คุณสมบัติของดินกับหลักดินไฟฟ้า

        คุณสมบัติดิน คือการใช้อ้างอิง มีค่าศักดาเป็นศูนย์ ทำหน้าที่รองรับกระสต่างๆ ที่ไหลลงสู่ดิน และเป็นที่ต่อของส่วนที่เป็นโลหะของสถานประกอบการต่างๆ เพื่อให้ส่วนของโลหะมีศักดาไฟฟ้าเท่ากับศูนย์

   รูปแบบสภาพการนำไฟฟ้าของดิน

        คือการเกิดขึ้นเนื่องจากขบวนการ อิเล็กโตรไลติก (Electrolytic ) หรือขบวนการที่นำไฟฟ้าของไอออนในดินนั่นเอง และความสามารถของดินขึ้นอยู่กับองค์ประกอบต่างๆ ดังต่อไปนี้

  • องค์ประกอบดิน
  • สักส่วนของเกลือในดิน
  • ขนาดอนุภาคดิน
  • หนาแน่นของดิน
  • อุณภูมิ
  • ความชื่น
  • สภาพภูมิอากาศ

        สภาพภูมิอากาศมีอิทธิพลต่อสภาพการนำไฟฟ้าของดินชั้นบนมาก เฉพาะฉะนั้น การฝังหลักดินควรทำที่ระดับของดินชั้นล่าง เพราะว่าชั้นล่างของดินมีเกลือแร่และความชื่นต่างๆมากกว่า จึงมีสภาพการนำไฟฟ้าที่ดี

       และเมื่ออุณภูมิและควาชื่นของดินเพิ่มสูงขึ้น การนำไฟฟ้าของดินจะมีค่ามากขึ้นตามไปด้วย ปกติดินจะมีความชื่นอยู่ที่ 5-40% โดยน้ำหนัก ถ้ากรณีที่ดินมีความชื่นต่ำ 4-18% การนำไฟฟ้าของดินจะต่ำ และถ้าต้องการใช้ดินบริเวณนี้เพื่อทำระบบหลักดินนั้น จะต้องปรับสภาพการนำไฟฟ้าของดินที่มีค่าต่ำนี้ให้สูงขึ้นก่อน เพื่อการออกแบบและการต่อลงดินที่ดี

ตัวอย่างความต้านทานจำเพาะของดินชนิดต่างๆ

ชนิดของดิน ความต้านทานจำเพาะเฉลี่ย
ดินผสมวัชพืชเปียก 10
ดินชื่น 100
ดินแห้ง 1000
ทราย 500-1000
ดินแข็ง 10000

ระบบหลักดิน

         จะประกอบไปด้วยดินหลายแบบซึ่งต่อถึงกัน ในสถานประกอบการหนึ่ง หรืออาจมีหลักดินแบบเดียวกันหรือหลายแบบก็ได้ ถ้าหลักดินมีหลายแบบ ต่อหลักดินนั้น ให้ต่อเนื่องถึงกันตลอดเป็นระบบหลักดิน และมีหน้าที่ดังนี้

  1. ทำให้ดินกับหลักต่อกันอย่างดี และส่วนที่เป็นโลหะไม่มีกระแสไหลผ่านของสถานประกอบการเพื่อให้ส่วนโลหะมีศักดาไฟฟ้าเป็นศูนย์ คือที่ระดับดิน
  2. เพื่อเป็นทางผ่านเข้าสู่ดินอย่างสะดวกเพื่ออิเล็กตรอนจำนวนมาก กรณีที่ฟ้าผ่าหรือแรงดันเกิน
  3. เพื่อถ่ายทอดกระแสรั่วไหล หรือไฟฟ้าสถิตลงสู่ดิน

         หลายคนยังเข้าใจผิดอยู่เสมอว่า หลักดินนั้นมีหน้าที่นำกระแสลัดวงจร เพื่อให้อุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินทำงาน ในความจริงแล้วหลักดินไม่อาจทำหน้าที่นี้ได้ เพราะจากทางผ่านหลักดินกับอุปกรณ์ป้องกันมีอิมพีแดนซ์สูง ทำให้กระแสไฟไม่พียงพอที่จะทำให้อุปกรณ์ป้องกันทำงาน

มาตรฐานหลักดินในการติดตั้งทางไฟฟ้า สำหรับประเทศไทย วสท.

หลักดินตามมาตรฐาน วสท มีดังนี้

  1. แท่งดิน
  2. แผ่นตัวนำ
  3. อาคารที่มีโครงโลหะ และการต่อลงดินถูกต้อง และมีค่าต้านทานไม่เกิน 5 โอห์ม
  4. หลักดินชนิดอื่นๆ และได้รับความเห็นชอบจากการไฟฟ้า
  5. หลักดินชนิดที่ 1 และ 2  ที่ได้กล่าวไป
  6. หลักดินหุ้มด้วยคอนกรีต
  7. หลักดินแบบวงแหวน
  8. หลักดินแบบกริด

ระบบหลักดินที่นิยมใช้

หลักดินที่นิยมใช้ มี 4 แบบคือ

  1. หลักดินแบบรัศมี
  2. เป็นหลักดินที่วางในแนวราบ ฝังใต้ดิน
  3. หลักดินแบบวงแหวน
  4. หลักดินแบบนี้เหมือนหลักดินแบบรัศมี แต่มีความมากกว่าและ ฝั่งอยู่รอบอาคาร
  5. หลักดินแนวดิ่ง หรือ แท่งดิน
  6. เป็นหลักดินที่ใช้แท่งตัวนำตอกเข้าไปในดิน หลักดินแบบนี้ นิยมใช้มากสุด เพราะราคาแพง
  7. หลักดินแบบรากฐาน หรือที่หุ้มด้วยคอนกรีต
  8. หลักดินแบบนี้ฝังอยู่ในคอนกรีตของอาคารหรือสิ่งปลูกสร้างที่มีเหล็กเสริม