ทำไมต้องมี......สายดิน

จากบทเรียนสู่การนำไปใช้ในชีวิตจริง

จากที่เรียนเรื่องประจุเหนี่ยวนำมาเราทราบว่า วัตถุที่มีประจุไฟฟ้า จะส่งอำนาจไฟฟ้าออกไปในบริเวณรอบ ๆ เรียกว่า สนามไฟฟ้า ถ้านำวัตถุอื่น ซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้าเข้ามาในสนามไฟฟ้า จะทำให้วัตถุนั้นแสดงอำนาจไฟฟ้าออกมา และจะปรากฏมีประจุไฟฟ้าบวกและลบเกิดขึ้นพร้อมกันบนผิววัตถุนั้น ประจุที่เกิดขึ้นว่า ประจุไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (Induced charge) โดยประจุไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดทางด้านใกล้ประจุไฟฟ้าที่นำมาล่อ จะเป็นประจุไฟฟ้าต่างชนิดกับประจุไฟฟ้าที่นำมาล่อ   ซึ่งหากมีการต่อสายดินเข้าที่วัตถุประจุที่อยู่ด้านตรงข้ามกับประจุที่นำมาล่อก็จะไหลลงสู่พื้นดิน  หากเราเอาสายดินออกขณะที่ยังมีการเหนี่ยวนำประจุอยู่วัตถุนั้นก็จะมีประจุเพียงชนิดเดียวคือประจุเหนี่ยวนำซึ่งเป็นด้านที่วิ่งเข้าหาตัวล่อ

ภาพจาก http://www.vcharkarn.com/lesson/view.php?id=1342

เเล้วทำไมประจุไฟฟ้าถึงวิ่งลงไปที่สายดิน?

เพราะโลกมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้าโลกมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับสิ่งต่างๆบนโลก ดังนั้นการถ่ายโอนประจุให้โลกหรือรับประจุจากโลก จะไม่มีผลเปลี่ยนแปลงสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้าของโลกแต่อย่างใด เพราะปริมาณประจุที่ถ่ายโอนนั้นมีค่าน้อยมาก เมื่อเทียบกับประมาณประจุทั้งหมดที่โลกมีอยู่ การต่อสายดินจึงเป็นการทำให้จุดที่ต่อนั้นมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้าเช่นเดียวกับโลก วิธีการเหนี่ยวนำและต่อสายดินจึงสามารถทำให้วัตถุที่เป็นตัวนำอื่นๆ มีประจุได้เช่นเดียวกัน

ทำไมเครื่องใช้ไฟฟ้าถึงต้องมีสายดิน

"ก่อนใช้งานต้องทำการติดตั้งสายดินให้เรียบร้อยนะคะ"ทุกครั้งที่ไปซื้อเครื่องใช้ไฟฟ้าใหญ่ๆเช่นเครื่องซักผ้าหรือตู้เย็นดิฉันมักจะได้ยินคำนี้จากพนักงานขายเสมอเเล้ว......."ทำไมถึงต้องติดตั้งสายดินหละ"

จากความอยากรู้ก็เกิดการค้นหาเเละทราบว่าสาเหตุที่ต้องมีสายดินคือ

 1สายดินจะป้องกันไม่ให้มีผู้ถูกไฟฟ้าดูดเมื่อมีไฟรั่วจากเครื่องใช้ไฟฟ้า โดยไฟฟ้าที่รั่วจะไหลลงดินผ่านทางสายดินแทนที่จะไหลผ่านร่างกาย
 2 เมื่อมีไฟรั่วสายดินจะช่วยให้เครื่องตัดกระแสไฟฟ้าอัตโนมัติตัดไฟออกทันที
 3 เครื่องใช้ไฟฟ้าบางประเภทหากไม่มีสายดินอาจทำงานได้ไม่สมบรูณ์ หรือชำรุดได้ง่าย เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์สื่อสาร เป็นต้น

แล้วเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิดต้องมีสายดินไหม

 เครื่องใช้ไฟฟ้าในท้องตลาดไม่จำเป็นต้องมีสายดินทั้งหมด มีบางประเภทเท่านั้นที่ต้องมีสายดิน
     -ปลั๊กไฟที่มี 3 ขานั้นเป็นเพียงรูปแบบหนึ่งของปลั๊กไฟที่มีสายดินแบบหนึ่งเท่านั้น ปลั๊ก 2 ขาแบบกลมที่มีสายดิน ก็มีอยู่มากมายในเครื่องใช้ไฟฟ้าที่วางในท้องตลาด เช่น ปลั๊กเตารีด เครื่องโทรสาร เครื่องซักผ้า เป็นต้น แต่ผู้ซื้อ/ผู้ใช้อาจไม่เข้าใจ จึงคิดว่าไม่มีสายดิน  
      - เครื่องใช้ที่จำเป็นต้องมีสายดิน แต่ไม่มีสายดินถือว่าเป็นเครื่องใช้ที่มิได้ผลิตตามมาตรฐานของการไฟฟ้า

ภาพจาก  http://www.praguynakorn.

 เครื่องใช้ไฟฟ้าที่จำเป็น/ไม่จำเป็น ต้องมีสายดิน

 เครื่องใช้ไฟฟ้าที่จำเป็นต้องมีสายดิน ได้แก่  เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มักมีไฟรั่วได้ง่าย มีส่วนภายนอกที่เป็นโลหะ หรือเกี่ยวข้องกับน้ำ หรือความร้อน เช่น ตู้เย็น เตารีด เครื่องซักผ้า หม้อหุงข้าว เครื่องปรับอากาศ กระทะไฟฟ้า ตู้แช่ เตาไฟฟ้า เตาไมโครเวฟ กระติกน้ำร้อน เครื่องทำน้ำร้อน/น้ำอุ่น เครื่องปิ้งขนมปัง เป็นต้น เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทนี้ เรียกว่าเป็น เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภท 1

  เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ไม่จำเป็นต้องมีสายดิน ได้แก่ เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีการหุ้มด้วยฉนวนไฟฟ้าที่มีความหนาเป็น 2 เท่าของเครื่องใช้ไฟฟ้า ที่ต้องมีสายดิน จึงมักเรียกว่าเป็น เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภท 2 หรือประเภทฉนวน 2 ชั้น โดยมีสัญลักษณ์เป็นรูปสี่เหลี่ยมจตุรัสซ้อนกัน 2 ชั้น ปรากฏอยู่ที่แผ่นป้ายบอกการใช้ไฟฟ้าของเครื่อง บางครั้งก็มีสัญลักษณ์ ตัวอย่างของเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดนี้ ได้แก่ วิทยุ โทรทัศน์ พัดลม เป็นต้น นอกจากนี้ ยังมีเครื่องใช้ไฟฟ้าอีกประเภทหนึ่งที่ไม่จำเป็นต้องมีสายดินได้แก่ เครื่องเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้แรงดันไม่เกิน 50 โวลต์ เช่น เครื่องโกนหนวดไฟฟ้า โทรศัพท์ เป็นต้น เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทนี้เรียกว่า เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทที่ 3

ภาพจาก  http://www.praguynakorn.

เราจะตรวจสอบได้อย่างไรว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีอยู่ไม่ปลอดภัยหรือต้องมีสายดิน
  ควรต้องติดตั้งสายดินทุกเครื่องไม่ว่าเป็นเครื่องใช้ประเภทใด จะมีสายดินอยู่แล้วหรือไม่ ให้ทดลองเสียบปลั๊กเปิดเครื่อง แล้วทดสอบด้วยไขควงลองไฟกับส่วนที่เป็นโลหะ จากนั้นกลับขั้วปลั๊กแล้วทดสอบอีกครั้ง หากมีไฟรั่วไม่ว่ากรณีใด (มีไฟแดงที่ไขควง) จะถือว่าไม่ปลอดภัย และต้องมีการแก้ไขปรับปรุงเครื่องใช้ไฟฟ้าทันที

สัญลักษณ์และสีของสายดิน
        เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องมีสายดิน จะมีสัญลักษณ์ติดไว้ที่ตัวเครื่องบริเวณตำแหน่งที่ใช้ต่อสายดิน บางครั้งก็จะมีสีเขียวแต้มอยู่ด้วย
        สีที่ใช้สำหรับสายไฟเส้นที่เป็นสายดิน จะใช้ฉนวนสายที่เป็นสีเขียวหรือเป็นแถบสีเหลืองสลับกับสีเขียว               (เส้นไฟ = สีดำ , เส้นศูนย์ = สีเทา)

ภาพจาก  http://www.praguynakorn.

เราจะทำสายดินให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ผู้ผลิตมิได้ต่อสายดินไว้ด้วยตนเองได้หรือไม่
  ควรปรึกษาผู้ผลิต หรือช่างที่ชำนาญ และมีเครื่องมือทดสอบเป็นการเฉพาะ ซึ่งจะต้องทดสอบให้เป็นไปตามมาตรฐานสากล เช่น
1 ทดสอบความต่อเนื่องคงทนของสายดินกับจุดต่อสายดินในขณะที่มีกระแสลัดวงจรลงสายดิน
2 ทดสอบระดับฉนวนระหว่างสายดินกับสายศูนย์และสายเส้นที่มีไฟ
3 ขนาดสายดินที่ใช้ต้องมีขนาดตามมาตรฐานฯ
4 ปลั๊กที่ใช้กับเต้ารับต้องเป็นมาตรฐานเดียวกัน และต่อขั้วให้ถูกต้องตามมาตรฐานนั้น

เมื่อทราบข้อมูลข้างต้นเเล้วอย่าลืมไปสำรวจเครื่องใช้ในบ้านกันนะคะว่าได้รับการติดตั้งสายดินอย่างถูกต้องหรือยัง เพื่อความปลอดภัยในชีวิตเเละทรัพย์สินของทุกคนค่ะ

ขอขอบคุณข้อมูลจาก

http://www.praguynakorn.com

http://www.vcharkarn.com/lesson/view.php?id=1342

http://physics601083839.multiply.com/journal/item/5/5

http://revpower.revolgroup.com/index.php/electrical/grounding.html