มาตรฐานของระบบแรงดันไฟฟ้าและนิยามที่ช่างไฟควรรู้ (IEC Standard Voltages)

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.นภดล วิวัชรโกเศศ

มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทย พ.ศ. 2564 (วสท. 022001-22) ได้นิยาม แรงดัน (Voltage) ของวงจรว่าเป็นค่ารากเฉลี่ยกำลังสองของความต่างศักย์สูงสุดระหว่างตัวนำ 2-สายในวงจรที่เกี่ยวข้องกัน ถ้าจะพูดในลักษณะของนิยามทางสมการคณิตศาสตร์คือ การนำสมการรูปคลื่นไซน์ของแรงดันมายกกำลังสอง (Square) แล้วนำมาหาค่าเฉลี่ย (Mean) จากนั้นนำค่าเฉลี่ยที่ได้มาหาค่ารากที่สอง (Root) นั่นเองดังสมการ

โดย Vm คือค่าจุดยอด (max หรือ peak) ของแรงดันรูปคลื่นไซน์ที่ความถี่ 50 Hz (ค่าความถี่มาตรฐานระบบไฟสลับที่ใช้สำหรับประเทศไทย), ค่าความถี่เชิงมุม (ω, rad/s) และค่าแรงดันไฟฟ้า หรือ Vrms จะเป็นค่าที่ช่างไฟหรือวิศวกรไฟฟ้าเรียกโดยทั่วไปว่าเป็นค่าแรงดัน R-M-S ซึ่งก็คือค่าที่อ่านค่าได้จากมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้านั่นเอง

มาตรฐาน IEC 60038 ได้นิยามระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำระบบไฟสลับ (AC low voltage) หรือค่าแรงดันต่ำ หมายถึงค่าแรงดันไฟสลับที่มีค่าอยู่ระหว่าง 100 V ถึง 1000 V สำหรับประเทศไทยจะนิยามค่าแรงดันที่ระบุ (Nominal voltage) ที่อ้างอิงค่าจากตารางมาตรฐาน IEC 60038 ที่ค่าแรงดันต่ำความถี่ 50 Hz ระบบ 1 เฟสที่ค่า 230 โวลต์ และระบบ 3 เฟสที่ค่า 230/400 โวลต์ โดยตัวเลขแรก 230 โวลต์ คือค่าแรงดันเฟส หรือแรงดันเทียบดิน และตัวเลขที่สอง 400 โวลต์ คือค่าแรงดันไลน์ หรือแรงดันเทียบระหว่างสายเส้นไฟ (L1 เทียบกับ L2, L2 เทียบกับ L3 และ L3 เทียบกับ L1) โดยระดับค่ามาตรฐานแรงดันต่ำหรือแรงดันไฟฟ้าระบุที่ค่า 230 โวลต์ หรือ 230/400 โวลต์นี้จะถูกใช้ในการออกแบบและอ้างอิงในการคำนวณค่าต่างๆทางไฟฟ้าไม่ว่าจะอยู่ในใดของระบบหรือวงจรไฟฟ้า (ยกเว้นการคำนวณหาขนาดกระแสของหม้อแปลง ให้ใช้แรงดันตาม Name plate หม้อแปลง) ทั้งนี้มาตรฐาน IEC 60038 ยังมีข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับการติดตั้งระบบจำหน่ายไว้ด้วยว่าภายใต้สภาวะการทำงานปกติ แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟไม่ควรแตกต่างจากแรงดันไฟฟ้าระบุของระบบเกินกว่า ±10 %

อย่างไรก็ตามมาตรฐาน วสท. 022001-22 มีการกำหนดค่าแรงดันต่ำพิเศษ หรือ Extra low voltage (ELV) ซึ่งหมายถึง แรงดันไฟสลับที่มีค่าไม่เกิน 50 โวลต์ (Vac < 50 V) หรือแรงดันไฟตรง (ที่ไม่มีริ้วคลื่น) ที่มีค่าไม่เกิน 120 โวลต์ (Vdc < 120 V) ไว้ด้วยเช่นกัน เพื่อใช้ในการแบ่งประเภทของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันไฟดูด รวมถึงใช้พิจารณาเกณฑ์ข้อกำหนดการใช้เครื่องใช้เครื่องตัดไฟรั่ว (RCD) ในสถานที่เฉพาะ เพื่อให้เกิดความปลอดภัยสูงสุดให้กับผู้ใช้ไฟฟ้าด้วยเช่นกัน

จะเห็นได้ว่าการติดตั้งระบบไฟฟ้าภายในที่อยู่อาศัยหรือโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ ให้รองรับกับมาตรฐานแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันจะช่วยเพิ่มความปลอดภัยและประสิทธิภาพในการใช้งานมากขึ้น นอกจากนี้อีกสิ่งที่ช่างไฟไม่ควรมองข้ามคือการเลือกใช้รางไฟที่ได้มาตรฐาน เพื่อป้องกันระบบสายไฟภายในจากความเสียหายอันเนื่องมาจากไฟฟ้าลัดวงจร ความร้อนสูง และไฟไหม้

KJL ผู้นำนวัตกรรมตู้คอนโทรลไฟฟ้า รางไฟ ที่ช่างไฟเชื่อมั่น ด้วยเทคโนโลยีการผลิตจากประเทศญี่ปุ่น สอบถามข้อมูลสินค้าได้ที่
LINE Official Account: @KJL.connect หรือคลิก https://lin.ee/lzVhFfo

Facebook: facebook.com/KJLElectric