คู่มือการปฏิบัติตามข้อกำหนด: การต่อลงดินและการเชื่อมต่อสำหรับรางเดินสายเคเบิลโลหะ

ในการปฏิบัติงานทางวิศวกรรมไฟฟ้า การต่อลงดินและการเชื่อมต่อสายดินของรางเดินสายเคเบิลโลหะยังคงเป็นข้อพิจารณาด้านความปลอดภัยที่สำคัญ ไม่ว่ามาตรการเหล่านี้จะจำเป็นหรือไม่ และวิธีการนำไปใช้อย่างถูกต้อง จะส่งผลกระทบโดยตรงต่อความปลอดภัยทางไฟฟ้าและความน่าเชื่อถือของระบบ การวิเคราะห์นี้จะตรวจสอบข้อกำหนดในการต่อลงดินและการเชื่อมต่อสายดินสำหรับรางเดินสายเคเบิลโลหะในแอปพลิเคชันต่างๆ โดยให้คำแนะนำที่ชัดเจนสำหรับวิศวกรไฟฟ้าและช่างเทคนิคเพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง

พิจารณาสถานการณ์นี้: ความผิดพลาดทางไฟฟ้าที่ไม่คาดคิดส่งกระแสไฟพุ่งผ่านรางเดินสายเคเบิลโลหะ หากไม่มีการต่อลงดินที่เหมาะสม รางนี้จะกลายเป็นอันตรายที่ซ่อนอยู่ ซึ่งอาจทำให้เกิดไฟฟ้าช็อตได้ แต่การต่อลงดินหรือการเชื่อมต่อสายดินจำเป็นต้องใช้เสมอสำหรับรางเดินสายเคเบิลโลหะหรือไม่? คำตอบขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงวัตถุประสงค์ของราง ประเภทของสายเคเบิลที่รางนั้นบรรจุ และสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง

เพื่อให้สามารถประเมินข้อกำหนดได้อย่างถูกต้อง เราต้องชี้แจงคำศัพท์ที่จำเป็นเหล่านี้ก่อน:

• การต่อลงดิน (การต่อสายดิน): การเชื่อมต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าส่วนที่เป็นโลหะหรือส่วนนำไฟฟ้าเข้ากับพื้นดิน สร้างเส้นทางที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำสำหรับกระแสไฟผิดพลาดให้ไหล ทำให้สามารถใช้อุปกรณ์ป้องกันเพื่อตัดไฟและป้องกันไฟฟ้าช็อตได้
• การเชื่อมต่อสายดิน: การเชื่อมต่อส่วนที่เป็นโลหะที่อาจเกิดความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าหรือแนะนำศักย์ไฟฟ้าภายนอก ทำให้แรงดันไฟฟ้าเท่ากันเพื่อลดความเสี่ยงจากไฟฟ้าช็อต
• ส่วนนำไฟฟ้าที่เปิดเผย: ส่วนนำไฟฟ้าที่สัมผัสได้ของอุปกรณ์ ซึ่งโดยปกติจะไม่ได้รับพลังงาน แต่สามารถมีกระแสไฟได้ในระหว่างที่เกิดความผิดพลาด (เช่น กล่องโลหะ)
• ส่วนนำไฟฟ้าภายนอก: องค์ประกอบนำไฟฟ้าที่ไม่ใช่ส่วนหนึ่งของการติดตั้งไฟฟ้า แต่สามารถแนะนำศักย์ไฟฟ้าได้ (เช่น ท่อโลหะ โครงสร้างอาคาร)

ตามมาตรฐาน IEC ไม่ว่ารางเดินสายเคเบิลโลหะจำเป็นต้องมีการต่อลงดินหรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับว่ารางเหล่านั้นเป็นส่วนนำไฟฟ้าที่เปิดเผยหรือไม่:

หากออกแบบมาให้ทำงานเป็นตัวนำป้องกัน (PE) ที่นำกระแสไฟผิดพลาด รางจะต้องมีการต่อลงดินอย่างน่าเชื่อถือ จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนด PE รวมถึงหน้าตัดที่เพียงพอสำหรับกระแสไฟผิดพลาดที่คาดไว้และความต่อเนื่องทางไฟฟ้าที่เหมาะสม ตามที่ระบุไว้ใน IEC 60364-5-54

สำหรับรางที่รองรับสายเคเบิลเท่านั้น ข้อกำหนดจะแตกต่างกันไปตามประเภทสายเคเบิล:

• สายเคเบิลหุ้มโลหะ: ด้วยสายเคเบิลเช่น MICC (ฉนวนแร่) กระแสไฟผิดพลาดจะไหลผ่านปลอกโลหะของสายเคเบิลเป็นหลัก โดยทั่วไปรางจะไม่ถือว่าเป็นส่วนนำไฟฟ้าที่เปิดเผยและมักจะไม่ต้องมีการต่อลงดิน แม้ว่าปลอกจะต้องมีการต่อลงดินอย่างเหมาะสม
• สายเคเบิลที่ไม่ใช่โลหะ: สำหรับสายเคเบิลฉนวน PVC หรือ XLPE ที่ให้การป้องกันเทียบเท่ากับอุปกรณ์ Class II กระแสไฟผิดพลาดจะไม่ไหลผ่านรางแม้ในระหว่างที่ฉนวนล้มเหลว ดังนั้น โดยทั่วไปแล้วการต่อลงดินจึงไม่จำเป็นตาม IEC 60364-4-41

การเชื่อมต่อสายดินขึ้นอยู่กับว่ารางอาจแนะนำศักย์ไฟฟ้าภายนอกหรือไม่:

รางภายในอาคารส่วนใหญ่ที่ไม่มีการสัมผัสกับพื้นดิน ไม่จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อสายดิน

รางที่ขยายจากภายนอกอาคารหรือสัมผัสกับพื้นดิน (เช่น ส่วนที่ฝังอยู่) อาจแนะนำศักย์ไฟฟ้าภายนอก สิ่งเหล่านี้ต้องมีการเชื่อมต่อสายดินกับขั้วต่อสายดินหลัก (MET) เพื่อป้องกันความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าที่เป็นอันตราย

ปัจจัยเพิ่มเติมอาจส่งผลต่อข้อกำหนด:

• สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน: ต้องใช้วัสดุ/สารเคลือบที่ทนต่อการกัดกร่อนและการตรวจสอบการเชื่อมต่อสายดินเป็นประจำ
• ข้อกำหนด EMC: สิ่งอำนวยความสะดวกที่ละเอียดอ่อน (โรงพยาบาล ห้องปฏิบัติการ) อาจต้องใช้รางที่ต่อลงดินเพื่อป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
• การป้องกันฟ้าผ่า: รางอาจต้องรวมเข้ากับระบบป้องกันฟ้าผ่าตาม IEC 62305

การดำเนินการที่เหมาะสมต้องใช้:

• การเลือกตัวนำต่อลงดิน/เชื่อมต่อสายดินที่มีขนาดเหมาะสม (โดยทั่วไปคือทองแดง/อะลูมิเนียมพร้อมการป้องกันการกัดกร่อน)
• การสร้างการเชื่อมต่อที่มีความต้านทานต่ำ (ผ่านสลักเกลียว การเชื่อม) ด้วยพื้นผิวที่สะอาดและสารนำไฟฟ้า
• การดำเนินการตรวจสอบเป็นระยะสำหรับการกัดกร่อน การเชื่อมต่อที่หลวม หรือการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน

เอกสารอ้างอิงหลัก ได้แก่:

• ชุด IEC 60364 (การติดตั้งไฟฟ้าแรงดันต่ำ)
• ชุด IEC 61557 (อุปกรณ์ทดสอบมาตรการป้องกัน)
• ชุด IEC 62305 (การป้องกันฟ้าผ่า)
• มาตรฐานแห่งชาติ เช่น GB 50054 (รหัสการออกแบบแรงดันต่ำของจีน)

ข้อกำหนดในการต่อลงดินและการเชื่อมต่อสายดินสำหรับรางเดินสายเคเบิลโลหะไม่ใช่เรื่องสากล แต่ต้องมีการประเมินเป็นรายกรณี โดยพิจารณาจากฟังก์ชัน ประเภทสายเคเบิล สภาพแวดล้อม และมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง แนวทางที่รอบคอบนี้ช่วยให้มั่นใจในความปลอดภัยทางไฟฟ้าสำหรับบุคลากรและอุปกรณ์