หลอดฟลูออเรสเซนต์ ทำไมมันกระพริบ ทำไมขั้วดำ

หลอดฟลูออเรสเซนต์ กลไกการเสียเป็นอย่างไร ทำไมมันกระพริบ ทำไมขั้วดำ

มีคำถามจากหว้ากอ น่าสนใจ เลยตอบให้ซะยาววววววววววววว จะทิ้งคำตอบให้หายไปตามกาล ก็เสียดาย เอามาแปะไว้ในเพจนี้ ดีกว่า
----------------------------------------------------
ทำไมหลอดฟลูออเรสเซนต์ใช้แล้วถึงขั้วดำก่อนหมดอายุ

เมื่อวานเปลี่ยนหลอดไฟครับ เวลาเปลี่ยนหลอดเรืองแสงเวลามันหมดอายุการใช้งานไปแล้ว สังเกตว่าขั้วมันดำๆ บางทีก็ข้างเดียว บางทีก็สองข้าง เป็นเพระอะไรครับ

ข้อสังเกตอีกอย่างหนึ่งวลาหลอดหมดอายุ มันจะค่อยๆมืดลง ทำไมมันไปดับไปเลยล่ะครับ หรือไฟฟ้ายังไหลเข้าอยู่ แต่ที่หมดคือตัวก๊าซหรือสารปรอทในหลอดครับ

และข้อสุดท้าย หลังจากหลอดหมดอายุ เวลาเปิดบางครั้งขั้วจะเป็นสีส้มๆ แล้วค้าง หรือไม่ก็กระพริบไปเรื่อยๆ แต่ไม่ติดทำไมมันถึงเป็นแบบนั้นครับ
---------------------------------------------------

ไส้หลอดฟลูออเรสเซนต์ ถ้าใครเคยเอามาส่องดูตรงขอบๆ หลอด ที่จะพอมองเห็นเข้าไปข้างในได้ หรือแม้แต่จะทุบออกมาดู ก็จะพบว่า มันไม่เหมือนไส้หลอดไฟปกติธรรมดา

ถ้าจะให้เทียบกัน ไส้หลอดฟลูออเรสเซนต์ ขนาดน่าจะพอๆ กับหลอดไฟรถขนาดสักสิบวัตต์ แต่... มันมีอะไรบางอย่างเคลือบไว้ ดูเป็นเหมือนมันถูกชุบแป้งทอดไว้บางๆ

นั่นคือสารเคลือบเพื่อช่วยปลดปล่อยอิเล็กตรอนครับ !!

ถ้าผลิตมาใหม่ๆ โดยไม่มีสารเคลือบนี้ หลอดฟลูออเรสเซนต์ก็จะกระพริบแพล็บๆๆๆๆ อยู่เช่นนั้นโดยไม่มีวันติด ไม่สว่าง

เพราะว่าอิเล็กตรอนที่วิ่งออกมาจากไส้หลอดมีน้อยเกินไปจนกระแสต่ำเกินกว่าที่อิออนไอปรอทจะมากพอที่จะคงค่ากระแสไว้ได้ หลอดจะดับทันทีที่ไส้หลอดเย็นลง (หลังจากถูกเผาโดยสตาร์ทเตอร์) หรือแม้กระทั่ง ไม่ติดสว่างเลย โดยมีแค่แสงแดงๆ ที่ขั้วเท่านั้น

สารช่วยปล่อยอิเล็กตรอน จะทำให้ไส้หลอดมีความสามารถเพิ่มมา คือ ปลดปล่อยอิเล็กตรอนได้ดีมาก จนกระแสสามารถไหลออกจากไส้หลอดไปหาไอปรอทที่อยู่รอบๆ ได้ดี กระแสจึงไหลผ่านช่วงยาวๆ ของหลอดมาได้โดยสวัสดิภาพ และให้แสงอุลตร้าไวโอเล็ต ผ่านไปยังสารเรืองแสง ทำให้เกิดแสงสีขาวสว่างนวลออกมา

ย้อนไปดูสภาวะขณะสตาร์ท...
ขณะเผาไส้หลอด โดยปกติแล้วจะต้องเป็นแสงสีส้ม เท่านั้น ซึ่งคือสีของวัตถุที่ถูกเผาจนร้อนและเปล่งแสงออกมา (พูดไปทำไมให้ยาวเนี่ย สีเดียวกับหลอดไส้นั่นแหละ)

แต่ที่เห็นหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่ซื้อมาใหม่ๆ ไส้หลอดถูกเผากลับเป็นสีขาว ????

นั่นเพราะว่า กระแสส่วนหนึ่งไหลลัดวงจรผ่านไอปรอทครับ และเกิดเป็นแสงอุลตราไวโอเล็ต ไปกระทบผิวหลอดที่มีสารเรืองแสง เกิดแสงสว่างสีขาวออกมาที่ขั้วหลอด (โดยไหลผ่านไส้หลอดจำนวนไม่มากพอที่จะเกิดแสงสีเหลืองส้ม) ก่อนที่จะติดสว่างตามปกติ

ขณะที่สตาร์ทหลอด ไส้หลอดถูกเผาให้ร้อน ไส้หลอด และสารเคลือบระเหิดออกมามั๊ย ตอบว่า ระเหิดออกมาได้ น้อยนิดเดียว จนแทบไม่มีผลใดๆ กับสีดำที่ขั้วหลอดครับ

หลอดขั้วดำ เกิดจาก กระบวนการสปัตเตอริ่ง ซึ่งเกิดเมื่อไออนบวกของปรอทความเร็วสูงวิ่งมาชนไส้หลอด (ไอออนบวกความเร็วสูงมาจากแรงดันที่สูงขณะสตาร์ทเตอร์เปิดวงจร บัลลาสต์เหนี่ยวนำแรงดันสูงขึ้นมา รวมถึงแรงดัน Line ขณะโหลดมีค่าต่ำๆ --> หลอดยังไม่ติดสว่างเต็มที่) อะตอมของสารเคลือบ ที่กล่าวถึงข้างต้น จะกระเด็นหลุดออกมาจาการถูกไอออนบวกความเร็วสูงวิ่งชน

ทุกครั้งที่หลอดสตาร์ทการทำงาน อายุหลอดจะสั้นลงไปทีละน้อยๆๆ โดยเฉพาะกับบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งมักจะมีการเผาไส้หลอดที่ไม่เพียงพอ อาศัยว่าวงจรสร้างแรงดันสูงๆ ได้ดี บังคับให้หลอดสว่างโดยไส้ไม่ร้อนมาก แรงดันที่สูงนี้จะทำห้หลอดเสียเร็ว

แต่ก็ไม่เสมอไป บัลลาสต์บางยี่ห้อมีวงจรเผาไส้ เพื่อลดแรงดันสตาร์ทลง หลอดจะอายุยืนยาวมาก

งั้น... หลอดที่เปิดแล้วใช้อย่างเดียวโดยไม่ปิด อย่างในร้านเซเว่นก็ไม่เสียเด่ะ

ก่อนอ่านคำตอบ มาดูแรงดันตกคร่อมหลอดกันสักหน่อยครับ ว่ามันมีค่าอย่างไรๆ

ขณะสตาร์ท ถ้าไม่มีการเผาไส้หลอด แรงดันอาจต้องสูงเกือบพันโวลต์ หลอดจึงจะติดได้ การติดสว่างต้องอาศัยการแตกตัวเป็นไอออนของไอปรอท สนามไฟฟ้าค่าสูงๆ จำเป็นมาก

ถ้ามีการเผาไส้หลอด เกิดกระบวนการ Thermal Emission ไส้หลอดสามารถปล่อยอิเล็กตรอนได้ง่ายขึ้นมาก แรงดันที่ทำให้หลอดสว่างอาจเหลือไม่ถึง 150 โวลต์ และความร้อน ยังทำให้ปรอท ที่ชอบมาแอบกลั่นตัวเป็นของเหลวเกาะแถวๆ ไส้หลอด ระเหยเป็นไอรอบๆ ไส้หลอด ยิ่งช่วยให้อิเล็กตรอนวิ่งผ่านไปได้ง่ายขึ้นอีกเยอะเลย และนี่ก็เป็นคำตอบที่ว่า ทำไมหลอดเมื่อติดสว่างใหม่ๆ หลอดใหม่กิ๊ก ขั้วจึงดำ แป๊บนึง ก่อนที่จะกลับมาขาวโจ๊ะในเวลาต่อมา ก็เพราะไอปรอทระเหยจากไส้ ไปเกาะเป็นของเหลวที่ผิวหลอด และพอหลอดร้อน ก็ระเหยไปอีกครั้ง

เมื่อหลอดติด สว่างคงที่ได้แล้ว แรงดันตกคร่อมหลอดหัวท้าย เหลือเพียงแค่ประมาณ 100 Volt (หลอด 40 W) เท่านั้นเอง แรงดันส่วนที่เหลือ จะตกคร่อมบัลลาสต์ เกิดเป็น Reactive Power ซึ่งเราไม่ต้องจ่ายตังค์ค่าไฟส่วนที่คร่อมบัลลาสต์ ทางการไฟฟ้าเขาจะเอา Capacitor มาคร่อมสาย เพื่อดึงกำลังส่วนนี้คืนออกมา

แรงดันคร่อมหลอด 100 V ไอออนบวกวิ่งด้วยความเร็วไม่สูงมากนัก ปรากฏการณ์สปัตเตอริ่งเกิดน้อยกว่าที่แรงดันสูง แต่ก็ยังคงเกิดอยู่ในระดับต่ำมากๆ

ตอบคำถามที่ว่าทำไมหลอดไฟในเซเว่น ที่สตาร์ทครั้งเดียวใช้เป็นปี จึงยังเสียได้

การสปัตเตอริ่งเกิดตลอดเวลา ถึงแม้ขณะแรงดันต่ำๆ หลอดสว่างแล้วก็ตาม ดังนั้น หลอดจึงสามารถเสียได้อยู่ดี เมื่อใช้ไปนานๆ ครับ

กระบวนการเสีย สารเคลือบเพื่อปลดป่อยอิเล็กตรอน จะระเหิดออกมาด้วยกระบวนการสปัตเตอริ่งอย่างช้าๆ (งงดิ.. อย่าลืมว่าไฟบ้านมัน AC) บางส่วนไปเกาะผิวหลอด บางส่วนก็เกาะอยู่ตามขั้วโลหะที่ใช้จับไส้หลอด

ไส้หลอดจะเสียความสามารถการปล่อยอิเล็กตรอนไปช้าๆ กระแสไหลผ่านหลอดก็ลดลงเช่นกัน ทำให้แรงดันตกคร่อมหลอดสูงขึ้นเรื่อยๆ กระบวนการสปัตเตอริ่งเกิดรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ ณ จุดนี้ เราจะพบว่าหลอดสว่างน้อยลงทุกทีๆๆ จนกระทั่งแรงดันตกคร่อมหลอดสูงจนทำให้สตาร์ทเตอร์ทำงานขึ้นอีก ถึงจุดนี้ หลอดจะกระพริบตลอดเวลา และหลอดก็หมดอายุลง

ถ้าใครเคยเล่น ถอดสตาร์ทเตอร์ออก แล้วเอามือไปสัมผัสตัวหลอดทั้งสองด้าน และเลื่อนมือมาจบกันตรงกลาง หลอดก็จะสว่างได้โดยไม่ต้องใช้สตาร์ทเตอร์ (อาจจะต้องทดลองกับหลอด 10-20W จึงจะเห็นผลนี้ นะ) วิธีนี้สตาร์ทหลอดได้ แต่ หลอดจะเสียเร็วมากๆๆ

เพราะอะไร ??

การสตาร์ทด้วยวิธีนี้ มือเราจะไปเพิ่มค่าสนามไฟฟ้าที่ไส้หลอดครับ หลอดถูกบังคับให้สว่างด้วยสนามไฟฟ้าค่าสูงๆ กระบวนการสปัตอตอริ่งเกิดรุนแรงมากในขณะหลอดเริ่มมีกระแสไหล มือเราไม่ได้ทำให้เกิดสปัตเตอริ่งครับ เพราะกระแสต่ำมากกกกกกกกกกกกกกกกกกก เป็นนาโน ไมโครแอมป์เลยมั้ง แต่ที่มันเกิด เพราะแรงดันเริ่มต้นของไฟบ้านต่างหาก ซึ่งมี peak ที่ 310 โวลต์ เป็นตัวทำให้เกิดสปัตเตอริ่งที่เรงดัน 310 โวลต์ และการ build up กระแสหลัก เกิดช้ากว่ามาก อาจจะถึง 500 ms (ช่วงเวลานี้คือเวลาที่กระแสหลักมีค่าเพิ่มจาก 0 ถึงค่าสูงสุดของหลอดนั้นซึ่งมีค่าประมาณ 0.5 A และแรงดันลดลงจาก Vstart 310V ถึง Vstable 100V ) เวลานานขนาดนี้ สารเคลือบไส้หลอดถูกยิงกระจุยกระจายไปแล้ว

ส่วนการสตาร์ทโดยเผาไส้ กระแส build up เริ่มต้นจะเกิดเร็วมากพอที่จะทำให้แรงดันตกลงมาที่ค่าต่ำๆ ได้ก่อนที่ไส้หลอดจะเกิดสปัตเตอริ่งมากจนเกินไป ช่วงเวลา อาจจะไม่ถึง 1ms หลอดจึงไม่เสียง่ายเมื่อมีการเผาไส้ตามปกติ

การสตาร์ทของบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์แบบบังคับด้วยสนามไฟฟ้าค่าสูงๆ ถ้าสูงจริงๆ และสูงพอ หลอดติดได้เร็ว มันก็จะไม่เสียเร็วครับ
แต่ถ้ามันไม่สูงจริง และปล่อยให้เกิดสปัตเตอริ่งอยู่นานๆ หลอดมันจะพังไวครับ

สิ่งบอกเหตุว่าบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ ออกแบบมาดีหรือห่วย สังเกตขณะสตาร์ท ถ้าบริเวณขั้วหลอดมีสีม่วงปรากฏ นั่นคือเกิดสปัตเตอริ่งแล้ว
ถ้าช่วงเวลาที่มีสีม่วงๆ นี้นานเท่าไร หลอดก็เสียเร็วเท่านั้น

บัลลาสต์อิเล็กทรอนิดส์ที่ดี ต้องเผาไส้ก่อน โดยจะเห็นไส้หลอดมีสีส้ม หรือสีขาว ก่อนที่จะสว่าง ซึ่งหลอดจะติดสว่างหลังจากกดสวิทช์ไปประมาณ 1 วินาที

หลักการของหลอดฟลูออเรสเซนต์

หลักการของหลอดฟลูออเรสเซนต์

ภายในหลอดฟลูออเรสเซนต์ (fluorescent tube) จะบรรจุไอของปรอทและก๊าซอาร์กอนแรงดันต่ำที่ผิวภายในของหลอดเชื่อมต่อกับอุปกรณ์สองชิ้นคือบัลลาสต์ (ballast) และสตาร์ทเตอร์(starter)

กระแสไฟฟ้าไหลตามสาย ผ่านขั้วหลอดด้านหนึ่งไปยังสตาร์ทเตอร์ที่ต่ออยู่กับขั้วหลอดอีกด้านหนึ่งแล้วไหลต่อไปยังบัลลาสต์ แล้วกลับเข้าสู่แหล่งกำเนิดไฟฟ้าใหม่
ในตอนแรกขั้วทั้งสองของสตาร์ทเตอร์จะแยกออกจากกัน เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านจะอาศัยการนำไฟฟ้าของก๊าซอาร์กอนแรงดันต่ำในหลอดทำให้เกิดแสงสีแดงเข้ม ในขณะเดียวกันความร้อนในหลอดจะทำให้แผ่นโลหะคู่ร้อนขึ้นจนโค้งงอเข้าหากัน ขั้วทั้งสองจึงสัมผัสกันทำให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ กระแสไฟฟ้าที่ขั้วหลอดจะเพิ่มสูงขึ้นจึงปล่อยอิเล็กตรอนอิสระออกมาจำนวนมาก ขณะเดียวกันเนื่องจากกระแสไฟฟ้าไหลผ่านโลหะคู่ทำให้ส่วนที่ไหลผ่านก๊าซอาร์กอนลดลง แสงสีแดงส้มจึงดับไปอุณหภูมิจะลดลง ทำให้โลหะคู่แยกออกจากกันจึงเกิดไฟฟ้าไม่ครบวงจร
ในช่วงที่กระแสไฟขาดตอนนี่เองขดลวดในบัลลาสต์จะเกิดการเหนี่ยวนำตัวเอง ทำให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงขึ้น อาศัยก๊าซอาร์กอนในหลอดฟลูออเรสเซนต์นำไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าจึงไหลผ่านขั้วหลอดด้านหนึ่งผ่านก๊าซภายในหลอดไปยังขั้วหลอดอีกด้านหนึ่ง โดยไม่ผ่านสตาร์ทเตอร์ในขณะเดียวกันบัลลาสต์ยังทำหน้าที่เป็นตัวจำกัดกระแสไฟฟ้าให้มีค่าพอเหมาะกับความต้องกันของหลอดไฟ

เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหลอด อิเล็กตรอนความเร็วสูงจะวิ่งเข้าชนโมเลกุล ของปรอทภายใน ทำให้เกิดรังสีอัตราไวโอเลตซึ่งเป็นรังสีที่มีพลังงานสูงมองด้วยตาเปล่าไม่เห็น แต่เมื่อรังสีอัตราไวโอเลตกระทบกับผงเรืองแสงที่ฉาบผิวในของหลอด ผงเรืองแสงจะเปล่งแสงสว่างที่เรามองเห็นได้

การปรับปรุงค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ (Power factor) ในระบบไฟฟ้าที่มีฮาร์โมนิกส์ (Harmonic)

การปรับปรุงค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ (Power factor) ในระบบไฟฟ้าที่มีฮาร์โมนิกส์ (Harmonic) ปะปนอยู่โดยการติดตั้งคาพาซิเตอร์ (Capacitor) เพียงอย่างเดียวอาจทำให้ระบบเกิดปัญหาเรโซแนนต์ (Resonance) จนแรงดันและกระแส Harmonic เพิ่มขึ้นอย่างมากในระบบไฟฟ้า

- การป้องกันปัญหาทำได้โดยเพิ่มรีแอคเตอร์ (Reactor) ต่ออนุกรมกับ Capacitor เพื่อเป็นการย้ายตำแหน่งของความถี่ที่จะเกิด Resonance ให้ไปอยู่ในตำแหน่งที่ไม่ทำให้เกิดอันตรายต่อระบบไฟฟ้าReactor ที่ใช้จึงมีชื่อเรียกว่า Detuning Reactor หรือ ที่เรียกกันว่า ดีจูนฟิตเตอร์ (Detuned Filter)

- โดยทั่วไป Reactor ที่ใช้จะระบุค่าเป็นเปอร์เซ็นต์ต่างๆกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของการนำไปใช้งาน เช่น 6%, 7%, 8%, 13% และ 14% เป็นต้น Reactor ชนิด 6% และ 7% จะเป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุด

- ข้อแตกต่างของ Reactor 6% และ 7% อยู่ที่ตำแหน่งของการจูน (Tuning Point) Reactor 7% จะจูนไว้ที่ 189 Hz หรือตรงกับ Harmonic ที่ 3.78 ในขณะที่ Reactor 6% จะจูนไว้ที่ 204 Hz หรือตรงกับ Harmonic ที่ 4.08

- ในด้านการใช้งาน Reactor 6% จะช่วยกรอง Harmonic มากกว่า จึงจำเป็นต้องมีขนาดใหญ่และราคาสูงกว่า ในขณะที่ Reactor 7% จะช่วยกรอง Harmonic น้อยกว่าจึงมีขนาดเล็กและราคาถูกกว่า อย่างไรก็ตาม Reactor ชนิด 7% จะดีกว่า 6% ในแง่ที่ตำแหน่งการจูนอยู่ห่างจาก Harmonic ลำดับที่ 5 (250 Hz) มากกว่า Reactor 7% จึงมีความเสี่ยงต่อการโอเวอร์โหลดน้อยกว่าหากเพิ่มโหลด Harmonic หรือ Harmonic ในระบบมากขึ้น

- อาจจะมีคำถามว่า ถ้าอย่างนั้นใช้ Reactor ชนิด 8%, 13%, 14% หรือสูงขึ้นไปก็น่าจะดีกว่า คำตอบก็คือ ไม่เสมอไป เนื่องจาก Reactor ยิ่งสูง ความสูญเสีย (Losses) ก็สูงตามขนาด Reactor ใหญ่ขึ้นและยังเพิ่มแรงดันตกคร่อม Capacitor ทำให้ต้องเลือกใช้ Capacitor ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เสียค่าใช้จ่ายมากขึ้น Reactor ชนิด 8%, 13%, 14% จะเหมาะสมกับประเภทของงานบางกรณีเท่านั้น โดยสามารถขอคำแนะนำได้จากผู้ผลิต และชำนาญด้านการออกแบบ Reactor เพื่อใช้ในระบบไฟฟ้า

- Reactor ชนิด 6% และ 7% สามารถใช้กับ Capacitor ขนาดเดียวกันได้เพราะแรงดันตกคร่อม Capacitor ต่างกันเล็กน้อย (ไม่เกิน 5 โวลท์)

- สรุปแล้วในการใช้งานปกติเราพบทั้ง 6% และ 7% Reactor ปัจจุบันนี้มีแนวโน้มในการใช้งาน 7% Reactor เพิ่มมากขึ้น เนื่องจากผู้ออกแบบระบบไฟฟ้าจะคำนึงถึงความปลอดภัยจากการเกิด Overload มากกกว่าการกรอง Harmonic ออกจากระบบในกรณีที่ต้องการเพียงแก้ไขปัญหา resonance เท่านั้น

ถ่านคาร์บอนเคลือบสังกะสี (Carbon-zinc cells)

ถ่านคาร์บอนเคลือบสังกะสี (Carbon-zinc cells) เป็นถ่านไฟฉายรุ่นแรกๆ (ใครทันได้ใช้บ้างครับ)

ถ่านคาร์บอนเคลือบสังกะสีเป็นเซลล์ไฟฟ้าชนิดเซลล์คาร์บอน-สังกะสี (carbon-zinc cell) ถูกประดิษฐ์ขึ้นตั้งแต่ปี ค.ศ. 1866 โดยชอร์ช แลกลองเช (Georges Leclanch) วิศวกรชาวฝรั่งเศส

ชื่อเซลล์คาร์บอน-สังกะสีบอกถึงองค์ประกอบพื้นฐานของเซลล์ไฟฟ้าชนิดนี้ว่าประกอบด้วย แท่งคาร์บอนหรือแท่งถ่านทำหน้าที่เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าจากแคโทด ซึ่งสารที่ทำหน้าที่เป็นแคโทดคือ สารแมงกานีสไดออกไซด์ (manganese dioxide) โดยผสมร่วมกับผงถ่าน ส่วนแอโนดคือ กระป๋องสังกะสี (zinc) ตัวกระป๋องนอกจากจะทำหน้าที่เป็นแอโนดแล้วยังใช้บรรจุสารแคโทดด้วย โดยมีชั้นของสารละลายแอมโมเนียมคลอไรด์ (ammonium chloride) และซิงค์คลอไรด์ (zinc chloride) ทำหน้าที่เป็นสารอิเล็กโทรไลต์กั้นระหว่างชั้นแคโทดและชั้นแอโนด

ปฏิกิริยาเคมีของถ่านไฟฉายจะเกิดต่อเนื่องไปจนกระทั่งสารแมงกานีสไดออกไซด์ทำปฏิกิริยาจนหมด หมายความว่าถ่านไฟฉายหมดไฟแล้ว ซึ่งผู้ใช้ควรทำการถอดถ่านออกจากตัวอุปกรณ์ไฟฟ้า เพราะสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ยังอยู่ในก้อนถ่านไฟฉายมีฤทธิ์เป็นกรด ดังนั้นสารจะเกิดปฏิกิริยาเคมีกับกระป๋องสังกะสีต่อได้ ทำให้สารเคมีภายในรั่วออกมาสร้างความเสียหายแก่อุปกรณ์ไฟฟ้าได้

จุดเด่นของถ่านไฟฉายชนิดนี้คือ ราคาถูกและมีหลายขนาดให้เลือกใช้

จุดด้อยคือ ถ่านไฟฉายชนิดนี้ให้พลังงานได้น้อยที่สุดเมื่อเทียบกับถ่านชนิดอื่น นอกจากนี้หากเก็บในสถานที่มีอุณหภูมิที่ร้อนหรือเย็นเกินไปจะมีผลทำให้ประสิทธิภาพของถ่านลดลง
-----------------------------------------------------------

ประเภทของถ่านไฟฉายที่มีพบเห็นปัจจุบันและเคยมีมาในอดีต แบ่งได้ดังนี้

1. ถ่านคาร์บอนเคลือบสังกะสี (Carbon-zinc cells) เป็นถ่านไฟฉายรุ่นแรกๆ ที่ไม่สามารถรีชาร์จได้ และในปัจจุบันก็ได้มีถ่านประเภทอื่นๆ ออกมาแทนที่จำนวนมาก

2. ถ่านอัลคาไลน์แบบใช้แล้วทิ้ง (Disposable alkaline cells) ถ่านประเภทนี้เริ่มมีใช้ครั้งแรกในปี พ.ศ.2501 ซึ่งเมื่อแรกเริ่มนั้นเป็นที่นิยมกันมากเพราะสามารถให้พลังงานได้มากกว่า ถ่านไฟฉายแบบเก่า แต่ในระยะหลังเริ่มตระหนักกันถึงปัญหาทางด้านสิ่งแวดล้อมอันเนื่องมาจากการใช้ถ่านอัลคาไลน์แบบใช้แล้วทิ้งกันมากขึ้น โดยที่ถ่านไฟฉายประเภทนี้มีสารปรอทเป็นส่วนประกอบ ปริมาณการใช้งานที่นิยมกันมากทำให้เกิดปัญหาขยะมีพิษเพิ่มมากขึ้นทั่วโลก

3. ถ่านอัลคาไลน์รีชาร์จ (Rechargeable alkaline) เริ่มมีใช้เมื่อ พ.ศ.2536 ให้พลังงาน 1.5 โวลต์ เท่ากับถ่านอัลคาไลน์แบบใช้แล้วทิ้ง แต่เมื่อมีการชาร์จไปเรื่อยๆ ประสิทธิภาพของถ่านจะลดลงตามจำนวนการชาร์จ ถึงแม้จะดูแลรักษาและชาร์จอย่างดีก็ตาม ดังนั้น เพื่อให้ถ่านอัลคาไลน์รีชาร์จมีอายุการใช้งานยาวนานที่สุด จึงควรรีชาร์จถ่านอย่างสม่ำเสมอและอย่าปล่อยให้แบตเตอรี่หมดเกลี้ยง และจำเป็นจะต้องใช้เครื่องชาร์จเฉพาะด้วย

4. ถ่านลิเธียม (Lithium cells) มีการเริ่มใช้ถ่านลิเธียมครั้งแรกกับไฟฉายติดศีรษะที่ใช้ในวงการอุตสาหกรรม ซึ่งในขณะนั้นมีราคาแพงมากถึง 20 เหรียญสหรัฐ มีอายุการใช้งานยาวนานมาก และยังสามารถใช้งานในสภาพอากาศที่หนาวเย็นมากๆ ได้อีกด้วย แต่เนื่องจากมันมีสารซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นส่วนประกอบ จึงถูกห้ามนำขึ้นเครื่องบินไม่ว่าจะติดตัวขึ้นไปหรือใส่ในกระเป๋าเดินทางที่โหลดไว้ใต้เครื่อง ผู้ผลิตจึงได้พัฒนาถ่านลิเธียมประเภทนี้ออกมาใหม่ เป็นลิเธียมธิโอนีลคลอไรด์ ใช้ได้ดีกับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น หลอด LED-Light-emitting diode สามารถนำขึ้นเครื่องบินได้ มีการผลิตออกมาในขนาด AA และยังมีราคาที่ถูกลงอีกด้วย (ประมาณ 9-11 เหรียญสหรัฐ) เมื่อเทียบกับว่าถ่านก้อนหนึ่งสามารถใช้ได้นานหลายเดือน

5. ถ่านนิกเกิลแคดเมียมหรือนิแคด (Nickel-cadmium cells, Nicads) เป็นถ่านที่สามารถรีชาร์จได้ เริ่มมีใช้ครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1950 (พ.ศ.2493) และสามารถจะรีชาร์จใหม่ได้นับร้อยครั้ง แต่มีปัญหากระทั่งนำสู่การพัฒนาเป็นถ่านนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (Nickel-metal hydride, NiMH) มีประสิทธิภาพอยู่ตรงกลางระหว่างถ่านนิแคดและถ่านอัลคาไลน์รีชาร์จ ให้พลังงาน 1.2 โวลต์ เหมือนถ่านนิแคด และสามารถชาร์จใหม่ได้หลายร้อยครั้งเช่นกัน แต่การชาร์จถ่าน NiMH จะไม่เกิดเมโมรี่เอฟเฟ็กต์เหมือนถ่านนิแคด ตัวถ่าน NiMH สามารถรีชาร์จด้วยตัวเอง ประมาณ 1-4% ของพลังงานที่เหลืออยู่ทุกวัน อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถเก็บถ่าน NiMH เอาไว้ได้นานเท่ากับถ่านอื่นๆ
-----------------------------------------------------------

การใช้ถ่านไฟฉายให้ถูกวิธี

1.เปลี่ยนถ่านพร้อมกันทุกก้อนในคราวเดียวกัน ไม่ปะปนกับถ่านเก่า

2.ปิดสวิตช์อุปกรณ์ทุกครั้งหลังการใช้งานอย่าเปิดค้างไว้โดยไม่จำเป็น

3.ไม่ควรนำถ่านหลายชนิดหรือหลายยี่ห้อมาใช้ปะปนกัน

4.นำถ่านออกจากอุปกรณ์ทุกครั้งหลังการใช้งาน

5.ตรวจสอบวิธีการใส่ถ่านและขั้วให้ถูกต้องเสมอ

6.ไม่แกะชิ้นส่วนถ่านออกมาเล่นและไม่ควรวางไว้ในที่ที่มีความร้อนสูง

7.หลีกเลี่ยงการทำให้ถ่านเกิดการชอร์ตกัน

8.ห้ามนำถ่านที่ชาร์ตไฟไม่ได้มาชาร์ตไฟใหม่ เพราะอาจเกิดอันตรายได้ 

ต้องติดตั้งกับดักเสิร์จหรือกับดักฟ้าผ่า ที่จุดใดบ้าง และต้องมีพิกัดขนาดเท่าไร ?

ต้องติดตั้งกับดักเสิร์จหรือกับดักฟ้าผ่า ที่จุดใดบ้าง และต้องมีพิกัดขนาดเท่าไร ?

การติดตั้งกับดักเสิร์จ (Lightning arrester) 

ผู้ออกแบบต้องมีการออกแบบติดตั้งกับดักเสิร์จในระบบจำหน่าย เพื่อป้องกันระบบไฟฟ้าขัดข้องและอุปกรณ์ไฟฟ้าเสียหายจากแรงดันเกินเนื่องจากฟ้าผ่า โดยให้พิจารณาติดตั้งกับดักเสิร์จที่ตำแหน่งต่างๆดังนี้

1) ที่จุดเปลี่ยนชนิดของสาย จากเคเบิลอากาศเป็นเคเบิลใต้ดิน ให้ติดตั้งกับดักเสิร์จที่ปลายทั้งสองข้างของเคเบิลใต้ดิน เมื่อเคเบิลใต้ดินมีความยาวมากกว่า 50 เมตร หากเคเบิลใต้ดินมีความยาวน้อยกว่าหรือเท่ากับ 50 เมตร ให้ติดตั้งกับดักเสิร์จปลายสายเคเบิลใต้ดินด้านหม้อแปลงในสถานีไฟฟ้าเพียงด้านเดียว

2) ที่อุปกรณ์ไฟฟ้าในระบบจำหน่าย ได้แก่ หม้อแปลง คาปาซิเตอร์ โหลดเบรกสวิตซ์ และรีโคลสเซอร์ เป็นต้น

3) ที่ระบบจำหน่ายแรงสูงมีการก่อสร้างในบริเวณที่โล่งแจ้ง ให้ติดตั้งกับดักเสิร์จที่เสาระบบจำหน่ายทุก 200 เมตร

นอกจากนี้ผู้ออกแบบต้องพิจารณาเลือกใช้พิกัดแรงดันและพิกัด Discharge current ของกับดักเสิร์จให้เหมาะสมกับระบบจำหน่ายของ กฟภ. ที่รับไฟจากสถานีไฟฟ้าที่มีระบบการต่อลงดินแตกต่างกันดังนี้

1) กรณีที่ตั้งอยู่ในบริเวณที่รับไฟจากสถานีไฟฟ้าที่มีระบบการต่อลงดินแบบ Solidly ให้ใช้กับดักเสิร์จพิกัดแรงดันเท่ากับ 20-21kV สำหรับระบบจำหน่าย 22kV และพิกัดเท่ากับ 30kV สำหรับระบบจำหน่าย 33kV สำหรับค่าพิกัด Discharge current ของกับดักเสิร์จต้องไม่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5kA ยกเว้นที่อุปกรณ์ไฟฟ้า ค่าพิกัด Discharge current ของกับดักเสิร์จต้องไม่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 10kA

2) กรณีที่อยู่ในบริเวณที่รับไฟจากสถานีไฟฟ้าที่มีการต่อลงดินแบบ NGR ให้ใช้กับดักเสิร์จพิกัดแรงดันเท่ากับ 24kV สำหรับระบบจำหน่าย 22kV สำหรับค่าพิกัด Discharge current ของกับดักเสิร์จต้องไม่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5kA ยกเว้นที่อุปกรณ์ไฟฟ้า ค่าพิกัด Discharge current ของกับดักเสิร์จต้องไม่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 10kA

คัดลอกมาจาก “หลักเกณฑ์การออกแบบ การติดตั้ง และการเลือกใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าในระบบไฟฟ้า” สำหรับพื้นที่เทศบาลนคร พื้นที่เมืองธุรกิจ พื้นที่เมืองสำคัญ และพื้นที่พิเศษ วันที่ 24 พ.ย.2549 ของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค กองมาตรฐานระบบไฟฟ้า

เครื่องตัดไฟรั่ว ติดตั้งอย่างไรให้ถูกต้อง?

เครื่องตัดไฟรั่ว ติดตั้งอย่างไรให้ถูกต้อง?
( บ้างครั้งติดตั้งผิด เมื่อมีมีไฟรั่ว แต่ ไม่เห็นมันตัดสักที )

การติดตั้งเครื่องตัดไฟรั่วนั้นมีความสำคัญมาก หากติดตั้งเครื่องตัดไฟรั่วไม่ถูกต้อง อาจจะมีผลเสียมากกว่าการติดตั้ง เนื่องจากเครื่องตัดไฟรั่วจะไม่ปลอดวงจร เมื่อเครื่องใช้ไฟฟ้าเกิดไฟรั่ว หรือ ลัดวงจรลงดิน แต่ผู้ใช้งานคิดว่าเครื่องตัดไฟรั่วยังทำงานได้ปกติ ทำให้ไม่ระมัดระวังการใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้า

หลักการทำงานของเครื่องตัดไฟรั่วอาศัยการวัดผลต่างของกระแสไฟฟ้าที่ไหลไปและกลับผ่านเครื่องตัดไฟรั่ว ซึ่งถ้าปกติ กระแสไฟฟ้าที่ไหลไปกลับจะเท่ากัน

กรณีที่ไฟรั่วลงดินหรือบุคคลถูกไฟดูดกระแสส่วนหนึ่งจะไหลกลับโดยไม่ผ่านเครื่องตัดไฟรั่ว ซึ่งเครื่องก็จะสามารถตรวจวัดได้และทำการปลดวงจร บุคคลที่ถูกไฟดูดก็จะปลอดภัย

เครื่องตัดไฟรั้วตามมาตราฐาน IEC หรือ มอก. ควรจะมีค่ากระแสไฟรั่วที่กำหนดไม่เกิน 30 มิลลิแอมแปร์ และมีระยะเวลาในการตัดไม่เกิน 0.04 วินาที เมื่อมีกระแสไฟรั่ว 5 เท่าของพิกัดกระแสไฟรั่ว และไม่ทำงานเมื่อกระแสรั่ว 0.5 เท่าของพิกัดกระแสรั่ว

Cr. รูปจากไฟฟ้าสาร ปี 18 ฉบับที่ 13 (ก.ค-ส.ค 2554) โดยอาจารย์ลือชัย ทองนิล

การต่อลงดินสำหรับอาคารที่มีหม้อแปลงมากกว่า 1 ลูก

การต่อลงดินสำหรับอาคารที่มีหม้อแปลงมากกว่า 1 ลูก

ในแต่ละอาคารอาจต้องการระบบไฟฟ้าต่างกันหรือมีหม้อแปลงไฟฟ้ามากกว่า 1 ลูก ซึ่งต้องมีบริภัณฑ์ประธานมากกว่า 1 ชุด แต่ระบบไฟฟ้าทั้งหมดต้องใช้หลักดินร่วมกัน ในทางปฏิบัติแต่ละแผงสวิตซ์อาจมีหลักดินเป็นของตัวเองได้ แต่ต้องฝากถึงกันเพื่อทำให้เป็นหลักดินเดียวกัน

Cr. ขยายความมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทย (หัวข้อ 4.14.3 การใช้หลักดินร่วมกัน) โดย ท่านอาจารย์ลือชัย ทองนิล

ทำไมสายดินถึงมีไฟ ????

ทำไมสายดินถึงมีไฟ ????

สายกราวด์ G (สายดิน หรือสายเส้นสีเขียว) มีไฟ เกิดจากกอะไร ?

หลายครั้งที่เราอาจเกิดสงสัยว่าทำไมสายกราวด์ถึงมีไฟ ซึ่งปกติสายกราวด์จะต้องไม่มีกระแสไหล หากตรวจพบว่ามีกระแสไฟฟ้าไหลก็แสดงว่า เกิดไฟรั่ว แต่ถ้าไม่ได้เกิดจากไฟรั่วแล้วเกิดจากอะไรได้อีก

ก็เกิดจากความไม่เข้าใจในการติดตั้งสายกราวด์ ที่มีต่อสายนิวทรัลเข้ากับสายกราวด์โดยจงใจหรือไม่เข้าใจ ซึ่งโดยปกติแล้วไฟฟ้าจะไหลเข้า (L) จะเท่ากับกระแสไหลออก (N) แต่ถ้ามีการต่อสายกราวด์กับสายนิวทรัลที่ตู้อื่นหลังจากตู้ MDB ก็จะทำให้มีกระแสไหลครบวงจรกลับมาที่ต้นทางผ่านสายกราวด์ด้วย เหตุนี้ทำให้สายกราวด์มีไฟ ซึ่งไม่ปลอดภัยและอาจทำให้อุปกรณ์ตัดต่อวงจรทำงานผิดพลาดได้

ในมาตราฐานมาตราฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทย ข้อ 4.3.1 เขียนไว้ว่า " ห้ามต่อลงดินที่จุดอื่นๆ อีกทางด้านไฟออกของบริภัณฑ์ประธาน "

ที่ชาร์จไร้สาย (Wireless Charger) ทำงานอย่างไร

ที่ชาร์จไร้สาย (Wireless Charger) ทำงานอย่างไร

พักหลังนี้เทคโนโลยีหนึ่งที่เริ่มเป็นที่ฮือฮาอีกครั้งในวงการโทรศัพท์มือถือคือระบบชาร์จแบตแบบไร้สาย (Wireless Charger) ที่ถูกนำมาใช้ในมือถือหลายรุ่นเช่น Samsung Galaxy S III, Nokia Lumia 920 เป็นต้น เชื่อว่าหลายต่อหลายคนคงสงสัยว่ามันเป็นเวทมนตร์หรืออย่างไรถึงสามารถส่งก้อนพลังงานผ่านอากาศอันว่างเปล่าไปยังโทรศัพท์มือถือได้ แล้วรู้หรือไม่จริงๆเทคโนโลยีนี้มันต่อยอดมาจากการทดลองวิทยาศาสตร์วัยเด็กของเราๆนี่แหละ วันนี้ TechWhatWhy จะมาช่วยล้วงแคะแกะเกาว่าเจ้า Wireless Charger มันทำงานเยี่ยงไร ให้หายสงสัยกันโดยถ้วนหน้า

จริงๆแล้วเพื่อให้เข้าใจง่ายๆ เราขอเทียบกับที่ชาร์จแบบมีสายก่อนละกันเพราะแท้จริงแล้ว Wireless Charger มันก็ทำงานเหมือนที่ชาร์จแบบมีสายนั่นแหละ เพียงแต่มันมีกลไกการส่งต่อก้อนพลังงานไปทางอากาศจากตัวส่งไปยังตัวรับ

คราวนี้ Charger ตัวน้อยถูกตัดสายทิ้งไปอย่างไร้เยื่อใย แล้วประกอบเข้าไปด้วยกลไกชุดหนึ่ง

กลไกนี้เองที่เป็นส่วนสำคัญของการชาร์จไร้สาย ทางเทคนิคแล้วจริงๆมันเรียกว่า "การส่งต่อพลังงานด้วยการเหนี่ยวนำ" หรือ Inductive และ Wireless Charger ชื่อจริงๆของมันคือ "Inductive Charger" แต่ชื่อมัน Geek เกิ๊น ก็เลยถูกเปลี่ยนให้เข้าใจง่ายนั่นเอง แล้วมันทำงานอย่างไร?

เชื่อว่าตอนเด็กๆคงมีโอกาสได้เล่นแม่เหล็กไฟฟ้ากันทุกคน ที่เรามานั่งเอาขดลวดอาบน้ำยาพันๆๆๆท่อ แล้วปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้า ปรากฎว่ามีแรงแม่เหล็กพุ่งออกมาจากท่อได้อย่างน่าอัศจรรย์ใจ และนี่เองคือส่วนของการส่งพลังงาน ! โดยใช้หลักการเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าให้เป็นสนามแม่เหล็กแผ่ออกไป ภายในแผ่น Charging Pad ที่ดูหรูหรา แท้จริงแล้วภายในก็เป็นขดลวดอาบน้ำยาขดๆอยู่หลายสิบรอบนั่นเอง !

เริ่มใกล้ความจริงแล้ว เริ่มใกล้ความจริง ถ้ามองจากภาพด้านบนให้จินตนาการว่ามี "กลุ่มก้อนพลังงาน" พุ่งตรงออกมาจากพื้นที่สีดำตรงกลาง (ไม่ใช่รายการคนอวดผีนะ) แล้วสงสัยกันหละสิว่าตัวรับทำงานอย่างไร ... จริงๆแล้วมันใช้ขดลวดแบบเดียวกันเลย เพราะปรากฎการณ์นี้สามารถทำกลับได้ กล่าวคือถ้าจ่ายไฟฟ้าเข้าไปจะได้เป็นสนามแม่เหล็กออกมา แต่ถ้าจ่ายสนามแม่เหล็กเข้าไปในพื้นที่ตรงกลาง เราก็จะได้กระแสไฟฟ้าออกมาทางสายนั่นเองงง ดังนั้นในฝั่งของตัวรับที่แปะอยู่ที่ฝาหลังมันก็เป็นขดลวดแบบนี้นี่แหละ เพียงแต่อาจจะพันบางกว่าหน่อยนึงเพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าลงให้เหมาะกับการชาร์จแบตมือถือ จากนั้นกระแสไฟฟ้าก็จะถูกส่งไปแปลงแรงดันให้คงที่ก่อนจะส่งเข้าไปชาร์จแบตโดยตรง

และเมื่อทุกอย่างประกอบกัน มันจึงได้เป็น Wireless Charger ที่ทำงานได้อย่างน่าอัศจรรย์นั่นเอง

เห็นมั้ยหละ เทคนิคด้านหลังเจ้า Wireless Charger มันง่ายมาก จริงๆถ้าเปรี้ยวจะทำเองก็ยังได้ (แต่อย่าไปเปรี้ยวเลย เดี๋ยวมือถือพัง ๕๕๕) และอีกสิ่งที่เราควรจะรู้เพิ่มต่อจากความรู้ด้านบนคือสนามแม่เหล็กไม่ได้พุ่งเป็นเส้นตรง หากแต่มันจะพุ่งแล้ววนกลับไปยังอีกฝั่งหนึ่งเป็นเส้นโค้ง 

อาจจะดู Geek ไปหน่อยนึงสำหรับภาพนี้ แต่อธิบายง่ายๆเลยก็คือ หากเรามองสนามแม่เหล็กเป็นเส้นๆ หากเส้นไหนพุ่งออกจากตัวส่งแล้วสามารถพุ่งข้ามไปยังตัวรับได้ มันก็จะกลายเป็นกระแสไฟฟ้า แต่ถ้ามันพุ่งไปไม่ถึง มันจะวนกลับไปยังอีกขั้วหนึ่ง และพลังงานจากเส้นนั้นก็จะกลายเป็นพลังงานที่สูญเสียไปโดยเปล่าประโยชน์ (Waste) ... แล้วประเด็นอะไรที่จะทำให้มันพุ่งไปไม่ถึงบ้าง? อย่างแรกเลยคือ "ระยะห่าง" ถ้าคุณจะใช้ Wireless Charger ก็ควรวางมือถือประกบไว้กับตัว Charging Pad ให้แนบชิดที่สุด เพราะแค่คุณยกขึ้นมา 1 เซนติเมตร พลังงานก็จะหายไปเป็น 10% แล้ว อีกปัจจัยหนึ่งคือ "การเหลื่อมกันของขดลวด" ถ้าเราวางมือถือกับ Charging Pad แบบเหลื่อมกัน ก็จะทำให้พลังงานก้อนหนึ่งพุ่งออกไปในอากาศและกลายเป็นพลังงานไร้ค่าไป ดังนั้นเวลาวางก็ควรจะวางในตำแหน่งที่เค้ากำหนด จะได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด

อย่างไรก็ตาม การส่งต่อพลังงานด้วยการเหนี่ยวนำเช่นนี้ยังไงก็ต้องมีพลังงานที่สูญเสีย นี่คือข้อแตกต่างของ Wireless Charger แต่ละเจ้า และเจ้าที่ถูกนำมาใช้เยอะที่สุดในตอนนี้คือ Qi (อ่านว่า ชี่ มาจากพลังงานชี่นั่นเอง) ที่บอกว่าอัตราการส่งต่อพลังงานทำได้ถึง 70% จึงเปลืองค่าไฟน้อยกว่าเจ้าอื่นๆ และข้อดีของการที่แต่ละเจ้าใช้ผลิตภัณฑ์ของ Qi คือ เราสามารถใช้งานข้ามยี่ห้อกันได้ เช่น เอา Lumia 920 ไปชาร์จบนแท่นของ Nexus 4 เป็นต้น ทั้งนี้ทั้งนั้นไม่ว่าจะใช้เจ้าไหน ก็เตรียมจ่ายเงินค่าไฟเพิ่มได้เพราะยังไงพลังงานก็มีการสูญเสีย และสิ่งที่แถมมาคือกว่าจะชาร์จเต็มก็ใช้เวลามากขึ้น แต่แลกกับความสะดวกแล้วก็ถือว่าคุ้มนะ

ตัวเลขใน Single line diagram ของระบบไฟฟ้า

ตัวเลขใน Single line diagram ของระบบไฟฟ้า 

ตามรูปด้านซ้ายมือ จะมีตัวเลข 27,49,51,51G,55,59 ทราบหรือไม่ว่ามันมีความหมายว่าอย่างไร ?

Protection relay code ตามมาตรฐาน ANSI ที่ใช้พบเห็นกันบ่อยในระะบไฟฟ้า

27 - Undervoltage Relay
49 - Transformer Thermal Relay
55 - Power Factor Relay
51 - Overcurrent Relay
59 - Overvoltage Relay
67 - AC Directional Overcurrent Relay
81 - Frequency Relay
87 - Differential Protective Relay

ซึ่ง ANSI ย่อมาจาก American National Standards Institute
เป็นองค์กรสำคัญ ที่ให้การสนับสนุนการพัฒนามาตรฐานทางเทคโนโลยีของสหรัฐ , ANSI ทำงานร่วมกับกลุ่มอุตสาหกรรม และเป็นสมาชิกของ International Organization for Standardization (ISO)

ความเป็นมา...ของมาตราฐานการติดตั้งระบบไฟฟ้าของประเทศไทยฉบับล่าสุด

ความเป็นมา...ของมาตราฐานการติดตั้งระบบไฟฟ้าของประเทศไทยฉบับล่าสุด...ที่ได้รับการย่อมรับและใช้อ้างอิงกันอย่างแพร่หลายกันอยู่ในปัจจุบัน

มาตราฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทยในปัจจุบัน พ.ศ. 2545 (ฉบับปรับปรุงครั้งที่ 1 พ.ศ 2551) EIT Standard 2001-51

(คัดลอกบ้างส่วนมาจาก คำนำ ในมาตราฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทยในปัจจุบัน พ.ศ. 2545)

- วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัม (วสท.๗ ได้นำกฎการเดินและติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า พ.ศ 2538 ของการไฟฟ้านครหลวง (กฟน : MEA) และแนวปฎิบัติในการเดินสายและติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า พ.ศ 2537 ของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟน : PEA) มาพิจารณาเพื่อรวมเป็นมาตราฐานเดี่ยวกันโดยได้รับความเห็นชอบจากการไฟฟ้านครหลวงและการไฟฟ้าภูมิภาคแล้ว กฎและแนวทางปฎิบัติทั้งสองมาตราฐานนี้มีทั้งส่วนที่เหมือนกันและแตกต่างทั้งนี้อาจเนื่องจากเหตุผลหลายประการ คือ ความแตกต่างทางด้านระบบไฟฟ้า ด้านมาตราฐานอุปกรณ์ไฟฟ้า ด้านการออกแบบ ด้านระเบียบและนโยบาย ด้านสภาพภูมิศาสตร์และความแตกต่างของผู้ใช้ไฟฟ้า

- การปรับปรุงมาตราฐานในครั้งนี้มีวัตถูประสงค์เพื่อให้การติดตั้งทางไฟฟ้าของผุ้ใช้ไฟฟ้ามีระบบแรงดันไฟฟ้าไม่เกิน 33 เควี หากไม่ได้ระบุไว้เป็นอย่างอื่น ได้มีมาตรฐานดเดี่ยวกันทั้งประเทศ เพื่อให้ได้ทั้งความปลอดภัยและความสะดวกในการใช้งานระบบไฟฟ้า

- มาตราฐานบังคับใช้เฉพาะผู้ใช้ไฟฟ้าเท่านั้น มิได้บังคับครอบคลุมการออกแบบหรือติดตั้งของการไฟฟ้าฯ มาตราฐานฉบับนี้เหมาะสำหรับผู้ที่ได้รับการอมรมหรือสำหรับผู้มีความรู้ทางด้่านการออกแบบหรือติดตั้งระบบไฟฟ้าเท่านั้น

หม้อแปลงใช้งานอยู่ในเขตการไฟฟ้านครหลวงจะย้ายโรงงานไปอยู่ต่างจังหวัดในเขตการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคสามารถเอาหม้อแปลงไปใช้ได้หรือไม่ ?

Q : คำถาม
มีหม้อแปลงใช้งานอยู่ในเขตการไฟฟ้านครหลวงจะย้ายโรงงานไปอยู่ต่างจังหวัดในเขตการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคสามารถเอาหม้อแปลงไปใช้ได้หรือไม่ ?

A : คำตอบ
หม้อแปลงระบบไฟ 24kv-416/240v (tap -4 x 2.5%) ในเขต กฟน. จะนำไปใช้งานในเขตจ่ายไฟของ กฟภ. 
ที่เป็นแรงดัน 22kv (ระบบไฟของหม้อแปลงคือ 22kv-400/230v tap +/-2 x 2.5%) เมื่อดูที่แรงดันไฟเข้าไฟออก
และเปอร์เซ็นต์แท๊ปของทั้งสองระบบแล้วรู้สึกจะงงๆดูเหมือนจะไม่ค่อยจะเข้ากันได้

> ก่อนจะตอบคำถามนี้ให้ ลองดูตัวเลขแรงดันของแต่ละแท๊ปของหม้อแปลง กฟน.ดังนี้
Tap ที่ 1 แรงดัน 24000 v - 416 v
Tap ที่ 2 แรงดัน 23400 v - 416 v
Tap ที่ 3 แรงดัน 22800 v - 416 v
Tap ที่ 4 แรงดัน 22200 v - 416 v
Tap ที่ 5 แรงดัน 21600 v - 416 v

> ที่แท๊ป 3 สัดส่วนแรงดันที่หม้อแปลงคือ 22800 - 416 v ถ้าสมมุติเราจ่ายแรงดัน 22000 v เข้าที่แท๊ปนี้ เราจะ
ได้ไฟออกมาที่ 401.4 v (คำนวณตามบัญญัติไตรยางค์) สังเกตว่าแรงดันนี้จะใกล้เคียงกับแรงดันที่แท๊ป 3 ของ หม้อแปลงในระบบของ กฟภ.คือ 22000 - 400 v. ( สำหรับแท๊ปอื่นๆก็จะใกล้เคียงเช่นกัน)

> หม้อแปลงทั้งสองระบบต่างออกแบบที่ระดับ system voltage เดียวกันคือที่ max voltage 24kv ค่าแรงดัน
BIL 125 KVp เท่ากัน จึงใช้ค่าทดสอบแรงดันเดียวกัน

> สรุปแล้ว ในทางปฏิบัติเราสามารถนำหม้อแปลงไฟฟ้าในเขต กฟน. 24kv-416v tap -4 x 2.5% มาใช้งานใน
เขต กฟภ. 22kv-400v tap +/-2 x 2.5% ได้โดยให้ผู้ผลิตหม้อแปลงคำนวนค่าแรงดันใหม่ให้สอดคล้องกับของ
กฟภ. แล้วทำแผ่น name plate ใหม่และนำไปตรวจสอบที่การไฟฟ้าส่วนภูมิภาคก่อนการใช้งาน

> ผลกระทบหม้อแปลงที่แรงดันใหม่มีดังนี้
- แรงดันไฟฟ้าที่ออกมาใช้งานแตกต่างกันเล็กน้อย ซึ่งไม่มีผลต่อการใช้งาน
- ค่า No-load loss จะลดลงเล็กน้อยเพราะเราจ่ายแรงดันน้อยลง
- ระดับเสียงอันเกิดจากแกนเหล็กลดลงเล็กน้อยอันเกิดจากการจ่ายแรงดันลดลง
- ค่า Load loss จะมากขึ้นเล็กน้อย
- ขนาด KVA ของหม้อแปลงอาจลดลงเล็กน้อย ( น้อยมาก )

ความต้านทานดินของระบบ Grounding ต้องไม่เกิน 5 โอห์ม

คำถาม ทำไมต้อง ความต้านทานดินของระบบ Grounding ต้องไม่เกิน 5 โอห์ม
ซึ่ง รศ.ดร. ชำนาญ ห่อเกียรติ ได้กรุณาอธิบายเรื่องนี้ไว้ใน กระทู้ ถามตอบ ของ website โครงการพัฒนาความชำนาญด้านไฟฟ้ากำลัง ไว้ว่า 
“ ค่าความต้านทานดินที่กำหนดในมาตราฐาน 5 โอห์มเป็นค่าที่ควรทำสำหรับดินทั่วไป เพื่อว่าถ้ามีกระแสรั่วลงดินระบบ 220V ก็ยังมีกระแส 220/5 = 44A ทำให้เบรกเกอร์ขนาดเล็กยังตัดวงจรได้ แต่ถ้ามาตราฐานกำหนดความต้านทานดินสูงมากก็ทำให้เมื่อเกิดกระแสรั่วน้อยทำให้เบรกเกอร์ไม่ตัด และกระแสนี้จะไหลตลอดเวลา นี้เป็นที่มาของความต้านทานดิน 5 โอห์ม
แต่ในกรณีที่ความต้านทานดินสูงมาก เช่น ปัก ground rod แล้วยังออกมา 500 โอห์ม แบบนี้ก็ไม่ต้องไปพยายามไปลดมันเพราะไม่มีทางลดได้ลงมาเหลือ 5 โอห์มได้ กรณีนี้ต้องทำ Equipotentail ground ขึ้นมา คือ ทำเป็นกริดและให้อาคารหรืออุปกรณ์ทุกอย่างอยุ่บนกริดดังกล่าวก็ปลอดภัยแล้ว _ ชำนาญ ห่อเกียรติ (23 October 2004) ”

- อ้างถึงมาตราฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประทเศไทย พ.ศ 2545 (EIT-2001-51)
หัวข้อ 4.27) ความต้านทานระหว่างหลักดินกับดิน (Resistance to Ground)
ค่าความต้านทานของหลักดินกับดินต้องไม่เกิน 5 โอห์ม
ยกเว้น เพื่อที่ที่ยากในการปฎิบัติและการไฟฟ้าฯ เห็นชอบ ยอมให้ค่า ความต้านทานของหลักดินต้องไม่เกิน 25 โอห์ม หากทำการวัด แล้วยังมีค่า เกินให้ปักหลักดินเพิ่มอีก 1 แท่ง

- จากที่เคยได้ทำการทดลอง โดยการตอกหลักดินขนาน เพิ่มเข้าไปอีกที่ละ 1 ชุด ทำให้ค่าความต้านทานเท่ากับ 3.09 โอห์ม 2.23 โอห์ม และ 1.82 โอห์ม ตามลำดับ ตามรูป