Impedance Loop Test คืออะไร ?

Impedance Loop Test คืออะไร ? ทำไมถึงสำคัญในงานตรวจสอบทางไฟฟ้า

                                      รูปที่ 1 การทดสอบ Impedance Loop Test ของวงจรไฟฟ้าภายในบ้าน (ภาพจากอินเตอร์เน็ต)

สวัสดีผู้อ่านทุกท่านครับ วันนี้เราขอพูดถึงเรื่องการทดสอบ Impedance Loop Test ว่าคืออะไร และมีความสำคัญอย่างไร ?

Impedance Loop Test  หากเราแปลความหมายแบบตรงตัว จะแปลได้ว่า “ การทดสอบอิมพีแดนซ์ของวงจรสายดิน “

ทีนี้จะขอแปลแบบง่าย ๆ เลย

-               อิมพีแดนซ์ ( Impedance ) หมายถึง ความต้านทาน จะมีอีกคำที่แปลว่าความต้านทานเหมือนกัน คือคำว่า รีซิสแตนท์ ( Resistance ) ที่เราได้ยินกันบ่อย ๆ โดยรีซิสแตนท์ จะใช้กับไฟฟ้ากระแสตรง ( DC ) ส่วน อิมพีแดนซ์ จะใช้กับไฟฟ้ากระแสสลับ ( DC ) 

-               วงจรสายดิน ( Earth Loop ) ความถึง วงรอบของสายไฟเส้นดิน G หรือ E แล้วแต่เรียก วนเป็นรอบ ไปบรรจบกับเบรกเกอร์กันดูด RCD/ELCB

รูปที่ 2 การทดสอบ Impedance Loop Test ของวงจรไฟฟ้าภายในบ้าน (ภาพจากอินเตอร์เน็ต)

 

โดยการทดสอบอิมพีแดนซ์ของวงจรสายดิน คือการวัดค่าความต้านทาน ( มีหน่วยเป็นโอห์ม Ω  ) ในเส้นทางของกระแสไฟฟ้ารั่วไหลของเส้นสายไฟ G หรือ E วนเป็นวงจรผ่านไปยังเบรกเกอร์กันดูด เพื่อเป็นการตรวจสอบ

  1.      ค่าความต้านทาน ว่า อยู่ในเกณฑ์ข้อกำหนดความปลอดภัยหรือไม่ 
  2.      เป็นการยืนยันว่าวงจรของเบรกเกอร์กันดูดจะสามารถทำหน้าที่ในการตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่รั่วไหลได้อย่างรวดเร็ว เพื่อทำการตัดไฟฟ้าส่วนเกิน
  3.      เพื่อให้แน่ใจว่า หากเกิดความผิดพลาดในวงจรไฟฟ้า กระแสไฟฟ้ารั่วไหลจะแรงพอที่จะกระตุ้นการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันวงจร หากกระแสไฟฟ้ารั่วไหลไม่ถูกตรวจพบ วงจรอาจร้อนจัดและเกิดไฟไหม้ขึ้นได้

 

 แล้วค่าที่ยอมรับได้ของอิมพีแดนซ์วงจรสายดินคือเท่าไหร่ และยังไง ?

 

สำหรับค่าที่ยอมรับได้ขึ้นอยู่กับมาตรฐานทางไฟฟ้าที่กำหนดในแต่ละประเทศ โดยค่าที่ต่ำกว่าจะดีกว่า ซึ่งหมายความว่า จะมีความต้านทานต่อการไหลของกระแสที่น้อยกว่า ทำให้สามารถตรวจจับไฟรั่วได้ โดยทั่วไปมีค่าต่ำกว่า 1-2 โอห์ม ในแต่ละประเทศ โดยในประเทศไทยนั้นเราจะอ้างอิงตามมาตรฐาน IEC60898 และคู่มือของ วสท. โดยมีตารางระบุตามแต่ละขนาดของเบรกเกอร์

 

 

รูปที่ ตาราง ค่า Loop Impedance (ภาพจากอินเตอร์เน็ต)

 

โดยค่าอิมพีแดนซ์ในลูปของการลัดวงจรนี้จะขึ้นอยู่กับ วิธีการต่อลงดินของระบบ และ ค่าอิมพีแดนซ์ของสายเฟสรวมกับอิมพีแดนซ์ของสายดิน หากสายเล็กค่าความต้านทานก็จะสูง และหากการเดินสายมีระยะไกล ค่าอิมพีแดนซ์ในสายก็จะสูงขึ้นไปอีกด้วย 

ซึ่งค่า Earth fault loop impedance นี้ส่งผลต่อปริมาณกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ตามกฎของโอห์มคือ Earth fault loop impedance ควรมีค่าต่ำ เพราะจะทำให้กระแสลัดวงจรมีค่ามากพอที่ทำให้อุปกรณ์ป้องกันการผิดพร่อง ( เบรกเกอร์กันดูด ) สามารถตัดไฟได้เร็วตามที่มาตรฐานของเซอร์กิตเบรกเกอร์แต่ละ Type กำหนดไว้

ส่วนค่า Maximum earth fault loop impedance คือ ค่าอิมพีแดนซ์สูงสุดของเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ยังคงทำให้เซอร์กิตเบรกเกอร์ทำงานตัดวงจรได้ภายในระยะเวลาที่กำหนด

ซึ่งในมาตรฐาน IEC เซอร์กิตเบรกเกอร์จะต้องทำงานตัดวงจร ตามเวลาที่กำหนด คือ 0.1 วินาที ถึง 5 วินาที โดยที่ปริมาณกระแสลัดวงจรที่ไหลผ่านในลูปการลัดวงจรจะเป็นตัวกำหนดว่าเซอร์กิตเบอร์เกอร์แต่ละ Type จะตัดภายในเวลาที่กำหนดหากกระแสลัดวงจรไหลผ่านตัวเซอร์กิตเบอร์เกอร์ มีค่ามากกว่ากี่เท่าของพิกัด AT ของเซอร์กิตเบรกเกอร์นั้นๆ เช่น

- เซอร์กิตเบรกเกอร์ ที่ผลิตตามมาตรฐาน IEC 60947-2 (Type B) ค่ากระแสลัดวงจรจะต้องมีขนาด 4.5 เท่าของขนาด AT ของเซอร์กิตเบรกเกอร์

- เซอร์กิตเบรกเกอร์ ที่ผลิตตามมาตรฐาน IEC 60898 (Type B) ค่ากระแสลัดวงจรจะต้องมีขนาด 5 เท่าของขนาด AT ของเซอร์กิตเบรกเกอร์

- เซอร์กิตเบรกเกอร์ ที่ผลิตตามมาตรฐาน IEC 60898 (Type C) และ IEC 60947-2 (Type C)  ค่ากระแสลัดวงจรจะต้องมีขนาด 10 เท่าของขนาด AT ของเซอร์กิตเบรกเกอร์

ดังนั้นการคำนวณ ค่า Earth fault loop impedance จะต้องมีค่าน้อยกว่าค่า Maximun earth fault impedance ของเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ป้องกันวงจรนั้นอยู่

ในมาตรฐาน ภาคผนวก(ญ) มีการกำหนดตารางค่าความต้านทาน Maximum earth fault loop impedance (Zs = Uo/Ia) ของเซอร์กิตเบรกเกอร์ โดยค่า Earth fault loop impedance หรือค่าต้านทานรวมในวงจรการเกิดลัดวงจร จะต้องน้อยกว่า Zs ที่กำหนดในตาราง ภาคผนวก(ญ)  

Note : สำหรับการคำนวณทางไฟฟ้า ท่านสามารถศึกษาเพิ่มเติมได้จากเอกสาร วสท. หรือปรึกษาวิศวกรไฟฟ้าโดยตรง

 

เราแก้ไขค่าอิมพีแดนซ์ของวงจรสายดินที่สูงได้อย่างไร ?

การแก้ไขอิมพีแดนซ์ของวงจรสายดินที่สูงเกี่ยวข้องกับการปรับปรุงเส้นทางสายดิน ซึ่งอาจรวมไปถึงการขัน / การเชื่อมต่อให้แน่น และการเปลี่ยนชิ้นส่วนที่ผุกร่อน การปรับปรุงตัวนำสายดิน หรือการเพิ่มแท่งสายดินเป็นตัวเลือกที่ทำได้ การเดินสายไฟใหม่อาจจำเป็น ควรปรึกษาช่างไฟฟ้ามืออาชีพเพื่อทำการซ่อมแซม

กล่าวโดยสรุป

  1.      ไฟฟ้าจะเดินทางตามเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุดลงสู่พื้นดิน ระบบสายไฟในอาคารมักจะเชื่อมต่อกับพื้นดิน นี่เรียกว่าวงจรส่งกลับสู่ดิน (earth return circuit) สายดินมีไว้เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเมื่อเกิดการลัดวงจร

 

  1.      ความต้านทานคือการวัดว่ากระแสไฟฟ้าได้รับผลกระทบจากเส้นทางของมันอย่างไร ความต้านทานในสายดินต้องต่ำ เพื่อให้กระแสไฟฟ้ารั่วไหลสามารถเดินทางลงสู่พื้นดินได้โดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อระบบ

 

  1.      หากความต้านทานในวงจรส่งกลับสู่ดินสูงเกินไป กระแสไฟฟ้ารั่วไหลอาจต่ำเกินไปที่จะตรวจพบ และกระแสไฟฟ้ารั่วไหลจะยังคงเดินทางไปรอบๆ วงจรหลัก ซึ่งทำให้เกิดการลัดวงจร อุปกรณ์ป้องกันวงจรจะตรวจจับกิจกรรมตามสายดินและทำงานเมื่อตรวจพบกระแสไฟฟ้า หากความต้านทานสูงเกินไป อุปกรณ์ป้องกันวงจรอาจไม่ทำงาน

 

  1.      ทำไมการทดสอบอิมพีแดนซ์จึงสำคัญ? เพราะหากเราใส่ใจตรวจสอบคุณภาพของวงจรไฟฟ้าในอาคาร การทดสอบนี้จึงสำคัญมาก เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและไฟไหม้ อิมพีแดนซ์ของวงจรสายดินต้องทำงานในระดับหนึ่ง วิธีเดียวที่จะรักษาระดับที่เหมาะสมนี้ได้คือการทดสอบเป็นประจำ

 

ถ้าหากเราใส่ใจตรวจสอบคุณภาพของระบบไฟฟ้าภายในบ้าน ร้าน CIVILMANTOOLS มีเครื่องมือที่สามารถตรวจสอบค่าความต้านทานนี้ได้ โดยมีเครื่องมือด้วยกัน 3 รุ่น ดังนี้

1.  เครื่องตรวจสอบเต้ารับ DY207A SOCKET TESTER RCD ที่มีหมวดการตรวจสอบ Impedance Loop Test ช่วงค่าทดสอบไม่เกิน 1.8 Ω  สำหรับเบรกเกอร์ 30A โดยเป็นการทดสอบใน STAGE 1 คือตรวจสอบที่แผงวงจรไฟฟ้าและชุดเบรกเกอร์กันดูด ( จะไม่สามารถทดสอบที่ตัวค่าความต้านทานที่แท่งหลักดิน ) เพื่อความปลอดภัยต่อระบบไฟฟ้าในบ้านท่านเบื้องต้น ผ่านการเสียบไปที่เต้ารับไฟบ้าน เป็นเครื่องมือที่ปลั๊กตรงรุ่นกับเมืองไทย ไม่ต้องแปลงหัวเต้ารับ

    

  

รูปที่ 4 เครื่องมือ SOCKET TESTER รุ่น DY207A (สินค้าร้านซีวิลแมน ทูลส์)

 

2.  เครื่องตรวจสอบค่าความต้านทานดิน DIGITAL EARTH TESTER DY4100 โดยเป็นการทดสอบใน STAGE 2 โดยจะทดสอบค่าความต้านทานที่แท่งหลักดินของระบบ

 

       

รูปที่ 5 เครื่องมือ DIGITAL EARTH TESTER DY4100 (สินค้าร้านซีวิลแมน ทูลส์)

 

3.  เครื่องตรวจสอบค่าความต้านทานดิน DIGITAL EARTH AND SOIL RESISTIVITY TESTER DY4100B โดยเป็นการทดสอบใน STAGE 2 ทดสอบค่าความต้านทานที่แท่งหลักดินของระบบ และสามารถทดสอบค่า SOIL RESISTIVITY ( ความต้านทานดิน ) ได้

  

      

รูปที่ 6 เครื่องมือ DIGITAL EARTH AND SOIL RESISTIVITY TESTER DY4100B (สินค้าร้านซีวิลแมน ทูลส์)