไฟรั่วจะทำงานได้ก็ต่อเมื่อมีผู้ไปสัมผัสไฟที่รั่ว ทำให้ไฟรั่วไหลผ่านร่างกายลงดินเสียก่อน (ท่านต้องถูกไฟดูดก่อน เครื่องตัดไฟรั่วจึงจะตัด) เนื่องจากไฟรั่วไหลลงสายดินไม่ได้ (ไม่มีสายดิน)
        ถ้ามีสายดินและมีเครื่องตัดไฟรั่วร่วมอยู่ด้วย เครื่องตัดไฟรั่วก็จะช่วยทำงานตัดไฟทันทีที่มีกระแสไฟรั่วเกิดขึ้น (เพราะมีไฟรั่วไหลลงสายดิน) โดยไม่จำเป็นต้องรอให้มีผู้ไปสัมผัสไฟให้ถูกไฟดูดเสียก่อน ดังนั้นการมีเครื่องตัดไฟรั่วร่วมอยู่ด้วย สามารถป้องกันอันตรายได้อีกชั้นหนึ่ง

ข้อมูลจาก : หนังสือคู่มือช่างไฟฟ้า และวิศวกรไฟฟ้า