62
การเปรียบเทียบค่าความต้านทานของสายดินในระบบไฟฟ้ า Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems นายโกมล มะแก้ว สารนิพนธ์นี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชา การจัดการงานวิศวกรรม บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยสยาม พุทธศักราช 2563 ลิขสิทธิ ์ของมหาวิทยาลัยสยาม

Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

การเปรยบเทยบคาความตานทานของสายดนในระบบไฟฟา

Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems

นายโกมล มะแกว

สารนพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต

สาขาวชา การจดการงานวศวกรรม

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยสยาม

พทธศกราช 2563

ลขสทธของมหาวทยาลยสยาม

Page 2: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5
Page 3: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5
Page 4: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5
Page 5: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

กตตกรรมประกาศ

สารนพนธฉบบนส าเรจลลวงดวยด ดวยความกรณาและความชวยเหลออยางดยงจากบคคลและหนวยงานหลาย ๆ ฝาย คอรองศาสตราจารย ดร.ยทธชย บรรเทงจตร ซงเปนอาจารยทปรกษา และ นายธนปพน ชยวาณชยา วฒวศวกรสาขาไฟฟาก าลง ไดกรณาใหค าแนะน าและชแจงจดบกพรองตาง ๆ รวมถงชวยตรวจสอบและแกไขเพอความสมบรณถกตองมากขน จนกระทงสารนพนธฉบบนเสรจสมบรณ ผคนควา จงขอกราบขอบคณพระคณเปนอยางสงไว ณ ทน

ขอขอบคณทานอาจารยประจ าบณฑตวทยาลยทก ๆทาน ทคอยหมนดแล และใหค าชแนะตาง ๆ เพอใหผคนควาสามารถคนควาไดส าเรจอยางดยง

ขอขอบคณเจาหนาท ผประสานงานหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต มหาวทยาลยสยาม ทคอยชวยเหลองานเอกสารและประสานงานตางๆ ใหลลวงไปดวยด และขอกราบขอบพระคณ บดา มารดา ทคอยใหก าลงใจมาโดยตลอด

ทายสดน หากสารนพนธน มสวนด และกอใหเกดประโยชนแกสวนรวม ผคนควาขอมอบความดท งปวงนให บดา มารดา และทกคนในครอบครว คณาจารยและบคลากรทกทานทไดสงเสรมสนบสนนใหผคนควา มโอกาส มความร และความสามารถจนทกวนน

โกมล มะแกว ผจดท า

Page 6: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

สารบญ

เรอง หนาท บทคดยอภาษาไทย ก บทคดยอภาษาองกฤษ ข กตตกรรมประกาศ ค สารบญ ง สารบญรป ฉ สารบญตาราง ซ บทท 1 บทน า 1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา 1 1.2 วตถประสงคของการศกษา 1.3 ขอบเขตของการศกษา

2 2

1.4 ขนตอนการศกษา 2 1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 1.6 ค านยามศพทเฉพาะ

3 3

บทท 2 ทฤษฎ และหลกการทเกยวของ 2.1 ปรากฏการณฟาผา 4

2.2 มาตรการปองกนฟาผา 5 2.3 คาความตานทานของกราวด 10 2.4 การวเคราะหความแปรปรวน (ANOVA) 12 2.5 งานวจยทเกยวของ 16 บทท 3 วธด าเนนการวจย 3.1 ขนาดสายไฟ 19 3.2 ความตานทานจ าเพาะของดน (Soil resistivity) 20

Page 7: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

บรรณานกรม 49 ภาคผนวก 50 ประวตผวจย 52

สารบญ (ตอ) เรอง

หนาท

บทท 3 วธด าเนนการวจย 3.3 พนทท าการทดลอง 22 3.4 การทดลอง 3.5 สตรการค าณวน

23 25

3.6 การค านวณ

27

บทท 4 ผลการด าเนนการวจย 4.1 ผลการทดลอง 35 4.2 ผลการเปรยบเทยบโดยวธ ANOVA 38 4.3 การประมาณการคาใชจายของวสดในการตดตงระบบลอฟาในอาคาร 41 4.4 ผลการวจยและอภปราย

46

บทท 5 สรปผล อภปรายผล และขอเสนอแนะ 5.1 สรปผลการศกษา 47 5.2 ปญหาและอปสรรค 5.3 ขอเสนอแนะ

48 48

Page 8: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

สารบญรป

รปท หนาท 2.1 การถายเทประจท าใหเกดฟาแลบฟาผา 4 2.2 ระบบการปองกนจากฟาผา 5 2.3 แทงตวน าลอฟาผา 6 2.4 สายตวน ากระแสฟาผา 6 2.5 สายตวน ากระแสไฟฟาในดน 7 2.6 ระดบมมปองกนในคาระดบการปองกนตางๆ ทตางกน 8 2.7 การปองกนฟาผาของแบบวธมมปองกน 8 2.8 ระดบชนของการปองกนแบบทรงกลมกลง 9 2.9 ลกษณะการปองกนฟาผาของวธทรงกลมกลง 9 2.10 ระดบชนของการปองกนแบบวธตาขาย 9 2.11 ลกษณะการปองกนฟาผาของวธแบบตาขาย 10 2.12 องคประกอบขวไฟฟากราวด 11 2.13 ลกษณะการวดการหาคาความตานทานจ าเพาะของดน 12 3.1 สายไฟเปลอยขนาดตางๆ 19 3.2 รปแบบการวดการหาคาความตานทานจ าเพาะของดน 20 3.3 การทดสอบหาคาความตานทานจ าเพาะของดน 20 3.4 คาทไดจากการทดสอบหาคาความตานทานจ าเพาะของดน 21 3.5 รปแบบลกษณะการตดตงเพอหาคาความตานทานทออกแบบ 22 3.6 รปแบบลกษณะการตดตงเพอหาคาความตานทานทหนางานจรง 22 3.7 รปแบบลกษณะการตดตงเพอหาคาความตานทานของสายแตละขนาดทหนางานจรง 23 3.8 รปแบบลกษณะการตดตงเพอหาคาความตานทานของสายแตละขนาดทหนางานจรง 24 3.9 รปแบบลกษณะการตดตงเพอหาคาความตานทานของระบบทดสอบ 24

Page 9: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

สารบญรป (ตอ)

รปท หนาท 4.1 ระดบคาวกฤตของการทดสอบ F – test 4.2 ลกษณะอาคารและการตดตงระบบลอฟา

40 42

4.3 ลกษณะแทงตวน าลอฟา 42 4.4 เทปตวน ำกระแสไฟฟำ 43 4.5 สำยตวน ำกระแสไฟฟำในดน 43 4.6 ลกษณะอาคารและการตดตงระบบลอฟาทใชค านวณ 44

Page 10: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

สารบญตาราง

ตารางท หนาท 2.1 ตารางสรปสตรการหาคา F – test 14 2.2 ตารางการแจกแจงความถแบบ F 15 3.1 คาความจ าเพาะของดนในลกษณะตางๆ 21 3.2 แสดงคาพารามเตอรความตานทานตางๆของการค านวณของสายขนาด 50 29 3.3 แสดงคาพารามเตอรความตานทานตางๆของการค านวณของสายขนาด 70 32 3.4 แสดงคาพารามเตอรความตานทานตางๆของการค านวณของสายขนาด 95 34 4.1 แสดงผลการค านวณหาคาความตานทานของสายแตละขนาดในครงท 1 36 4.2 แสดงผลการค านวณหาคาความตานทานของสายแตละขนาดในครงท 2 36 4.3 แสดงผลการค านวณหาคาความตานทานของสายแตละขนาดในครงท 3 37 4.4 แสดงผลการค านวณหาคาเฉลยและผลตางความตานทานของสายแตละ ขนาด

37

4.5 แสดงเปรยบเทยบผลการค านวณหาคาเฉลยและผลตางความตานทานของสายแตละขนาด

38

4.6 ตารางสรปผลลพธการหาคา F – test 40 4.7 ตารางแสดงการแจกแจงความถแบบ F ทระดบนยส าคญเทากบ 0.05 41

Page 11: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

1

บทท 1 บทน ำ

ฟาผา เปนปรากฏการณทเกดขนตามธรรมชาต ทเรมจากการกอตวของกอนเมฆ ทมประจ

บวกและลบอยภายใน และเมอการสะสมประจมากขนจนถงจดสงสดทท าใหเกดการถายเทประจไฟฟาปรมาณมหาศาล ระหวางกอนเมฆกบพนดน ทเรยกวา ฟาผา ความรนแรงของฟาผานนสงผลตอสงมชวตจนถงขนเสยชวตได และถากระทบทวตถ เชน ตกสง ตนไม กท าใหเกดความเสยหายอยางรนแรงไดเชนกน นบตงแตในอดตจนถงปจจบนจงไดมการปองกนฟาผาในรปแบบตาง ๆ เพอเปนการปองกนสงมชวตหรอทรพยสนไมใหเสยหาย อาทเชน ระบบปองกนฟาผากรงฟาราเดย ระบบปองกนฟาผาแบบเออรรสตรมเมอร

1.1 ควำมเปนมำและควำมส ำคญของปญหำ ระบบสายดนมความส าคญมากในการตดตงระบบปองกนฟาผา เพอความปลอดภยในชวต

และ ทรพยสน รวมถงการท างานอยางมประสทธภาพในระบบไฟฟาใหมความเสถยร และรวมถงเครองจกรทตองใชอางองถงระบบกราวดเพอการใชงาน ในปจจบนตกสงหรออาคารตางๆ จ าเปนตองตดตงระบบสายดนแลวทงสน วสดหลกทใชในการตดตงไดแก แทงกราวดทองแดง และ สายไฟทองแดงเปลอยทมขนาดตงแต สายเบอรขนาด 50 70 และ 95โดยสายไฟทองแดงเปลอยขนาดทนยมใชในปจจบน คอ สายเบอร 95 ซงเปนวสดหลกทใชในการตดตงระบบสายดนและสงผลใหคาตดตงระบบสายดนมราคาทสง

ผจดท าจงมแนวคดทจะศกษาและเปรยบเทยบผลตางของคาความตานของระบบสายดนในขนาดสายทตางกน วาสงผลอยางมนยยะส าคญหรอไม และเปรยบเทยบคาใชจายของวสดในขนาดสายทตางกน โดยไมสงผลตอการใชงานและขอก าหนดของมาตรฐานการตดตงของระบบสายดนวศวกรรมสถาณแหงประเทศไทย และมความเหมาะสมมากนอยเพยงใดตอการน าไปใชงาน

Page 12: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

2

1.2 วตถประสงคของกำรศกษำ

เพอเปรยบเทยบคาความตานทานและคาใชจายของขนาดสายตวน าในดนทตางกน

1.3 ขอบเขตของกำรศกษำ

บทความนผศกษาไดท าการศกษาโดยเรมจาก การหาคาความตานทานจ าเพาะของดนในพนทท าการทดลอง การหาคาความตานทานของระบบกราวดในพนทตวอยาง ทใชท าการทดลอง โดยใชตวแปรคอขนาดสายไฟทมขนาดตางกน ไดแก ขนาดสายไฟเบอร 50, 70 และ 95 และท าการสรปผลถงคาทไดออกมา วามผลและนยยะส าคญมากนอยเพยงใด ตอขนาดสายทเปลยนแปลงไป

1.4 ขนตอนการศกษา

งานวจยนเปนการศกและเปรยบเทยบคาความตานทานของระบบสายดนในพนทหนงๆ วามผลตางมากนอยเพยงใดเมอไดท าการทดลองโดยใชสายไฟเปลอยทมขนาดแตกตางกน โดยไดท าการทดลองจ านวน 3 ครง ซงมขนตอนการท าวจยมดงน

1. ศกษาปญหาของการตดตงระบบลอฟา และระบบการน าไฟฟาในดน 2. ศกษาโดยการส ารวจงานวจยและทฤษฎทเกยวของกบระบบการปองกนฟาผาและ

มาตรฐานการตดตง 3. ศกษาขนาดของสายตวน าในดนทสงผลตอการน าไฟฟา 4. การวเคราะหหาสาเหตทสงผลใหเกดความแตกตางของคาความตานทาน 5. ท าการทดลองโดยสมมตพนทขนมาเพอใชหาผลของการทดลอง 6. ท าการเปรยบเทยบคาความแตกตางของความตานทานของสายตวน าขนาด 50 70 และ

95 รวมถงคาใชจายของสาย 7. สรปผลการศกษา

Page 13: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

3

1.5 ประโยชนทคำดวำจะไดรบ

1. ท าใหรถงการตดตงและการปองกนฟาผา ตามมาตรฐานการตดตงของประเทศไทย

2. ท าใหสามารถวเคราะหและรบรสาเหตของปจจยทสงผลตอคาความแตกตางของความตานทานของระบบสายดนในระบบไฟฟา

3. ท าใหสามารถปรบปรงและเปรยบเทยบคาใชจายของการตดตงระบบสายดนของระบบไฟฟาได

4. ท าใหสามารถลดอบตเหตจากการใชงานอปกรณไฟฟาในงานกอสรางได

5. ท าใหส ารวจงานวจยและทฤษฎทเกยวของกบความตานทานของระบบสายดน

1.6 ค ำนยำมศพทเฉพำะ

ค านยามศพทเฉพาะมดงตอไปน

1. ระบบสำยดน (Grounding system) คอ ระบบทใชอางองของระบบไฟฟา เพอความ ปลอดภย เสถยร ของการใชงานไดอยางถกตอง อกทงยงเปนสวนหนงของระบบฟาผา เพอเปนการปองกนความเสยหายทจะกอใหเกดกบคนและสงของ

2. กำรปองกนฟำผำ (Lightning protection) หมายถง การปองกนฟาผาทจะลงสวตถหรอสงมชวต โดยท าการลอฟาผาใหลงสวตถลอฟาหรอระบบปองกนฟาผาอยางปลอดภย

Page 14: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

บทท 2 ทฤษฎและหลกการทเกยวของ

ทฤษฎและงานวจยทเกยวของการศกษาเรอง “การลดขนาดสายไฟของระบบสายดนในระบบไฟฟา ” ผวจยไดก าหนดประเดนการศกษาเพอใชเปนกรอบพนฐานและประกอบแนวทางการศกษา โดยแบงออกเปนหวขอดงน

1. ปรากฏการณฟาผา

2. มาตรฐานการปองกนฟาผา

3. คาความตานทานของกราวด

4. การวเคราะหความแปรปรวน (ANOVA)

2.1 ปรากฏการณฟาผา

ฟาแลบ ฟารอง ฟาผา (Thunder) เปนปรากฏการณธรรมชาตซงเกดจากการเคลอนทของประจอเลกตรอนภายในกอนเมฆ หรอระหวางกอนเมฆกบกอนเมฆ หรอเกดขนระหวางกอนเมฆกบพนดน การเคลอนทขนลงของกระแสอากาศภายในเมฆควมโลนมบส ท าใหเกดความตางศกยไฟฟาในแตละบรเวณของกอนเมฆและพนดนดานลาง เมอความตางศกยไฟฟาระหวางต าแหนงท งสองทมคาระดบหนง จะกอใหเกดสนามไฟฟาขนาดใหญ โดยมประจบวกอยทางตอนบนของกอนเมฆ ประจลบอยทางตอนลางของกอนเมฆ พนดนบางแหงมประจบวก พนดนบางแหงมประจลบ ซงจะเหนยวน าใหเกดการเคลอนทของกระแสไฟฟา (หลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน, 2551) ดงทแสดงในภาพท 2.1

รปท 2.1 การถายเทประจท าใหเกดฟาแลบฟาผา (หลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน, 2551)

Page 15: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

5

ลกษณะของฟาแลบ ฟาผา

เมอประจลบบรเวณฐานเมฆถกเหนยวน าเขาหาประจบวกทอยดานบนของกอนเมฆ ท าใหเกดแสงสวางในกอนเมฆเรยกวา "ฟาแลบ"

เมอประจไฟฟาลบบรเวณฐานเมฆกอนหนงถกเหนยวน าไปประจบวกในเมฆอกกอนหนง จะมองเหนสายฟาวงขามระหวางกอนเมฆเรยกวา "ฟาแลบ"

เมอประจลบบรเวณฐานเมฆถกเหนยวน าเขาหาประจบวกทอยบนพนดน ท าใหเกดกระแสไฟฟาจากกอนเมฆพงลงสพนดนเรยกวา "ฟาผา"

กลบกน ประจลบทอยบนพนดนถกเหนยวน าเขาหาประจบวกในกอนเมฆ มองเหนเปนฟาแลบจากพนดนขนสทองฟา

2.2 มาตรฐานการปองกนฟาผา

2.2.1 ระบบการปองกนฟาผาทวไป ระบบปองกนฟาผาภายนอกมหนาทดกวาบฟาผาโดยตรงแทนทจะลงสงปลกสราง รวมทง

วาบฟาผาทเขาสดานขางสงปลกสรางและน ากระแสฟาผาจากจดทผาลงสระบบดน ระบบปองกน

ฟาผาภายนอกยงมหนาทกระจายกระแสฟาผาลงสดน ดงแสดงในรปท 2.2 โดยไมท าใหเกดความ

เสยหายทางกลและทางความรอน รวมทงไมท าใหเกดประกายไฟ ทอาจจดชนวนใหเกดไฟไหม

หรอการระเบด (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 4, 2557)

รปท 2.2 ระบบการปองกนจากฟาผา (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 4, 2557)

Page 16: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

6

2.2.2 อปกรณลอฟา

การเลอกชนดและวสดอปกรณปองกนฟาผามความจ าเปนและส าคญอยางมากในการ

ปองกนฟาผาลงสอาคาร ระบบตวน าฟาผาประกอบไปดวย

1. แทงตวน าฟาผา เปนสงแรกทเปนสงทลอใหฟาผา ผาลงสแทงตวน ากอนทจะน าไปส

อปกรณอนจนไปถงระบบดน ดงแสดงในรปท 2.3 แสดงแทงตวน าลอฟาผา

รปท 2.3 แทงตวน าลอฟาผา (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 4, 2557)

2. สายตวน า สายตวน ามหนาทน ากระแสฟาผาทไดมาจากการลอฟาผาจากแทนตว

น าไปสระบบดนตอไป ดงแสดงในรปท 2.4 แสดงสายตวน ากระแสฟาผา

รปท 2.4 สายตวน ากระแสฟาผา (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 4, 2557)

Page 17: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

7

3. สายตวน าในดน เปนสายไฟฟาเปลอยท าหนาทกระจายกระแสไฟฟารอบๆ ตวออกส

ดน และเปนตวน าไปสแทงกราวดในดนอกดวย สายตวน าในดนเบอร 95 ดงแสดงใน

รปท 2.5 สายตวน ากระแสไฟฟาในดน

รปท 2.5 สายตวน ากระแสไฟฟาในดน (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 4, 2557)

2.2.3 ระบบปองกนฟาผา

สวนประกอบของตวน าลอฟาทตดตงบนสงปลกสรางตองวางในต าแหนงหวมมในจดท เปดโลงและรมขอบ (โดยเฉพาะระดบบนของสวนปดหนาอาคาร) วธทยอมรบในการหาต าแหนง ระบบตวน าลอฟา

วธมมปองกน วธมมปองกนตองจดวางอปกรณลอฟาใหครอบคลมสงปลกสรางทอยในบรเวณปองกน ซงสรางโดยมม ทฉายไปในทกทศทกทางในแนวดง รปท 2.6 แสดงระดบมมปองกนในคาระดบการปองกนตางๆทตางกนของวธมมปองกน และในรปท 2.7 แสดงรปแบบของการปองกนฟาผาของวธมมปองกน (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 3 , 2553)

Page 18: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

8

รปท 2.6 ระดบมมปองกนในคาระดบการปองกนตางๆทตางกน (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 3 , 2553)

รปท 2.7 การปองกนฟาผาของแบบวธมมปองกน

(คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 3 , 2553)

1. วธทรงกลมกลง วธมมปองกนทเหมาะสมกบทกรปแบบของอาคารใชไดหลากหลาย

กลาวคอในรศมทวงกลมกลงไปรอบๆสงปลกสราง จะท าการปองกนจากกระแสฟาผา

ดงแสดงในรปท 2.9 และทระดบชนการปองกนทตางกน จะมคากระแสและรศมของ

มมปองกนทตางกน ดงแสดงในรปท 2.8 (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกน

ฟาผาภาคท 3 , 2553)

Page 19: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

9

รปท 2.8 ระดบชนของการปองกนแบบทรงกลมกลง (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 3, 2553)

รปท 2.9 ลกษณะการปองกนฟาผาของวธทรงกลมกลง (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 3, 2553)

2. วธตาขาย วธตาขายเหมาะสมกบรปแบบของอาคารทเปนลกษณะเรยบและเปน

ระนาบดงแสดงในรปท 2.11 และทระดบชนการปองกนทสงขน ขนาดความกวางของ

ตาขายในแตละชองกจะนอยลงเชนกน ดงแสดงในรป ท 2.10

รปท 2.10 ระดบชนของการปองกนแบบวธตาขาย (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 3, 2553)

Page 20: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

10

รปท 2.11 ลกษณะการปองกนฟาผาของวธแบบตาขาย (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 3, 2553)

2.3 คาความตานทานของกราวด

2.3.1 กราวดคอ “การเชอมตอทน าไฟฟา ทงโดยตงใจหรอไมตงใจ ระหวางวงจรไฟฟา หรออปกรณไฟฟา

กบพนดนหรอกบตวน าไฟฟาบางอยางทใชแทนพนดน” เมอพดถงการลงกราวด ในความเปนจรงแลวมสองเรองทแตกตางกนอยางมาก นนก คอ การลงกราวดพนดนกบการลงกราวดอปกรณ การลงกราวดพนดนเปนการเชอมตอโดยตวน าไฟฟาของวงจร ซงปกตจะเปนสาย N ไปยงขวกราวดทฝงลงในดน การลงกราวดอปกรณจะท าใหการใชงานอปกรณภายในสงปลกสรางมการอางองการลงกราวดอยางเหมาะสม ระบบกราวดสองอยางนมความจ าเปนทจะตองแยกจากกน ยกเวนการเชอมตอระหวางสองระบบซงจะชวยปองกนไมใหความตางศกยของแรงดนไฟฟาสงเกนไปเนองจากฟาผา เปาหมายของการลงกราวด นอกเหนอไปจากการปองกนบคคล โรงงานและอปกรณ ก คอการจดใหมเสนทางในการกระจายกระแสไฟฟาทผดพลาด เชน จากฟาผา การแผไฟฟาสถต ตลอดจนสญญาณรบกวนตางๆ ไดอยางปลอดภย (FLUKE, 2014)

Page 21: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

11

2.3.2 ขวไฟฟากราวด

1. ขวไฟฟาและการเชอมตอ ความตานทานไฟฟาของขวไฟฟากราวดและจดเชอมตอโดยทวไปมต ามาก หลกกราวด

โดยทวไปท าจากวสดทมคณสมบตน าไฟฟามความตานทานต ามาก เชน เหลกกลาหรอทองแดง

2. ความตานทานหนาสมผสของดนโดยรอบของขวไฟฟา

ความตานทานนมนอยมาก เมอขว ไฟฟากราวดไมมสาจาระบ ฯลฯ เคลอบ และขวไฟฟากราวดสมผสกบเนอดนแบบแนบสนท

3.ความตานทานของเนอดนโดยรอบ ขวไฟฟากราวดจะมดนลอมรอบซงในทางทฤษฎจะมเปลอกทรวมศนยเดยวกนและมความ

หนาเทากนทงหมด ในพนทหนาสมผสของขวไฟฟากราวดยงมากกยงสงผลท าใหคาความตานทานทวดออกมาไดนนมคาต า กลบกนยงหนาสมผสทสมผสกบพนดนมคานอยกลบท าใหคาความตานทานทวดออกมาไดนนมคาสงกวา 4.จ านวนขวไฟฟากราวด

อกวธในการลดความตานทานของกราวดกคอการเพมขวไฟฟากราวดหลายจด ในการออกแบบเชนน จะมการปกขวไฟฟากราวดหลายอนในพนดนและเชอมตอแบบขนาน เพอลดความตานทาน เพอใหขวไฟฟาเพมเตมท างาน มประสทธผลมาก ตามทระบใน NEC 250.56 ในหนวยงานทมอปกรณซงมความไวสง คาทไดควรไมเกน คอ 5.0 โอหม

รปท 2.12 แสงลกษณะของขวไฟฟากราวดและองคประกอบตางๆ

รปท 2.12 องคประกอบขวไฟฟากราวด (FLUKE, 2014)

สายตวน าไฟฟากราวด จดเชอมตอสายตวน าและกราวดกราวด ขวไฟฟากราวด

Page 22: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

12

2.3.3 คาความตานทานของดน

ความตานทานของดนมความจ าเปนมากทสดเมอพจารณาการออกแบบระบบกราวดส าหรบการตดตงใหม เพอใหคาความตานทานเปนไปตามความตองการ การหาต าแหนงตดตงระบบกราวดนน องคประกอบของดน ความชน และอณหภม ลวนมผลตอความตานทานของดนอยางมาก ความตานทานของดนจะแตกตางกนไปในแตละพนทและระดบความลก ซงตามลกษณะทางธรรมชาตของการฝงหลกกราวด ควรฝงใหลกทสดเทาทจะท าได และควรตดตงหลกกราวในต าแหนงซงมอณหภมคอนขางคงท เชน ต ากวาระดบทดนแขงตว เพอใหระบบลงกราวดมประสทธภาพมากทสด รปท 2.13 แสดงลกษณะรปแบบการวดของเครองการหาคาความตานทานจ าเพาะของดน (FLUKE, 2014)

สตรการค านวณความตานทานของดน คอ ρ = 2 π A R เมอ ρ = คาเฉลยของความตานทานจ าเพาะของดนตอความลก (Ώ-m) π = 3.1416 A = ระยะหางระหวางขวไฟฟา (m) R = ความตานทานทวดได

รปท 2.13 ลกษณะการวดการหาคาความตานทานจ าเพาะของดน (FLUKE, 2014)

Page 23: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

13

2.4 การวเคราะหความแปรปรวน (Analysis Of Variance : ANOVA)

การวเคราะหความแปรปรวน(Analysis Of Variance : ANOVA) เปนวธการทางสถตทใช

ทดสอบความแตกตางระหวาง คาเฉลย (mean) ของกลมตวอยางตงแต 2กลมขนไป อนเกดจากการ

จดกระท าทตางกน

จดเดนของการวเคราะหความแปรปรวน

1.ใชในการทดสอบความแตกตางระหวางคาเฉลยนจากกลมตวอยางมากกวา 2 กลมขนไป

2.ใชวเคราะหขอมลส าหรบการวจยทออกแบบซบซอนหรอมตวแประอสระมากกวา 1 ตวได

3. สามารถทดสอบไดวาตวแปรอสระสองตวหรอมากกวามปฏสมพนธ (interaction) กนหรอไมคอ

ขอตกลงเบองตน เนองจากการวเคราะหความแปรปรวนใช F เปนสถตทดสอบ โดยท F เปนอตราสวนระหวางความแปรปรวนระหวางกลม (Mean Square Between) กบความแปรปรวนภายในกลม Mean Square Within) การวเคราะหความแปรปรวนจงมขอตกลงเบองตนเกยวกบลกษณะขอมลทจะน ามาวเคราะหดงน

1. กลมตวอยางไดมาโดยสมจากประชากร (Random Sampling) และหากกลมตวอยางเลอกมาโดยการสมจากประชากรทมการกระจายเปนโคงปกต ในการคานวณคา F ความแปรปรวนระหวางกลม (Mean Square Between) และความแปรปรวนภายในกลม (Mean Square Within) จะเปนอสระจากกน

2. ขอมลทนามาวเคราะหจะตองไดมาจากประชากรทมความแปรปรวนเทากนทกกลม (Variance Homogeneity)

3. ความเปนปกต (Normality)ตวอยางแตละกลมสมมาจากประชากรทมการแจกแจกปกตหากจ าเปนตองแปลงขอมล (Transformation) ใหมการแจกแจงแบบโคงปกตกอนหรอเพมตวอยางใหมขนาดมากขน และใชกลมตวอยางทมขนาดเทาๆ กนในแตละกลมจะหลกเลยงการละเมดขอตกลงขอนได

4.ขอมลของตวแปรตามทน ามาวเคราะหตองอยในอนตรภาคหรออตราสวน สวนตวแปรอสระเปนตวแปรประเภทพหวภาค (Polychromous)

Page 24: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

14

สมมตฐาน

ในการวเคราะหความแปรปรวนนน สมมตฐานไรนยส าคญ (Null hypothesis ) จะก าหนดใหคาเฉลยของประชากรแตละกลม มคาเทากน สอบสมมตฐานทางเลอก (Alternative hypothesis ) ก าหนดใหวาจะมคาเฉลยอยางนอย 1 ค ทแตกตางกน เขยนเปนสมมตฐานทางสถตได

210

: H =…k

H 1: ม อยางนอย 1 คทแตกตางกน

( หรอ jiH :

1เมอ i j )

คาสถตทตองค านวณ สงส าคญในการวเคราะหความแปรปรวน คอการค านวณผลบวกของคะแนนเบยงเบนยกก าลงสอง ( The sum of square ) ซงเปนคาทจะน าไปหาคาความแปรปรวน 1. Total sum of squares ( SS

B )หาไดจาก

N

TX

ij

n

i

K

j

22

11

หรอ ssT =

2

11

jn

i

ij

K

j

XX

2. Between – groups sum of squares ( SSB)

K

j 1

(j

j

n

T 2

) - N

T 2

หรอ

K

j

jn1

(

XX j ) 2

3. Within – group sum of squares ( WSS )

K

j j

jn

i

ij

K

j n

TX

j

1

2

1

2

1

หรอ 2

11

jn

i

jij

K

j

XX

คา SS T หรอ SS B และ SS W เมอหารดวยคาองศาอสระ (df) ของแตละตวจะหมายถงความแปรปรวน (Mean of square : MS) โดยม df T = N – 1 , df B = K – 1 และ df W = N – K เมอ N คอจ านวนขอมลหรอกลมตวอยางทงหมดและ K คอจ านวนกลม การค านวณคาสถต F – test

ในการวเคราะหความแปรปรวนเพอเปรยบเทยบคาเฉลย 3 คาขนไปนนจะใช F – test ส าหรบการทดสอบซงในกรณการวเคราะหความแปรปรวนทางเดยวน คา F หาไดจากอตราสวนความแปรปรวนโดยหาจากความแปรปรวนระหวางกลม (SS

B) หารดวยความแปรปรวนภายใน

กลม (SS W ) ซงมคา df = K – 1 (degree of freedom for the numerator) และ df L = N – K (degree of freedom for the denominator) การหาคา F – test สามารถสรปเปนตารางไดดงตารางท 2.1 ดงน

Page 25: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

15

Source of variation

SS df MS F

Between groups Within groups

SSB

SS W

K – 1 N -K

SSB / K – 1

SS W /N - K MS

B/ MS w

Total SS B + SS W N – 1

ตารางท 2.1 ตารางสรปสตรการหาคา F – test ความหมายของสญลกษณ T i = ผลรวมของคะแนน n คาในแตละกลม

T = ผลรวมของคะแนนทงหมด n j = จ านวนขอมลในแตละกลม K = จ านวนกลม X ij = ขอมลตวท iในกลม j

jX = คาเฉลยของกลม j

X = คาเฉลยรวม

K

j 1

jn

i

ijX1

2 = ผลรวมของคะแนนแตละตวยกก าลงสองทก ๆคาในทกกลม

ตารางการแจกแจงความถแบบ F ตารางท 2.2 ตารางการแจกแจงความถแบบ F ทระดบนยยะส าคญท 0.1

ตารางท 2.2 ตารางการแจกแจงความถแบบ F (พองอ าไพ, 2016)

Page 26: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

16

2.5 งานวจยทเกยวของ

ประดษฐ เฟองฟ (2014) : ไดแสดงการรวบรวมการค านวณหาคาความตานทานของแทงกราวดรอดทใชในระบบของ กฟภ. เพอน าไปใชในการออกแบบระบบการตอลงดนไดอยางเหมาะสมถกตองตามมาตรฐาน เพอความปลอดภยและความมนคงของระบบสงจายและระบบปองกนฟาผา ส าหรบการน าสตรการค านวณไปใชงานเพอใหการหาคาความตานทานของแทงกราวดรอดมความถกตอง อนน าไปสการออกแบบการตอลงดนทเหมาะสมทางดานวศวกรรมและทางเศรษฐศาสตรโดยมความเหมาะสมในการตดต ง แตอาจพบปญหาในการใชงานเนองจากจ าเปนตองทราบคาพารามเตอรบางคา เชน ชนดของดน คาความตานทานจ าเพาะของดน และ อนๆ

FLUKE (2014) : ไดสรปวา ในระบบความตานทานระบบไฟฟาในดนนนการลงกราวดทไมเหมาะสมมสวนท าใหเกดการ หยดท างานโดยไมจ าเปน และยงเปนอนตรายและ เพมความเสยงทอปกรณจะขดของดวย อกหากไมมระบบกราวดทมประสทธภาพ เราอาจไดรบ ความเสยงทจะถกไฟฟาชอต อปกรณอาจมขอผดพลาด เกดปญหาความผดเพยนของฮารโมนก ปญหา ปจจยพลงงาน และปญหาทเกดแบบไมสม าเสมออกมากมาย ถากระแสทผดพลาดไมมเสนทางลงกราวดผานระบบกราวดทออกแบบและดแลเปนอยางด กระแสไฟฟาจะหาเสนทางไหลอนๆ ซงอาจรวมถงบคคลองคกร ซงในบทความนมขอแนะน าและหรอมาตรฐาน ส าหรบการลงกราวดเพอใหเกดความปลอดภย คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 3 (2553) : ไดระบถงขอก าหนดส าหรบการปองกนสงปลกสรางจากความเสยหาย ทางกายภาพจากฟาผาโดยใชระบบปองกนฟาผา และการปองกนการบาดเจบของสงมชวตเนองจากแรงดนสมผสและแรงดนชวงกาวในบรเวณใกลเคยงกบระบบปองกนฟาผา (อางองมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท1) มาตรฐานนครอบคลมถง

ก) การออกแบบ การตดตงการตรวจสอบและบ ารงรกษาระบบปองกนฟาผาของสงปลกสราง โดยไมจ ากดในเรองความสง

ข) ก าหนดมาตรการปองกนการบาดเจบของสงมชวตเนองจากแรงดนสมผสและ แรงดนชวงกาว

Page 27: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

17

ค) ชนของระบบปองกนฟาผา คณลกษณะของระบบปองกนฟาผาก าหนดโดยคณลกษณะของสงปลกสรางทจะปองกนและระดบปองกนฟาผาทพจารณา

คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 4 (2557) : ไดระบถงขอก าหนดส าหรบความจ าเปนในการก าหนดมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม เกดขนเนองจากระบบไฟฟาและอเลกทรอนกสทไดรบผลจากแมเหลกไฟฟาของฟาผามมลคาความเสยหายเพมขน โดยเฉพาะส าคญคอระบบอเลกทรอนกสทใชในการประมวลผลและเกบขอมล รวมถงกระบวนการควบคมความปลอดภยของเครองจกร ซงมราคา ขนาด และความซบซอนสง ซงหากเกดการหยดชะงกของระบบดงกลาวจะไมเปนทพงประสงคอยางยง ดวยเหตผลทางดานคาใชจาย มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมนใหขอมลส าหรบการออกแบบ การตดตง การตรวจสอบ การบ ารงรกษา และการทดสอบของระบบมาตรฐานปองกนอมพลสจากแมเหลกไฟฟาจากฟาผาส าหรบระบบไฟฟา และอเลกทรอนกสในสงลกสราง สามารถลดความเสยงทจะเกดความลมเหลวอยางถาวร เนองจากอมพลสแมเหลกไฟฟาจากฟาผา Earthing calculation (2560) ไดสรปวา ระบบสายดนในอาคาร มความส าคญมากเกยวของ

กบการปกปองผคนและอปกรณและการท างานทเหมาะสมทสดของระบบไฟฟา รวมถงการเชอม

ตดอปกรณของวตถน าไฟฟา (เชนอปกรณโลหะ, อาคาร, ทอ ฯลฯ ) ไปยงระบบสายดนปองกน

ส าหรบแรงดนไฟฟาชวคราวเชนฟาผา ไฟกระชาก และ ไฟเกน การเชอมตอทมประสทธภาพชวย

ปองกนการสะสมและคายประจไฟฟาสถต ซงอาจท าใหเกดประกายไฟไดเมอมพลงงานทเพยงพอ

ระบบสายดนมศกยภาพในการอางองส าหรบวงจรอเลกทรอนกสและชวยลดเสยงรบกวนทางไฟฟา

ส าหรบระบบอเลกทรอนกสเครองมอวดและการสอสาร การค านวณนเปนไปตามหลกปฏบตท

จดท าโดย IEEE Std 80 (2000), "

การค านวณการตอลงดนชวยในการออกแบบระบบสายดนทเหมาะสม เมอใช

ผลลพธของการค านวณในการหาคา

1. ก าหนดขนาดขนต าของตวน าสายดนทจ าเปนส าหรบตารางสายดนหลก

2 ตรวจสอบใหแนใจวาการออกแบบสายดนน นเหมาะสมเพอปองกนการเกด

อนตรายและโอกาสในการสมผส

Page 28: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

18

Klangfaifa (2016): ไดสรปถง ราคาสายไฟ สายไฟทองแดงเปลอย และสายไฟชนดตางๆ ในราคากลางทขายอยในทองตลาด เพอใชในการอางองและเปรยบเทยบราคาถงในขนาดสายทตางกน

พองอ าไพ (2016): : ไดแสดงการรวบรวมการวเคราะหความแปรปรวน คอ เทคนคการ

วเคราะหทใชเพอ ทดสอบสมมตฐานทมการเปรยบเทยบคาเฉลยทมากกวา 2 กลม ขนไป (ตวแปร

อสระเปนแบบจดกลม ตวแปรตามเปนตวแปรเชง ปรมาณ) การวเคราะหมทงในกรณทกลมเปน

อสระจากกน และ กลมมความสมพนธกน ในการทดสอบความแตกตางของคาเฉลยทมากกวาสอง

คาจงทดสอบดวยการวเคราะหความแปรปรวน ดวยสถต F –test

หลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน (2551) : ไดสรปปรากฏการณธรรมชาต ฟาแลบ ฟารอง ฟาผา (Thunder) เปนปรากฏการณธรรมชาตซงเกดจากสาเหตการเคลอนทของประจอเลกตรอนภายในกอนเมฆ หรอระหวางกอนเมฆกบกอนเมฆ หรอเกดขนระหวางกอนเมฆกบพนดน พนดนบางแหงมประจลบ ซงจะเหนยวน าใหเกดการเคลอนทของกระแสไฟฟา และสงผลอยางไรตอสงมชวตและสงปลกสรางตอไป

Page 29: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

บทท 3 วธด ำเนนกำรวจย

งานวจยนเปนการศกและเปรยบเทยบคาความตานทานของระบบสายดนในพนทหนงๆ วามผลตางมากนอยเพยงใดเมอไดท าการทดลองโดยใชสายไฟเปลอยทมขนาดแตกตางกน โดยไดท าการทดลองจ านวน 3 ครง ซงมขนตอนการท าวจยมดงน

3.1 ขนำดสำยไฟ

ผจดท าไดท าการศกษาโดยการเลอกขนาดสายไฟทองแดงเปลอย ซงใชเปนสงน าไฟฟาทใชฝงลงในดน ขนาดตางกน จ านวน 3 ขนาด มาใชท าการทดลองดงน สายไฟเปลอย ขนาด 50, 70 และ 95 มม2 เพอทจะไดเปรยบเทยบและหาคาความตานทานทแตกตางกน (Klangfaifa , 2016)

3.1.1 สำยไฟเปลอยขนำดทแตกตำงกน

รปท 3.1 สายไฟเปลอยขนาดตางๆ (Klangfaifa , 2016)

Page 30: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

20

3.2 ควำมตำนทำนจ ำเพำะของดน (Soil resistivity)

3.2.1 กำรหำคำควำมตำนทำนจ ำเพำะของดน ผจดท าไดท าการวดและประเมนคาความตานทานจ าเพาะของดน (Soil resistivity) (ρ)

โดยใชเครองทดสอบหาคาความตานทานจ าเพาะของดนเพอทจะไดน าไปใชในการหาคาความตานทานของดนตอไป ดงแสดงในรปท 3.2

รปท 3.2 รปแบบการวดการหาคาความตานทานจ าเพาะของดน (FLUKE, 2014)

3.2.2 บรเวณทใชท ำกำรทดสอบ ลกษณะดนทผใชท าการทดสอบเปนดนรวนและดนทราย ซงผจดท าไดท าการปกแทง

อเลกโทรดทดสอบ เพอท าการวดคาหาความตานทานจ าเพาะของดน ดงแสดงในรปท 3.3

รปท 3.3 การทดสอบหาคาความตานทานจ าเพาะของดน

Page 31: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

21

3.2.3 คำทไดจำกกำรวดคำควำมจ ำเพำะของดน เมอไดท ำกำรทดลองแลวท ำใหทรำบวำ คำควำมตำนทำนจ ำเพำะของดนทไดท ำกำรทดลองอยในชวงระหวำง 92.5 – 100 โอหมเมตร ซงอยในลกษณะของดน ทเปนดนทรำยและผจดท ำจงไดน ำคำดนทไดดงกลำว มำใชในกำรหำคำควำมตำนทำนในสตรตำงๆ และควำมตำนทำนรวมตอไป ดงแสดงในรปท 3.4

รปท 3.4 คาทไดจากการทดสอบหาคาความตานทานจ าเพาะของดน

ตารางท 3.1 แสดงการหาคาความจ าเพาะของดนในลกษณะตางๆ

ตำรำงท 3.1 คาความจ าเพาะของดนในลกษณะตางๆ

Page 32: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

22

3.3 พนทท ำกำรทดลอง

3.3.1 กำรตดตงแทงและสำยกรำวด ผจดท าไดสมมตพนทขนมาพนทหนงๆขน เพอทจะท าเปนจดอางองทจะใชในการหาคาความตานทานของระบบสายดนในพนทนนๆ ซงผจดท าไดก าหนดพนทขนมาขนาด กวาง 3 เมตร และ ยาว 6 เมตร รวมเปนพนท 18 เมตร ดงแสดงในรปท 3.5

รปท 3.5 รปแบบลกษณะการตดตงเพอหาคาความตานทานทออกแบบ

รปท 3.6 รปแบบลกษณะการตดตงเพอหาคาความตานทานทหนางานจรง

รปท 3.6 รปแบบลกษณะการตดตงเพอหาคาความตานทานทหนางานจรง

Page 33: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

23

3.4 กำรทดลอง

3.4.1 กำรตดตงแทงและสำยกรำวด ผจดท ำไดท ำกำรปกกรำวดแทงลงไป มควำมยำว 3 เมตร จ ำนวน 6 เสน โดยรอบพนท และไดเชอมตอเขำกบสำยทองแดงเปลอยทไดเตรยมไว โดยไดเรมจำกกำรใชสำยไฟเปลอยขนำดตำงๆ ดงทกลำวไปแลวในขำงตน มำใชในกำรทดลองหำคำควำมตำนทำนของระบบ แลวจงสบเปลยนไปใชสำยไฟขนำดทตำงกน โดยเรมจำกกำรใชสำยขนำดเบอร 50, 70 และ 95 มม2 ตำมล ำดบ ซงผจดท ำไดท ำกำรทดลองจ ำนวน 3 ครง เพอหำคำเฉลยดงแสดงในรปท 3.7 และ 3.8 รปแบบลกษณะการตดตงเพอหาคาความตานทานของสายแตละขนาดทหนางานจรง

รปท 3.7 รปแบบลกษณะการตดตงเพอหาคาความตานทานของสายแตละขนาดทหนางานจรง

Page 34: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

24

3.4.2 กำรวดคำควำมตำนทำนของระบบดน

รปท 3.8 รปแบบลกษณะการตดตงเพอหาคาความตานทานของสายแตละขนาดทหนางานจรง เมอผจดท าไดท าการตดตงแทงและสายกราวดเรยบรอยแลว ผจดท าไดท าการใชเครองวด

คาความตานทานเพอหาคาความตานทาน โดยเครองทดสอบจะสรางกระแสไฟฟาทรคาระหวาง หลกภายนอก(C2) และขวไฟฟากราวดใน(C1) ขณะทการลดลงของศกยจะถกวดคาระหวางหลก กราวดภายใน(P2) และขวไฟฟากราวด(C1) เมอใชกฎของโอหม (V = IR) เครองมอทดสอบจะค านวณความตานทานของขวไฟฟากราวดออกมา (FLUKE, 2014) ดงแสดงในรปท 3.9

รปท 3.9 รปแบบลกษณะการตดตงเพอหาคาความตานทานของระบบทดสอบ (FLUKE, 2014)

Page 35: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

25

3.5 สตรการค านวณ ผจดท าไดท าการค านวนหาคาความตานทานในระบบรวมของสายนนๆ โดยการใชสตรของ Schwarz's Equation (IEEE 80-2013) (OPEN ELECTRICAL, 2017)

3.5.1 Ground Resistance of Ground Rod (Rrod)

สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานของแทงกราวดซงในการทดลองของผจดท าไดใชแทงกราวด ทความยาว 3 เมตร จ านวน 6 เสน

3.5.2 Ground Resistance of Grid Only (Rg)

สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานของกราวดกรดพนททใชในการทดลอง โดยงานวจยนไดใชพนทขนาด 18 ตารางเมตร

3.5.3 Mutual ground (Rm) สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานระหวางแทงกราวด และพนททใชในการทดลอง จากบทความขางตน

3.5.4 Total Ground Resistance (RT)

(3.1)

(3.2)

(3.3)

Page 36: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

26

สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานรวมระหวางสตรตางๆ ของคาความตานทานขางตน ในสตรนจะเปนการสรปหาคาความตานทานของระบบ

3.5.5 คำพำรำมเตอรตำงๆ ทใชในกำรค ำนวณ

ρ = Soil resistivity (Ώ-m) LT = Total length of grid's wire (m) A = Area (m3) h = Grid burial depth (m) k1 = Coefficients of Schwarz's formula k2 = Coefficients of Schwarz's formula x = Length to Width Ratio dg = Diameter of grid's conductor (m) n = Number of rod (ea) Lr = Length of each rod (m) d = Diameter of each rod (m)

(3.4)

Page 37: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

27

3.6 การค านวณ ผจดท าไดท าการน าคาของความตานทานทไดจากการวด ของขนาดสายตางๆ มาเพอค านวนหาคาความตานทานในระบบรวมของสายนนๆ โดยการใชสตรของ Schwarz's Equation (IEEE 80-2013) ดงทกลาวไปแลวเรมตน ดงน 3.6.1 กำรค ำนวณควำมตำนทำนรวมของขนำดเบอรสำย 50

3.6.1.1 Ground Resistance of Ground Rod (Rrod)

สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานของแทงกราวด ซงในการทดลองของผจดท าไดใชแทงกราวดทความยาว 3 เมตร จ านวน 6 เสน

𝑅𝑅𝑅𝑅

( )( )( )( (

( )

)

( )( )

√ (√

))

𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅

3.6.1.2 Ground Resistance of Grid Only (Rg)

สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานของกราวดกรดพนททใชในการทดลอง โดยงานวจยนไดใชพนทขนาด 18 ตารางเมตร

𝑅𝑅

( )( )( (

( )

√( )( ))

( )( )

√ )

𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅

Page 38: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

28

3.6.1.3 Mutual ground (Rm) สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานระหวางแทงกราวด และพนททใชในการทดลอง จากบทความขางตน

𝑅𝑅

( )( )( (

( )

√ )

( )( )

√ )

𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅

3.6.1.4 Total Ground Resistance (RT)

สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานรวมระหวางสตรตางๆ ของคาความตานทานขางตน ในสตรนจะเปนการสรปหาคาความตานทานของระบบ

𝑅𝑅 ( )( )

( ) ( ) ( )

𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅

Page 39: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

29

3.6.1.5 คำพำรำมเตอรตำงๆทใชในกำรค ำนวณ ρ = Soil resistivity (Ώ-m) = 100 (Ώ-m)

LT = Total length of grid's wire (m) = 21 m. A = Area (m3) = 18 m. h = Grid burial depth (m) = 0.5 m. k1 = Coefficients of Schwarz's formula = 1.37 k2 = Coefficients of Schwarz's formula = 5.65 dg = Diameter of grid's conductor (m) = 0.008 m. (wire size 50 mm.) n = Number of rod (ea) = 6 Lr = Length of each rod (m) = 3 m. d = Diameter of each rod (m) = 0.0142 m.

เมอผจดท าไดท าการทดลองและแทนคาพารามเตอรตางๆลงในสตรสามารถสรปคาการ

ค านวณของสายขนาด 50 ดงแสดงในตารางท 3.2

ตารางท 3.2 แสดงคาพารามเตอรความตานทานตางๆของการค านวณของสายขนาด 50

3.6.2 กำรค ำนวณควำมตำนทำนรวมของขนำดเบอรสำย 70 3.6.2.1 Ground Resistance of Ground Rod (Rrod)

สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานของแทงกราวดซงในการทดลองของผจดท าไดใชแทงกราวดทความยาว 3 เมตร จ านวน 6 เสน

SIZE (mm2) 50

Rrod 8.67

Rg 11.57

Rm 7.23

Rt 8.32

Page 40: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

30

𝑅𝑅𝑅𝑅

( )( )( )( (

( )

)

( )( )

√ (√

))

𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅

3.6.2.2 Ground Resistance of Grid Only (Rg)

สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานของกราวดกรดพนททใชในการทดลอง โดยงานวจยนไดใชพนทขนาด 18 ตารางเมตร

𝑅𝑅

( )( )( (

( )

√( )( ))

( )( )

√ )

𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅

3.6.2.3 Mutual ground (Rm) สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานระหวางแทงกราวด และพนททใชในการทดลอง จากบทความขางตน

𝑅𝑅

( )( )( (

( )

√ )

( )( )

√ )

𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅

Page 41: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

31

3.6.2.4 Total Ground Resistance (RT) สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานรวมระหวางสตรตางๆ ของคาความตานทานขางตน ในสตรนจะเปนการสรปหาคาความตานทานของระบบ

𝑅𝑅 ( )( )

( ) ( ) ( )

𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅

3.6.2.5 คำพำรำมเตอรตำงๆทใชในกำรค ำนวณ ρ = Soil resistivity (Ώ-m) = 100 (Ώ-m)

LT = Total length of grid's wire (m) = 21 m. A = Area (m3) = 18 m. h = Grid burial depth (m) = 0.5 m. k1 = Coefficients of Schwarz's formula = 1.37 k2 = Coefficients of Schwarz's formula = 5.65 dg = Diameter of grid's conductor (m) = 0.0095 m. (wire size 70 mm.) n = Number of rod (ea) = 6 Lr = Length of each rod (m) = 3 m. d = Diameter of each rod (m) = 0.0142 m.

Page 42: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

32

เมอผจดท าไดท าการทดลองและแทนคาพารามเตอรตางๆลงในสตรสามารถสรปคาการค านวณของสายขนาด 70 ดงแสดงในตารางท 3.3

ตารางท 3.3 แสดงคาพารามเตอรความตานทานตางๆของการค านวณของสายขนาด 70

3.6.3 กำรค ำนวณควำมตำนทำนรวมของขนำดเบอรสำย 95

3.6.3.1 Ground Resistance of Ground Rod (Rrod)

สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานของแทงกราวดซงในการทดลองของผจดท าไดใชแทงกราวดทความยาว 3 เมตร จ านวน 6 เสน

𝑅𝑅𝑅𝑅

( )( )( )( (

( )

)

( )( )

√ (√

))

𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅

3.6.3.2 Ground Resistance of Grid Only (Rg)

สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานของกราวดกรดพนททใชในการทดลอง โดยงานวจยนไดใชพนทขนาด 18 ตารางเมตร

SIZE (mm2) 70

Rrod 8.67

Rg 11.44

Rm 7.23

Rt 8.30

Page 43: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

33

𝑅𝑅

( )( )( (

( )

√( )( ))

( )( )

√ )

𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅

3.6.3.3 Mutual ground (Rm) สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานระหวางแทงกราวด และพนททใชในการทดลอง จากบทความขางตน

𝑅𝑚

( )( )( (

( )

√ )

( )( )

√ )

𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅

3.6.3.4 Total Ground Resistance (RT)

สตรทใชในการค านวณหาคาความตานทานรวมระหวางสตรตางๆ ของคาความตานทานขางตน ในสตรนจะเปนการสรปหาคาความตานทานของระบบ

𝑅𝑅 ( )( )

( ) ( ) ( )

𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅

Page 44: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

34

3.6.3.5 คำพำรำมเตอรตำงๆทใชในกำรค ำนวณ ρ = Soil resistivity (Ώ-m) = 100 (Ώ-m)

LT = Total length of grid's wire (m) = 21 m. A = Area (m3) = 18 m. h = Grid burial depth (m) = 0.5 m. k1 = Coefficients of Schwarz's formula = 1.37 k2 = Coefficients of Schwarz's formula = 5.65 dg = Diameter of grid's conductor (m) = 0.011 m. (wire size 95 mm.) n = Number of rod (ea) = 6 Lr = Length of each rod (m) = 3 m. d = Diameter of each rod (m) = 0.0142 m.

เมอผจดท าไดท าการทดลองและแทนคาพารามเตอรตางๆลงในสตร สามารถสรปคาการ

ค านวณของสายขนาด 95 ดงแสดงในตารางท 3.4

ตารางท 3.4 แสดงคาพารามเตอรความตานทานตางๆของการค านวณของสายขนาด 95

SIZE (mm2) 95

Rrod 8.67

Rg 11.33

Rm 7.23

Rt 8.28

Page 45: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

บทท 4 ผลการด าเนนการวจย

ในบทนเปนการน าเสนอผลศกษาและเปรยบเทยบคาความแตกตางของคาความตานทานในขนาดของสายทตางกน เพอเปนแนวทางในการแกไขและลดคาใชจายในการตดตงระบบไฟฟาสายใตดนตอไป โดยมวธการด าเนนการศกษาตามขนตอนดงตอไปน

1. ผศกษาท าการทดลองใชสายขนาดเบอร 50, 70 และ 95 ตามล าดบ เพอหาคาความตานทาน

2. ผศกษาท าการทดลองซ าเปนจ านวน 3 ครง เพอท าการทดลองหาคาเฉลย 3. ผศกษาท าการเปรยบเทยบคาความตานทานของคาเฉลยจากการทดลองทง 3 ครงโดย

วธการ ANOVA 4. ผศกษาไดท าการเทยบและประมาณคาใชจายคาวสดในการตดตงของอาคารๆ หนง

4.1 ผลการทดลอง

จากการน าคาพารามเตอรตางๆ มาแทนลงในสตรการหาคาความตานทานในแตละสตรเพอหาคาความตานทานรวม Rt จ านวนทงสน 3 ครง เพอทจะท าการหาคาเฉลยไดคาดงตารางตอไปน

4.1.1 การทดลองครงท 1 และผลการทดลอง ผทดลองไดท าการทดลอง โดยเรมจากขนาดสาย 50, 70 และ 95 เพอหาคาองคประกอบ

ของความตานทานตางๆ เพอน าไปหาความตานทานรวม ไดคาดงน สายขนาด 50, 70 และ 95 มคาความตานทานรวมเทากบ 8.32, 8.30 และ 8.28 ตามล าดบ ดงแสดงในตารางท 4.1

Page 46: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

36

ตารางท 4.1 แสดงผลการค านวณหาคาความตานทานของสายแตละขนาดในครงท 1

4.1.2 การทดลองครงท 2 และผลการทดลอง

ผทดลองไดท าการทดลองในครงท 2 ในพนทใกลเคยง โดยเรมจากขนาดสาย 50, 70 และ 95 เพอหาคาองคประกอบของความตานทานตางๆ เพอน าไปหาความตานทานรวม ไดคาดงน สายขนาด 50, 70 และ 95 มคาความตานทานรวมเทากบ 9.93, 9.92 และ 9.91 ตามล าดบ ดงแสดงในตารางท 4.2

ตารางท 4.2 แสดงผลการค านวณหาคาความตานทานของสายแตละขนาดในครงท 2

4.1.3 การทดลองครงท 3 และผลการทดลอง

ผทดลองไดท าการทดลองในครงท 3 ในพนทใกลเคยง โดยเรมจากขนาดสาย 50, 70 และ 95 เพอหาคาองคประกอบของความตานทานตางๆ เพอน าไปหาความตานทานรวม ไดคาดงน สาย

SIZE (mm2) 50 70 95

Rrod 8.67 8.67 8.67

Rg 11.57 11.44 11.33

Rm 7.23 7.23 7.23

Rt 8.32 8.30 8.28

SIZE (mm2) 50 70 95

Rrod 10.55 10.55 10.55

Rg 12.25 12.14 12.08

Rm 8.74 8.74 8.74

Rt 9.93 9.92 9.91

Page 47: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

37

ขนาด 50, 70 และ 95 มคาความตานทานรวมเทากบ 9.78, 9.76 และ 9.74 ตามล าดบ ดงแสดงในตารางท 4.3

ตารางท 4.3 แสดงผลการค านวณหาคาความตานทานของสายแตละขนาดในครงท 3

4.1.4 คาเฉลยจากการทดลองทง 3 ครง

ผจดท าไดการทดลองเปนจ านวน 3 ครง พรอมทงไดหาคาเฉลยและผลตางออกมาเพอเปรยบเทยบคาความแตกตางของความตานทานดงแสดงในตารางท 4.4

ตารางท 4.4 แสดงผลการค านวณหาคาเฉลยและผลตางความตานทานของสายแตละขนาด

SIZE (mm2) 50 70 95

Rrod 10.48 10.48 10.48

Rg 12.75 12.62 12.49

Rm 8.33 8.33 8.33

Rt 9.78 9.76 9.74

SIZE (mm2) 50 70 95

Rt1 8.32 8.30 8.28

Rt2 9.93 9.92 9.91

Rt3 9.78 9.76 9.74

Rt(average) 9.34 9.32 9.31

Difference 0.21% 0.17% 0.00%

Page 48: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

38

4.2 การเปรยบเทยบโดยวธการ ANOVA

ผจ ดท าไดท าการเปรยบเทยบผลตางของคาความตานวาสงผลมากนอยเพยงใดและม

นยส าคญหรอไม โดยใชเทคนคการวเคราะหความแปรปรวนและมตวแปรทางเดยวคอขนาดสายทตางกน

4.2.1 ขนตอนการทดสอบ 1. สมมตฐานทางสถต

210

: H = 3 =

4

:1H ม 𝜇 อยางนอย 1 ค แตกตางกน

2. ก าหนดนยส าคญทางสถตท 𝜇 3. ก าหนดใหตวแปร คอขนาดสายทตางกน 4. ค านวณคา F มขนตอนการค านวณดงน

ตารางท 4.5 แสดงเปรยบเทยบผลการค านวณหาคาเฉลยและผลตางความตานทานของสายแตละขนาด ตารางท 4.5 แสดงเปรยบเทยบผลการค านวณหาคาเฉลยและผลตางความตานทานของสายแตละขนาด

1) ค านวณหาคา SSB

หา 𝜇𝜇 ; 𝜇 = 8.32+9.93+9.78 = 28.03 𝜇 = 8.30+9.92+9.76 = 27.98 𝜇 = 8.28+9.91+9.74= 27.93

SIZE (mm2) 50 70 95

Rt1 8.32 8.30 8.28

Rt2 9.93 9.92 9.91

Rt3 9.78 9.76 9.74 𝜇𝜇 3 3 3

Page 49: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

39

หา 𝜇 𝜇𝜇𝜇

;

𝜇

𝜇 = ( )

= 261.8936

𝜇

𝜇 = (

)

= 260.9601

𝜇

𝜇 = ( )

= 260.0283

หา T = 28.03+27.98+27.93 = 83.94 หา N = 3+3+3 = 9

หา 𝜇

𝜇 = ( )

= 782.8804

จาก SSB= ∑ (𝜇 𝜇𝜇𝜇)𝜇

𝜇 𝜇

𝜇 จะได

= [261.8936+260.9601+260.0283] – 782.8804 = 782.8847-782.8804 = 0.0043

2) ค านวณหาคา SSW

หา ∑ 𝜇𝜇𝜇 𝜇𝜇

𝜇 แตละกลม กลมท 1 กลมท 2 กลมท 3

หา

K

j 1

∑ 𝜇𝜇𝜇 𝜇𝜇

𝜇 = 263.47+262.55+261.63

= 787.65

จาก SSw =

K

j 1

∑ 𝜇𝜇𝜇 𝜇𝜇

𝜇 - ∑ 𝜇𝜇 (

𝜇𝜇

𝜇𝜇) จะได

= 787.65-782.8804 = 4.77 𝜇𝜇𝜇 จาก 𝜇𝜇𝜇 = SS𝜇 + SS𝜇 จะได 𝜇𝜇𝜇 = 0.0043+4.77 = 4.7743

Page 50: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

40

MSB จาก SSB / K – 1 = 0.0043/(3-1) = 0.0021

MSW จาก SS W /N – K = 4.77/(9-3) = 0.7950 คา F จาก MSB/MSW = 0.0021/0.7950 = 0.0026

แทนคาตาง ๆ ลงในตารางเพอหาคา F ดงแสดงในตารางท 4.6

Source of variation

SS df MS F F(Crit)

Between groups Within groups

0.0043 4.77

2 6

0.0021 0.7950

0.0026 5.1432

Total 3.0130 8

ตารางท 4.6 ตารางสรปผลลพธการหาคา F – test

รปท 4.1 แสดงระดบคาวกฤตของการทดสอบ F – test

รปท 4.1 ระดบคาวกฤตของการทดสอบ F – test

4. น าคา F ทไดจากการค านวณ F = 0.0026 ไปเทยบกบคาวกฤตซงดจากตารางคาวกฤตของ F 5.143 พบวา Fค านวณ < Fวกฤตท 𝜇 จงยอมรบ 𝜇 และปฏเสธ 𝜇 5. ผลจากการทดสอบสรปไดวา การทดลองโดยการใชขนาดสายทแตกตางกน ไมมผลแตกตางกน อยางมนยส าคญทางสถตทระดบ 0.05

F =0.0026

Page 51: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

41

ตารางท 4.7 ตารางแสดงการแจกแจงความถแบบ F ทระดบนยส าคญเทากบ 0.05

ตารางท 4.7 ตารางการแจกแจงความถแบบ F ทระดบนยส าคญเทากบ 0.05

4.3 การประมาณการคาใชจายของวสดในการตดตงระบบลอฟาในอาคาร

ผจดท าไดท าการประมาณการคาใชจายของวสดในการตดตงระบบลอฟาในอาคาร โดยได

ออกแบบและยกตวอยางในการตดต งในอาคารหนงๆขนมาเพอใชเปรยบเทยบการประมาณคาใชจายในขนาดสายทตางกน

4.3.1 รปแบบอาคาร อาคารทใชเปนอาคารพาณชยทใชเปนส านกงานทวไปม 4 ชน โดยอาคารมพนทขนาด 120

ตารางเมตร และมความสง 18 เมตร ซงในการตดต งระบบลอฟาของอาคารนเปนในรปแบบลกษณะผสม คอ วธมมปองกนและวธมมตาขายดงภาพ ซงราคาของวสดไดมาจากราคาซอขายในทองตลาดทวไป ดงแสดงในรปท 4.2 แสดงลกษณะอาคารและการตดตงระบบลอฟา

Page 52: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

42

รปท 4.2 ลกษณะอาคารและการตดตงระบบลอฟา

4.3.2 วสดทใชในการตดตง วสดหลกทใชในการตดตงระบบลอฟาหลกๆ ไดแก สายไฟฟาเปลอย แทงกราวด แทงลอ

ฟา และเทปตวน าลอฟา 1.แทงตวน าลอฟา ผจดท าไดเลอกแทงตวน าลอฟาชนดทองแดง มขนาดความยาว 1 เมตร ม

ความหนา 5/8 นว มราคาแทงละ 1,835 บาท (Klangfaifa, 2016)

รปท 4.3 ลกษณะแทงตวน าลอฟา (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 4, 2557)

Page 53: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

43

2.เทปตวน ากระแสไฟฟา ผจดท าไดเลอกเทปตวน ากระแสไฟฟามขนาด มขนาด 25x3

มลลเมตร มราคาเมตรละ 550 บาท (Klangfaifa, 2016)

รปท 4.4 เทปตวน ากระแสไฟฟา (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 4, 2557)

3.สายไฟเปลอย ผจดท าไดเลอกสายไฟเปลอยท าหนาทเปนตวน ากระแสไฟฟาในดนม

ขนาด มขนาด 95 ตารางมลลเมตร มราคาเมตรละ 450 บาท และขนาด 50 ตารางมลลเมตร มราคาเมตรละ 229 บาท (Klangfaifa, 2016)

รปท 4.5 สายตวน ากระแสไฟฟาในดน (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 4, 2557)

Page 54: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

44

4.3.4 การค านวณหาคาใชจายของวสดในการตดตง

รปท 4.6 ลกษณะอาคารและการตดตงระบบลอฟาทใชค านวณ

1. แทงตวน าลอฟา ในการออกแบบของอาคารแหงนมจ านวนแทงตวน าลอฟาทงหมด 12

แทง มราคาแทงละ 1,835 บาท รวมเปนเทากบ 22,020 บาท 2. เทปตวน ากระแสไฟฟา ในการออกแบบของอาคารแหงนมจ านวนความยาวของเทป

ตวน าลอฟาทงหมด 84 เมตร มราคาเมตรละ 550 บาท รวมเปนเทากบ 46,200 บาท 3. แทงกราวดใตดน ในการออกแบบของอาคารแหงนมจ านวนแทงกราวดตวน าในดน

ทงหมด 30 แทง มราคาแทงละ 2,450 บาท รวมเปนเทากบ 73,500 บาท 4. สายไฟเปลอย ในการออกแบบของอาคารแหงนในการค านวณหาความยาวของสายไฟ

เปลอยถกแบงออกเปน 2 สวน 1. สายไฟเปลอยทอยในอาคารเปนตวน ากระแสไฟฟาจากหลงคาสระบบกราวดใตดน มจ านวนรวมกนทงหมด 250 เมตร

2. สายไฟเปลอยทอยระบบกราวดใตดนรวมถงกราวดลปรอบ ๆอาคารมจ านวน รวมกนทงหมด 120 เมตร

Page 55: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

45

3. สายไฟรวมจากสองสวนทงหมด คอ 270 เมตร และมราคาเมตรละ 450 บาท ของ สายไฟเบอร 95 ซงรวมเปนเงนทงสน 121,500 บาท 4. สายไฟรวมจากสองสวนทงหมด คอ 270 เมตร และมราคาเมตรละ 229 บาท ของ สายไฟเบอร 50 ซงรวมเปนเงนทงสน 61,830 บาท 5. คาใชจายของวสดทงหมด เมอรวมคาใชจายของวสดในการตดตงระบบลอฟาของ อาคารแหงนของสายขนาด 95 เทากบ 46,200 + 73,500 + 121,500 = 241,200 บาท หมายเหต : คาใชจายดงกลาว ไมไดรวมคาแรงกบคาอปกรณเบดเตลดตางๆ 6. การเปรยบเทยบคาใชจายเมอเปลยนจากสายขนาดเบอร 95 เปนเบอร 50 เมอท าการ เปลยนขนาดสายจะไดคาใชจายรวมเทากบ 46,200 + 73,500 + 61,830 = 181,530 บาท

7. ผลตางของราคาของการเปลยนขนาดสาย จากขนาดสาย 95 เปน 50 เทากบ 59,670 บาท 4.3.5 สรปผลการทดลอง เมอท าการเปรยบเทยบคาใชจายของการตดตงระบบกราวดและลอฟาของอาคารนเมอเปลยนจากสายขนาดเบอร 95 เปนเบอร 50 เมอท าการเปลยนขนาดสายจะไดคาใชจายรวมเทากบ 181,530 บาท ซงเมอเปรยบเทยบกบคาใชจายเดมของวสดของสายขนาดเบอร 95 ซงเทากบ 241,200 บาท เปรยบเทยบเปนผลตางของราคาเทากบ 59,670 บาท และคดเปนรอยละของราคาทลดลงเทากบ 24.7 หมายเหต : ทงนจ าเปนตองมการวดคาและค านวณจากพนทหนางานจรง หากคาความตานทานทวดไดมคาสงและยงไมไดตามคาทไดรบการออกแบบไว อาจจ าเปนตองเพมขนาดสาย หรอตอจ านวนลปสายกราวดเพอลดคาความตานทานรวมลง ซงอาจสงผลใหคาใชจายวสดมคาเพมขนได

Page 56: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

46

4.4 ผลการวจยและอภปราย

จากตารางท 1, 2, และ 3 ท าใหสามารถสรปไดวาคาความตานทานของสายแตละขนาดท Rrod และ Rm มคาเทากนในทกขนาดสาย แตทคา Rg มคาตางกน เนองจากตวแปรคอความตางของขนาดสายซงอยในสตรในการค านวณในการหาคาของ Rg จงสงผลใหคาดงกลาวมความแตกตางกน ในการทดลองนผจดท าไดท าการทดลองจ านวน 3 ครง ซงผลการทดลองครงท 1 ไดคาความตานทานรวม(Rt) ดงน สายขนาด 50, 70 และ 95 มม

2 เทากบ 8.32, 8.30 และ 8.28 โอหม ในการทดลองครงท 2 ไดคาความตานทานรวม เทากบ 9.93, 9.92 และ 9.91 โอหม และในการทดลองครงท 3 ไดคาความตานทานรวม เทากบ 9.78, 9.76 และ 9.74โอหม และผจดท าไดน าคาความตานทานรวมทง 3 ครง เพอหาคาเฉลยของความตานทานรวมในการทดลอง ของสายขนาด 50, 70 และ 95 มม2 ไดเทากบ 9.34, 9.32และ 9.31 ตามล าดบ เพอหาคาความแตกตาง เมอเปรยบเทยบกบสายขนาดเบอร 95 เมอเทยบกบขนาดสายเบอร 70 มความแตกตางรอยละ 0.17 และเมอเทยบกบขนาดสายเบอร 50 มความแตกตางรอยละ 0.21 และหลงจากทไดใชวธการ ANOVA ในการค านวณ ท าใหทราบวาคา F ทไดจากการค านวณเทากบ 0.0026 มคาต ากวาคาวกฤตท 5.14 ไมอยในชวงคาวกฤตจงสามารถสรปไดวาในการทดลองน ความแตกตางของขนาดสายไมไดสงผลตอความตานทานอยางมนยส าคญ

และเมอเปรยบเทยบคาใชจายรวมของคาวสดในการตดตงระบบกราวดลอฟา โดยการออกแบบอาคารหนงขนมาเพอใชในการเปรยบเทยบคาใชจาย ท าใหสามารถสรปไดวา ทการเลอกใชงานการตดตงระบบลอฟาและเลอกใชสายไฟเปลอยขนาดเบอร 95 มคาใชจายวสดทงหมด 241,200 บาท และเมอท าการเปลยนเปนขนาดสายเบอร 50 มคาใชจายวสดทงหมด 181,530 บาท เปรยบเทยบเปนผลตางของราคา 59,670 บาท และคดเปนรอยละของราคาทลดลงเทากบ 24.7

Page 57: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

บทท 5 สรปผล อภปรายผล และขอเสนอแนะ

จากการรวบรวมขอมลทงหมดหลงจากทไดท าการศกษา วเคราะห และเปรยบเทยบ คาความตานทานของระบบความตานทานในดน ของขนาดสายทตางกนไดผลสรปออกมาดงตอไปน

1. สรปผลผลการวจย 2. ปญหาและอปสรรค 3. ขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการศกษา จากการศกษาและการวดผลการด าเนนงานของการวดคาความตานทานรวมของแตละ

ขนาดของสายไฟฟา สามารถสรปวา คาความแตกตางเมอเปรยบเทยบสายขนาดเบอร 95 เมอเทยบกบขนาดสายเบอร 70 มความแตกตางรอยละ 0.17 และเมอเทยบกบขนาดสายเบอร 50 มความแตกตางรอยละ 0.21 และหลงจากทไดใชวธการ ANOVA ในการเปรยบเทยบความตานทานจากสายทง 3 ขนาด พบวาไมมความแตกตางกนอยางมนยส าคญ ซงเมอท าการเปรยบเทยบสายตวน าในดนขนาดต าสดทเบอร 50 ทสมาคมวศวกรรมสถานแหงประเทศไทยสามารถยอมรบใหใชงานได น ามาใชในการท าระบบความตานทานรวมของอาคารหรอสถานทตางๆ สามารถท าใหประหยดคาใชจายของวสดใหลดลงทรอยละ 49 ไดอกดวย (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 3, 2553)

แนวทางการลดความผดพลาด จดใหมการออกส ารวจสภาพดนพนททท าการตดตง กอนท

จะท าการตดตงระบบความตานทานดน และวางแนวทางการแกไขการท างานรวมกนของหนวยงานออกแบบ และหนางาน และน าผลจากการด าเนนการประชม มาสรปท าความเขาใจและลงมอปฏบตเพอใหเกดประสทธภาพ และการประหยดคาใชจาย สามารถสรปผลการด าเนนงานไดดงน

1. ท าใหสามารถวเคราะหและรบรสาเหตปจจยทสงผลใหคาความตานทานรวม มความ

แตกตางกน 2. ท าใหสามารถวเคราะหถงการหาแนวทางในการพฒนาระบบความตานทานในระบบ

ไฟฟาตอไป 3. ท าใหสามารถวเคราะหถงการหาแนวทางในการลดคาใชจายในการตดตงระบบความ

ตานทานในดน

Page 58: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

48

5.2 ปญหาและอปสรรค

จากการศกษาพบปญหาและอปสรรคดงน

1. ในแตละสภาพพนทการทดลอง ในการทดลองหาคาความตานทานจ าเพาะของดน เปนปจจยรองทสงผลตอคาความตานทานรวมของระบบ

2. ในบางพนท ทสภาพดนสงผลใหคาความตานทานไมไดตามทตองการ จ าเปนตองหาวธเพอเพมประสทธภาพเพอใหไดคาความตานทานทตองการ ซงอาจสงผลใหเสยคาใชจายเพมเตม

3. ขนาดของสายไฟเปลอยและแทงกราวดตวน าเปนปจจยหลกในการสงผลตอคาความตานทานของระบบดน

5.3 ขอเสนอแนะ

ในการตดตงระบบความตานทานดน สภาพพนดนทท าการตดตงเปนปจจยส าคญในการหาคาความตานทานของระบบกราวดนนๆ ผท าการตดต งตองท าการส ารวจพนทหนาดนนนๆวาเหมาะสมหรอไม เพอทจะท าการตดตงระบบกราวดและใหไดคาความตานทานทตองการ ทงนเพอเปนการประหยดคาใชจายใหไดมากทสด เพอไมใหเปนการใชวสดทเกนความจ าเปน ในปจจบนในการตดตงระบบสายกราวด คาความตานทานรวมทยอมรบไดโดยวศวกรรมสถาณแหงประเทศไทยตองไมเกนกวา 5 โอหม จงจะมความเสถยรภาพของการใชงาน ซงเมอท าการตดตงแลวหากคาทไดยงสงกวา ผท าการตดต งจ าเปนตองเพมการตดต งระบบกราวดในระบบ จงจะท าใหคาความตานทานทไดต าลงอก (คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 3, 2553) ทงนงานวจยนจดท าขนเพอเปรยบเทยบความแตกตางของขนาดสายเทานน การเลอกใชขนาดสายตวน านน ยงขนอยกบปจจยอนๆ อกดวย

Page 59: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

49

บรรณานกรม

คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 3. (2553). มาตรฐานการปองกนฟาผาภาค

ท 3 ความเสยหายทางกายภาพตอสงปลกสรางและอนตรายตอชวต. กรงเทพฯ: วศวกรรม

สถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชปถมภ.

คณะอนกรรมการมาตรฐานการปองกนฟาผาภาคท 4. (2557). มาตรฐานการปองกนฟาผาภาค

ท 4 ระบบไฟฟาและอเลกทรอนกสภายในสงปลกสราง. กรงเทพฯ: วศวกรรม

สถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชปถมภ.

ประดษฐ เฟองฟ. (2557). การค านวณของความตานทานรอดในดนเนอเดยว. เขาถงไดจาก

https://www.peac2eng.com/wp-content/uploads/2014/07/ground_new.pdf

พองอ าไพ. (2559). การวเคราะหความแปรปรวน. เขาถงไดจาก

http://www.norththonburi.com/attachments/article/77

ฟลค. (2556). ความตานทานการลงกราวด. เขาถงไดจาก https://dam-assets.fluke.com/s3fs-

public/9902776_THA_A_W.PDF (บทความ7)

หลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน. (2551). ฟาแลบ ฟารอง ฟาผา. เขาถงไดจาก

http://www.lesa.biz/earth/atmosphere/phenomenon/thunder

Klangfaifa. (2016). Bare copper price list. Retrieved from

https://www.klangfaifa.com /Cable-Thaiyazaki-Phelpsdodge/Barecopper.html

OPEN ELECTRICAL. (2017). Earthing calculation. Retrieved from

https://wiki.openelectrical.org/index.php?title=Earthing_Calculation. (บทความ6)

Page 60: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

50

ภาคผนวก

(Klangfaifa, 2016)

Page 61: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

51

(Klangfaifa, 2016)

Page 62: Comparing the Resistance of Ground Wires in Electrical Systems...1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 2 1.4 ขั้นตอนการศึกษา 2 1.5

52

ประวตผวจย

ชอ นายโกมล มะแกว วน เดอน ปเกด 4 เมษายน 2534 สถานทเกด 47 ซ.รวมพฒนา ถ.กลางเมอง อ.เมอง จ.นครพนม 48000 โทรศพท 085-4556879 อเมลล [email protected] ประวตการศกษา 1. ก าลงศกษาอยในระดบ ปรญญาโท วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาการจดการงานวศวกรรม (Engineering Management) มหาวทยาลยสยาม 2. ส าเรจการศกษาระดบ ปรญญาตร วศวกรรมศาสตรบณฑต คณะวศวกรรมศาสตร สาขาวศวกรรมไฟฟาก าลง มหาวทยาลยบรพา จงหวดชลบร

3.ส าเรจการศกษาระดบ มธยมปลาย โรงเรยนปยะมหาราชาลย 4. ส าเรจการศกษาระดบ มธยมศกษาตน โรงเรยนปยะมหาราชาลย

สถานทท างาน บรษท Denso international Asia Co., Ltd. 888 หม 1ต าบลบางบอ, ถนนบางนา-ตราด กม. 27.5, อ าเภอบางบอ จงหวด สมทรปราการ, 10560 ต าบล บางบอ อ าเภอบางบอ สมทรปราการ 10560 ต าแหนง Car innovation & safety engineering