Page 1

ปที่ 20 ฉบับที่ 3 พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

นิตยสารเทคโนโลยีที่มีวิศวกรไฟฟาอานมากที่สุดในประเทศ

ELECTRICAL ENGINEERING MAGAZINE Wide Spectrum Technical Magazine for Electrical Engineers

การออกแบบระบบกราวดกริด การปรับปรุงความเชื่อถือได เพื่อใหเกิดความปลอดภัย ของระบบจำหนายไฟฟาดวย ในสถานีจำหนายไฟฟายอย การยายจุดติดตั้งอุปกรณ ปองกันและตัดตอน

การทดสอบไฟฟาแรงสูง สำหรับหมอแปลงไฟฟา

www.eit.or.th

เทคโนโลยี Multiple-Input Multiple-Output กับ การสื่อสารไรสายในอนาคต ประสบการณตรวจวัดการใช พลังงานของลิฟต บันไดเลื่อน และทางเลื่อน เพื่อความเขาใจ ที่ถูกตองในการอนุรักษพลังงาน


ปีที่ 20 ฉบับที่ 3 พฤษภาคม - มิถุนายน 2556 E-mail : eemag@eit.or.th, eit@eit.or.th

ส า ร บั ญ

26

มาตรฐานและความปลอดภัย

14 20

33

ไฟฟ้าก�ำลังและอิเล็กทรอนิกส์กำ� ลัง

26 33 41

55 59

ขยายความมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทย พ.ศ. 2545 บทที่ 5 (ตอนที่ 3) : นายลือชัย ทองนิล หลักปฏิบัติด้านการตรวจสอบ และการทดสอบการติดตั้งระบบสัญญาณเตือนอัคคีภัย (ตอนจบ) : นายมงคล วิสุทธิใจ การทดสอบไฟฟ้าแรงสูงส�ำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า : รศ. ดร.ส�ำรวย สังข์สะอาด การปรับปรุงความเชื่อถือได้ของระบบจ�ำหน่ายไฟฟ้าด้วยการย้ายจุดติดตั้งอุปกรณ์ป้องกัน และตัดตอน : ดร.วิวัฒน์ ทิพจร ข้อพิจารณาในการเลือกใช้คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าในระบบจ�ำหน่ายแรงสูง : นายกิตติกร มณีสว่าง

ไฟฟ้าสื่อสารและคอมพิวเตอร์

47 55

การตรวจสอบความถูกต้องเชิงราบของภาพถ่ายดาวเทียมด้วยอัลกอริทึม SURF : มิติ รุจานุรักษ์, ธีรสิทธิ์ เกษตรเกษม, อมรรัตน์ คงมา, ตติยะ ชื่นตระกูล, ภาสภัค สารถิน และกาญจนา เกิดกุรัง เทคโนโลยี Multiple-Input Multiple-Output กับการสื่อสารไร้สายในอนาคต : จุฑาทิพย์ วิศาลมงคล

เทคโนโลยีและนวัตกรรม

59

การออกแบบระบบกราวด์กริดเพื่อให้เกิดความปลอดภัยในสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อย : ดร.อรรถ พยอมหอม

พลังงาน

75

70 75

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมในพื้นที่นอกชายฝั่งทะเล ตอนที่ 2.2 การประเมินศักยภาพ พลังงานลมในพื้นที่นอกชายฝั่งทะเลอ่าวไทยของ PEA : นายศุภกร แสงศรีธร ประสบการณ์ตรวจวัดการใช้พลังงานของลิฟต์ บันไดเลื่อน และทางเลื่อน เพื่อความเข้าใจ ที่ถูกต้องในการอนุรักษ์พลังงาน : นายธวัชชัย ชยาวนิช

ปกิณกะ

79 86 89 91

Life of Pi : น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล ศัพท์วิศวกรรมน่ารู้ Demand factor : นายเตชทัต บูรณะอัศวกุล Innovation News หลากอุปกรณ์แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า : น.ส.วิไลภรณ์ ชัชวาลย์ ข่าวประชาสัมพันธ์

ความคิดเห็นและบทความต่าง ๆ ในนิตยสารไฟฟ้าสารเป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผูเ้ ขียน ไม่มสี ว่ นผูกพันกับวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์


บ ท บ ร ร ณ า ธิ ก า ร สวัสดีทุกท่านครับ ฤดูร้อนอันแสนร้อนระอุก�ำลังจะผ่านไปและฤดูฝนอันชุ่มฉ�่ำ ก�ำลังมาเยือน แน่นอนครับช่วงการเปลี่ยนผ่านฤดูกาลสิ่งที่มักจะเกิดขึ้นเสมอ คือ ฝนตก ลมกระโชกแรง บางครัง้ ก็อาจจะท�ำให้กงิ่ ไม้หกั ต้นไม้ลม้ หรือบ้านเรือนพังช�ำรุดเสียหาย และ ที่ขาดไม่ได้ก็คือในช่วงฝนแรกมักจะเกิดไฟฟ้าดับบ่อยครั้งกว่าปกติ ซึ่งพอจะอธิบายได้ว่า เนือ่ งจากบ้านเราส่วนใหญ่การจ�ำหน่ายไฟฟ้าใช้สายไฟระบบเหนือดิน อุปกรณ์ทใี่ ช้รองรับ จับยึดสายอาจจะมีมลภาวะเกาะติดสะสมเป็นจ�ำนวนมาก เมื่อฝนตกก็อาจจะเป็นสาเหตุ ที่ท�ำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรได้ง่ายขึ้น หรืออาจเกิดจากกิ่งไม้หักหรือต้นไม้ล้มทับสายไฟ ท�ำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรได้เช่นกัน ทางการไฟฟ้าและหน่วยงานทีเ่ กีย่ วข้องได้ตระหนักและ ทราบปัญหานี้ดี ดังนั้นในช่วงเข้าฤดูฝนจึงมีการเตรียมการในเรื่องนี้อยู่เป็นประจ�ำ เพื่อลดปัญหาไฟฟ้าขัดข้องให้น้อยลงและ เพิม่ ความพึงพอใจให้ลกู ค้ามากยิง่ ขึน้ อย่างไรก็ดใี นส่วนของผูบ้ ริโภคเองก็ควรหาทางป้องกันและลดผลกระทบจากไฟฟ้าดับไว้ดว้ ย ก็จะเป็นการดี เพราะการด�ำรงชีวติ หรือการประกอบอาชีพในปัจจุบนั ไฟฟ้าถือเป็นปัจจัยหนึง่ ทีส่ ำ� คัญมาก โดยเฉพาะลูกค้าทีเ่ ป็น โรงงานอุตสาหกรรมหรือธุรกิจร้านค้า แม้กระทัง่ ด้านการท่องเทีย่ วและโรงแรม การลดผลกระทบ เช่น การติดตัง้ เครือ่ งผลิตไฟฟ้า ส�ำรองให้เพียงพอกับโหลดที่มีความจ�ำเป็นไฟไม่สามารถดับได้ เช่น ในห้อง ICU ของโรงพยาบาล ฯลฯ ในช่วงวิกฤติพลังงานที่ผ่านมาในเดือนเมษายน ประเทศไทยเราได้ผ่านพ้นมาได้โดยการไฟฟ้าไม่ต้องดับไฟในบางพื้นที่ เนื่องจากหลายหน่วยงานได้รณรงค์ให้ช่วยการประหยัดพลังงาน ดับไฟในจุดที่ไม่จำ� เป็น และอื่น ๆ อีกหลายกิจกรรม สิ่งต่าง ๆ เหล่านีผ้ มจะขอฝากไว้วา่ แม้วกิ ฤติพลังงานจะได้ผา่ นไปแล้ว แต่ปญ ั หาของชาติยงั มีอยู่ ความต้องการพลังงานไฟฟ้ายังคงเพิม่ สูงขึน้ อย่างต่อเนือ่ ง ทัง้ จากการเติบโตของภาคอุตสาหกรรมและอุณหภูมทิ สี่ งู ขึน้ โดยมีขอ้ มูลจากการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยว่า เมื่อวันที่ 16 พฤษภาคม 2556 เวลา 14.00 น. มีปริมาณการใช้ไฟฟ้าสูงสุดที่ 26,598.1 เมกะวัตต์ ท�ำลายสถิติการใช้ไฟฟ้า สูงสุดของประเทศเป็นครัง้ ที่ 2 ในขณะทีเ่ รามีกำ� ลังผลิตไฟฟ้าทีร่ วมก�ำลังการผลิตไฟฟ้าส�ำรองอยูท่ ปี่ ระมาณ 27,000 เมกะวัตต์ จะเห็นได้วา่ มีสว่ นต่างไม่มากนัก หากเราไม่ชว่ ยกันประหยัดพลังงานอย่างต่อเนือ่ งและปลูกฝังให้เป็นนิสยั ปริมาณการใช้ไฟฟ้า ก็จะเพิม่ สูงขึน้ ไปเรือ่ ย ๆ การสร้างโรงไฟฟ้าก็อาจจะไม่ทนั ต่อความต้องการดังกล่าว ปัญหาไฟฟ้าดับก็อาจจะเกิดขึน้ ได้ในอนาคต และแน่นอนเมื่อมีการลงทุนสร้างโรงไฟฟ้าเพิ่มค่าไฟฟ้าก็อาจจ�ำเป็นต้องปรับสูงขึ้น รวมทั้งยังอาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม อีกด้วย จึงขอฝากให้ผู้อ่านทุกท่านได้ตระหนักในเรื่องนี้ไว้ด้วย และโปรดช่วยกันใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างคุ้มค่าและเหมาะสม เมื่อวันที่ 25 เมษายน 2556 ณ ศูนย์นิทรรศการและการประชุมไบเทค บางนา คณะกรรมการสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.) ได้รว่ มกับสมาคมช่างเหมาไฟฟ้าและเครือ่ งกลไทย จัดสัมมนา เรือ่ ง “เตรียมพร้อมรับสายไฟฟ้า ตาม มอก. ใหม่ และมาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟ้าทีป่ รับปรุงใหม่” เพือ่ ให้ผรู้ ว่ มสัมมนาทราบ รายละเอียดเกี่ยวกับมาตรฐานสายไฟฟ้าใหม่ ตาม มอก. 11-2553 ซึ่งอ้างตามมาตรฐาน IEC ที่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำ� คัญ คือ ข้อก�ำหนดการใช้งาน การเดินสาย และขนาดกระแสของสายไฟฟ้า อีกทั้งข้อก�ำหนดการติดตั้งส�ำหรับสถานที่เฉพาะกาล และ บทอืน่ ๆ ซึง่ จะมีผลกระทบกับการออกแบบ การติดตัง้ และการตรวจสอบ ก่อนทีม่ าตรฐานดังกล่าวจะประกาศใช้ โดยมีผสู้ นใจ เข้าร่วมสัมมนากว่า 700 คน นับว่าเป็นการจัดสัมมนาที่ประสบความส�ำเร็จเป็นอย่างมาก ทาง วสท. โดยคณะกรรมการสาขา วิศวกรรมไฟฟ้าจะได้หาโอกาสไปจัดสัมมนาในภูมิภาคอื่นต่อไป เพราะการปรับเปลี่ยนครั้งนี้จะส่งผลกระทบโดยตรงกับวิศวกร ไฟฟ้าทีม่ หี น้าทีเ่ กีย่ วข้องหลายด้านตามทีก่ ล่าวข้างต้น อีกทัง้ การให้ความรูท้ างวิชาการแก่เพือ่ นผูป้ ระกอบวิชาชีพวิศวกรรมไฟฟ้า ถือเป็นภารกิจที่สำ� คัญของ วสท. ที่ให้ความส�ำคัญยิ่งมาโดยตลอด อนึง่ หากท่านผูอ้ า่ นท่านใดมีขอ้ แนะน�ำหรือติชมใด ๆ แก่กองบรรณาธิการ ท่านสามารถมีสว่ นร่วมกับเราได้โดยส่งเข้ามา ทางไปรษณีย์ หรือที่ Email: eemag@eit.or.th นอกจากนี้ท่านสามารถ Download หรืออ่านนิตยสารไฟฟ้าสารในรูปของ E-Magazine ที่เป็นแบบ 4 สี่ทั้งเล่มได้ที่ http://www.eit.or.th/ee-mag/ และสุดท้ายผมขอขอบคุณผู้สนับสนุนนิตยสาร “ไฟฟ้าสาร” ทุกท่านที่ช่วยให้เรายังคงสามารถท�ำนิตยสารวิชาการให้ความรู้และข่าวสารแก่ท่านผู้อ่านทุกท่านในช่วงที่ผ่านมา และหวังเป็นอย่างยิ่งว่าจะให้การสนับสนุนตลอดไปครับ สวัสดีครับ ดร.ประดิษฐ์ เฟื่องฟู


เจ้าของ : สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า สมาคมวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ 487 รามค�ำแหง 39 (ซอยวัดเทพลีลา) ถนนรามค�ำแหง แขวงวังทองหลาง เขตวังทองหลาง กรุงเทพฯ 10310 โทรศัพท์ 0 2319 2410-13 โทรสาร 0 2319 2710-11 http://www.eit.or.th e-mail : eit@eit.or.th

คณะกรรมการที่ปรึกษา

ฯพณฯ พลอากาศเอก ก�ำธน สินธวานนท์ ศ.ดร.บุญรอด บิณฑสันต์ ศ.อรุณ ชัยเสรี รศ.ดร.ณรงค์ อยู่ถนอม รศ.ดร.ไกรวุฒิ เกียรติโกมล รศ.ดร.ต่อตระกูล ยมนาค ดร.การุญ จันทรางศุ นายเรืองศักดิ์ วัชรพงศ์ พล.ท.ราเมศร์ ดารามาศ นายอ�ำนวย กาญจโนภาศ

จันทร์เจนจบ, อาจารย์สุพัฒน์ เพ็งมาก, นายประสิทธ์ เหมวราพรชัย, นายไชยวุธ ชีวะสุทโธ, นายปราการ กาญจนวตี, นายพงษ์ศักดิ์ หาญบุญญานนท์, รศ.ศุลี บรรจงจิตร, รศ.ธนบูรณ์ ศศิภานุเดช, นายเกียรติ อัชรพงศ์, นายพิชญะ จันทรานุวัฒน์, นายเชิดศักดิ์ วิทูราภรณ์, ดร.ธงชัย มีนวล, นายโสภณ สิกขโกศล, นายทวีป อัศวแสงทอง, นายชาญณรงค์ สอนดิษฐ์, นายธนะศักดิ์ ไชยเวช

ประธานกรรมการ นายลือชัย ทองนิล

รองประธานกรรมการ นายสุกิจ เกียรติบุญศรี นายบุญมาก สมิทธิลีลา

คณะกรรมการอ�ำนวยการ วสท.

นายสุวัฒน์ เชาว์ปรีชา นายไกร ตั้งสง่า รศ.ดร.หรรษา วัฒนานุกิจ ศ.ดร.ต่อกุล กาญจนาลัย นายธเนศ วีระศิริ นายทศพร ศรีเอี่ยม นายพิชญะ จันทรานุวัฒน์ นายธีรธร ธาราไชย รศ.ดร.วันชัย เทพรักษ์ รศ.ดร.วิชัย กิจวัทวรเวทย์ นายชัชวาลย์ คุณค�้ำชู รศ.ดร.อมร พิมานมาศ ผศ.ดร.วรรณสิริ พันธ์อุไร ดร.ชวลิต ทิสยากร รศ.ดร.พิชัย ปมาณิกบุตร นายชูลิต วัชรสินธุ ์ รศ.ดร.ทวีป ชัยสมภพ นายนินนาท ไชยธีรภิญโญ นายประสิทธิ์ เหมวราพรชัย นางอัญชลี ชวนิชย์ ดร.ประวีณ ชมปรีดา รศ.ดร.สุชัชวีร์ สุวรรณสวัสดิ์ นายลือชัย ทองนิล นายจักรพันธ์ ภวังคะรัตน์ รศ.ด�ำรงค์ ทวีแสงสกุลไทย รศ.ดร.ขวัญชัย ลีเผ่าพันธุ์ นายเยี่ยม จันทรประสิทธิ์ ผศ.ยุทธนา มหัจฉริยวงศ์ ผศ.ดร.ก่อเกียรติ บุญชูกุศล นายกุมโชค ใบแย้ม รศ.ดร.เสริมเกียรติ จอมจันทร์ยอง รศ.วิชัย ฤกษ์ภูริทัต รศ.ดร.สมนึก ธีระกุลพิศุทธิ์ ผศ.ดร.สงวน วงษ์ชวลิตกุล รศ.ดร.จรัญ บุญกาญจน์

นายก อุปนายกคนที่ 1 อุปนายกคนที่ 2 อุปนายกคนที่ 3 เลขาธิการ เหรัญญิก นายทะเบียน ประชาสัมพันธ์ โฆษก สาราณียกร ประธานกรรมการสิทธิและจรรยาบรรณ ประธานกรรมการโครงการ ประธานสมาชิกสัมพันธ์ ปฏิคม ประธานกรรมการต่างประเทศ ประธานกรรมการสวัสดิการ กรรมการกลาง 1 กรรมการกลาง 2 ประธานวิศวกรอาวุโส ประธานวิศวกรหญิง ประธานยุววิศวกร ประธานสาขาวิศวกรรมโยธา ประธานสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า ประธานสาขาวิศวกรรมเครื่องกล ประธานสาขาวิศวกรรมอุตสาหการ ประธานสาขาวิศวกรรมเหมืองแร่ โลหการ และปิโตรเลียม ประธานสาขาวิศวกรรมเคมี ประธานสาขาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม ประธานสาขาวิศวกรรมยานยนต์ ประธานสาขาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ ประธานสาขาภาคเหนือ 1 ประธานสาขาภาคเหนือ 2 ประธานสาขาภาคตะวันออกเฉียงเหนือ 1 ประธานสาขาภาคตะวันออกเฉียงเหนือ 2 ประธานสาขาภาคใต้

รายนามคณะกรรมการสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า วสท. 2554-2556 ที่ปรึกษา

นายอาทร สินสวัสดิ์, ดร.ประศาสน์ จันทราทิพย์, นายเกษม กุหลาบแก้ว, ผศ.ประสิทธิ์ พิทยพัฒน์, นายโสภณ ศิลาพันธ์, นายภูเธียร พงษ์พิทยาภา, นายอุทิศ

กรรมการ

ผศ.ถาวร อมตกิตติ ์ ดร.เจน ศรีวัฒนะธรรมา นายสมศักดิ์ วัฒนศรีมงคล นายพงศ์ศักดิ์ ธรรมบวร นายกิตติพงษ์ วีระโพธิ์ประสิทธิ์ นายสุธี ปิ่นไพสิฐ ดร.ประดิษฐ์ เฟื่องฟู นายกิตติศักดิ์ วรรณแก้ว นายสุจิ คอประเสริฐศักดิ์ นายภาณุวัฒน์ วงศาโรจน์ นายเตชทัต บูรณะอัศวกุล น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล

กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการและเลขานุการ กรรมการและผู้ช่วยเลขานุการ

คณะท�ำงานกองบรรณาธิการนิตยสารไฟฟ้าสาร คณะที่ปรึกษา

นายลือชัย ทองนิล, นายปราการ กาญจนวตี, ผศ.ดร.วชิระ จงบุรี, นายยงยุทธ รัตนโอภาส, นายสนธยา อัศวชาญชัยสกุล, นายศุภกิจ บุญศิริ , นายวิชยั จามาติกลุ

บรรณาธิการ

ดร.ประดิษฐ์ เฟื่องฟู

กองบรรณาธิการ

ผศ.ถาวร อมตกิตติ์, นายมงคล วิสุทธิใจ, นายชาญณรงค์ สอนดิษฐ์, นายวิวัฒน์ อมรนิมิตร, นายสุเมธ อักษรกิตติ์, ดร.ธงชัย มีนวล, ผศ.ดร.ปฐมทัศน์ จิระเดชะ, ดร.อัศวิน ราชกรม, นายบุญถิ่น เอมย่านยาว, นายเตชทัต บูรณะอัศวกุล, นายกิตติศักดิ์ วรรณแก้ว, อาจารย์ธวัชชัย ชยาวนิช, นายมนัส อรุณวัฒนาพร, นายประดิษฐ์พงษ์ สุขสิริถาวรกุล, นายจรูญ อุทัยวนิชวัฒนา, น.ส.เทพกัญญา ขัติแสง, น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล

ฝ่ายโฆษณา

วีณา รักดีศิริสัมพันธ์

จัดท�ำโดย

บริษัท ไดเร็คชั่น แพลน จ�ำกัด

539/2 อาคารมหานครยิบซั่ม ชั้น 22 A ถนนศรีอยุธยา แขวงถนนพญาไท เขตราชเทวี กรุงเทพฯ 10400 โทร. 0 2247 2330, 0 2247 2339, 0 2642 5243, 0 2642 5241 (ฝ่ายโฆษณา ต่อ 112-113) โทรสาร 0 2247 2363 www.DIRECTIONPLAN.org E-mail : DIRECTIONPLAN@hotmail.com


Standard & Safety มาตรฐานและความปลอดภัย นายลือชัย ทองนิล อีเมล : luachai@yahoo.com

ขยายความมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าส�ำหรับ ประเทศไทย พ.ศ. 2545 บทที่ 5 (ตอนที่ 3) บทความทั้ ง หมดนี้ เ ป็ น ความเห็ น ของผู ้ เ ขี ย น ในฐานะที่เป็นอนุกรรมการและเลขานุการในการจัดท�ำ มาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟ้าฯ ไม่ได้เป็นความเห็นร่วมกัน ของคณะอนุกรรมการฯ การน�ำไปใช้อ้างอิงจะต้องท�ำด้วย ความระมัดระวัง อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนหวังว่าจะเป็น ความเห็ น ที่ มี ป ระโยชน์ และเพื่อความประหยัดพื้นที่ จึงไม่ได้ยกเนื้อความของมาตรฐานฯ มาลงไว้ในบทความ ทั้งหมด แต่จะยกมาเฉพาะบางส่วนที่ต้องการอธิบาย เพิม่ เติมเท่านัน้ และทีส่ �ำคัญคือการใช้มาตรฐานจึงจ�ำเป็น ต้องอ่านและท�ำความเข้าใจทั้งเล่ม จะยกเพียงส่วนใด ส่วนหนึ่งไปใช้อ้างอิงอาจไม่ถูกต้อง ส่วนที่เป็นค�ำอธิบาย จะใช้เป็นอักษรตัวเอียงบนพื้นสีเทา ข้ อ 5.6 การเดิ น สายในท่ อ โลหะอ่ อ นกั น ของเหลว (Liquidtight Flexible Metal Conduit) ข้อ 5.6.1 ลักษณะการใช้งาน ใช้ในที่สภาพการติดตั้ง การใช้งานและการบ�ำรุง รักษาที่ต้องการความอ่อนตัวของท่อ หรือเพื่อป้องกัน ของแข็ง ของเหลว ไอ หรือในบริเวณอันตราย ข้อ 5.6.2 ห้ามใช้ทอ่ โลหะอ่อนกันของเหลวในกรณี ดังต่อไปนี้ ข้อ 5.6.2.1 ทีซ่ งึ่ อาจได้รบั ความเสียหายทางกายภาพ ข้อ 5.6.2.2 ทีซ่ งึ่ อุณหภูมขิ องสายไฟฟ้าและอุณหภูมิ โดยรอบสูงจนท�ำให้ท่อเสียหาย

14

ท่ อ ชนิ ด นี้ มี จุ ด ประสงค์ เ พื่ อ ใช้ ง านในสถานที่ ที่ต้องการให้ป้องกันของเหลวเข้าในท่อซึ่งปกติจะเป็นน�้ำ จึงหุ้มด้วยสารประเภทพีวีซีอีกชั้นหนึ่งซึ่งท�ำให้มีข้อจ�ำกัด ด้านอุณหภูมิใช้งาน จึงต้องมีข้อควรระวังที่ส� ำคัญ คื อ สายไฟฟ้าทีเ่ ดินในท่อร้อยสายต้องมีอณ ุ หภูมใิ ช้งานไม่เกิน อุณหภูมใิ ช้งานของท่อร้อยสาย ตัวอย่างทีม่ กั พบคือการใช้ สายฉนวน XLPE ซึ่งมีอุณหภูมิใช้งาน 90 OC ซึ่งเมื่อมี กระแสไหลเต็มพิกัดจะร้อนถึงประมาณ 90 OC ตามพิกัด ของสายไฟฟ้า ถ้าน�ำสายไปร้อยในท่อร้อยสายที่หุ้มด้วย พีวซี ที ปี่ กติจะมีพกิ ดั อุณหภูมใิ ช้งานต�ำ่ กว่า เช่น ทีป่ ระมาณ 70 OC หรือ 75 OC (ต้องดูจาก Specification) จะท�ำให้ พีวีซีเสื่อมสภาพเร็วกว่าก�ำหนด ซึ่งขัดกับข้อ 5.6.2.2 กรณีนี้จึงใช้ไม่ได้ ในการเดินสาย XLPE กับช่องเดินสาย อโลหะทุกชนิดจึงต้องระมัดระวังเรื่องนี้เป็นพิเศษ ข้อ 5.6.7 ห้ามใช้ทอ่ โลหะอ่อนกันของเหลวเป็นตัวน�ำ ส�ำหรับต่อลงดิน ข้อ 5.6.8 ในการติดตั้งท่อโลหะอ่อนกันของเหลว จะต้องใช้กับข้อต่อยึดซึ่งได้รับการรับรองเพื่อใช้กับงาน ชนิดนี้ ข้อควรระวังทีส่ ำ� คัญอีกอย่างหนึง่ คือ ความต่อเนือ่ ง ทางไฟฟ้า เนื่องจากในการใช้งาน ท่อต่อจากแผงไฟฟ้า ไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือต่อกับท่อโลหะอืน่ ซึง่ จ�ำเป็นต้องมี ความต่อเนื่องทางไฟฟ้าที่ดี อุปกรณ์การต่อท่อจึงต้องเป็น ชนิดที่ออกแบบส�ำหรับใช้กับท่อชนิดนี้โดยเฉพาะเท่านั้น


รูปตัวอย่างการต่อท่อโลหะอ่อนกันของเหลวกับท่อโลหะอื่น

ข้อ 5.8 การเดินสายในท่ออโลหะแข็ง (Rigid Nonmetallic Conduit) ท่ออโลหะแข็งและเครือ่ งประกอบการเดินท่อต้องใช้ วัสดุทเี่ หมาะสม ทนต่อความชืน้ สภาวะอากาศและสารเคมี ส�ำหรับท่อที่ใช้เหนือดินต้องมีคุณสมบัติต้านเปลวเพลิง (Flame-retardant) ทนแรงกระแทกและแรงอัด ไม่บดิ เบีย้ ว เพราะความร้อนภายใต้สภาวะที่อาจเกิดขึ้นเมื่อใช้งาน ในสถานที่ ใ ช้ ง านซึ่ ง ท่ อ ร้ อ ยสายมี โ อกาสถู ก แสงแดด โดยตรงต้องใช้ท่อร้อยสายชนิดทนต่อแสงแดด ส�ำหรับ ท่อที่ใช้ใต้ดินวัสดุที่ใช้ต้องทนความชื้น ทนสารที่ท�ำให้ ผุกร่อนและมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะทนแรงกระแทก ได้โดยไม่เสียหาย ถ้าใช้ฝงั ดินโดยตรงโดยไม่มคี อนกรีตหุม้ วัสดุที่ใช้ต้องสามารถทนน�้ำหนักกดที่อาจเกิดขึ้นภายหลัง การติดตั้งได้ ท่ อ อโลหะแข็ ง มี ห ลายชนิ ด ด้ ว ยกั น ที่ มี ใ ช้ ง าน ส่วนใหญ่คือท่อพีวีซีและพีอี ส�ำหรับท่อพีวีซีมีคุณสมบัติ ต้านเปลวเพลิงหรือเรียกอีกอย่างว่าต้านทานการลุกไหม้ คือเมื่อติดไฟแล้วจะดับได้เองไม่ลุกลามต่อ แต่มีข้อเสีย คื อ เมื่ อ ไหม้ ไ ฟจะเกิ ด สารพิ ษ ที่ เ ป็ น อั น ตรายต่ อ บุ ค คล เมื่อสูดดมเข้าไปจ�ำนวนมากอาจหมดสติไม่สามารถหนี ไฟไหม้ได้ และเมื่อพีวีซีลุกติดไฟจะมีควันด�ำจ�ำนวนมาก ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการมองเห็น ในสถานที่ที่ต้องใช้เวลา ในการหนีไฟนาน ๆ จึงห้ามใช้ท่อชนิดนี้ เช่น ในอาคารสูง ฯลฯ พีวีซีทั่วไปไม่ทนแสงแดด (UV) จะกรอบแตกได้ เมือ่ ถูกแสงแดดโดยตรงเป็นเวลานาน ๆ จึงใช้กบั การติดตัง้ ภายในอาคารที่พ้นจากแสงแดดโดยตรง ท่อ PE หรือ HDPE สามารถทนแสงแดดได้ดี แต่มีคุณสมบัติติดไฟคือเมื่อลุกติดไฟแล้วจะลุกลามไปได้

เรื่อย ๆ เรียกว่าไม่ต้านทานการลุกไหม้ จึงห้ามใช้ติดตั้ง ภายในอาคาร เพราะท่ออาจลุกติดไฟเนื่องจากอาจเกิด ประกายไฟจากกระแสลัดวงจรหรืออื่น ๆ และจะลุกลาม ต่อไปเรื่อย ๆ ถึงแม้กระแสลัดวงจรจะหยุดลงแล้วก็ตาม แต่มีข้อดีที่สะดวกในการใช้งานเพราะสามารถผลิตและ ขนส่งมาเป็นม้วนที่มีความยาวมาก ๆ ได้จึงไม่มีปัญหา เรื่องจุดต่อท่อ ท่อทั้งสองชนิดทนต่อการกัดกร่อนและ สารเคมี ไ ด้ ดี แต่ ต ้ อ งระวั ง เรื่ อ งอุ ณ หภู มิ ใ ช้ ง านด้ ว ย เนื่องจากสายไฟฟ้าบางชนิด เช่น สายหุ้มฉนวน XLPE เพราะมีอุณหภูมิใช้งานสูงกว่าอุณหภูมิใช้งานของท่อ ข้อ 5.8.1 อนุญาตให้ใช้ท่ออโลหะแข็งในกรณี ดังต่อไปนี้ ข้อ 5.8.1.1 เดินซ่อนในผนัง พื้น และเพดาน ข้อ 5.8.1.2 ในบริเวณที่ทำ� ให้เกิดการผุกร่อนและ เกีย่ วข้องกับสารเคมี ถ้าท่อและเครือ่ งประกอบการเดินท่อ ได้ออกแบบไว้สำ� หรับใช้งานในสภาพดังกล่าว ข้ อ 5.8.1.3 ในที่ เ ปี ย กหรื อ ชื้ น ซึ่ ง ได้ จั ด ให้ มี การป้องกันน�ำ้ เข้าไปในท่อ ข้อ 5.8.1.4 ในทีเ่ ปิดโล่ง (Exposed) ซึง่ ไม่อาจเกิด ความเสียหายทางกายภาพ ข้อ 5.8.1.5 การติดตั้งใต้ดินโดยต้องเป็นไปตาม ที่ก�ำหนดในข้อ 5.1.4 ข้อ 5.8.2 ห้ามใช้ท่ออโลหะแข็งในกรณีดังต่อไปนี้ ข้อ 5.8.2.1 ในบริเวณอันตราย นอกจากจะระบุไว้ เป็นอย่างอื่น ข้อ 5.8.2.2 ใช้เป็นเครื่องแขวนและจับยึดดวงโคม ข้อ 5.8.2.3 อุณหภูมิโดยรอบหรืออุณหภูมิใช้งาน ของสายเกินกว่าอุณหภูมิของท่อที่ระบุไว้ ข้อ 5.8.2.4 ในโรงมหรสพ นอกจากจะระบุไว้ เป็นอย่างอื่น ทั้งท่อพีวีซีและพีอีสามารถติดตั้งฝังดินได้ดีและ คงทนไม่ผุกร่อนเหมือนท่อโลหะ จึงเป็นที่นิยมใช้ในงาน ฝังดิน แต่ต้องมีการป้องกันทางกายภาพที่ดีเนื่องจาก มีความแข็งไม่มาก อาจช�ำรุดจากการขุดดินได้ การป้องกัน อาจท�ำได้โดยการหุ้มด้วยคอนกรีตหรือใช้แผ่นคอนกรีต วางปิดด้านบนก็ได้ ท่ออโลหะห้ามติดตั้งใช้งานในโรงมหรสพ เป็นไป ตามทีก่ ำ� หนดในกฎกระทรวงฯ อาจเนือ่ งจากอันตรายตาม ที่กล่าวข้างต้น และความแข็งแรงทางกลด้วย เพราะเป็น พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

15


การเดินสายในช่องเดินสายโลหะบนพื้นผิวจะต้อง สถานที่ซึ่งมีบุคคลใช้งานจ�ำนวนมาก และส่วนใหญ่เป็น ติ ด ตั้ ง ช่ อ งเดิ น สายกั บ ตั ว อาคารให้ เ รี ย บร้ อ ยก่ อ นแล้ ว บุคคลที่ขาดความรู้เรื่องอันตรายจากไฟฟ้า ท�ำการวางสายลงในรางจากนั้นจึงปิดฝาราง ไม่สามารถ ข้อ 5.10 การเดินสายในช่องเดินสายโลหะบนพื้นผิว ใช้วธิ เี ดินสายโดยการร้อยสายไปในช่องเดินสายเหมือนกับ การร้อยท่อได้ ดังนั้นจึงต้องติดตั้งในสถานที่ที่เข้าถึงได้ (Surface Metal Raceway) ช่องเดินสายโลหะบนพืน้ ผิวเป็นผลิตภัณฑ์ส�ำเร็จรูป ทั้งก่อนการติดตั้งและภายหลังการติดตั้ง พื้ น ยก ปกติ ห มายถึ ง พื้ น ที่ มี ก ารติ ด ตั้ ง อุ ป กรณ์ จากโรงงาน มีรูปร่างหลายแบบหลายสีตามการออกแบบ เมือ่ ติดตัง้ แล้วจะดูสวยงามจึงเหมาะกับการติดตัง้ เพิม่ เติม เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ยกระดับสูงขึ้นประมาณไม่เกิน โดยเฉพาะบนพื้นที่ทาสีเรียบร้อยแล้ว การติดตั้งบนพื้น 0.6 เมตร ใต้พื้นยกใช้ส�ำหรับการเดินสายอุปกรณ์ต่าง ๆ ต้องระวังความเสียหายทางกายภาพ จากการกดทับและ รวมทั้งสายไฟฟ้าด้วย พื้นยกนี้สามารถเปิดได้สะดวก ความเสียหายอืน่ ๆ ปัจจุบนั ในประเทศไทยยังไม่เป็นทีน่ ยิ ม ดังนั้นมาตรฐานจึงอนุญาตให้ติดตั้งช่องเดินสายใต้พื้นยก น�ำมาใช้งาน แต่คาดว่าในอนาคตจะน�ำมาใช้งานมากขึ้น ได้เพราะสามารถเข้าถึงเพื่อการบ�ำรุงรักษาได้ เรือ่ ย ๆ เนือ่ งจากการติดตัง้ ใช้งานสะดวกกว่าการเดินสาย หลายวิธี รูปตัวอย่างช่องเดินสายโลหะบนพื้นผิวแบบต่าง ๆ

ข้อ 5.10.2.6 ในระบบแรงสูง ข้อ 5.10.3 ขนาดกระแสของสายในช่องเดินสาย โลหะบนพื้นผิวใช้ตามตารางที่ 5-11 (ค) กรณีท่อโลหะ หรือ 5-13 (ข) และไม่ต้องใช้ค่าตัวคูณลดกระแสเรื่อง จ�ำนวนสายตามตารางที่ 5-10 เมื่อเป็นไปตามข้อต่อไปนี้ ทุกข้อ ข้อ 5.10.3.1 พื้นที่หน้าตัดของช่องเดินสายโลหะ บนพื้นผิวมากกว่า 2,580 ตร.มม. ข้อ 5.10.3.2 จ�ำนวนสายที่มีกระแสไหลในช่อง เดินสายโลหะบนพื้นผิวไม่เกิน 30 เส้น รูปตัวอย่างการติดตั้งใช้งาน ข้อ 5.10.3.3 พื้นที่หน้าตัดของตัวน�ำและฉนวน เป็นการต่อขยายจากระบบการเดินสายเดิม ทัง้ หมดรวมกันไม่เกินร้อยละ 20 ของพืน้ ทีห่ น้าตัดภายใน ข้อ 5.10.1 อนุญาตให้ใช้ชอ่ งเดินสายโลหะบนพืน้ ผิว ช่องเดินสายโลหะบนพื้นผิว ในสถานที่แห้งเท่านั้น การนั บ จ� ำ นวนสายไฟฟ้ า ให้ นั บ เฉพาะสายที่ ข้อ 5.10.2 ห้ามใช้ในกรณีดังต่อไปนี้ โดยปกติมกี ระแสไฟฟ้าไหล ส�ำหรับสายทีอ่ าจมีกระแสไหล ข้อ 5.10.2.1 ในสถานที่ที่อาจเกิดความเสียหาย เป็นช่วงเวลาสั้น ๆ เช่น วงจรควบคุมที่จะมีกระแสไหล ทางกายภาพอย่างรุนแรง เฉพาะเมื่อกดสวิตช์สั่งงาน และสายดิน ไม่นับว่าเป็นสาย ข้อ 5.10.2.2 ในบริเวณที่มีไอที่ทำ� ให้ผุกร่อน ที่มีกระแสไหล ในวงจร 3 เฟส 4 สาย ที่ปกติออกแบบ ข้อ 5.10.2.3 ในปล่องขนของหรือปล่องลิฟต์ ให้โหลดแต่ละเฟสเท่ากัน ไม่นับสายนิวทรัลเป็นสาย ข้อ 5.10.2.4 ในบริเวณอันตราย นอกจากจะระบุไว้ เส้นที่มีกระแสไหล แต่ถ้าโหลดในวงจรเกินกว่า 50% เป็นอย่างอื่น เป็นโหลดที่มีฮาร์มอนิกส์สูง จะต้องนับสายนิวทรัลด้วย ข้อ 5.10.2.5 ในที่ซ่อน ยกเว้น ใต้พื้นยก เนื่องจากกระแสฮาร์มอนิกส์ที่ไหลในแต่ละเฟสจะไหล

16


ในสายนิ ว ทรัลด้ว ย และในบางกรณีอ าจไหลมากกว่า สายเฟสด้วย เพราะผลรวมกระแสไฟฟ้าทางเวกเตอร์ อาจมีผลรวมสูงขึ้นได้ จ�ำนวนสายไฟฟ้าทีเ่ ดินในช่องเดินสายก็มคี วามส�ำคัญ เพราะในมาตรฐานฯ ยอมให้ใช้ขนาดกระแสจากการเดินสาย ร้อยท่อได้โดยตรง โดยไม่ต้องมีการคูณเพื่อลดขนาด กระแสเนื่องจากจ�ำนวนสาย กรณีที่สายไฟฟ้าเดินไม่เกิน 30 เส้น ตามข้างต้น ดังนั้นเพื่อให้ความร้อนไม่สูงเกิน จึงจ�ำกัดที่จ�ำนวนพื้นที่หน้าตัดรวมของสายไฟฟ้า ซึ่งต้อง ไม่เกิน 20% ของพืน้ ทีห่ น้าตัดช่องเดินสาย และช่องเดินสาย จะต้ อ งเป็ น ชนิ ด ที่ มี ข นาดใหญ่ ด ้ ว ยคื อ ต้ อ งไม่ เ ล็ ก กว่ า 2,580 ตร.มม. ด้วย ข้อ 5.11 การเดินสายในช่องเดินสายอโลหะบนพื้นผิว (Surface Nonmetallic Raceway) ช่องเดินสายอโลหะบนพื้นผิวต้องท�ำด้วยวัสดุทน ความชืน้ ทนบรรยากาศทีม่ สี ารเคมี ไม่ตดิ ไฟ ทนแรงกระแทก ไม่บดิ เบีย้ วจากความร้อนในสภาวะการใช้งานและสามารถ ใช้งานในที่อุณหภูมิตำ�่ ได้ ข้อ 5.11.1 อนุญาตให้ใช้ชอ่ งเดินสายอโลหะบนพืน้ ผิว ในสถานที่แห้งเท่านั้น ข้อ 5.11.2 ห้ามใช้ในกรณีดังต่อไปนี้ ข้อ 5.11.2.1 ในที่ซ่อน ข้ อ 5.11.2.2 ที่ ซึ่ ง อาจเกิ ด ความเสี ย หาย ทางกายภาพได้ นอกจากเป็นชนิดที่ได้รับการรับรอง เพื่อใช้ส�ำหรับงานนั้นแล้ว ช่องเดินสายอโลหะบนพืน้ ผิวเป็นทีน่ ยิ มใช้มากกว่า ชนิดโลหะเนือ่ งจากติดตัง้ ง่ายกว่า และปัจจุบนั มีวางจ�ำหน่าย ทั่วไป มีหลายแบบหลายสีเช่นกัน ในการติดตั้งใช้งาน ต้องระวังเรื่องอุณหภูมิใช้งานของสายไฟฟ้าที่อาจสูงกว่า ของช่ อ งเดิ น สาย จะท� ำ ให้ ช ่ อ งเดิ น สายเสี ย รู ป และ ความแข็ ง แรงได้ การเดิ น สายในช่ อ งเดิ น สายชนิ ด นี้ เหมือนกับการเดินสายในช่องเดินสายโลหะบนพื้นผิว การติดตั้งจึงต้องเป็นบริเวณที่สามารถเข้าถึงได้ภายหลัง การติดตั้ง เพื่อให้สามารถท�ำการบ�ำรุงรักษาได้ การติดตัง้ ใช้งานในสถานทีท่ อี่ าจเกิดความเสียหาย ทางกายภาพ เช่ น ในโรงงานอุ ต สาหกรรมที่ ต ้ อ งมี การขนถ่ายสินค้าหรือมีการใช้รถยกของ ฯลฯ จะต้องมัน่ ใจว่า ต� ำ แหน่ ง ที่ ติ ด ตั้ ง พ้ น จากการกระทบกระแทกจนเกิ ด ความเสียหายได้ เพราะช่องเดินสายชนิดนีม้ คี วามแข็งแรง น้อย ทนแรงกระแทกได้ไม่ดีเท่าชนิดที่เป็นโลหะ

รูปตัวอย่างการติดตั้งใช้งานช่องเดินสายอโลหะบนพื้นผิว

ข้อ 5.12 การเดินสายในรางเดินสาย (Wireways) รางเดินสายท�ำจากโลหะแผ่นขึ้นรูปหรืออโลหะ ชนิดต้านทานการลุกไหม้ รางเดินสายเป็นชนิดหนึ่งของ ช่องเดินสาย มีลกั ษณะเป็นรางมีฝาปิด รางเดินสายโลหะ จะป้องกันการเกิดผุกร่อนด้วยการพ่นสีหรือชุบสังกะสี ปัจจุบันรางเดินสายที่มีใช้งานทั่วไปเป็นชนิดโลหะ มีทั้ง ที่เป็นผลิตภัณฑ์ส�ำเร็จรูปจากโรงงานและที่ผู้รับเหมา ติดตัง้ ผลิตขึน้ เอง ปัจจุบนั รางเดินสายเป็นทีน่ ยิ มใช้งานมาก เนื่องจากราคาถูกกว่าการเดินสายชนิดอื่น และการติดตั้ง สะดวก รวดเร็ว สามารถเดินสายไฟฟ้าได้จ�ำนวนมาก แต่การเดินสายในรางเดินสายนัน้ ทัง้ ผูอ้ อกแบบและติดตัง้ มักท�ำผิดจากทีก่ �ำหนดในมาตรฐานฯ หลายเรือ่ ง จึงต้องมี ความระมัดระวังเป็นพิเศษ อนุญาตให้ใช้รางเดินสายได้เฉพาะการติดตั้งในที่ เปิดโล่ง (Exposed) ยกเว้นการติดตัง้ ในพืน้ ทีป่ ดิ ทีส่ ามารถ เข้ า ถึ ง ได้ เ พื่ อ การตรวจสอบและการบ� ำ รุ ง รั ก ษาตลอด ความยาวของรางเดินสาย ถ้าติดตัง้ ภายนอกอาคารต้องเป็น ชนิดกันฝน (Raintight) และต้องมีความแข็งแรงเพียงพอ ที่ จ ะไม่ เ สี ย รู ป ภายหลั ง การติ ด ตั้ ง และต้ อ งเป็ น ไปตาม ข้อก�ำหนดดังต่อไปนี้ เนื่ อ งจากการเดิ น สายในรางเดิ น สายต้ อ งใช้ วิ ธี วางสายลงในรางแล้วปิดฝา ไม่สามารถลากสายไปตามราง เดินสายเหมือนกับการเดินสายร้อยท่อ จะไม่สะดวกใน การเปลี่ยนสายไฟฟ้าหรือบ�ำรุงรักษา ดังนั้นรางเดินสาย จึงต้องติดตั้งในสถานที่ที่สามารถเข้าถึงได้เพื่อการบ�ำรุง รั ก ษา โดยไม่ ต ้ อ งรื้ อ ส่ ว นของอาคาร ในมาตรฐานฯ จึงก�ำหนดให้ติดตั้งในสถานที่เปิดโล่งเท่านั้น ไม่สามารถ พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

17


ติดตัง้ บนฝ้าเพดานได้นอกจากจะเป็นฝ้าเพดานทีส่ ามารถ เปิดได้ เช่น ชนิดที่เป็น T-bar หรือชนิดที่มีช่องเปิด เพื่อเข้าไปบ�ำรุงรักษาที่สามารถเข้าถึงตัวรางเดินสายได้ โดยสะดวกตลอดความยาว การติดตั้งที่มักพบว่าผิดมาตรฐานฯ คือเมื่อติดตั้ง รางเดินสายแล้วมีการตีฝ้าเพดานปิดเพื่อความสวยงาม และไม่ มี ช ่ อ งที่ ส ามารถขึ้ น ไปบ� ำ รุ ง รั ก ษาได้ ภ ายหลั ง โดยเฉพาะในอาคารชุด ข้อ 5.12.1 ห้ามใช้รางเดินสายในบริเวณที่อาจเกิด ความเสียหายทางกายภาพ ในบริเวณทีม่ ไี อทีท่ ำ� ให้ผกุ ร่อน หรือในบริเวณอันตราย นอกจากจะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้ อ 5.12.2 พื้ น ที่ ห น้ า ตั ด ของตั ว น� ำ และฉนวน ทั้งหมดรวมกันต้องไม่เกินร้อยละ 20 ของพื้นที่หน้าตัด ภายในรางเดินสาย ข้อ 5.12.3 ขนาดกระแสของสายในรางเดินสายให้ ใช้ค่ากระแสตามตารางที่ 5-11 (ค) กรณีท่อโลหะ หรือ 5-13 (ข) โดยไม่ต้องใช้ตัวคูณลดกระแสเรื่องจ�ำนวน สายตามตารางที่ 5-10 หากตัวน�ำที่มีกระแสไหลรวมกัน ไม่เกิน 30 เส้น ตัวน�ำในวงจรสัญญาณหรือวงจรควบคุม ทีอ่ าจมีกระแสไหลในช่วงระยะเวลาสัน้ ไม่ถอื ว่าเป็นตัวน�ำ ที่มีกระแสไหล ข้ อ ก� ำ หนดที่ ส� ำ คั ญ คื อ สายไฟฟ้ า ที่ เ ดิ น ในราง เดินสายก�ำหนดให้มีพื้นที่หน้าตัดรวมฉนวนและเปลือก (ถ้ามี) ไม่เกิน 20% ของพืน้ ทีห่ น้าตัดราง เพือ่ ให้สามารถ ระบายอากาศได้ดี และสายไม่ทับกันมากจนท�ำให้ฉนวน ช�ำรุดและยากต่อการเปลีย่ นสาย ข้อก�ำหนดนีใ้ นการติดตัง้ จริงมักพบว่ามีการติดตั้งผิดกันมากคือจ�ำนวนสายไฟฟ้า ในรางเดินสายมากกว่าที่ก�ำหนดมาก การก� ำ หนดขนาดกระแสของสายไฟฟ้ า คิ ด จาก จ�ำนวนสายไฟฟ้าเส้นที่มีกระแสไหล มาตรฐานก�ำหนดให้ ไม่เกิน 30 เส้น สายเส้นที่ปกติไม่มีกระแสไหลไม่ต้องนับ ซึง่ ต่างจากการก�ำหนดพืน้ ทีห่ น้าตัด 20% ซึง่ จะนับรวมสาย ทุกเส้นที่เดินในราง ขนาดกระแสของสายไฟฟ้าใช้ค่าจาก ตารางการเดินสายในท่อโลหะ (เนือ่ งจากรางเดินสายทีใ่ ช้ ทั่วไปเป็นรางโลหะ)

18

ในข้อก�ำหนดนี้ การเดินสายที่มีจ�ำนวนสายที่มี กระแสไหลมากกว่า 30 เส้น สามารถท�ำได้ กรณีนี้ขนาด กระแสของสายไฟฟ้ า ต้ อ งมี คู ณ ลดด้ ว ยตั ว คู ณ ลดตาม ตารางที่ 5-15 แต่อย่างไรก็ตามพืน้ ทีห่ น้าตัดของสายไฟฟ้า รวมฉนวนและเปลือกต้องไม่เกิน 20% ในทุกกรณี ข้อ 5.12.4 จุดปลายรางเดินสายต้องปิด ข้อ 5.12.5 รางเดินสายต้องจับยึดอย่างมัน่ คง แข็งแรง ทุกระยะไม่เกิน 1.50 เมตร แต่ยอมให้จุดจับยึดห่าง มากกว่า 1.50 เมตร ได้ในกรณีที่จำ� เป็น แต่ต้องไม่เกิน 3.00 เมตร ข้อ 5.12.6 รางเดินสายในแนวดิ่งต้องจับยึดอย่าง มัน่ คงแข็งแรงทุกระยะไม่เกิน 4.50 เมตร ห้ามมีจดุ ต่อเกิน 1 จุดในแต่ละระยะจับยึด จุดจับยึดต้องห่างจากปลายราง เดินสายไม่เกิน 1.50 เมตรด้วย ข้อ 5.12.7 ห้ามต่อรางเดินสายตรงจุดที่ผ่านผนัง หรือพื้น ข้อ 5.12.8 อนุญาตให้ต่อสายเฉพาะในส่วนที่ สามารถเปิดออก และเข้าถึงได้สะดวกตลอดเวลาเท่านั้น และพื้นที่หน้าตัดของตัวน�ำ และฉนวนรวมทั้งหัวต่อสาย รวมกันแล้วต้องไม่เกินร้อยละ 75 ของพืน้ ทีห่ น้าตัดภายใน ของรางเดินสาย ณ จุดต่อสาย ข้อ 5.12.9 ห้ามใช้รางเดินสายเป็นตัวน�ำส�ำหรับ ต่อลงดิน มาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟ้าฯ ห้ามใช้รางเดินสาย เป็นตัวน�ำส�ำหรับต่อลงดินเพราะรางเดินสายเป็นบริภณ ั ฑ์ เดินสายที่เป็นท่อนสั้น ๆ ที่ต้องน�ำมาต่อและมีจุดต่อ จ�ำนวนมาก การติดตั้งอาจเกิดปัญหาจากจุดต่อไม่ดีทำ� ให้ ความต่อเนื่องทางไฟฟ้าไม่ดีพอ เป็นเหตุให้ระบบสายดิน ไม่สมบูรณ์ ช่องเดินสายที่เดินสายแยกจากรางเดินสาย หรือต่อจากรางเดินสายอาจใช้เป็นท่อร้อยสาย รางเดินสาย หรือช่องเดินสายไฟฟ้าอื่นก็ได้ ในการต่อด้วยท่อร้อยสาย สามารถท�ำได้โดยท�ำเป็นรูดว้ ยอุปกรณ์เฉพาะ (Knockouts) และใช้ข้อต่อยึด (Connector) ในการติดตั้งช่องเดินสาย จะต้ อ งให้ มั่ น ใจด้ ว ยว่ า มี ค วามต่ อ เนื่ อ งทางไฟฟ้ า ดี พ อ อาจท�ำได้โดยใช้สายต่อฝาก


ในการติ ด ตั้ ง ใช้ ง านรางเดิ น สายมั ก พบปั ญ หา ในรู ป ที่ แ สดงสายต่ อ ฝากนั้ น เป็ น การต่ อ ฝาก ความต่อเนื่องทางไฟฟ้าโดยเฉพาะจุดปลายรางที่ต่อกับ เพื่อเพิ่มความมั่นใจว่ามีความต่อเนื่องทางไฟฟ้าดี เป็น แผงสวิตช์หรืออุปกรณ์ไฟฟ้า ซึ่งจะต้องต่อฝากด้วย การกระท�ำที่ถือว่าดีกว่ามาตรฐานฯ ซึ่งสามารถท�ำได้ แต่ อาจไม่จ�ำเป็นต้องต่อฝากเสมอไป โดยเฉพาะรางเดินสาย ที่ท�ำด้วยเหล็กชุบสังกะสี ส�ำหรับกรณีไม่มั่นใจว่าจะมี ความต่อเนือ่ งทางไฟฟ้าทีด่ ี จะสามารถท�ำการวัดเพิม่ เติมได้ ตามความต้องการ

ตัวอย่างจุดต่อรางเดินสายกับแผงสวิตช์โลหะ ที่มักขาดความต่อเนื่องทางไฟฟ้า

วิ ธี เ ดิ น สายมี ห ลายวิ ธี ใ ห้ เ ลื อ กใช้ ง านตาม ความต้องการโดยค�ำนึงถึงความสวยงาม ความคงทน และค่าใช้จ่าย ซึ่งจะต้องหาความพอดีให้ได้ ผู้ออกแบบ สามารถเลือกได้ตามความต้องการ แต่อย่างไรก็ตาม การเลือกวิธเี ดินสายจะต้องพิจารณาข้อจ�ำกัดในการใช้งาน ด้วย เนื่องจากบางสถานที่อาจไม่สามารถใช้งานได้ ถึงแม้ การเลือกวิธีเดินสายจะส�ำคัญ แต่สิ่งส�ำคัญไม่ยิ่งหย่อน กว่ า กั น คื อ การติ ด ตั้ ง เนื่ อ งจากในการออกแบบจะไม่ สามารถก�ำหนดรายละเอียดการติดตั้งได้ทั้งหมด ผู้ติดตั้ง จึ ง ต้ อ งทราบวิ ธี ติ ด ตั้ ง ที่ ถู ก ต้ อ งตามมาตรฐานฯ ด้ ว ย ผู ้ ค วบคุ ม งานก็ จ ะต้ อ งดู แ ลให้ ก ารติ ด ตั้ ง เป็ น ไปตามที่ ก� ำ หนดในมาตรฐานฯ และอุ ป กรณ์ ไ ม่ ช� ำ รุ ด เสี ย หาย ระหว่างการติดตั้งด้วย จึงจะเป็นการติดตั้งที่ดี ประวัติผู้เขียน

ตัวอย่างการต่อฝากเพื่อความต่อเนื่องทางไฟฟ้า

นายลือชัย ทองนิล • ผู้อ�ำนวยการไฟฟ้าเขตมีนบุรี การไฟฟ้านครหลวง • ประธานสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า วสท. • กรรมการสภาวิศวกร สมัยที่ 5

พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

19


Standard & Safety มาตรฐานและความปลอดภัย นายมงคล วิสุทธิใจ

หลักปฏิบัติด้านการตรวจสอบ และการทดสอบ การติดตั้งระบบสัญญาณเตือนอัคคีภัย (ตอนจบ) ปัญหาการป้องกันอัคคีภยั อาคารประการหนึง่ คือปัญหางานระบบวิศวกรรมความปลอดภัยจากอัคคีภยั โดยเฉพาะงานระบบสัญญาณเตือนอัคคีภยั ทีม่ กั พบว่าระบบไม่ทำ� งานในบางส่วน หรือทัง้ ระบบ หรือท�ำงาน ตรวจจับอัคคีภยั ในระยะเริม่ ต้นช้าจนไม่สามารถเตือนภัยได้ทนั ทัง้ นีเ้ พราะปัญหาการติดตัง้ ทีไ่ ม่ได้มาตรฐาน และที่ส�ำคัญคือระบบขาดการบ�ำรุงรักษาตามมาตรฐานก�ำหนด

ก า ร ต ร ว จ ส อ บ ส� ำ ห รั บ การตรวจรับงานติดตั้ง (ต่อ)

การตรวจรับงานติดตั้ง และเริ่มต้นใช้งานระบบสัญญาณ เตือนอัคคีภัย

อุปกรณ์ บริภัณฑ์ และระบบสัญญาณเตือนอัคคีภัย เมื่อท�ำการติดตั้ง แล้วเสร็จ ทั้งที่ติดตั้งใหม่หรือเฉพาะส่วนที่ติดตั้งเพิ่มเติม ก่อนท�ำการเชื่อมต่อ เข้ากับระบบที่ติดตั้งใช้งานอยู่เดิม จะต้องท�ำการตรวจสอบการติดตั้งและ ทดสอบการท�ำงานของอุปกรณ์และบริภัณฑ์ตามประมวลหลักปฏิบัติวิชาชีพ ด้านการตรวจสอบ และการทดสอบระบบสัญญาณเตือนอัคคีภยั ของสภาวิศวกร ตลอดจนมาตรฐานอื่นที่เกี่ยวข้อง เช่น มาตรฐานการติดตั้งไฟฟ้าส�ำหรับ ประเทศไทย (วสท.) ฯลฯ ซึง่ ระบบทีไ่ ด้รบั การรับรองแล้วว่าได้ผา่ นการตรวจรับ งานติดตัง้ ตามประมวลหลักปฏิบตั ฯิ แล้วเท่านัน้ จึงจะสามารถเปิดใช้งานได้ และ อาคารที่ก่อสร้างใหม่หรืออาคารที่เปลี่ยนแปลงการใช้งาน หากอยู่ในประเภท ทีก่ �ำหนดตามพระราชบัญญัตคิ วบคุมอาคารให้ตอ้ งติดตัง้ ระบบสัญญาณเตือน อัคคีภัย อาคารนั้น ๆ จะสามารถเปิดใช้อาคารได้หลังจากเปิดใช้งานระบบ สัญญาณเตือนอัคคีภัยทั้งหมดแล้วเท่านั้น

20

7. ตรวจสอบคุ ณ ภาพงานติ ด ตั้ ง บริ ภั ณ ฑ์ แ ผงหรื อ ตู ้ ค วบคุ ม ระบบ ตลอดจนแผงแสดงผลและแผงโมดูล ดังนี้ 7.1 บริ ภั ณ ฑ์ ตู ้ ค วบคุ ม และแผง ข้างต้น แบบที่ใช้สำ� หรับติดตั้งเข้ากับ ผนัง ต้องติดตัง้ ในแนวดิง่ โดยขอบบน ของบริภัณฑ์อยู่ในระดับที่สูงจากพื้น ไม่น้อยกว่า 1.50 เมตร แต่ไม่เกิน 1.80 เมตร 7.2 บริ ภั ณ ฑ์ ตู ้ ค วบคุ ม และแผง ข้างต้น แบบที่ใช้ส�ำหรับตั้งวางกับพื้น ต้องมีแท่นหรือฐานรองให้ขอบล่ า ง ของบริภัณฑ์อยู่ในระดับที่สูงจากพื้น ไม่นอ้ ยกว่า 100 มิลลิเมตร และขอบบน ของบริภัณฑ์อยู่ในระดับที่สูงจากพื้น ไม่เกิน 1.80 เมตร 7.3 การเดินสายสัญญาณต่าง ๆ ที่เข้ามายังบริภัณฑ์แผงนั้น ๆ ต้องมี คุณภาพการติดตั้งดังนี้


ั ฑ์กระตุน้ ระบบร่วมท�ำงานให้ความปลอดภัย 8. ตรวจสอบคุณภาพงานติดตัง้ บริภณ 8.1 ตรวจสอบว่ า บริ ภั ณ ฑ์ ก ระตุ ้ น การท� ำ งานมี คุ ณ สมบั ติ แ ละลั ก ษณะ การท�ำงานเข้ากันได้กับระบบร่วมท�ำงานให้ความปลอดภัยนั้น ก่อนท�ำการต่อ สายควบคุมจากบริภัณฑ์กระตุ้นการท�ำงานกับระบบร่วมท�ำงานฯ 8.2 ต้องเดินสายร้อยผ่านท่อโลหะอ่อน ส�ำหรับการเดินสายระหว่างอุปกรณ์ หรือบริภัณฑ์ระบบร่วมท�ำงานฯ กับบริภัณฑ์กระตุ้นการท�ำงานที่อยู่ห่างกัน ไม่เกิน 0.50 เมตร ก. รัดแยกสายแต่ละประเภท ด้วยสายรัด (Cable Tie) ข. สวมหมายเลขระบุ ว งจร (Cable Marker) ตรงกันกับหมายเลข ที่แสดงในแบบ ก่อนเข้าขั้วต่อสาย ค. หุ ้ ม ปลายสายด้ ว ยขั้ ว ต่ อ ปิ ด ปลายสายแบบที่ ใ ช้ ไ ด้ กั บ ขั้ ว ต่ อ สายที่แผง

ง. เผื่อความยาวสายเกินจาก ระยะดึ ง สายจากช่ อ งร้ อ ยสายเข้ า แผงถึ ง ขั้ ว สายอี ก ไม่ น ้ อ ยกว่ า 20 เซนติเมตร จ. ต้ อ งไม่ จ ่ า ยก� ำ ลั ง ไฟฟ้ า ให้ กั บ แผงควบคุ ม ด้ ว ยการต่ อ ผ่ า น เต้ารับไฟฟ้า แต่ต้องจ่ายผ่านเซอร์กิต เบรกเกอร์ ฉ. มีแถบข้อความระบุ “ระบบ สัญญาณเตือนอัคคีภัย” หรือ “Fire Alarm” ที่แผงจ่ายไฟนั้น ช. ต้องต่อสายดินเข้ากับแผง ควบคุม

8.3 ท�ำเครื่องหมายหรือแถบข้อความที่ปลายสายสัญ ญาณทั้ ง สองด้ า น แสดงลักษณะการใช้งานสายสัญญาณควบคุมนั้น เช่น “ควบคุมระบบลิฟต์” หรือ “Elevator Control” ฯลฯ 8.4 ท�ำเครื่องหมายพิเศษหรือแถบข้อความพิเศษที่ปลายสายสัญญาณ ที่ใช้ค่าพิกัดแรงดันไฟฟ้า หรือกระแสไฟฟ้าผิดไปจากสายสัญญาณปกติ เช่น “แรงดันควบคุม 0-10V” หรือ “0-10V Control” ฯลฯ 9. ตรวจสอบคุณภาพงานติดตั้งสายดิน 9.1 สายต่อจุดลงดินต้องเป็นสายไฟฟ้าแกนทองแดงเท่านั้น 9.2 สายดินที่ต่อจากแผงควบคุมระบบผ่านผนังอาคารไปยังจุดต่อสายดิน อาคาร ต้องเดินร้อยท่อโลหะ

การทดสอบการท�ำงานส�ำหรับการตรวจรับงานติดตั้ง

หากการตรวจสอบในข้อใดข้อหนึ่งข้างต้น พบว่าความผิดปกติ หรือ บกพร่อง ไม่เรียบร้อยประการใด ต้องแก้ไขให้เสร็จเรียบร้อยก่อน แล้วท�ำ การตรวจสอบซ�้ำกระทั่งผ่านจึงจะเปิดระบบให้ท�ำงานเพื่อท�ำการทดสอบ ต่อไปได้ ดังนี้ 1. ทดสอบการท�ำงานของแผงควบคุมระบบ 1.1 ทดสอบการท�ำงานของแผงควบคุมโดยไม่ต่อสายสัญญาณวงจรใด ๆ ต้องไม่มีความผิดปกติเกิดขึ้น

พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

21


ก. วงจรโซนแบบสองสาย (Class B) ในระบบปกติ (Hard Wire) ต้องปิดวงจรด้วยอุปกรณ์ตรวจคุมวงจร ก่อนท�ำการทดสอบ ข. วงจรในระบบที่ ส ามารถระบุ ต� ำ แหน่ ง ได้ (Addressable หรื อ Multiplex) ต้ อ งปิ ด ขั้ ว ต่ อ สายวงจร และปฏิ บั ติ ต ามที่ ผู ้ ผ ลิ ต ก� ำ หนด ก่อนท�ำการทดสอบ 1.2 ทดสอบการท�ำงานของสวิตช์ควบคุมดวงไฟสัญญาณและเสียงสัญญาณ สร้ า งสถานการณ์ เ ริ่ ม สั ญ ญาณและสถานะสายสั ญ ญาณวงจรขาด ต้องเกิดการท�ำงานดังต่อไปนี้ ก. ดวงไฟเสียงแจ้งสัญญาณแสดงการแจ้งเตือนต่าง ๆ ท�ำงาน ข. จอภาพแสดงข้อความหรือหมายเลขระบุต�ำแหน่งขึ้นที่แผงควบคุม ระบบที่สามารถระบุต�ำแหน่งได้ ค. เริ่มต้นฟังก์ชันการหน่วงเวลา (ถ้ามี) การท�ำงานของวงจรโซนแจ้ง สัญญาณ ง. ดวงไฟและเสียงสัญญาณแสดงการขัดข้องท�ำงาน จ. สวิตช์เงียบเสียงสัญญาณ (Silence) และสวิตช์ปรับตั้งใหม่ (Reset) ใช้งานได้ ฉ. ทดสอบเรียกการแสดงผลย้อนหลัง เพื่อดูการเริ่มสัญญาณที่เกิดขึ้น ก่อนหน้านี้ ตามวิธีที่ผู้ผลิตก�ำหนด ช. ทดสอบกดสวิตช์ทดสอบดวงไฟ ต้องมีผลให้ดวงไฟสัญญาณทุกดวง ที่แผงควบคุมติด ซ. ทดสอบใช้งานอุปกรณ์สอื่ สารและอุปกรณ์ประกาศฉุกเฉิน (หากมีใช้) ทีแ่ ผงควบคุม โดยเสียงประกาศต้องชัดเจน สามารถเข้าใจข้อความทีป่ ระกาศได้

2. ทดสอบการท�ำงานของแหล่งจ่ายไฟฟ้า 2.1 ทดสอบการสลับแหล่งจ่ายไฟระหว่างแหล่งจ่ายไฟหลัก กับแบตเตอรี่ จ่ายไฟส�ำรองโดยอัตโนมัติ และท�ำซ�้ำไม่น้อยกว่า 3 ครั้ง โดยที่การจ่ายไฟฟ้า ให้ระบบยังสามารถด�ำเนินไปได้ไม่ขาดตอน ดังนี้ ก. เมื่อตัดวงจรจ่ายไฟหลักออกจากแผงควบคุม แบตเตอรี่จ่ายไฟฟ้า ส�ำรองต้องสลับเข้ามาจ่ายไฟแทนที่ได้ทันที โดยมีการแจ้งสัญญาณขัดข้อง ที่แผงควบคุมระบบ ข. เมือ่ ต่อวงจรจ่ายไฟหลักกลับคืนให้กบั แผงควบคุม แบตเตอรีจ่ า่ ยไฟฟ้า ส�ำรองต้องหยุดการจ่ายไฟ และชุดจ่ายก�ำลังไฟฟ้าในแผงควบคุมท�ำการประจุ กลับแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติ

22

2.2 ทดสอบความสามารถในการจ่าย ก�ำลังไฟฟ้าสูงสุดให้กับระบบดังนี้ ก. ตั ด วงจรจ่ า ยไฟหลั ก ออก จากแผงควบคุมให้ใช้ไฟจากแบตเตอรี่ เท่ า นั้ น จากนั้ น ทดสอบโดยท� ำ ให้ ระบบอยู่ในภาวะแจ้งสัญญาณ (1) อุ ป กรณ์ แ จ้ ง สั ญ ญาณ ทุ ก ชุ ด ต้ อ งท� ำ งานได้ ต ามเกณฑ์ ที่ ก�ำหนด (2) บริ ภั ณ ฑ์ ค วบคุ ม การ ท�ำงานระบบเตือนภัยอื่น และระบบ ร่วมท�ำงานให้ความปลอดภัย เช่ น ระบบปรับอากาศ ระบบลิฟต์ และ ระบบดับเพลิง ฯลฯ ทุกชุดต้องท�ำงาน ได้ตามเกณฑ์ที่กำ� หนด (3) วัดค่าแรงดันไฟฟ้าของ แบตเตอรี่ ต้ อ งไม่ ป รากฏมี ส ภาพ แรงดันไฟตกมากกว่าร้อยละ 20 จาก แรงดันไฟฟ้าปกติ หรือมีสภาพการใช้ ไฟเกิ น พิ กั ด ของแบตเตอรี่ ที่ ใ ช้ จ ่ า ย ไฟฟ้าส�ำรองนั้น ข. ต่ อ วงจรจ่ า ยไฟหลั ก กลั บ คืนให้กบั แผงควบคุม แล้วท�ำการปรับ ตั้งระบบใหม่ (Reset) แผงควบคุม และระบบต้องกลับคืนสู่ภาวะปกติได้

3. ทดสอบการท�ำงานอุปกรณ์ตรวจจับ เริ่มสัญ ญาณอัตโนมัติ ต้องท�ำ การ ทดสอบชุดต่อชุด ทุกชุด ด้วยอุปกรณ์ หรื อ เครื่ อ งมื อ ที่ ไ ด้ ม าตรฐาน และ ผู้ผลิตอุปกรณ์ตรวจจับแนะน�ำหรือ ยอมรับ ให้มั่นใจว่าอุปกรณ์สามารถ ท� ำ งานได้ อ ย่ า งเที่ ย งตรง แม่ น ย� ำ ได้มาตรฐาน


4. ทดสอบเปิดระบบสัญญาณเตือน อัคคีภยั ให้ระบบฯ ท�ำงานอย่างต่อเนือ่ ง นานไม่น้อยกว่า 120 ชั่วโมง โดยที่ ระบบต้ อ งสามารถท� ำ งานได้ อ ย่ า ง มีประสิทธิภาพ โดยไม่มเี หตุขดั ข้องใด ๆ เกิดขึ้นในระยะเวลาดังกล่าว จึงถือว่า ผ่ า นการทดสอบและพร้ อ มส� ำ หรั บ การรับงานติดตั้งได้

การตรวจรับงานติดตั้ง

การตรวจรั บ งานติ ด ตั้ ง ต้ อ ง กระท�ำภายหลังจากปฏิบตั กิ ารทดสอบ ข้างต้นแล้วเสร็จ และได้ผลปฏิบัติ ที่ผ่านเป็นที่เรียบร้อย ปรากฏตาม รายงาน และบันทึกการตรวจสอบและ การทดสอบตามล�ำดับ 1. คุณสมบัติของผู้ตรวจรับงานติดตั้ง บุคคลหรือนิติบุคคลที่มีคุณสมบัติ ต่อไปนี้สามารถเป็นผู้เข้าด�ำเนินการ ตรวจรับงานติดตั้งจากผู้ติดตั้งระบบฯ ได้ ก. เจ้ า ของอาคารหรื อ ตั ว แทน เจ้าของอาคาร ข. วิศวกรทีป่ รึกษาการติดตัง้ ระบบ สัญญาณเตือนอัคคีภยั ของอาคารหรือ พื้นที่ป้องกันนี้ หรือวิศวกรที่ปรึกษา ความปลอดภัยด้านอัคคีภัยอาคาร

ค. ผู้ด�ำเนินการตรวจสอบและทดสอบระบบสัญญาณเตือนอัคคีภัยของ อาคารหรือพื้นที่ป้องกันนี้ ง. พนักงานเจ้าหน้าที่ผู้มีอ�ำนาจในส่วนงานป้องกันอัคคีภัยส่วนท้องถิ่น 2. การตรวจรับงานติดตั้งระบบสัญญาณเตือนอัคคีภัย หมายความรวมถึง อุปกรณ์และบริภัณฑ์ทั้งหมด ดังเช่น ก. สวิตช์แจ้งเหตุด้วยมือ ข. อุปกรณ์ตรวจจับ อุปกรณ์แจ้งสัญญาณ และสิ่งประกอบส�ำหรับอุปกรณ์ นั้น ๆ ค. แผงควบคุมและแผงโมดูล ง. อุปกรณ์ควบคุมที่ทำ� งานด้วยไฟฟ้า เช่น แม่เหล็กรั้งประตู ฯลฯ จ. อุปกรณ์และบริภัณฑ์ควบคุมระบบร่วมท�ำงานให้ความปลอดภัย เช่น ระบบระบายควันไฟ ระบบลิฟต์ ฯลฯ ฉ. อุปกรณ์และบริภัณฑ์ควบคุมการท�ำงานของระบบประกาศฉุกเฉินและ ระบบโทรศัพท์ฉุกเฉิน ช. อุปกรณ์และบริภัณฑ์เชื่อมต่อการสื่อสารในระบบแบบเครือข่าย 3. ผูต้ ดิ ตัง้ ระบบต้องส่งมอบเอกสารประกอบการติดตัง้ ดังทีก่ ล่าวไว้กอ่ นหน้านี้ ให้กับผู้ตรวจรับงานติดตั้ง ก่อนการตรวจรับงานติดตั้งระบบ 4. เจ้าของอาคารหรือตัวแทนเจ้าของอาคารต้องจัดตัง้ แผนกงานความปลอดภัย ด้านอัคคีภยั อาคาร ทีป่ ระกอบด้วยบุคลากรผูผ้ า่ นการอบรมหลักสูตรมาตรฐาน ระบบสัญญาณเตือนอัคคีภัย เพื่อรองรับการใช้งานและการบ�ำรุงรักษาระบบ อย่างต่อเนื่อง ก่อนการตรวจรับงานติดตั้ง ดังนี้ ก. ผู้บริหารความปลอดภัยด้านอัคคีภัย 1 นาย ข. ช่างเทคนิคไฟฟ้า มีคุณวุฒิระดับ ปวส.ขึ้นไป อย่างน้อย 2 นาย ค. ช่างเทคนิคไฟฟ้าหรือเครื่องกล มีคุณวุฒิระดับ ปวช.ขึ้นไป อย่างน้อย 1 นาย

5. ในระหว่างการตรวจสอบ หากมีขอ้ สังเกตใดว่าการติดตัง้ อาจขัดต่อมาตรฐาน เจ้าของอาคารอาจจัดให้มีการตรวจสอบคุณภาพของงานติดตั้งซ�้ำในส่วนที่มี ข้อสังเกตนั้น ภายในขอบเขตดังต่อไปนี้ พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

23


ก. ตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟ (1) ต�ำแหน่งติดตั้งและคุณภาพของการติดตั้งแหล่งจ่ายไฟฟ้าหลักและ แบตเตอรี่ (2) การควบคุมการปรับเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟโดยอัตโนมัติ (3) การประจุกลับแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติ ข. ตรวจสอบคุณภาพการเดินสายสัญญาณ สายจ่ายก�ำลังไฟฟ้า และสายดิน ค. อุปกรณ์ตรวจจับ (1) ตรวจประเภท ชนิด และแบบของอุปกรณ์ที่ใช้ (2) ตรวจความเหมาะสมกับพื้นที่ติดตั้ง และความสูงของต�ำแหน่งติดตั้ง (3) ตรวจรัศมีและพื้นที่ทำ� งานครอบคลุมของอุปกรณ์ (4) ตรวจระยะห่างระหว่างอุปกรณ์และระยะห่างตามข้อก�ำหนด

ง. อุปกรณ์ บริภัณฑ์เพื่อการแจ้งสัญญาณและเพื่อการควบคุม (1) ตรวจประเภท ชนิด ต�ำแหน่งติดตั้ง จ�ำนวนอุปกรณ์ และบริภัณฑ์ ที่ใช้ (2) ตรวจลักษณะการท�ำงานและความเหมาะสมกับพื้นที่ติดตั้ง (3) ตรวจคุณภาพงานติดตั้ง 6. การรับงานติดตัง้ เมือ่ ผ่านการตรวจสอบและการทดสอบส�ำหรับการตรวจรับฯ แล้วดังต่อไปนี้ ก. ตรวจชุดเอกสารเพื่อการรับงานติดตั้ง โดยเฉพาะบันทึกการตรวจสอบ และได้ทดสอบการท�ำงานระบบอย่างต่อเนื่องไม่น้อยกว่า 120 ชั่วโมงแล้ว ข. ทดสอบแหล่งจ่ายไฟ โดยท�ำให้เกิดการปรับเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟโดย อัตโนมัติ และการประจุกลับแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติ อย่างน้อย 3 ครั้ง โดย ไม่เกิดการผิดปกติหลังการทดสอบ

24

ค. สุ ่ ม ทดสอบการท� ำ งานที่ แ ผง ควบคุมระบบดังต่อไปนี้ (1) แผงควบคุ ม หลั ก และแผง ควบคุมย่อยที่จ�ำนวนรวมกันไม่เกิน 5 ชุด ต้องทดสอบทุกชุด (2) แ ผงควบคุ ม หลั ก และแผง ควบคุ ม ย่ อ ยที่ จ� ำ นวนรวมกั น ตั้ ง แต่ 6 ชุดแต่ไม่เกิน 10 ชุด ให้เลือก ทดสอบ 5 ชุด (3) แ ผงควบคุ ม หลั ก และแผง ควบคุมย่อยที่จ�ำนวนรวมกันมากกว่า 10 ชุด ให้เลือกทดสอบจ�ำนวนร้อยละ 30 ถึงร้อยละ 50 ของจ�ำนวนทั้งหมด แต่ต้องไม่น้อยกว่า 5 ชุด (4) ก ารทดสอบในแต่ ล ะส่ ว น ของการท�ำงานต้องท�ำซ�้ำอีก 1 หรือ 2 ครั้ง โดยต้องได้ผลการทดสอบ ตรงตามที่ก�ำหนด และเป็นไปตาม มาตรฐาน ง. สุ ่ ม ตั ว อย่ า งอุ ป กรณ์ ต รวจจั บ อัตโนมัติ และสวิตช์แจ้งเหตุด้วยมือ เพื่อทดสอบ ดังต่อไปนี้ (1) ทดสอบจ�ำนวน 10 ชุด จาก จ�ำนวนทีต่ ดิ ตัง้ จริงไม่เกินกว่า 100 ชุด (2) ท ดสอบจ� ำ นวนร้ อ ยละ 5 ถึ ง ร้ อ ยละ 10 จากจ� ำ นวนติ ด ตั้ ง ทั้งหมดมากกว่า 100 ชุด แต่ต้อง ไม่น้อยกว่า 10 ชุด (3) การทดสอบต้องได้ผลตาม มาตรฐานก�ำหนด และอุปกรณ์หลัง การทดสอบต้องกลับอยูใ่ นสภาพปกติ จ. ทดสอบการควบคุมอุปกรณ์และ บริภัณฑ์ควบคุมการท�ำงานของระบบ ร่วมท�ำงานฯ เช่น ปลดแม่เหล็กรั้ง ประตูกั้นควัน ปิดการท�ำงานระบบ ปรับอากาศ เปิดการท�ำงานพัดลม ระบายควัน และพัดลมอัดอากาศปิด การท�ำงานระบบลิฟต์ และดึงห้องลิฟต์ ลงชั้ น ล่ า ง ปลดม่ า นกั้ น ควั น ฯลฯ


โดยทดสอบซ�ำ้ ไม่เกิน 3 ครั้ง ฉ. ทดสอบการท�ำงานของล�ำโพง ระบบประกาศฉุกเฉินทีต่ ำ� แหน่งติดตัง้ จ�ำนวนไม่เกินร้อยละ 20 ของที่ติดตั้ง (1) เลื อ กชุ ด ล� ำ โพงในชั้ น ที่ ต้องการประกาศจากแผงควบคุม (2) เ ลื อ กประกาศผ่ า นล� ำ โพง ทั้งหมดจากแผงควบคุม (3) ทดสอบใช้งานเครื่องขยาย เสียงส�ำรอง การควบคุมใช้งานระบบประกาศ ฉุกเฉินข้างต้น ต้องไม่เกิดการผิดปกติ ใด ๆ และเสียงประกาศต้องได้ยิน ชัดเจน ช. ทดสอบการท� ำ งานของระบบ โทรศัพท์ฉุกเฉิน (1) ใช้การสื่อสาร 1 ถึง 3 ครั้ง ระหว่างโทรศัพท์แม่ข่าย และลูกข่าย ในแต่ละจุด (2) ใ ช้ ก ารสื่ อ สารโทรศั พ ท์ แม่ข่ายกับโทรศัพท์ลูกข่าย ในจ�ำนวน ไม่เกินร้อยละ 10 จากทั้งหมด (3) ทดสอบการใช้งานโทรศัพท์ พื้ น ฐานสายตรงของอาคาร 1 ถึ ง 3 ครั้ง เพื่อติดต่อไปยังสถานีดับเพลิง เขตหรือท้องถิ่นนั้น ๆ ก า ร ค ว บ คุ ม ใ ช ้ ง า น ร ะ บ บ โทรศัพท์ข้างต้น ต้องไม่เกิดการผิด ปกติใด ๆ และเสียงการสื่อสารต้อง ได้ยินชัดเจน ซ. ห า ก พ บ ว ่ า มี อุ ป ก ร ณ ์ ห รื อ บริภณ ั ฑ์ทไี่ ม่ผา่ นการทดสอบข้างต้นนี้ หรือไม่ได้มาตรฐานการทดสอบใด ๆ ต้องท�ำการปรับปรุง หรือซ่อม หรือ เปลี่ ย นใหม่ ภ ายในเวลาที่ ก� ำ หนด จากนั้นต้องท�ำการทดสอบใหม่ โดย ทดสอบร่วมกับอุปกรณ์หรือบริภัณฑ์ ในพื้นที่นั้นในจ�ำนวนเป็น 2 เท่าของ จ�ำนวนที่ใช้ทดสอบปกติ

ฌ. หากการทดสอบซ�ำ้ ใหม่ไม่ผา่ นหรือยังไม่ได้มาตรฐาน ถือว่าอุปกรณ์หรือ บริภณ ั ฑ์ในแบบ หรือประเภท หรือชนิดเดียวกันในพืน้ ทีน่ นั้ ไม่ผา่ นการตรวจรับ และไม่สามารถรับงานติดตั้งได้

การเริ่มต้นเปิดใช้งานระบบ

1. ต้องจัดเตรียมความพร้อม ก่อนเริ่มต้นเปิดการใช้งานระบบดังต่อไปนี้ ก. ระบบผ่านการตรวจรับงานติดตั้งแล้ว ข. บุคลากรแผนกงานความปลอดภัยด้านอัคคีภัยอาคารเข้าปฏิบัติงานแล้ว ค. เอกสารที่ได้รับมอบเมื่อการติดตั้งระบบแล้วเสร็จ อยู่ในที่จัดเก็บพร้อม น�ำมาใช้งานแล้ว ง. ขั้นตอนการท�ำงานและขั้นตอนการใช้งานระบบได้รับการก�ำหนดขึ้นแล้ว จ. แบบบันทึกการท�ำงาน ตารางการตรวจสอบ และทดสอบตามก�ำหนด พร้อมใช้แล้ว 2. เปิดให้ระบบเริ่มท�ำงานและเริ่มการบันทึกข้อมูลการท�ำงาน 3. เริ่มเวลาการบ�ำรุงรักษาตามระยะเวลาที่ก�ำหนด ให้มีการตรวจสอบและ ทดสอบเมื่อเริ่มเปิดระบบให้ทำ� งาน หมายเหตุ ดูข ้อก�ำหนดที่สมบูรณ์ทั้งหมดในประมวลหลักปฏิบัติวิชาชีพฯ ของสภาวิศวกร พ.ศ. 2553 ดูตวั อย่างแบบบันทึกการตรวจสอบ และแบบบันทึกการทดสอบทัง้ หมดได้ ในประมวล หลักปฏิบัติวิชาชีพฯ ของสภาวิศวกร พ.ศ. 2553 เอกสารอ้างอิง ประมวลหลักปฏิบัติวิชาชีพ ด้านการตรวจสอบ และการทดสอบการติดตั้งระบบ สัญญาณเตือนอัคคีภัย สภาวิศวกร พ.ศ. 2553 ประวัติผู้เขียน

นายมงคล วิสุทธิใจ • ประธานกรรมการ ร่างมาตรฐานระบบแจ้งเหตุเพลิงไหม้ วสท. • ประธานกรรมการร่างประมวลหลักปฏิบัติวิชาชีพด้าน การตรวจสอบและการทดสอบระบบสัญญาณเตือนอัคคีภัย สภาวิศวกร • ประธานผูเ้ ชีย่ วชาญตรวจสอบความปลอดภัยด้านอัคคีภยั อาคารผู้โดยสารสนามบินสุวรรณภูมิ พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

25


Power Engineering & Power Electronics ไฟฟ้าก�ำลังและอิเล็กทรอนิกส์ก�ำลัง รศ. ดร.ส�ำรวย สังข์สะอาด เมธีวิจัยอาวุโส สกว.

การทดสอบไฟฟ้าแรงสูง ส�ำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า

บทคัดย่อ

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ส�ำคัญที่สุดในระบบ ส่งจ่ายไฟฟ้าแรงสูง มีโอกาสได้รับแรงดันเกินที่อาจท�ำให้ เกิดผิดพร่องขึ้นในระบบ เกิดผลกระทบต่อความมั่นคง และความเชื่อถือได้ของระบบ บทความนี้ได้น�ำเสนอถึง ผลกระทบจากแรงดันเกินต่อหม้อแปลงที่ท�ำให้แรงดัน กระจายบนขดลวดไม่เป็นเชิงเส้น ความเครียดสนามไฟฟ้า ทีฉ่ นวนขดลวดใกล้ขวั้ แรงดันมีคา่ สูงอาจท�ำให้เกิด PD และ น�ำไปสู่การเกิดเบรกดาวน์ได้ จึงต้องท�ำการทดสอบไฟฟ้า แรงสูงก่อนน�ำไปติดตั้งใช้งาน อธิบายถึงอุปกรณ์ตัวจ่าย แรงดัน และเงื่อนไขการทดสอบ แสดงการวิเคราะห์ ผลทดสอบ BIL จากออสซิลโลแกรม

1. บทน�ำ

a) b) รูปที่ 2-1 วงจรสมมูลของหม้อแปลงไฟฟ้า a) วงจรสมมูลขณะท�ำงานปกติ b) วงจรสมมูลเมื่อได้รับแรงดันเสิร์จ

ในรูปที่ 2-1 ความจุไฟฟ้าสเตรย์ Ce ท�ำให้กระแส หม้ อ แปลงไฟฟ้ า เป็ น อุ ป กรณ์ ส� ำ คั ญ ยิ่ ง ในระบบ ส่งจ่ายไฟฟ้าแรงสูง ใช้ส�ำหรับถ่ายทอดก�ำลังไฟฟ้าจาก ไหลผ่านความจุไฟฟ้าอนุกรมของขดลวด CS ทีใ่ กล้ขวั้ แรงสูง แรงดันระดับหนึ่งไปสู่แรงดันอีกระดับหนึ่ง ถ้าหม้อแปลง มากกว่าส่วนที่อยู่ห่างออกไป ท�ำให้แรงดันกระจายบน เกิดผิดพร่องก็จะท�ำให้การส่งจ่ายก�ำลังไฟฟ้าในสายส่งนัน้ ขดลวดของหม้อแปลงไม่เป็นเชิงเส้น ดังรูปที่ 2-2 [1] หยุดชะงักทันที ฉะนัน้ หม้อแปลงทีจ่ ะน�ำมาติดตัง้ ในระบบ ต้องมีคุณสมบัติและคุณภาพดีได้มาตรฐาน และไม่เป็น ต้ น เหตุ ใ ห้ เ กิ ด ผิ ด พร่ อ งในระบบ อั น มี ผ ลกระทบต่ อ เสถียรภาพและความเชื่อถือได้ของระบบ ต้องเลือกพิกัด ก�ำลังไฟฟ้าให้เพียงพอกับความต้องการ เลือกระดับแรงดัน ให้ถกู ต้องเหมาะสมตามข้อก�ำหนด ฉะนัน้ เพือ่ ความมัน่ ใจ หม้อแปลงนั้นต้องผ่านการทดสอบไฟฟ้าแรงสูงก่อนน�ำไป ติดตั้งใช้งานในระบบ

2. ผลของแรงดันเกินเสิร์จต่อหม้อแปลง

ขดลวดหม้อแปลงทีพ่ นั แบบสม�ำ่ เสมออาจเขียนแทน ด้วยวงจรสมมูลในรูปที่ 2-1

26

a) นิวทรัลต่อกราวนด์

b) นิวทรัลไม่ต่อกราวนด์

รูปที่ 2-2 แรงดันกระจายบนขดลวดหม้อแปลงที่พันแบบ สม�่ำเสมอ เมื่อได้รับแรงดันเสิร์จ


เมื่ อ หม้ อ แปลงได้ รั บ แรงดั น เกิ น เสิ ร ์ จ แรงดั น กระจายบนขดลวดจะไม่สม�ำ่ เสมอ ขึ้นอยู่กับความจุไฟฟ้า Cs และ Ce คือ ค่า α = √(Ce/Cs) และความชันของ รูปคลืน่ แรงดันเสิรจ์ ซึง่ แรงดันกระจายบนขดลวดหม้อแปลง อาจหาได้จากความสัมพันธ์ [2] a) ในกรณีที่นิวทรัลต่อลงกราวนด์

TOV ด้วยการป้อนแรงดัน AC 50 Hz สูงกว่าแรงดันใช้งาน เป็นเวลา 1 นาที ซึง่ เป็นการทดสอบความคงทนของฉนวน ระหว่างตัวน�ำกับตัวน�ำที่มีแรงดันต่างกัน หรือตัวน�ำที่มี ศักย์สูงกับตัวน�ำที่ต่อลงดิน เช่น ตัวถังโลหะหม้อแปลง 3.1.1 ตัวจ่ายแรงดันทดสอบ AC แรงดันทดสอบ AC ความถี่ 50 Hz จะได้จาก หม้อแปลงทดสอบ TT ดังรูปที่ 3-1 [3]

b) กรณีนิวทรัลไม่ต่อลงกราวนด์ เมื่อ V คือ ขนาดแรงดันเสิร์จ คือ ความยาวของขดลวด U คือ แรงดันที่ขั้วแรงสูง จากแรงดันกระจายบนขดลวดทีไ่ ม่สม�ำ่ เสมอในรูปที่ 2-2 จะเห็นได้ว่าการฉนวนของขดลวดส่วนต้น ๆ จะได้รับ รูปที่ 3-1 หม้อแปลงทดสอบ 500 kV 250 kVA HV. Lab. ความเครียดสนามไฟฟ้า E สูง การออกแบบที่ดีจะต้อง จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เพิ่มการฉนวนของขดลวดรอบต้น ๆ และเพื่อความมั่นใจ จึงต้องท�ำการทดสอบด้วยแรงดันสูง การใช้ ห ม้ อ แปลงทดสอบ TT มี เ งื่ อ นไขที่ ต ้ อ ง พิจารณา คือ 3. การทดสอบแรงสูงหม้อแปลง 1) TT ต้องสร้างรูปคลื่นไซน์ และมีความถี่ได้ตามที่ การทดสอบถือเป็นเรือ่ งส�ำคัญ เพราะผลการทดสอบ มาตรฐานก�ำหนดในขณะที่มีอุปกรณ์ที่จะทดสอบต่ออยู่ จะเป็นตัวชีว้ ดั ถึงคุณภาพของการออกแบบสร้างว่า สามารถ ในวงจรทดสอบ น�ำไปติดตั้งใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพในทุกสภาวะ 2) TT มีแรงดันที่กำ� หนด Un สูงพอที่จะจ่ายแรงดัน แวดล้อม และแสดงถึงอายุการใช้งานที่ยาวนาน เนื่องจาก ทดสอบ Ut ได้ ปกติใช้ Ut = 0.85 Un หม้อแปลงมีโอกาสได้รับแรงดันเกินเสิร์จฟ้าผ่าที่ท�ำให้ 3) TT มีก�ำลังไฟฟ้า kVA สูงพอที่จะจ่ายก�ำลัง การฉนวนของขดลวดได้รบั ความเครียด E สูง เพือ่ ความมัน่ ใจ ไฟฟ้าให้อุปกรณ์ทดสอบได้ตามที่มาตรฐานก�ำหนดและ ในการฉนวนจึ ง ต้ อ งทดสอบด้ ว ยแรงดั น อิ ม พั ล ส์ ฟ ้ า ผ่ า มีประสิทธิภาพสูง 1.2/50 µs เรียกว่า BIL (Basic Impulse Insulation Level) ขนาดแรงดันทดสอบขึ้นอยู่กับระดับแรงดันระบบ 3.2 การทดสอบ BIL Um ที่หม้อแปลงติดตั้งอยู่ ส่วนแรงดันเกินชั่วครู่ TOV การทดสอบ BIL เป็นการทดสอบความคงทนของ เป็นแรงดันเกิน AC ปกติ จะทดสอบแรงสูงด้วยแรงดัน ฉนวนต่อแรงดัน หรือความเครียดสนามไฟฟ้ากระจาย AC 1- นาที ที่เกิดจากแรงดันอิมพัลส์รูปคลื่นฟ้าผ่า 1.2/50 μs ใช้กับ Um < 300 kV 3.1 การทดสอบแรงดัน AC-1 นาที ขนาดแรงดันทดสอบเลือกตามระดับ Um ทีส่ อดคล้อง การทดสอบความคงทนของฉนวนต่อแรงดันเกิน กับแรงดันทดสอบ AC-1 นาที พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

27


3.2.1 ตัวจ่ายแรงดันทดสอบ BIL เมือ่ CS คือค่าเก็บประจุรวม และ Cb คือค่าเก็บประจุโหลด แรงดันทดสอบ BIL รูปคลื่น 1.2/50 μs ได้จาก ของ IG เครื่องก�ำเนิดแรงดันอิมพัลส์ IG ดังรูปที่ 3-2 3.3 ขนาดแรงดันทดสอบ ขนาดแรงดันทดสอบขึ้นอยู่กับระบบแรงดันที่จะ น�ำเอาอุปกรณ์ไปใช้งาน IEC Publ. 71-1993 Part 1 [4] ก�ำหนดระดับแรงดันทดสอบตามระบบแรงดันสูงสุด Um ดังตารางที่ 3-1 ตารางที่ 3-1 ตัวอย่างระดับแรงดันทดสอบ Um (kV) 24 36 72.5 123 245

รูปที่ 3-2 เครื่องก�ำเนิดแรงดันอิมพัลส์ IG 1400 kV 70 kJ พร้อมโวลเตจดิไวเดอร์ แบบตัวเก็บประจุ 1400 kV อิมพัลส์ออสซิลโลสโคป ส�ำหรับบันทึก 2 ล�ำแสง HV. Lab. จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย [3]

BIL (kVp) 95 (125) 145 (170) 325 450 550 650 750 850 950 1050

AC (kVrms) 50 70 140 185 230 275 325 360 395 460

IG ที่ใช้มีเงื่อนไขต้องพิจารณา คือ ในตารางที่ 3-1 ที่ค่าแรงดัน BIL มีสองค่า เช่น 1) IG สร้างรูปคลื่นอิมพัลส์ 1.2/50 μs ได้ตามที่ มาตรฐานก�ำหนด ดังรูปที่ 3-3 ในขณะที่มีอุปกรณ์ที่จะ 145 kV และ 170 kV การเลือกค่า BIL ให้พิจารณาว่า อุปกรณ์ทจี่ ะน�ำไปติดตัง้ ใช้งานนัน้ มีโอกาสได้รบั แรงดันเกิน ทดสอบต่ออยู่ในวงจรทดสอบ เสิร์จฟ้าผ่ารุนแรงมากหรือน้อย กรณีที่ Um มีค่าแรงดัน ทดสอบหลายระดับ ให้เลือกระดับตามลักษณะการต่อ นิวทรัล N ลงดิน ถ้านิวทรัลไม่ต่อลงดิน จัดเป็นแบบ Full Insulation ค่าแรงดันทดสอบสูงสุด ถ้านิวทรัล N ต่อลงดิน โดยตรง (Solidly grounded) คือไม่ผา่ นอิมพีแดนซ์ ค่าแรงดัน ทดสอบจะต�ำ่ สุด ถ้าต่อนิวทรัล N ผ่านอิมพีแดนซ์ทมี่ คี า่ โอห์ม ต่าง ๆ จัดเป็น Reduced insulation ค่าแรงดันทดสอบ รูปที่ 3-3 แรงดันอิมพัลส์รูปคลื่น 1.2/50 μs จะเพิ่มสูงขึ้นตามค่าโอห์มที่ต่อ N ลงดิน กรณีระบบแรงดัน Um < 300 kV ไม่ต้องทดสอบ 2) IG มีแรงดันที่ก�ำหนด Un สูงพอที่จะจ่ายแรงดัน ด้วยแรงดันอิมพัลส์รูปคลื่นสวิตชิ่ง เพราะการทดสอบ ทดสอบ BIL ปกติใช้ BIL = 0.85 Un BIL ด้วยแรงดันรูปคลื่นฟ้าผ่า 1.2//50 μs มีค่าแรงดัน 3) IG มีพลังงานพอเพือ่ สร้างแรงดันได้รปู คลืน่ ตามที่ สูงกว่าอยู่แล้ว มาตรฐานก�ำหนด มีประสิทธิภาพสูง โดยให้ CS ≥ 10 Cb

28


3.4 วงจรทดสอบ BIL หม้อแปลง วงจรทดสอบ BIL ประกอบด้วย เครือ่ งก�ำเนิดแรงดัน อิมพัลส์ IG ความต้านทานชัน้ ท์ Rsh สปาร์กแกปตัดรูปคลืน่ CG โวลเตจดิไวเดอร์ VD ดังรูปที่ 3-4

a) หม้อแปลง 3 เฟส ∆-Y

รูปที่ 3-4 วงจรทดสอบ BIL ส�ำหรับหม้อแปลง Ct, Lt คือ หม้อแปลงที่ทดสอบ BIL CL คือ ตัวเก็บประจุโหลดของ IG

3.4.1 การต่อขั้วหม้อแปลงเพื่อการทดสอบ BIL การต่อขัว้ หม้อแปลงขนาดเล็ก 3 เฟส เพือ่ การทดสอบ BIL ดังรูปที่ 3-5 [5]

รูปที่ 3-5 การต่อขั้วหม้อแปลง 3 เฟสขนาดเล็ก เพื่อการทดสอบ BIL

การต่อขั้วหม้อแปลงขนาดใหญ่เพื่อการทดสอบ BIL จะยุ่งยากกว่าหม้อแปลงขนาดเล็ก เพราะหม้อแปลง ขนาดใหญ่มีค่าอิมพีแดนซ์ต�่ำ เครื่องก�ำเนิด IG ที่มี ค่าเก็บประจุ Cs ขนาดจ�ำกัดจะมีปัญหาการปรับรูปคลื่นแรงดัน คือ เกิดออสซิลเลชัน ช่วงหางคลื่นสั้นอาจ < 40 µs ปัญหารูปคลื่นหางสั้นสามารถแก้ได้ด้วยการต่อ ความต้านทาน R1, R2 กับขั้วหม้อแปลงที่มิได้ทดสอบ โดยก�ำหนดว่า ที่ขั้วนั้นจะต้องมีแรงดันไม่เกิน 75% ของ BIL ดังรูปที่ 3-6 [5]

b) หม้อแปลง 3 เฟส Y–∆ รูปที่ 3-6 การต่อขั้วหม้อแปลงขนาดใหญ่ เพื่อการทดสอบ BIL

3.5 ขั้วแรงดันที่ป้อนการทดสอบ BIL การทดสอบ BIL หม้อแปลง จะทดสอบด้วยแรงดัน อิมพัลส์ รูปคลื่น 1.2/50 µs ขั้วลบ (Negative Polarity) ถามว่ า ท� ำ ไมต้ อ งทดสอบด้ ว ยแรงดั น ขั้ ว ลบ ตอบเชิ ง วิเคราะห์กค็ อื การทดสอบ BIL หม้อแปลงทีท่ ดสอบจะตัง้ อยู่ ในบรรยากาศ การป้อนแรงดันทดสอบจะป้อนแรงดัน ที่ขั้วหม้อแปลง (Bushing) ซึ่งอยู่ในอากาศ ดังรูปที่ 3-7

รูปที่ 3–7 โครงสร้างภายนอกและในหม้อแปลง พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

29


วั ตถุ ป ระสงค์ข องการป้อนแรงดันทดสอบ เพื่อ รับแรงดันอิมพัลส์ จะมีลักษณะเป็นตาข่ายความจุไฟฟ้า ทดสอบความคงทนต่อความเครียดสนามไฟฟ้าของฉนวน ฉะนัน้ ความต้านทานชั้นท์จะมีความจุไฟฟ้าสเตรย์ คือ Ce ทั้งภายนอกและภายใน การป้อนแรงดันทดสอบขั้วลบ ระหว่างปลายขดลวดกับดินขนานอยู่ด้วย ดังรูปที่ 3-9 ก็เพื่อให้ฉนวนภายในหม้อแปลงได้รับความเครียดสนาม ไฟฟ้าจากแรงดันทดสอบ แต่ถา้ ป้อนแรงดันทดสอบขัว้ บวก ที่ขั้วหม้อแปลงซึ่งอยู่ในอากาศก็จะเกิดเบรกดาวน์ผ่าน อากาศลงสูต่ วั ถังโลหะทีต่ อ่ ลงดิน หรือเข้าหาขัว้ หม้อแปลง ขั้วอื่นที่ต่อลงดิน ทั้งนี้เพราะว่าค่าแรงดันเบรกดาวน์ของ อากาศขั้วบวกต�่ำกว่าขั้วลบ ดังเส้นกราฟแสดงแรงดัน เบรกดาวน์ในเทอมระยะแกป ดังรูปที่ 3-8 [6] รูปที่ 3-9 ความต้านทานชั้นท์

Csh คือ ความจุไฟฟ้าทีต่ อ่ เพิม่ เติมขนานกับความ ต้านทานชั้นท์ Rsh เพื่อลดค่าสไปค์ ที่มีค่ายอดสูง ดังรูปที่ 3-10 [5]

a)

รูปที่ 3-8 เส้นกราฟแรงดันเบรกดาวน์ของอากาศ ในเทอมระยะแกป

3.6 ชั้นท์บันทึกรูปคลื่นกระแส การตรวจจั บ ความผิ ด พร่ อ งที่ เ กิ ด ขึ้ น ภายใน หม้อแปลงเมื่อได้รับแรงดันทดสอบ โดยสังเกตจากรูป คลืน่ แรงดันอิมพัลส์ทำ� ได้ยาก ถ้าหากเกิดผิดพร่องเล็กน้อย เช่น เกิดผิดพร่องระหว่างรอบขดลวด หรือเกิด PD ภายใน การตรวจจับความผิดพร่องเล็กน้อย เช่น PD ต้อง ตรวจจับโดยดูการเปลี่ยนแปลงของรูปคลื่นกระแสที่ไหล ผ่านความต้านทานชั้นท์ Rsh ที่ต่อระหว่างปลายขดลวด ที่ทดสอบกับดิน คือ ด้านที่ไม่ได้ป้อนแรงดันทดสอบ ดังรูปที่ 3-3 ชั้นท์ Rsh ส�ำหรับวัดกระแสดังกล่าวจะเป็นความ ต้านทานล้วน มีความจุไฟฟ้าและความเหนี่ยวน�ำต�่ำ และ ค่าความต้านทาน Rsh ควรเลือกให้พอเหมาะ โดยพิจารณา แรงดันตกคร่อมความต้านทานชั้นท์ Rsh ที่มีค่าไม่ควรสูง เกินไป เพราะแรงดันตกคร่อมสูงเกินจะเกิดสปาร์กข้าม โดยเหตุที่วงจรสมมูลของหม้อแปลงเริ่มแรกที่ได้

30

b)

c)

รูปที่ 3-10 รูปคลื่นกระแสที่ไหลผ่านชั้นท์

รูปคลืน่ กระแสทีไ่ หลผ่านชัน้ ท์ จากการป้อนแรงดัน อิมพัลส์ให้กับขดลวดหม้อแปลง แบ่งออกเป็น 3 ส่วน ดังภาพสเก็ตช์ในรูปที่ 3-10 a) คือ ส่วนต้นรูปคลืน่ เป็นกระแส แบบประจุ คือ A มีลักษณะเป็นสไปค์ความชันสูง ต่อจาก สไปค์กเ็ ป็นส่วนทีส่ องมีลกั ษณะเป็นออสซิลเลชันความถีส่ งู จาก C และ L ของขดลวดหม้อแปลง ส่วนที่สาม คือ B เป็นกระแสเหนี่ยวน�ำ


โดยเลือกค่า Csh ให้พอเหมาะ คือ เมื่อใส่แล้ว ค่ายอดสไปค์สูงไม่เกิน 2 เท่าของค่าสูงสุดส่วน B ถ้าใส่ Csh มากไปค่ายอดสไปค์จะถูกลดลงมากเหลือต�่ำกว่า ค่าสูงสุดส่วน B ดังออสซิลโลแกรม รูปที่ 3-10 c) การลดค่าสไปค์โดยใส่ Csh มากเกินไปจะมีผลกระทบ ต่อการตรวจจับสัญญาณผิดพร่องบนรูปคลืน่ กระแส ถือเป็น สิ่งส�ำคัญที่ควรค�ำนึงถึง เพราะถ้าใส่ Csh มากเกินไป จะท�ำให้สญ ั ญาณผิดพร่องบนรูปคลืน่ กระแสถูกลบไปด้วย ดังรูปที่ 3-11 c) [7]

2) ป้อนแรงดันที่ 50–75% BIL บันทึกรูปคลื่น แรงดันและกระแส ใช้เป็นรูปคลื่นอ้างอิง (RFWV = Reduced level full wave voltage) 3) ป้อนแรงดันทดสอบ 100% BIL (Full wave voltage = FWV) 2 ครั้ง ก่อนและหลังคลื่นตัด บันทึก รูปคลื่นแรงดันและกระแส 4) ปอ้ นแรงดันทดสอบรูปคลืน่ ตัดทีห่ าง (Chopped wave voltage = CWV) 2 ครั้ง บันทึกรูปคลื่นแรงดัน 3.7.1 ตัวอย่างออสซิลโลแกรมการทดสอบ BIL ออสซิลโลแกรมแรงดันและกระแสจากการทดสอบ BIL หม้อแปลง 3 เฟส 500 kVA 33 kV–400/230 V โดยป้อนแรงดันตามล�ำดับทีก่ ล่าวข้างต้น ได้รปู คลืน่ ทีบ่ นั ทึก ด้วยอิมพัลส์ออสซิลโลสโคป 2 ล�ำแสง ที่สามารถตั้งเวลา การบันทึกที่ต่างกันได้อย่างอิสระ ดังรูปที่ 3-12 [5]

a) Csh = 0

1 µs/div 10 µs/div

b) Csh = 0.018 µF

c) Csh = 0.15 µF รูปที่ 3-11 ความจุไฟฟ้า Csh ค่าต่าง ๆ ที่ต่อเพิ่มในชั้นท์ Rsh เพื่อศึกษาผลของการลดค่าสไปค์ และตรวจจับความผิดพร่อง รูปที่ 3-12 ออสซิลโลแกรมแรงดันและกระแส สเกลเวลา: แรงดัน 1 และ 10 µs/div กระแส 25 µs/div

3.7 วิธีการป้อนแรงดันทดสอบ การทดสอบ BIL หม้อแปลงต้องทราบมาตรฐาน ที่อ้างอิง เช่น IEC 76–1980 มีดังนี้ [8] กรณีการทดสอบ BIL หม้อแปลงที่ไม่ผ่านในกรณี 1) หลังปรับเทียบระบบวัดแรงดันด้วย Sphere–gap ปรับรูปคลื่นแรงดันอิมพัลส์ ขณะที่มีหม้อแปลงต่ออยู่ที่ ต่างกันหลายรูปแบบ ดังตัวอย่างออสซิลโลแกรมรูปที่ 3-13 [5] แรงดันไม่เกิน 75% BIL พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

31


a) RFWV 60% BIL (ปกติ)

b) FWV 100% BIL (ผิดพร่อง)

c) RFWV 60% BIL (ปกติ)

d) FWV 100% BIL (ผิดพร่อง)

e) RFWV 100% BIL (ผิดพร่อง) f) FWV 100% BIL (ผิดพร่อง)

รูปที่ 3-13 ออสซิลโลแกรมแรงดันและกระแสจาก การทดสอบ BIL หม้อแปลงที่ไม่ผ่าน สเกลเวลา: แรงดัน 10 µs/div กระแส 25 µs/div

การเกิ ด ผิ ด พร่ อ งจากตั ว อย่ า งออสซิ ล โลแกรม แรงดันและกระแสมีลักษณะต่างกัน ดังในรูปที่ 3-13 คือ – รูป a) ที่ RFWV 60% BIL ผลปกติ แต่ที่ FWV 100% เกิดเบรกดาวน์ที่ขั้วแรงสูง กระแสไม่ผ่านชั้นท์ จึงบันทึกกระแสไม่ได้ ดังรูป b) – รูป c) ที่ RFWV 60% BIL ผลปกติ แต่ที่ FWV 100% เกิดเบรกดาวน์ที่ขดลวด กระแสก็สูง ดังรูป d) – รูป e) ที่ RFWV 100% BIL เริ่มเกิดดีสชาร์จ บางส่วน (PD) เล็กน้อยที่คลื่นกระแส แต่ที่ FWV 100% เกิด PD ที่กระแสมากขึ้น ดังรูป f)

4. บทสรุป

จากเนื้อหาของบทความที่นำ� เสนออาจสรุปได้ คือ 1) หม้อแปลงเป็นอุปกรณ์ส�ำคัญยิ่งในระบบส่งจ่าย มีโอกาสได้รบั แรงดันเกินเสิรจ์ ฟ้าผ่าทีท่ ำ� ให้แรงดันกระจาย บนขดลวดไม่เป็นเชิงเส้น ความเครียดสนามไฟฟ้า E บนขดลวดต้น ๆ ใกล้ขั้วแรงสูงมีค่าสูง อาจท�ำให้เกิด PD ที่น�ำไปสู่การเกิดเบรกดาวน์ได้ 2) เพือ่ ความมัน่ ใจในการฉนวน จึงต้องมีการทดสอบ ความคงทนของฉนวนต่อแรงดันเกิน TOV ด้วยแรงดัน AC 1 - นาที และต่อแรงดันเกินเสิรจ์ ฟ้าผ่าด้วยแรงดันอิมพัลส์ รูปคลื่นฟ้าผ่า 1.2/50 μs คือ BIL 3) ข นาดแรงดั น ทดสอบเลื อ กตามระดั บ แรงดั น

32

ระบบสูงสุด Um และลักษณะการต่อนิวทรัล N ลงดินเป็น แบบใด 4) แรงดันทดสอบ BIL ได้จากเครือ่ งก�ำเนิดแรงดัน อิมพัลส์ IG ที่มีแรงดันพิกัด Un และพลังงานไฟฟ้าสูงพอ ตามเงื่อนไขที่กำ� หนด 5) ค่าแรงดันทดสอบ AC และ BIL ขึ้นอยู่กับ ระดับแรงดันสูงสุดของระบบ Um และการต่อนิวทรัล N ลงดิน เป็นแบบ Full Insulation หรือ Reduced Insulation หรือ Solidly Grounded 6) ผลการทดสอบ BIL วิเคราะห์จากออสซิล โลแกรมแรงดันวัดด้วยโวลเตจดิไวเดอร์ VD และออสซิล โลแกรมกระแสที่ผ่านความต้านทานชั้นท์ Rsh 7) การเลือกความต้านทานชั้นท์ Rsh จะต้องเป็น ความต้านทานล้วน มีความจุไฟฟ้าและความเหนี่ยวน�ำต�่ำ และมีค่าที่พอเหมาะ เอกสารอ้างอิง [1] Greenwood, A., Electrical Transients in Power Systems, John Wiley and Sons, Inc., 2. Ed., NY. 1991 [2] ส�ำรวย สังข์สะอาด วิศวกรรมไฟฟ้าแรงสูง มีนาคม 2549 หน้า 4-55---4-57 [3] ส�ำรวย สังข์สะอาด “ห้องปฏิบัติการไฟฟ้าแรงสูงที่ข้าพเจ้ารัก และผูกพัน” หนังสือฉลอง 84 ปี ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย 2540 หน้า 5-38---5-45 [4] IEC Publ.71-1993 Part 1 Insulation Co-ordination [5] ส�ำรวย สังข์สะอาด เทคนิคการทดสอบ BIL ส�ำหรับหม้อแปลง ไฟฟ้า เอกสารประกอบการอบรมเชิงปฏิบตั กิ าร 20-21 กรกฎาคม 2541 ศูนย์เชี่ยวชาญพิเศษเฉพาะด้านเทคโนโลยีไฟฟ้าก�ำลัง 24 หน้า [6] Zaengl, W.S., Hochspannungstechnik, Theorie und Experiment, ETH-Zurich, Switzerland 1989. [7] วุฒิกร บุญสงวน “BIL test on distribution transformer”, โครงงานวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์ มหาวิทยาลัย 2525 [8] IEC Publ. 76-3,-1980 Power Transformer ประวัติผู้เขียน

รศ. ดร.ส�ำรวย สังข์สะอาด ข้าราชการบ�ำนาญ คณะวิ ศ วกรรมศาสตร์ จุ ฬ าลงกรณ์ มหาวิทยาลัย พ.ศ. 2534 นักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สภาวิจัยแห่งชาติ พ.ศ. 2536 วิศวกรดีเด่น สมาคม นิสิตเก่า วิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย พ.ศ. 2539 เมธีวิจัยอาวุโส สกว. ส�ำนักงานกองทุน สนับสนุนการวิจัย


Power Engineering & Power Electronics ไฟฟ้าก�ำลังและอิเล็กทรอนิกส์กำ� ลัง ดร.วิวัฒน์ ทิพจร

การปรับปรุงความเชื่อถือได้ของระบบจ�ำหน่ายไฟฟ้า ด้วยการย้ายจุดติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันและตัดตอน เป็ น ที่ ท ราบกั น ดี ว ่ า เดื อ นเมษายนเป็ น เดื อ นที่ มี อากาศร้ อ นที่ สุ ด ของประเทศไทย ส� ำ หรั บ ปี นี้ ค นไทย เกื อ บทุ ก คนให้ความสนใจกับ เดือนเมษายนเป็นพิเศษ เนื่องมาจากประเทศพม่าประกาศหยุดส่งก๊าซธรรมชาติ ให้ประเทศไทยในช่วงวันที่ 5-14 เมษายน เพื่อซ่อมบ�ำรุง แหล่งก๊าซยานาดา กระทรวงพลังงานได้ขอความร่วมมือ จากโรงงาน สถานทีร่ าชการ และประชาชนทัว่ ประเทศลด การใช้ไฟฟ้า ตลอดจนขอความร่วมมือไปยังโรงผลิตไฟฟ้า เอกชนให้ด�ำเนินการผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้น เพื่อเพิ่มปริมาณ ส� ำรองในช่ว งวิก ฤติ ในที่สุดเมืองไทยก็ผ่านพ้นวิกฤติ พลังงานไปได้ด้วยดีจากความร่วมมือของคนไทยทุกคน จากเหตุการณ์ดังกล่าวท�ำให้เห็นว่าหลายฝ่ายมี ความกังวลต่อ “ความเชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้า” ซึ่ง ตามนิยามศัพท์ของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) หมายถึงความเพียงพอและความมั่นคงในระบบ ความเพียงพอหมายถึงความสามารถของระบบไฟฟ้าใน การจัดส่งพลังงานไฟฟ้าสนองตอบความต้องการของผู้ใช้ ไฟได้ตลอดเวลา ส่วนความมั่นคงหมายถึงความสามารถ ในการจัดการแก้ไขเหตุขัดข้องที่เกิดขึ้นในระบบไฟฟ้า

รูปที่ 1 ดัชนีความเชื่อถือได้ของระบบจ�ำหน่ายไฟฟ้า

ปัจจุบันความเชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้ามีบทบาท ส�ำคัญมากในการผลิตและจัดส่งไฟฟ้า เนื่องจากไฟฟ้า เป็นรากฐานที่ส�ำคัญของการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคม เหตุขัดข้องใด ๆ ที่เกิดขึ้นในระบบไฟฟ้าจึงสามารถสร้าง ความเสียหายอย่างมากต่อการด�ำเนินงานภาคธุรกิจและ ภาคอุตสาหกรรม ความเชือ่ ถือได้ของระบบไฟฟ้าแยกเป็น 3 ส่วน คือ ระบบก�ำเนิดไฟฟ้า ระบบสายส่ง และระบบ จ�ำหน่ายไฟฟ้า โดยทั่วไปมักแยกวิเคราะห์แต่ละระบบ เพราะดัชนีความเชื่อถือได้ของแต่ละระบบไม่เหมือนกัน ดัชนีความเชื่อถือได้ของระบบจ�ำหน่ายที่รู้จักกัน โดยทั่วไปแสดงในรูปที่ 1 ประกอบด้วย ดัชนีจำ� นวนครั้งที่ ไฟฟ้าขัดข้อง (SAIFI) ดัชนีระยะทีไ่ ฟฟ้าขัดข้อง (SAIDI) ดัชนีจำ� นวนครัง้ ทีไ่ ฟฟ้ากะพริบ (MAIFI) ดัชนีจำ� นวนครัง้ ไฟฟ้าขัดข้องต่อผู้ใช้ไฟที่ได้รับผลกระทบ (CAIFI) ดัชนี ระยะทีไ่ ฟฟ้าขัดข้องต่อผูใ้ ช้ไฟทีไ่ ด้รบั ผลกระทบ (CAIDI) ดัชนีการให้บริการแก่ผใู้ ช้ไฟ (ASAI) ดัชนีการไม่สามารถ ให้บริการแก่ผู้ใช้ไฟ (ASUI) และสุดท้ายคือดัชนีพลังงาน ที่จ่ายไม่ได้จากระบบ (ENS) การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) เป็นผู้รับผิดชอบ ส่วนระบบจ�ำหน่ายของระบบไฟฟ้าในประเทศไทย และ ก�ำหนดใช้ดชั นีความเชือ่ ถือได้ในส่วนของการบริการลูกค้า คือ ดัชนีจ�ำนวนครั้งที่ไฟฟ้าขัดข้อง (SAIFI) และดัชนี ระยะที่ไฟฟ้าขัดข้อง (SAIDI) โดยการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค ได้แยกประเมินค่าดัชนีความเชือ่ ถือได้ แยกเป็นหลายกลุม่ พื้นที่ ประกอบด้วย เขตนิคมอุตสาหกรรม เทศบาลนคร เทศบาลเมือง เทศบาลต�ำบล เขตชนบท และดัชนีเฉลี่ย รวมทั้งประเทศ ที่ผ่านมารัฐบาลได้ให้ความส�ำคัญต่อความเชื่อถือ ได้ในระบบไฟฟ้าเป็นล�ำดับต้น ๆ โดยเมื่อเดือนกันยายน พ.ศ. 2554 คณะรัฐมนตรีอนุมตั ใิ ห้การไฟฟ้าส่วนภูมภิ าค พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

33


ด�ำเนินโครงการเพิ่มความเชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้า ระยะ ที่ 3 (คชฟ.3) วงเงิน 15,155 ล้านบาท ซึ่งการไฟฟ้าได้ มีการก�ำหนดค่าเป้าหมายของดัชนี SAIFI ให้ได้ 7.15 ครั้ง/ราย/ปี และดัชนี SAIDI 215.15 นาที/ราย/ปี ภายใน พ.ศ. 2557 การปรั บ ปรุ ง ความเชื่ อ ถื อ ได้ ข องระบบจ� ำ หน่ า ย ไฟฟ้าสามารถท�ำได้หลายวิธี ทั้งนีต้ อ้ งทราบสาเหตุทที่ �ำให้ ระบบมีความเชือ่ ถือได้ตำ�่ ก่อน แล้วจึงวิเคราะห์หาวิธกี ารที่ จะท�ำให้ระบบดีขนึ้ เช่น การเลือกใช้อปุ กรณ์ทมี่ คี ณ ุ ภาพดี การลดระยะทางสายทีย่ าวเกินไป การเพิม่ จุดถ่ายโอนโหลด จากสายป้อนอืน่ การเพิม่ การบ�ำรุงรักษาแบบป้องกัน การเพิม่ อุปกรณ์ป้องกันและตัดตอนให้เพียงพอ ฯลฯ อย่างไรก็ตาม ถึงแม้มีการปรับปรุงระบบไฟฟ้า ไปได้ระยะหนึ่งอาจมีการเปลี่ยนแปลงการใช้ไฟฟ้า เช่น การขยายตั ว ของภาคธุ ร กิ จ ภาคอุ ต สาหกรรม หรื อ พฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าของผู้บริโภคเปลี่ยน ฯลฯ ดังนั้น จึงต้องมีการส�ำรวจและปรับปรุงความเชือ่ ถือได้เป็นระยะ ๆ ดังนัน้ การย้ายจุดติดตัง้ อุปกรณ์ปอ้ งกันและตัดตอนทีต่ ดิ ตัง้ อยู่ในระบบไฟฟ้าเดิมให้อยู่ในต�ำแหน่งใหม่ที่เหมาะสม เพื่อท�ำให้สามารถลดค่าดัชนี SAIFI SAIDI ถือเป็น

SAIFI=

ทางเลือกหนึ่งในการปรับปรุงความเชื่อถือได้ของระบบ จ�ำหน่ายไฟฟ้าอีกแบบหนึ่งที่ประหยัดและมีประสิทธิภาพ

การประเมินความเชือ่ ถือได้ของระบบจ�ำหน่าย ไฟฟ้า

พื้นฐานการค�ำนวณหรือการประเมินความเชื่อถือ ได้ของระบบจ�ำหน่ายไฟฟ้านั้นแบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ การประเมินความเชื่อถือได้ในอดีต (Past Performance Assessment) และการประเมินความเชื่อถือได้ในอนาคต (Future Performance Assessment) การประเมิน ความเชื่อถือได้ในอดีตคือการประเมินค่าจากเหตุการณ์ ไฟฟ้าขัดข้องในอดีตอาจจะประเมินเป็นรายไตรมาสหรือ รายปี เพื่อทราบค่าดัชนีความเชื่อถือได้ในปีนั้น ๆ ส่วน การประเมินความเชื่อถือได้ในอนาคตคือการท�ำนายค่า ดัชนีความเชื่อถือได้ในอนาคตใช้ในการวางแผนปรับปรุง ระบบให้ดีขึ้น การประเมินความเชือ่ ถือได้ในอดีตนัน้ ใช้ขอ้ มูลจาก การจดบันทึกเหตุการณ์ไฟฟ้าดับ ซึง่ การไฟฟ้ามีการจดบันทึก ไว้ทกุ ครัง้ ทีม่ เี หตุการณ์ขดั ข้อง สมการที่ (1) ใช้ในการค�ำนวณ ค่าดัชนี SAIFI ในอดีต มีหน่วยเป็น ครั้ง/ราย/ปี

ผลรวมของผู้ใช้ไฟที่เกิดไฟดับในแต่ละครั้ง จ�ำนวนผู้ใช้ไฟฟ้าทั้งหมด

(1)

ส่วนการประเมินดัชนี SAIDI ในอดีตสามารถค�ำนวณได้จากสมการที่ (2) มีหน่วยเป็น ชั่วโมง/ราย/ปี

SAIDI=

ผลรวมของจ�ำนวนผู้ใช้ไฟที่เกิดไฟดับในแต่ละครั้งคูณเวลาในแต่ละครั้ง จ�ำนวนผู้ใช้ไฟฟ้าทั้งหมด

การประเมินความเชื่อถือได้ในอนาคต ใช้ค่าอัตรา ความเสียหาย (Failure Rate) และอัตราระยะเวลาซ่อม (Repair Rate) ของอุปกรณ์ในระบบ โดยดัชนีทั้งสอง ค�ำนวณได้จากข้อมูลการจดบันทึก ความเสียหายและ

34

(2)

ระยะเวลาในการซ่อมของอุปกรณ์ต่าง ๆ ในระบบไฟฟ้า เมื่ อ ทราบอั ต ราความเสี ย หายและอั ต ราเวลาซ่ อ มของ อุปกรณ์ สามารถค�ำนวณค่าดัชนีจำ� นวนครัง้ ทีไ่ ฟฟ้าขัดข้อง (SAIFI) เพื่อการท�ำนายอนาคตได้จากสมการที่ (3)


(3) เมื่อ i คือ อัตราความเสียหาย (ครั้งต่อปี) N i คือ จ�ำนวนผู้ใช้ไฟในจุดโหลดที่ i คือ จ�ำนวนผู้ใช้ไฟฟ้าทั้งหมด และค่ า ดั ช นี ร ะยะที่ ไ ฟฟ้ า ขั ด ข้ อ ง (SAIDI) ในอนาคตค�ำนวณได้จากสมการที่ (4) (4) เมื่อ U i  i  ri คือ ช่วงเวลาที่ไฟดับตลอดปี (Annual Outage Time) ของผู้ใช้ไฟจุดโหลด i ri คือ อัตราระยะเวลาซ่อม (ชั่วโมง) จากสมการการประเมินความเชื่อถือทั้งอดีตและ อนาคต แสดงให้เห็นว่าการจดบันทึกข้อมูลเป็นสิ่งส�ำคัญ อย่างยิ่งในการประเมินความเชื่อถือได้ ดังนั้นผู้ปฏิบัติการ ต้องมีการจดบันทึกที่ถูกต้องชัดเจน อีกทั้งรูปแบบหรือ แบบฟอร์ ม การจดบั น ทึ ก ต้ อ งแสดงรายละเอี ย ดข้ อ มู ล ที่เหมาะสม เพื่อให้การประเมินค่าดัชนี SAIFI SAIDI ประจ�ำปีถูกต้อง หรือการประเมินค่าดัชนีในอดีตและ การประเมินความเชื่อถือได้ในการวางแผนในอนาคตมี ความถูกต้องแม่นย�ำ

ข้ อ มู ล ความเชื่ อ ถื อ ได้ ข องการไฟฟ้ า ส่วนภูมิภาค

ใน พ.ศ. 2548 ถึง พ.ศ. 2549 การไฟฟ้าส่วน ภูมิภาค ร่วมมือกับ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ จัดท�ำ โครงการ การค�ำนวณหาค่าอัตราความเสียหายและอัตรา การซ่อมของอุปกรณ์ไฟฟ้าในระบบจ�ำหน่ายของการไฟฟ้า ส่วนภูมิภาค โดยใช้ข้อมูลไฟฟ้าขัดข้องที่รวบรวมโดย การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค ตั้งแต่ พ.ศ. 2544 ถึง พ.ศ. 2548 ซึ่งข้อมูลดังกล่าวแบ่งเป็นการเก็บ 2 ช่วง คือ การเก็บใน รูปแบบโปรแกรม จฟ.3 เก่า ซึ่งเก็บในรูปไฟล์ตัวอักษร และโปรแกรม จฟ.3 ใหม่ ซึ่ ง เก็ บ ในรู ป โปรแกรม Microsoft Access รวมข้ อ มู ล ทั้ ง หมด 693,002 เหตุการณ์ อัตราความเสียหายแบ่งเป็นอุปกรณ์ 6 กลุม่ คือ 1. สายส่งเหนือดิน 2. สายเคเบิล 3. อุปกรณ์ป้องกัน และตัดตอน 4. หม้อแปลงสถานี 5. หม้อแปลงจ�ำหน่าย และ 6. คาปาซิเตอร์ ตารางที่ 1 แสดงผลการค�ำนวณ อัตราความเสียหายและระยะเวลาซ่อมเฉลีย่ ของการไฟฟ้า ส่วนภูมิภาค

ตารางที่ 1 อัตราความเสียหายและระยะเวลาซ่อมเฉลี่ยของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค

กลุ่มอุปกรณ์ 1 2 3 4 5 6

สายเหนือดิน สายเคเบิล อุปกรณ์ป้องกัน/ตัดตอน หม้อแปลงสถานี หม้อแปลงจ�ำหน่าย คาปาซิเตอร์

อัตราความเสียหาย (ครั้ง/ปี)* 36.75 2.42 0.34 0.10 0.01 0.03

ระยะเวลาซ่อมเฉลี่ย (นาที/ครั้ง) 76.53 79.59 89.42 40.67 72.93 52.06

*สายเหนือดินและสายเคเบิล หน่วยเป็น (ครั้ง/100 วงจร-กม./ปี)

การไฟฟ้ า ส่ ว นภู มิ ภ าคได้ ท� ำ การประเมิ น ดั ช นี ความน่ า เชื่ อ ถื อ ได้ ป ระจ� ำ ทุ ก ปี โดยแบ่ ง การประเมิ น ออกเป็นกลุม่ พืน้ ทีต่ า่ ง ๆ ประกอบด้วย นิคมอุตสาหกรรม เทศบาลนคร เทศบาลเมือง เทศบาลต�ำบล และเขต ชนบท รูปที่ 2 แสดงค่าดัชนี SAIFI เฉลี่ยของกลุ่มพื้นที่

ทัง้ 5 กลุม่ และดัชนี SAIFI เฉลีย่ ทัง้ หมดในเขตทีก่ ารไฟฟ้า ส่วนภูมภิ าครับผิดชอบ รูปที่ 3 แสดงค่าดัชนี SAIDI เฉลีย่ ของกลุ่มพื้นที่ทั้งห้ากลุ่มและดัชนี SAIDI เฉลี่ยทั้งหมด ทั้งรูปที่ 2 และรูปที่ 3 แสดงข้อมูลตั้งแต่ พ.ศ. 2552 ถึง พ.ศ. 2554 พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

35


รูปที่ 2 ดัชนีจำ� นวนครั้งที่ไฟฟ้าขัดข้อง (SAIFI) พ.ศ. 2552 ถึง พ.ศ. 2554

รูปที่ 3 ดัชนีระยะเวลาที่ไฟฟ้าขัดข้อง (SAIDI) พ.ศ. 2552 ถึง พ.ศ. 2554

จากรูปที่ 2 และรูปที่ 3 พบว่าดัชนีความเชื่อถือได้ ของ พ.ศ. 2554 ลดลงจาก พ.ศ. 2553 และ พ.ศ. 2552 ดัชนี SAIFI เฉลี่ยลดลงจาก 9.57 ครั้ง/ราย/ปี เป็น 8.43 ครั้ง/ราย/ปี และดัชนี SAIDI ลดลงจาก 385.93 นาที/ราย/ปี เป็น 319.41 นาที/ราย/ปี และสังเกตเห็นว่า แต่ละกลุ่มพื้นที่มีค่าดัชนีไม่เท่ากัน โดยกลุ่มพื้นที่ที่มี ดัชนี SAIFI และ SAIDI ต�ำ่ ที่สุด คือ กลุ่มพื้นที่นิคม อุตสาหกรรม กลุ่มพื้นที่ที่มีดัชนี SAIFI และ SAIDI สูงที่สุด คือ กลุ่มพื้นที่ชนบท แสดงให้เห็นว่าการไฟฟ้า ลงทุนด้านความเชื่อถือได้ในแต่ละกลุ่มพื้นที่ไม่เท่ากัน เพราะในนิคมอุตสาหกรรมหรือพื้นที่เศรษฐกิจหากเกิด เหตุการณ์ไฟฟ้าขัดข้องท�ำให้เกิดผลกระทบมาก ส่วนใน เขตชนบทอาจไม่มีผลกระทบมากนัก

36

ผลกระทบจากการติดตัง้ อุปกรณ์ปอ้ งกันและ ตัดตอนในระบบจ�ำหน่ายไฟฟ้า

การติ ด ตั้ ง อุ ป กรณ์ ป ้ อ งกั น และอุ ป กรณ์ ตั ด ตอน เพื่อเพิ่มความเชื่อถือได้ในระบบไฟฟ้าเป็นวิธีที่ท� ำกันมา นานและมีประสิทธิภาพดี อุปกรณ์ป้องกันและอุปกรณ์ ตัดตอนในระบบจ�ำหน่ายไฟฟ้าที่นิยมใช้ในระบบจ�ำหน่าย ทั่วไป ได้แก่ ฟิวส์ สวิตช์ตัดตอน และรีโคลสเซอร์ ฟิวส์ ถูกติดตัง้ บริเวณสายป้อนย่อยเพือ่ ท�ำหน้าทีต่ รวจจับการผิด ปกติในระบบไฟฟ้า เช่น โหลดเกินหรือเกิดการลัดวงจร และตัดวงจรโดยหลอมละลายตัวเองเพื่อตัดส่วนที่เกิด เหตุการณ์การผิดปกติออกจากระบบไฟฟ้า ส่วนสวิตช์ ตัดตอนมักจะถูกติดตั้งในสายป้อนหลัก สวิตช์ตัดตอน ไม่สามารถแยกส่วนที่ลัดวงจรด้วยตัวเอง โดยเมื่อเกิด การลัดวงจรเกิดขึ้นต้องให้พนักงานเปิดอุปกรณ์ตัดตอน เพื่อตัดส่วนที่ผิดปกติออกไป สุดท้ายรีโคลสเซอร์ตรวจจับ


การเกิดลัดวงจรชั่วครู่เมื่อเกิดการลัดวงจรขึ้นจะตัดวงจร และจ่ายไฟกลับอีกครั้ง หากเป็นการลัดวงจรชั่วครู่ ระบบ ไฟฟ้าก็จะท�ำงานได้ต่อ แต่หากเป็นการลัดวงจรแบบถาวร ตัวรีโคลสเซอร์ก็จะปล่อยให้ฟิวส์ท�ำงานหรือตัดวงจรที่ผิด ปกติด้วยตัวมันเอง รูปที่ 6 ระบบจ�ำหน่ายเมื่อเพิ่มฟิวส์และสวิตช์ตัดตอน

รูปที่ 4 ระบบจ�ำหน่ายทั่วไป

การเพิม่ สวิตช์ตดั ตอนในระบบไฟฟ้าแสดงในรูปที่ 6 สวิตช์ตดั ตอนมีหน้าทีต่ ดั ตอนส่วนทีผ่ ดิ ปกติออกจากระบบ เช่น เมื่อเกิดการลัดวงจรในช่วงสายป้อนหลัก 3 ท�ำให้ เบรกเกอร์ต้นทางเปิดวงจรออก และเมื่อเปิดวงจรสวิตช์ ตัดตอนในช่วงสายป้อนหลัก 3 เพือ่ ตัดจุดลัดวงจรออกจาก ระบบ หลังจากนั้นปิดเบรกเกอร์ต้นทางท�ำให้ผู้ใช้ไฟใน จุดโหลด A และ B มีไฟฟ้าใช้เหมือนเดิม ดังนั้นจะเห็น ได้ว่าสวิตช์ตัดตอนท�ำให้ค่า SAIDI มีค่าลดลง เนื่องจาก จ�ำนวนผูใ้ ช้ไฟทีม่ ปี ญ ั หาลดน้อยลง และระยะเวลาไฟฟ้าดับ ของกลุ่มผู้ใช้ไฟฟ้าในจุดโหลด A และ B ลดน้อยลงด้วย

รูปที่ 5 ระบบจ�ำหน่ายเมื่อฟิวส์ป้องกันสายแยก

ระบบจ�ำหน่ายไฟฟ้าโดยทั่วไปอย่างง่ายแสดงใน รูปที่ 4 ประกอบด้วย สายป้อนหลัก 1, 2, 3 และ 4 สาย ป้อนย่อย a, b, c และ d จุดโหลด A, B, C และ D รูปที่ 5 แสดงการเพิ่มฟิวส์ในสายป้อนย่อย ซึ่งมีผลให้ระบบหรือ สายป้อนหลักไม่เกิดผลกระทบเนื่องจากความผิดปกติที่ เกิดขึน้ ในสายป้อนย่อยนัน้ ๆ ถ้าติดตัง้ ทุก ๆ สายป้อนย่อย ที่มีอยู่ ย่อมเป็นการดีที่จะป้องกันระบบและจุดจ่ายโหลด อื่น ๆ ให้ปลอดภัยจากการเกิดความผิดปกติที่สายป้อน ย่อยเพียงจุดเดียว เมื่อมีการติดตั้งฟิวส์ท�ำให้ค่า SAIFI และ SAIDI ลดลง เนือ่ งจากฟิวส์ทเี่ พิม่ เข้าไปในระบบช่วย ลดผลกระทบต่อผู้ใช้ไฟฟ้าในส่วนที่อยู่หน้าฟิวส์ลง

รูปที่ 7 ระบบจ�ำหน่ายเมื่อเพิ่มฟิวส์ สวิตช์ตัดตอน และรีโคลสเซอร์

การเพิ่ ม รี โ คลสเซอร์ เ ข้ า ไปในระบบแสดงใน รูปที่ 7 ท�ำให้สามารถแยกแยะการลัดวงจรชั่วครู่และ การลัดวงจรถาวร และลดจ�ำนวนครั้งการเกิดปัญหาไฟฟ้า ดับกับผู้ใช้ไฟต้นทาง ท�ำให้เกิดปัญหาไฟฟ้าดับกับผู้ใช้ไฟ ลดลง มีผลให้ดัชนี SAIFI และ SAIDI ลดลง ตัวอย่าง การค�ำนวณหาค่า SAIFI และ SAIDI ทั้ง 4 กรณีแสดง ในตารางที่ 2

พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

37


ตารางที่ 2 ค่าดัชนี SAIFI และ SAIDI ของระบบจ�ำหน่าย รูปที่ 4 ถึงรูปที่ 7

ดัชนีความเชื่อถือได้ SAIFI (ครั้ง/ราย/ปี) SAIDI (ชั่วโมง/ราย/ปี)

กรณีที่ 1 (รูปที่ 4) 2.20 6.00

กรณีที่ 2 (รูปที่ 5) 1.15 3.19

กรณีที่ 3 (รูปที่ 6) 1.15 2.85

กรณีที่ 4 (รูปที่ 7) 0.85 2.43

จากผลการค�ำนวณในตารางที่ 2 แสดงให้เห็นว่า ฟิ ว ส์ สวิ ต ช์ ตั ด ตอน และรี โ คลสเซอร์ มี ก ารท� ำ งาน แตกต่างกัน ฟิวส์เป็นอุปกรณ์ทรี่ าคาถูกทีส่ ดุ สามารถลดค่า ดัชนี SAIFI และ SAIDI ได้ แต่ฟิวส์มีข้อจ�ำกัดคือต้อง ติดตั้งในสายป้อนย่อยเท่านั้น สวิตช์ตัดตอนสามารถ ลดค่าดัชนี SAIDI ได้ แต่ไม่มีผลกับค่าดัชนี SAIFI รีโคลสเซอร์สามารถลดค่าดัชนี SAIFI และ SAIDI ได้เหมือนกับฟิวส์แต่เป็นอุปกรณ์ที่มีราคาแพง ดังนั้น ไม่ ส ามารถติ ด ตั้ ง ได้ จ� ำ นวนมากเพราะค่ า ใช้ จ ่ า ยใน การลงทุนสูง ในเอกสารอ้างอิงที่ [3] รสวรรณและนฤมล รูปที่ 8 แสดงวิธีการย้ายจุดติดตั้งอุปกรณ์ป้องกัน ได้แสดงการศึกษาการจัดวางอุปกรณ์ป้องกันและตัดตอน และตัดตอน ที่เหมาะสมที่สุดเพื่อเพิ่มความเชื่อถือได้ในระบบไฟฟ้า โดยได้แสดงว่าการจัดวางอุปกรณ์ป้องกันและตัดตอน วิธีการย้ายจุดติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันและตัดตอน ที่เหมาะสมสามารถลดดัชนี SAIFI และ SAIDI ได้ ต้องใช้เทคนิคการหาค่าที่เหมาะสมที่สุด ในการแก้ปัญหา แต่ต้องค�ำนึงถึงการลงทุนที่เหมาะสมด้วย ขั้ น ตอนแรกต้ อ งท� ำ การส� ำ รวจระบบจ� ำ หน่ า ยไฟฟ้ า ที่ ต้องการปรับปรุงความเชื่อถือได้ เช่น ความยาวของสาย การย้ า ยจุ ด ติ ด ตั้ ง อุ ป กรณ์ ป ้ อ งกั น และ ป้อนย่อย สายป้อนหลัก และอุปกรณ์ปอ้ งกันและตัดตอนที่ ตัดตอน ติดตัง้ อยูใ่ นระบบ หลังจากนัน้ สร้างแบบจ�ำลองระบบไฟฟ้า การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันและอุปกรณ์ตัดตอนใน เพือ่ จ�ำลองระบบทีไ่ ด้สำ� รวจ โดยก�ำหนดจุดติดตัง้ ใหม่ทเี่ ป็น ระบบจ�ำหน่ายเป็นวิธกี ารหนึง่ ในการปรับปรุงความเชือ่ ถือ ไปได้ เช่น ในรูปที่ 8 เป็นแบบจ�ำลองระบบไฟฟ้าอย่างง่าย ได้ อย่างไรก็ตาม เมือ่ อุปกรณ์ปอ้ งกันและตัดตอนได้ตดิ ตัง้ ที่มีการก�ำหนดจุดติดตั้งอุปกรณ์ 9 จุด และใช้งานไปได้ระยะหนึ่ง เกิดการขยายตัวของภาคธุรกิจ ถัดมาต้องก�ำหนดสมการจุดประสงค์ของเทคนิค ภาคอุตสาหกรรม การขยายตัวของเมือง ท�ำให้ปริมาณ การหาค่าที่เหมาะสมที่สุด คือ ก�ำหนดให้ค่าดัชนี SAIFI ของโหลดเปลี่ยนไป ดังนั้นอุปกรณ์ป้องกันและตัดตอน มีค่าต�่ำที่สุด หรือดัชนี SAIDI ต�่ำที่สุด นอกจากนั้น ที่มีติดตั้งในระบบจ�ำหน่ายไม่ได้ท�ำให้ดัชนีความเชื่อถือได้ ยังสามารถเลือกให้พิจารณาค่าดัชนี SAIFI และ SAIDI ดีทสี่ ดุ ดังนัน้ การย้ายจุดติดตัง้ ให้เหมาะสมกับระบบไฟฟ้า ต�ำ่ ทีส่ ดุ ไปพร้อมกัน เรียกว่า เทคนิคการหาค่าทีเ่ หมาะสม ที่เปลี่ยนแปลงท�ำให้สามารถปรับปรุงดัชนีความเชื่อถือได้ ที่สุดแบบหลายจุดประสงค์ ซึ่งตอนหลังนิยมใช้มากกว่า โดยไม่ต้องลงทุนซื้ออุปกรณ์ใหม่ แบบจุดประสงค์เดียวเพราะมีข้อดีกว่า

38


เมื่อก�ำหนดสมการจุดประสงค์แล้วต้องเลือกวิธีแก้ สมการเทคนิคการหาค่าทีเ่ หมาะสมทีส่ ดุ ซึง่ มีวธิ กี ารหลาย วิธี ปัจจุบันนิยมใช้วิธีที่เรียกว่า เมต้าฮิวริสติกส์ เช่น วิธี เลียนแบบการตกผลึกทางเคมี (Simulated Annealing : SA) วิธีป้องกันเข้าสู่ค่าเดิมหรือวิธีทาบู (Tabu Search) วิธเี ชิงพันธุกรรม (Genetic Algorithm) และวิธอี าณานิคมมด ส�ำหรับในประเทศไทย ผู้เขียนได้น�ำเสนอการย้าย (Ant Colony Optimization) วิธีเหล่านี้เป็นวิธีการสุ่ม ที่ใหม่ของอุปกรณ์ตัดตอนในระบบจ�ำหน่ายไฟฟ้าโดยใช้ ทางเลือกและปรับให้เข้าหาค�ำตอบที่ดีที่สุด ระบบอาณานิคมมด ในเอกสารอ้างอิงที่ [9] ใช้ขอ้ มูลระบบ ไฟฟ้าของการไฟฟ้าส่วนภูมภิ าค ส�ำหรับจุดติดตัง้ ทีเ่ ป็นไปได้ 51 จุดโดยแสดงการย้ายจุดติดตั้งอุปกรณ์ใหม่ ที่ท�ำให้ สามารถลดค่าดัชนี SAIFI จากระบบที่ติดตั้งไว้เดิม 8.46 ครั้ง/ราย/ปี เป็น 5.69 ครั้ง/ราย/ปี SAIDI 10.00 ชั่วโมง/ ราย/ปี เป็น 6.89 ชัว่ โมง/ราย/ปี ระบบไฟฟ้าของการไฟฟ้า ส่วนภูมิภาค กรณีตัวอย่างแสดงในรูปที่ 9

วิเคราะห์การย้ายจุดติดตั้งอุปกรณ์ป้องกัน และตัดตอน

รูปที่ 9 ตัวอย่างระบบจ�ำหน่ายของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค

ตั ว อย่ า งการย้ า ยจุ ด ติ ด ตั้ ง อุ ป กรณ์ ป ้ อ งกั น และ ตัดตอนใหม่มีการน�ำเสนอโดย Luis G.W. da Silva และ คณะ ในเอกสารอ้างอิงที่ [10] แสดงการเปลี่ยนจุดติดตั้ง อุ ป กรณ์ ป ้ อ งกั น ในระบบ 134 บั ส ก� ำ หนดสมการ จุดประสงค์ให้ SAIFI ต�ำ่ ทีส่ ดุ และใช้การหาค่าทีเ่ หมาะสม ที่สุดด้วยวิธีเชิงพันธุกรรม จากผลการค�ำนวณระบบที่มี การก�ำหนดจุดติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันใหม่สามารถท�ำให้ ดัชนี SAIFI ลดลงจากเดิม 6.21 ครั้ง/ราย/ปี เป็น 1.50 ครั้ง/ราย/ปี Jen-Hao Teng ในเอกสารอ้างอิงที่ [11] ได้ แ สดงวิ ธี ก ารย้ า ยจุ ด ติ ด ตั้ ง อุ ป กรณ์ ตั ด ตอนที่ ติ ด ตั้ ง ในระบบเดิม โดยใช้ระบบไฟฟ้าของประเทศเกาหลีใต้ ในรายงานแสดงว่าสามารถลดมูลค่าความเสียหายจาก ไฟดับลดลงถึง 8.6 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับระบบเดิม

จากวิธกี ารทีก่ ล่าวมาและผลการวิจยั ทัง้ ต่างประเทศ และในประเทศที่ผ่านมานั้น แสดงให้เห็นว่าการย้ายจุด ติ ด ตั้ ง อุ ป กรณ์ ป ้ อ งกั น และตั ด ตอนใหม่ ส ามารถท� ำ ให้ ค่าดัชนี SAIFI และดัชนี SAIDI ลดลงจากระบบเดิม ดังนั้นข้อดีของวิธีการดังกล่าวคือเป็นวิธีการปรับปรุงดัชนี ความเชื่อถือได้อีกวิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพและประหยัด เพราะไม่ต้องลงทุนซื้ออุปกรณ์ใหม่ เพียงแต่เสียค่าใช้จ่าย ในการย้ายอุปกรณ์เท่านัน้ ดังนัน้ นอกเหนือจากการติดตัง้ อุปกรณ์ป้องกันและตัดตอนใหม่แล้ว หากใช้งานผ่านไป 3 ปี หรือ 5 ปี การไฟฟ้าควรมีการส�ำรวจและปรับเปลี่ยน จุดติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันและตัดตอน เพื่อปรับปรุงดัชนี ความเชื่อถือได้ให้ดีที่สุด อย่างไรก็ตาม การติดตั้งหรือการย้ายจุดติดตั้ง อุปกรณ์ปอ้ งกันและตัดตอนเป็นส่วนหนึง่ ของการปรับปรุง ความเชื่อถือได้เท่านั้น ยังมีวิธีการปรับปรุงอีกหลายวิธี เช่น การเลือกใช้อุปกรณ์ที่มีคุณภาพดี การเพิ่มจุดถ่าย โอนโหลดที่เหมาะสม การจัดการบ�ำรุงรักษาอุปกรณ์แบบ ป้องกัน ฯลฯ ดังนั้นผู้รับผิดชอบต้องหาวิธีการใหม่ ๆ ที่จะ ท�ำให้ความเชือ่ ถือได้ในระบบจ�ำหน่ายดีทสี่ ดุ โดยพิจารณา การลงทุนที่เหมาะสมด้วย

พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

39


สรุป

บทความนีแ้ สดงความรูพ้ นื้ ฐานด้านความเชือ่ ถือได้ ในระบบจ�ำหน่ายไฟฟ้า ข้อมูลอัตราความเสียหาย อัตรา ระยะเวลาในการซ่อม สถิติดัชนีความเชื่อถือได้ SAIFI SAIDI ของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค และผลกระทบของ การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันและตัดตอนต่อความเชื่อถือได้ ในระบบจ� ำ หน่ า ย ตลอดจนเสนอวิ ธี ก ารปรั บ ปรุ ง ความเชื่อถือได้ของระบบจ�ำหน่ายไฟฟ้าด้วยการย้ายจุด ติ ด ตั้ ง อุ ป กรณ์ ป ้ อ งกั น และตั ด ตอน เพื่ อ ลดค่ า ดั ช นี ความเชื่อถือได้โดยไม่ต้องลงทุนเพิ่ม เอกสารอ้างอิง [1] ช�ำนาญ ห่อเกียรติ, ความเชื่อได้และการบ�ำรุงรักษาระบบ จ�ำหน่ายไฟฟ้า, กรุงเทพ: บริษัท ธนภาคพริ้นติ้ง, 2549 [2] R.Billinton and R.N. Allan, Reliability Evaluation of Power System. New York: Plenum, 1996 [3] รสวรรณ บุพศิริ และ นฤมล วัฒนพงศกร, “การวาง อุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสมที่สุดในระบบจ�ำหน่ายกระแสไฟฟ้า โดยค�ำนึงถึงความสูญเสียเมื่อไฟดับ ราคาตลอดอายุการใช้งาน และดัชนีความเชื่อถือได้”, วารสารวิจัยและพัฒนา มจธ.2547 [4] ส�ำนักนายกรัฐมนตรี, มติคณะรัฐมนตรี 27 กันยายน 2554 [5] การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค, แผนยุทธศาสตร์ การไฟฟ้า ส่วนภูมิภาค พ.ศ. 2553-2557 (ปรับแผนครั้งที่ 4) [6] การไฟฟ้ า ส่ ว นภู มิ ภ าค, รายงานผลการด� ำ เนิ น งาน กองวิเคราะห์และประเมินผล ฝ่ายนโยบายและยุทธศาสตร์ ประจ�ำปี 2553 ไตรมาสที่ 1-4 [7] การไฟฟ้ า ส่ ว นภู มิ ภ าค, รายงานผลการด� ำ เนิ น งาน กองวิเคราะห์และประเมินผล ฝ่ายนโยบายและยุทธศาสตร์ ประจ�ำปี 2554 ไตรมาสที่ 1-4 [8] โครงการพั ฒ นาความช� ำ นาญด้ า นไฟฟ้ า ก� ำ ลั ง คณะ วิศวกรรมศาสตร์, มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์รายงานสรุปผล การค�ำนวณ อัตราความเสียหายและอัตราการซ่อมของอุปกรณ์ใน ระบบจ่ายไฟฟ้า จากข้อมูลเดิมของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค, 2549 [9] วิ วั ฒ น์ ทิ พ จร และ ดุ ล ย์ พิ เ ชษฐ์ ฤกษ์ ป รี ด าพงศ์ , “การย้ายต�ำแหน่งใหม่ของอุปกรณ์ป้องกันและตัดตอนในระบบ จ� ำ หน่ า ยไฟฟ้ า อย่ า งเหมาะสมที่ สุ ด โดยวิ ธี อ าณานิ ค มมด”, วิศวกรรมสาร มก. ปีที่ 22, ฉบับที่ 68, หน้า 45-55

40

[10] L.G.W. da Silvs, R.A.F. Pereira, J.R.S. Mantovani, (2004). Allocation of protective divices in distribution circuits using nonlinear programming models and genetic algorithms, Electric Power Systems Research, Vol. 69 : 77-84. [11] J.-H. Teng, C-N. Lu, (2002). Feeder-switch relocation for customer interruption cost minimization, IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.17, No.1 : 54-259. ประวัติผู้เขียน ดร.วิวัฒน์ ทิพจร ส�ำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีจากสถาบันเทคโนโลยี พระจอมเกล้ า เจ้ า คุ ณ ทหารลาดกระบั ง ปริ ญ ญาโทและ ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ปัจจุบันท�ำงาน เป็นอาจารย์สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา เชียงราย


Power Engineering & Power Electronics ไฟฟ้าก�ำลังและอิเล็กทรอนิกส์กำ� ลัง นายกิตติกร มณีสว่าง กองวิจัย การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค

ข้อพิจารณาในการเลือกใช้คอนเนกเตอร์ ต่อแยกสายไฟฟ้าในระบบจ�ำหน่ายแรงสูง 1. บทน�ำ

การส่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าจากสายจ�ำหน่ายหลัก ไปยังสายจ�ำหน่ายแยกย่อยต่าง ๆ หรือแม้กระทัง่ การเชือ่ มต่อ อุปกรณ์ไฟฟ้าเข้ากับระบบจ�ำหน่าย ล้วนแล้วแต่ตอ้ งอาศัย การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าโดยใช้คอนเนกเตอร์ต่อแยกสาย ไฟฟ้าแบบต่าง ๆ เช่น Bail stirrup - Hot line, PG 2 bolts, PG 3 bolts ฯลฯ คุณภาพของคอนเนกเตอร์ตอ่ แยก สายดังกล่าวจึงมีความส�ำคัญอย่างยิ่งต่อความมั่นคงและ ความเชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้า เพราะหากคอนเนกเตอร์ ต่อแยกสายไฟฟ้าไม่มีคุณภาพหรือมีการติดตั้งซึ่งอาจไม่ เป็นไปตามทีผ่ ผู้ ลิตก�ำหนดแล้ว จะท�ำให้เกิดความร้อนสูงที่ คอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสายไฟฟ้าจนท�ำให้เกิดการอาร์คและ ท�ำให้สายไฟหลุดออกจากจุดต่อแยกสายไฟฟ้า หรืออาจ ท�ำให้คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าเสียสภาพเนื่องจาก ความร้อนจนไม่สามารถน�ำไฟฟ้าได้อีกต่อไป

รูปที่ 1 คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าแบบต่าง ๆ

2. คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้า

การใช้คอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสายไฟฟ้าต้องค�ำนึงถึง คุณสมบัตทิ สี่ ำ� คัญ 3 ประการ คือ 1) ชนิดของคอนเนกเตอร์ ต่อแยกสายไฟฟ้ามีลักษณะที่เหมาะสมกับงาน 2) วิธีการ เตรี ย มสายไฟที่ จ ะใช้ ร ่ ว มกั บ คอนเนกเตอร์ ต ่ อ แยก สายไฟฟ้า และ 3) การติดตั้งคอนเนกเตอร์ต่อแยก สายไฟฟ้ากับสายไฟตามค�ำแนะน�ำของผู้ผลิต 2.1 คุณลักษณะที่ต้องการของคอนเนกเตอร์ต่อแยก สายไฟฟ้า คอนเนกเตอร์ ต ่ อ แยกสายไฟฟ้ า ที่ ดี ต ้ อ งได้ รั บ การออกแบบโดยค�ำนึงถึงหลักการดังต่อไปนี้ 1) การรับแรงทางกล : คอนเนกเตอร์ต่อแยก สายไฟฟ้าต้องสามารถรองรับน�ำ้ หนักของสายไฟฟ้า และ ต้องท�ำให้สายไฟฟ้าในส่วนที่อยู่ภายใต้แรงบีบเค้นของ คอนเนกเตอร์ ต ่ อ แยกสายไฟฟ้ า มี ก ารเคลื่ อ นที่ น ้ อ ย ที่สุด ภายใต้อุณหภูมิสูงหรือแรงกดสูงตลอดเวลาเพื่อลด การ Creep (การเคลือ่ นทีข่ องเนือ้ โลหะอย่างช้า ๆ) และลด การผ่อนปรนความเค้น (Stress Relaxation, แรงกด หน้ า สั ม ผั ส ที่ เ พิ่ ม ขึ้ น หรื อ ลดลงเนื่ อ งจากการขยายตั ว ทางความร้อน (Thermal Expansion) ที่ไม่เท่ากันของ คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าและสายไฟ) เพราะหาก เกิดเหตุการณ์ดงั กล่าว สายไฟจะมีมติ ผิ ดิ ไปจากเดิมท�ำให้ แรงกดทีจ่ ดุ สัมผัสต่าง ๆ บนสายไฟเกิดความไม่สม�ำ่ เสมอ 2) ความน�ำไฟฟ้าระหว่างคอนเนกเตอร์ต่อแยก สายไฟฟ้ า กั บ สายไฟ ต้ อ งท� ำ ให้ ห น้ า สั ม ผั ส ระหว่ า ง คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้ากับสายไฟมี พื้ น ที่ มาก ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ สะดวกทีส่ ดุ (ลดก�ำลังสูญเสียทีห่ น้าสัมผัส) ดังนัน้ ผิวของ พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

41


คอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสายไฟฟ้าและผิวของสายไฟควรเรียบ เพื่อให้แรงกดบริเวณหน้าสัมผัสระหว่างคอนเนกเตอร์ ต่อแยกสายไฟฟ้าและสายไฟมีความสม�่ำเสมอ และช่วย ให้หน้าสัมผัสระหว่างคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้ากับ สายไฟมีพื้นที่มาก อย่างไรก็ตาม คอนเนกเตอร์ต่อแยก สายประเภทอะลูมเิ นียมเจือ (Aluminium Alloy) ทีใ่ ช้ทวั่ ไป ในปัจจุบันจะมีการ Creep และการผ่อนปรนความเค้นสูง นอกจากนั้นยังมีผลของชั้นฟิล์มออกไซด์ (Al2O3) ที่ผิว ของทั้งคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าและสายไฟเข้ามา เกี่ ย วข้ อ ง จึ ง เป็ น ผลให้ มั ก เกิ ด ความร้ อ นสู ง ที่ บ ริ เ วณ คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้า รูปที่ 3 ภาพขยายที่รอยต่อระหว่างหน้าสัมผัสระหว่าง คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้ากับสายไฟ

รูปที่ 2 จุดร้อนบริเวณคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้า

2.2 ปั จ จั ย ที่ มี ผ ลต่ อ คุ ณ ลั ก ษณะที่ ต ้ อ งการของ คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้า คอนเนกเตอร์ ต ่ อ แยกสายไฟฟ้ า ท� ำ หน้ า ที่ เ ป็ น ตัวกลางน�ำกระแสไฟฟ้าจากสายไฟเส้นหนึ่งไปยังอีกเส้น หนึง่ ผ่านหน้าสัมผัสทีเ่ ป็นตัวน�ำของคอนเนกเตอร์ตอ่ แยก สายไฟฟ้า ซึ่งหากใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องดูหน้าสัมผัส ดังกล่าวจะพบว่ามีลักษณะขรุขระดังรูปที่ 3 ดังนั้นพื้นที่ สัมผัสในทางไฟฟ้าระหว่างคอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสายไฟฟ้า กับสายไฟจะน้อยมาก โดยทัว่ ไปจะประมาณ 1% ของพืน้ ที่ สัมผัสทีม่ องเห็น โดยจุดสัมผัสระหว่างคอนเนกเตอร์ตอ่ แยก สายไฟฟ้ากับสายไฟเรียกว่า “a-spots” ซึง่ มีขนาดเล็กมาก จึ ง มั ก ถู ก ท� ำ ลายได้ ง ่ า ยจากแรงทางกลอั น เนื่ อ งมาจาก การเคลื่อนที่ของสายไฟฟ้าหรือเกิดจากสายไฟขยายตัว เนื่องจากความร้อน

42

คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าและสายไฟที่ผลิต มาจากอะลูมิเนียม เมื่อสัมผัสกับอากาศก็จะเกิดเป็น ฟิ ล ์ ม ออกไซด์ ซึ่ ง มี คุ ณ สมบั ติ เ ป็ น ฉนวนขึ้ น ที่ ผิ ว ของ คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าและสายไฟด้วย ดังนั้น ก่ อ นการติ ด ตั้ ง ทุ ก ครั้ ง จึ ง ควรท� ำ ความสะอาดผิ ว ของ คอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสายไฟฟ้าและสายไฟ หลังจากนัน้ จึง ติดตั้งตามวิธีที่ผู้ผลิตก�ำหนด เช่น แรงที่ใช้ขันสลักเกลียว ต้องเป็นไปตามที่ก�ำหนด และหากต้องขันสลักเกลียว หลายตัว สลักเกลียวทุกตัวก็ควรขันด้วยแรงที่เท่ากัน เพื่อป้องกันไม่ให้มีช่องว่างระหว่างคอนเนกเตอร์ต่อแยก สายไฟฟ้ากับสายไฟ เพราะหากมีช่องว่าง ฝุ่นละอองซึ่ง โดยปกติมีคุณสมบัติเป็นฉนวนจะสามารถแทรกตัวเข้าไป อยูใ่ นช่องว่างนัน้ นอกจากนัน้ หากขันสลักเกลียวด้วยแรงที่ ไม่เท่ากันดังรูปที่ 4 เนื้อสายไฟที่อยู่ใต้สลักเกลียวที่ถูกขัน ด้วยแรงมากจะค่อย ๆ เคลื่อนตัวไปยังบริเวณสลักเกลียว ทีข่ นั ด้วยแรงน้อยอย่างช้า ๆ (เกิดการ Creep) ท�ำให้สายไฟ เกิ ด การเสี ย สภาพและมี โ อกาสที่ ส ายไฟจะขาดจาก แรงทางกลได้


3. สาเหตุการเสื่อมสภาพของคอนเนกเตอร์ ต่อแยกสายไฟฟ้า

การเสือ่ มสภาพของคอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสายไฟฟ้า อาจเกิดจากสาเหตุดังต่อไปนี้ 3.1 การเกิ ด ชั้ น ฟิ ล ์ ม ออกไซด์ แ ละการสึ ก กร่ อ น (Oxidation and Corrosion) กระบวนการนี้มีผลท�ำให้จ�ำนวน a-spots ลดลง และท�ำให้ความต้านทานหน้าสัมผัสสูงขึ้น

รูปที่ 4 ผลของการขันสลักเกลียวด้วยแรงที่ไม่สม�่ำเสมอ

ในขณะใช้งานคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าจะมี กระแสไฟฟ้าไหลผ่านหน้าสัมผัสของคอนเนกเตอร์ตอ่ แยก สายไฟฟ้ากับสายไฟอยู่ตลอดเวลา แต่ขนาดของกระแส ไฟฟ้าที่ไหลผ่านจะไม่เท่ากันขึ้นอยู่กับช่วงเวลาในการใช้ ไฟฟ้า ดังนั้นคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าจึงอยู่ใน สภาพร้อนเย็นสลับกันไปมาในแต่ละช่วงเวลาของรอบวัน ประกอบกับหากสัมประสิทธิใ์ นการขยายตัวของคอนเนกเตอร์ ต่ อ แยกสายไฟฟ้ า กั บ สายไฟฟ้ า มี ค ่ า ที่ แ ตกต่ า งกั น ก็จะเป็นตัวเร่งที่ท�ำให้เกิดการเสื่อมสภาพหรือเสียสภาพ ของคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าจากการอาร์คและ ความร้อนที่เกิดขึ้น

3.2 การผ่อนปรนความเค้น เมื่อมีกระแสไหลผ่านหน้าสัมผัสของสายไฟและ คอนเนกเตอร์ ต ่ อ แยกสายไฟฟ้ า ที่ มี ค ่ า ความต้ า นทาน (Contact Resistance, R c) จะเกิ ด ความร้ อ นขึ้ น ที่ หน้าสัมผัสนัน้ ซึง่ หากคอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสายไฟฟ้าและ สายไฟมีสมั ประสิทธิก์ ารขยายตัวทางความร้อน (Thermal Expansion Coefficient) ที่ไม่เท่ากัน ก็จะมีผลต่อแรงกด ทีห่ น้าสัมผัสต่าง ๆ โดยถ้าคอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสายไฟฟ้า ขยายตัวมากกว่าสายไฟจะท�ำให้แรงทีก่ ดหน้าสัมผัสลดลง และความต้านทานหน้าสัมผัสก็จะสูงขึ้น ซึ่งจะยิ่งกระตุ้น ท�ำให้เกิดความร้อนมากขึน้ จึงเกิดการขยายตัวเพิม่ มากขึน้ ในทางกลับกันแรงทีก่ ดหน้าสัมผัสก็จะลดลงมากยิง่ ขึน้ ด้วย กลไกนี้ถือเป็นการเสื่อมสภาพแบบ Self-accelerated นอกจากนั้นการขยายตัวที่ต่างกันจะท�ำให้แรงกดบนผิว สายไฟไม่เท่ากันทุกจุด จึงเกิดการ Creep ขึ้น และหาก สายไฟร้อนมากเกินไปความแข็งแรงทางกล (Strength) ของสายไฟก็จะลดลง ท�ำให้ระยะหย่อนเพิ่มมากขึ้นจน มีผลต่อระยะห่างความปลอดภัยทางไฟฟ้า และในกรณี ที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้า ทีม่ แี รงกดหน้าสัมผัสต�ำ่ มาก ๆ จะมีผลท�ำให้เกิดการอาร์ค อย่างรุนแรงจนสายไฟขาดได้ 3.3 การแพร่กระจายและการเจือ (Diffusion and Alloying) เนื่องจาก a-spots มีขนาดเล็ก ความหนาแน่น ของกระแสไฟฟ้ า ในบริ เ วณนี้ จึ ง สู ง มาก เป็ น ผลให้ มี ความร้อนสะสมสูงกว่าบริเวณรอบข้าง และอาจท�ำให้เกิด การแพร่กระจายระหว่างเนื้อของคอนเนกเตอร์ต่อแยก สายไฟฟ้ากับสายไฟ พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

43


3.4 Fretting กลไกนี้เกิดจากการที่หน้าสัมผัสของคอนเนกเตอร์ ต่ อแยกสายไฟฟ้ ากับ สายไฟมีก ารเคลื่อนที่ในลักษณะ เสียดสีกัน อันเป็นผลมาจากการสั่นของสายไฟหรือจาก การขยายตัวเนื่องจากความร้อน การเคลื่อนที่นี้เป็นแบบ Micro Motion ซึง่ จะท�ำให้ a-spots เกิดการสึกกร่อน และ มีผลท�ำให้ความต้านทานหน้าสัมผัสอาจจะสูงขึน้ หรือต�ำ่ ลง ก็ได้ โดยความต้านทานหน้าสัมผัสจะขึ้นอยู่กับจ� ำนวน และพื้นที่ผิวของ a-spots หากอุณหภูมิที่จุดสัมผัสสูงจน เนื้อโลหะอ่อนตัวในขณะที่แรงกดยังคงมีค่าสูงอยู่ พื้นที่ ของ a-spots ก็จะเพิ่มมากขึ้น ซึ่งหากอุณหภูมิที่จุดสัมผัส สูงจนเนื้อโลหะหลอมละลายจนหน้าสัมผัสหลอมติดกัน ความต้านทานจะลดลงอย่างทันทีทันใดและอุณหภูมิจะ ลดลงจนเข้าสู่จุดสมดุล

4. การเลือกคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้า

คอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสายไฟฟ้ามีสว่ นส�ำคัญทีท่ ำ� ให้ เกิดก�ำลังสูญเสีย (I2Rc) ที่บริเวณจุดต่อและอาจท�ำให้ การส่งจ่ายไฟฟ้าไปยังผูใ้ ช้หยุดชะงักจากปัญหาการช�ำรุดของ คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าหรือปัญหาสายไฟอาร์ค ขาดได้ ดังนัน้ การเลือกคอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสายไฟฟ้าจึงมี ความส�ำคัญเป็นอย่างยิง่ โดยอาจพิจารณาเลือกซือ้ จากผูผ้ ลิต ที่มีความน่าเชื่อถือ หรือเลือกจากประสบการณ์ที่เคยใช้ หรือจากการทดสอบเชิงเปรียบเทียบ เป็นต้น ซึ่งในกรณี หลังนี้สามารถแบ่งออกได้เป็นหลายวิธีดังนี้ 4.1 Overload test วิธีการทดสอบนี้เป็นการป้อนกระแสไฟฟ้าค่าสูง ในปริ ม าณคงที่ ใ นช่ ว งเวลาหนึ่ ง ผ่ า นหน้ า สั ม ผั ส ของ คอนเนกเตอร์ ต ่ อ แยกสายไฟฟ้ า โดยใช้ อุ ณ หภู มิ แ ละ ความต้านทานหน้าสัมผัสทีเ่ พิม่ ขึน้ เป็นเกณฑ์ในการตัดสิน 4.2 Heating cycle วิ ธี ท ดสอบนี้ เ ป็ น การป้ อ นกระแสไฟฟ้ า ค่ า สู ง ใน ปริมาณคงทีช่ ว่ งเวลาหนึง่ เพือ่ ให้อณ ุ หภูมขิ องคอนเนกเตอร์ ต่อแยกสายไฟฟ้าเพิ่มขึ้น จากนั้นหยุดป้อนกระแสไฟฟ้า เพือ่ ให้ของคอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสายไฟฟ้าเย็นลง (ทดสอบ สภาวะการผ่ อ นปรนความเค้ น ) โดยใช้ อุ ณ หภู มิ แ ละ ความต้านทานหน้าสัมผัสทีเ่ พิม่ ขึน้ เป็นเกณฑ์ในการตัดสิน

44

4.3 Heating test วิ ธี นี้ จ ะเป็ น การเพิ่ ม อุ ณ หภู มิ ใ ห้ ค อนเนกเตอร์ ต่อแยกสายไฟฟ้าในเตาอบ พร้อมกับการป้อนกระแสพัลส์ โดยใช้ความต้านทานหน้าสัมผัสเป็นเกณฑ์ในการตัดสิน การทดสอบข้างต้นเป็นการวัดการเสื่อมสภาพที่ เกิดขึ้นกับคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้า โดยใช้เทคนิค การเพิ่มความร้อนให้กับคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้า เพื่อท�ำให้ความต้านทานหน้าสัมผัสมีการเปลี่ยนแปลง ซึ่ ง เป็ น ผลมาจากการเปลี่ ย นแปลงลั ก ษณะผิ ว ของ คอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสายไฟฟ้า และมีผลท�ำให้การกระจาย ความร้อนเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอด จนค่าความน�ำจ�ำเพาะ ของคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าเกิดการเปลี่ยนแปลง ตามไปด้วย ดังนั้นการใช้อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเป็นเกณฑ์ใน การตัดสินเพียงอย่างเดียวอาจไม่เพียงพอ เนื่องจากใน ข้อเท็จจริงหน้าสัมผัสอาจช�ำรุดเสียหายไปนานแล้วก่อน ที่อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น การใช้ค่าความต้านทานหน้าสัมผัส เป็นเกณฑ์ในการตัดสินดูจะมีความสมเหตุสมผลมากกว่า เพราะความต้านทานหน้าสัมผัสจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อหน้าสัมผัสเริ่มเสียสภาพ แต่เนื่องจากการทดสอบ ดังกล่าวมักใช้เวลานาน ดังนั้นจึงมีความพยายามที่จะลด ระยะเวลาการทดสอบให้น้อยลง โดยใช้เทคนิคการท�ำให้ คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้ามีอุณหภูมิที่สูงขึ้นแล้วรีบ น�ำไปจุ่มน�้ำเพื่อให้เกิดการผ่อนปรนความเค้นอย่างรุนแรง อย่างไรก็ตาม วิธีการดังกล่าวยังไม่ได้รับการรับรองให้ เป็นมาตรฐาน ในทางปฏิบัติจึงควรทดสอบคอนเนกเตอร์ ต่อแยกสายไฟฟ้าตามมาตรฐาน ANSI C119.4-2004 ซึ่งแบ่งการทดสอบออกเป็น 2 ส่วน คือ การทดสอบทาง ไฟฟ้าและการทดสอบทางกล

5. มาตรฐานและวิธีการทดสอบ

การทดสอบทางกลที่ส�ำคัญตามมาตรฐาน ANSI C119.4-2004 นั้นประกอบไปด้วย การวัดความแข็งแรง ของคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้า (Tensile Strength) ความสามารถในการคืนสภาพ (Reusability) และการทน ต่อแรงบิดของสลักเกลียว (Torque) เป็นต้น ส� ำ หรั บ การทดสอบทางไฟฟ้ า จะใช้ ก ารทดสอบ โดยการป้อนกระแสไฟฟ้าแบบ Current Cycle Tests ซึ่งสามารถแบ่งตามขั้นตอนการทดสอบได้อีก 2 วิธี คือ วิธปี กติ (Current Cycle Test : CCT) และวิธเี ร่งโดยการจุม่


ในน�้ำเย็น (Current Cycles Submersion Test : CCST) โดยการทดสอบทั้ง 2 วิธีนี้จะต้องควบคุมจ�ำนวน Cycle ในการทดสอบให้อยู่ภายใต้เงื่อนไขในตารางที่ 1 ตารางที่ 1 จ�ำนวน Cycle ที่ต้องทดสอบ

มาตรฐาน ANSI C119.4-2004 ไม่ได้ระบุวิธีการ ติดตั้งคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้า แต่ให้พิจารณาจาก ข้อก�ำหนดของผูผ้ ลิต โดยควรติดตัง้ เพือ่ ทดสอบทีอ่ ณ ุ หภูมิ o แวดล้อม (Ambient Temperature) อยูใ่ นช่วง 15 C–35 oC และอยู ่ ใ นพื้ น ที่ ซึ่ ง ปราศจากแรงลม อย่ า งไรก็ ต าม ในการทดสอบจะต้องแสดงรายละเอียดต่าง ๆ เหล่านีไ้ ว้ใน รายงานผลการทดสอบ โดยก่อนการทดสอบต้องท�ำความ สะอาดบริเวณผิวหน้าสัมผัสของคอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสาย ไฟฟ้าและสายไฟฟ้าด้วยแปรงลวด (Wire Brush) เพือ่ ขจัด ชัน้ ฟิลม์ ออกไซด์และสิง่ เปรอะเปือ้ นต่าง ๆ ทีม่ ผี ลต่อความ ต้านทานที่หน้าสัมผัสออกให้หมด

มาตรฐานยอมให้ ป รั บ ค่ า กระแสไฟฟ้ า ที่ ใ ช้ ในการทดสอบในช่วง ON ของ 25 Cycles แรก เพื่อให้ อุณหภูมทิ สี่ ายตัวน�ำไฟฟ้าอยูใ่ นสภาวะคงตัว (Steady-state temperature) และสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อมโดยรอบที่ 100 oC–105 oC ส� ำ หรั บ คอนเนกเตอร์ ต ่ อ แยกสาย ประเภท A, B, C และ 175 oC–180 oC ส�ำหรับประเภท AA โดยในการทดสอบในแต่ละ Cycle จะต้องมีช่วงจ่าย กระแสไฟฟ้าทดสอบเพื่อเพิ่มอุณหภูมิให้คอนเนกเตอร์ ต่อแยกสายไฟฟ้า ซึ่งจะเรียกว่าช่วง ON และช่วงหยุด จ่ายกระแสที่เรียกว่าช่วง OFF โดยในช่วงเวลา OFF นี้ จะเป็นช่วงที่ท�ำการวัดค่าความต้านทานด้วยการป้อน กระแสไฟตรงไม่เกิน 12 A ซึ่งค่าความต้านทานที่วัดได้ (Rm) จะต้องมีเสถียรภาพ โดยจะถือว่ามีเสถียรภาพและ ผ่านเกณฑ์ในการตัดสินก็ต่อเมื่อค่าความต้านทานที่วัด ได้มีการเปลี่ยนแปลงไม่เกิน ±5% จากค่าเฉลี่ยของค่า ความต้านทานที่วัดได้ Ravg ในช่วงเวลาทั้งหมดดังนี้

รูปที่ 5 การทดสอบ Current Cycle Test

พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

45


6. ข้อสรุป

การเสือ่ มสภาพของคอนเนกเตอร์ตอ่ แยกสายไฟฟ้า ส่งผลร้ายแรงต่อระบบการส่งจ่ายไฟฟ้าทั้งในทางตรงและ ทางอ้อม การควบคุมปัญหาดังกล่าวควรเริ่มต้นตั้งแต่ การเลือกรูปแบบและวิธีติดตั้งให้เหมาะสมกับการใช้งาน นอกจากนัน้ ควรทดสอบเพือ่ ตรวจรับคอนเนกเตอร์ตอ่ แยก สายไฟฟ้ า ไว้ ใ ช้ ง านตามขั้ น ตอนที่ ม าตรฐานก� ำ หนดไว้ มี ก ารติ ด ตั้ ง อย่ า งถู ก วิ ธี ต ามที่ ผู ้ ผ ลิ ต ก� ำ หนด รวมทั้ ง มี ก ารบ� ำ รุ ง รั ก ษาอย่ า งสม�่ ำ เสมอโดยเฉพาะในพื้ น ที่ ที่มลภาวะสูง รูปที่ 7 การช�ำรุดของคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าจาก แรงขันที่มากเกินไป การจั ด หาเครื่ อ งมื อ ส� ำ หรั บ ใช้ ใ นการติ ด ตั้ ง คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าแต่ละประเภทให้เพียงพอ ก็มีส่วนช่วยลดปัญหาการช�ำรุดและเสื่อมสภาพได้เช่นกัน เอกสารอ้างอิง ANSI C119.4-2004 “Connectors for Use between เนื่องจากในข้อเท็จจริงพบว่าผู้ปฏิบัติงานไม่มีเครื่องมือ Aluminium to Aluminium or Aluminium to Copper Bare Torque Wrench เพื่ อ ควบคุ ม แรงบิ ด ในการติ ด ตั้ ง Overhead Conductors” คอนเนกเตอร์ ต ่ อ แยกสายไฟฟ้ า แบบที่ ต ้ อ งขั น ด้ ว ย สลั ก เกลี ย ว ท� ำ ให้ แ รงที่ ใ ช้ ขั น สลั ก เกลี ย วแต่ ล ะตั ว ประวัติผู้เขียน ไม่เท่ากันและมีคา่ ไม่เป็นไปตามมาตรฐานทีผ่ ผู้ ลิตก�ำหนด นายกิตติกร มณีสว่าง ส�ำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรี จึงเกิดการ Creep และท�ำให้สายไฟเกิดการเสียสภาพและ จากมหาวิ ทยาลัยขอนแก่น และปริญญาโท มีโอกาสที่สายไฟจะขาดจากแรงทางกลได้

รูปที่ 6 เครื่องมือ Torque Wrench

นอกจากนั้ น ผลจากการขั น สลั ก เกลี ย วของ คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าด้วยแรงที่มากเกินกว่า ที่ผู้ผลิตก�ำหนด จะมีผลท�ำให้เกิดการช�ำรุดแตกหักของ คอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าได้ โดยเฉพาะในกรณีที่ สัมประสิทธิก์ ารขยายตัวของสายตัวน�ำไฟฟ้ามีคา่ มากกว่า สัมประสิทธิ์การขยายตัวของคอนเนกเตอร์ต่อแยกสาย ไฟฟ้า ซึ่งการช�ำรุดในกรณีนี้มีความเกี่ยวข้องกับวัสดุและ กระบวนการผลิตคอนเนกเตอร์ต่อแยกสายไฟฟ้าด้วย

46

จากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ปัจจุบัน ท� ำ งานในต� ำ แหน่ ง หั ว หน้ า แผนกวิ จั ย อุปกรณ์ไฟฟ้า กองวิจัย ฝ่ายวิจัยและ พัฒนาระบบไฟฟ้า การไฟฟ้าส่วนภูมภิ าค ส�ำนักงานใหญ่


Communication Engineering & Computer ไฟฟ้าสื่อสารและคอมพิวเตอร์ มิติ รุจานุรักษ์, ธีรสิทธิ์ เกษตรเกษม, อมรรัตน์ คงมา, ตติยะ ชื่นตระกูล, ภาสภัค สารถิน และกาญจนา เกิดกุรัง

การตรวจสอบความถูกต้อง เชิงราบของภาพถ่ายดาวเทียม ด้วยอัลกอริทึม SURF บทน�ำ

การส�ำรวจและพัฒนาทางกายภาพของทรัพยากร ธรรมชาติในประเทศไทยยังต้องการความก้าวหน้าทาง เทคโนโลยี ใ นเชิ ง ทางอากาศสนั บ สนุ น ข้ อ มู ล เชิ ง พื้ น ที่ ให้แข็งแกร่งขึ้น และในปัจจุบันภาพถ่ายระยะไกลหรือ ที่คุ้นเคยกันในชื่อ “ภาพถ่ายดาวเทียม” ได้ถูกน�ำมาใช้ อย่ า งแพร่ ห ลายและถื อ เป็ น เครื่ อ งมื อ ที่ ส� ำ คั ญ ที่ เ ข้ า มา มีบทบาทช่วยให้การด�ำเนินงานมีประสิทธิภาพมากที่สุด ชนิดหนึ่ง อาทิ ด้านการศึกษา ด้านเศรษฐกิจ และอื่น ๆ หน่วยงานภาครัฐและภาคเอกชนได้มีการน�ำภาพถ่าย ดาวเทียมนั้นมาจากหลายแหล่งที่มา ซึ่งรวมถึงหน่วยงาน ส�ำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (สทอภ.) ที่ ไ ม่ แ ม้ แ ต่ อ ้ า งอิ ง ภาพถ่ า ยดาวเที ย มจาก แหล่งที่มาอื่นแล้ว ยังสามารถผลิตภาพถ่ายดาวเทียมที่ได้ จากดาวเทียมไทยโชต (THEOS) ของไทยเราเอง คณะวิจยั ของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ได้รว่ มมือ กับ สทอภ. ในการประเมินความถูกต้องเชิงราบของ ภาพถ่ายดาวเทียมไทยโชตเทียบกับภาพข้อมูลในอดีต ของกระทรวงเกษตรซึ่งมีความถูกต้องสูงว่า คลาดเคลื่อน มากน้อยเท่าไรจากข้อมูลกระทรวงเกษตรซึ่งถือเป็นภาพ มาตรฐาน การตรวจสอบคุณภาพในขอบข่ายของโครงการนี้ จะมุ่งไปยังความถูกต้องเชิงราบ (Horizontal accuracy) โดยใช้คา่ RMSE (Root Mean Square Error) เป็นดัชนีชวี้ ดั ภายใต้ระดับความเชื่อมั่น (Confident level) ร้อยละ 95 ทั้งนี้ ระดับความเชื่อมั่นเป็นค่าที่ต่างจากค่าความเชื่อมั่น (Confident value) ของการสกัดคุณลักษณะเฉพาะ (Feature extraction)

ก่อนที่จะหาค่า RMSE ได้นั้น เราจ�ำเป็นที่จะต้อง สกัดและจับคู่คุณลักษณะเฉพาะระหว่างภาพตั้งต้นและ ภาพมาตรฐาน การจับคูน่ นั้ จะใช้คณ ุ ลักษณะเฉพาะทีไ่ ด้รบั การยอมรับอย่างกว้างขวางในวงการวิทัศน์คอมพิวเตอร์ ได้แก่ SIFT (Scale Invariant Feature Transform) หรือ SURF (Speeded Up Robust Features) จากความต้ อ งการทางการตรวจสอบในกรณี ดังกล่าว ข้อมูลพื้นฐานในการตรวจสอบในงานแขนงนี้ จะอยู ่ ภ ายใต้ อ งค์ ค วามรู ้ ท างด้ า นวิ ทั ศ น์ ค อมพิ ว เตอร์ คณะผู ้ จั ด ท� ำ เล็ ง เห็ น ถึ ง ความจ� ำ เป็ น ในการตรวจสอบ หาลักษณะเด่นแบบท้องถิ่นบนภาพ SIFT เป็นขั้นตอน วิ ธี ห นึ่ ง ในวิ ทั ศ น์ ค อมพิ ว เตอร์ ส� ำ หรั บ การค� ำ นวณหา จุดสนใจซึง่ เป็นวิธที ไี่ ด้มาตรฐานและแพร่หลายในการจับคู่ ความคล้ายคลึงระหว่างภาพ โดยเฉพาะภาพที่มีลักษณะ ที่เป็นชิ้นส่วน เช่น โต๊ะ ตู้ รถยนต์ ฯลฯ เราสามารถ ประยุกต์เอาวิธีการจับคู่คุณลักษณะเฉพาะ โดยใช้ SIFT เพื่ อ หาความน่ า จะเป็ น ของภาพได้ ว ่ า ภาพที่ รั บ เข้ า มา ตรวจสอบตรงกับภาพที่มีอยู่ในฐานข้อมูลหรือไม่ แต่อย่างไรก็ตาม SIFT ยังมีความซับซ้อนในเชิงของ ทางคณิตศาสตร์อยู่มาก จึงมีหลายกลุ่มนักวิจัยที่พัฒนา วิธีการ SIFT ให้มีประสิทธิภาพดีขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการลด ความซับซ้อนการค�ำนวณส�ำหรับการหาลักษณะเด่นของ ภาพแบบ SIFT (Computational Complexity Reduction for the SIFT Feature Detection) ที่ทางกลุ่มนักวิจัยนั้น ให้ชื่อว่า L-SIFT โดยปรับปรุงจากวิธีการ SIFT เดิม ในส่ ว นของการหาจุ ด สนใจด้ ว ยฟั ง ก์ ชั น เกาส์ เ ซี ย น (Guassian Function) จะใช้การประมาณค่าด้วย p-RPPRBF พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

47


และส่วนของการก�ำหนดทิศทางจุดสนใจจะใช้การประมาณ ค่า arctan-like ด้วยการประมาณพหุนามเชิงเหตุผล อย่างง่าย ท�ำให้ข้อดีของ L-SIFT อยู่ตรงที่มีความซับซ้อน น้อยกว่าและจุดสนใจยังมีประสิทธิภาพสูงกว่าอีกด้วย หรื อ จะเป็ น ขั้ น ตอนวิ ธี ก ารส� ำ หรั บ การเปรี ย บเที ย บค่ า ความเปลี่ยนแปลง (An Algorithm for Fully Affine Invariant Comparison) ทีม่ ชี อื่ สัน้ ๆ ว่า ASIFT นอกจากนี้ ยังรวมถึงวิธกี าร Speeded Up Robust Features (SURF) ที่พัฒนาปรับเปลี่ยนบางขั้นตอนมาจากวิธีการ SIFT และ ยั ง มี ค วามสามารถในเรื่ อ งของความเร็ ว และทนทาน ต่อขนาด ความสว่าง และการหมุนด้วยเช่นกัน แต่ละวิธกี ารนี้ ล้วนมีประโยชน์ในการใช้งานเฉพาะทาง ขึ้นอยู่กับว่า วิธกี ารใดเหมาะสมทีส่ ดุ กับการเลือกใช้งานในความต้องการ ของเรา แต่อย่างไรก็ตามในวิธีการนี้การใช้งานส่วนใหญ่ จะมี ป ระสิ ท ธิ ภ าพกั บ ภาพที่ ม าจากแหล่ ง ที่ ม าเดี ย วกั น ได้ ดี ก ว่ า หรื อ ในท� ำ นองใกล้ เ คี ย งคื อ ภาพอาจมาจาก คนละแหล่งแต่มีความคล้ายคลึงกันในสถานที่ ส่วนใน งานวิจัยนี้ในกรณีของการปรับใช้กับภาพถ่ายดาวเทียมนี้ ค่อนข้างไม่ง่ายนักในการทดสอบ เนื่องมาจากข้อจ�ำกัด ในเรื่องระยะเวลาเก็บข้อมูลพื้นที่แตกต่างกันเป็นเวลา หลายปีเช่นกัน ปัจจัยนีถ้ กู ผลกระทบจากความเจริญก้าวหน้า เชิงพื้นที่ ถือได้ว่าเป็นตัวแปรส�ำคัญหนึ่งที่อาจมีผลต่อ ความแปรปรวนในการทดสอบข้อมูลของภาพถ่ายดาวเทียม พื้นที่เดียวกันต่างแหล่งข้อมูลเช่นกัน รายงานนี้เป็นเพียง การน�ำเสนอแนวความคิดในการทดสอบเบื้องต้น เพื่อจะ น�ำเอาองค์ความรูด้ งั กล่าวมาประยุกต์ใช้รว่ มกับข้อมูลทาง ภาพถ่ายดาวเทียม เพื่อประโยชน์ในการพัฒนากับทาง สทอภ.อีกต่อไป ก่อนที่จะพูดถึง SURF เราลองมาดูวิธีจับคู่ภาพ ที่มีชื่อเสียงอื่น ๆ กันก่อน ซึ่งเราได้ท�ำการทดสอบกับ ภาพถ่ายดาวเทียมด้วย (แต่กส็ ู้ SURF ไม่ได้) เป็นอย่างไร มาดูกัน

การจับคู่ภาพด้วยวิธีใช้ความสัมพันธ์

การใช้ ค วามสั ม พั น ธ์ เ ชิ ง ความเหมื อ นของภาพ ถือเป็นวิธพี นื้ ฐานทีส่ ดุ ในการจับคูภ่ าพ วิธดี งั กล่าวเลียนแบบ การมองของมนุษย์ กล่าวคือ มนุษย์เราสามารถจ�ำแนก/จับคู่ ของสองสิ่ ง ในภาพสองภาพได้ ด้ ว ยการเปรี ย บเที ย บ ความเหมือนของกลุ่มสีหรือความสว่าง

48

อัลกอริทึมพื้นฐานที่ใช้ความสัมพันธ์จับคู่ภาพ คือ Template Matching ซึ่งอาศัยเทมเพลตของสิ่งที่ต้องการ ค้นหา เช่น ภาพใบหน้าของมนุษย์ เลื่อนไปตามภาพ ทีจ่ ะค้นหา เช่น ภาพผูค้ นประชุมกันในห้อง ระหว่างทีเ่ ทมเพลต เลื่อนไปแต่ละพิกเซลด้วยการสแกนแบบแรสเตอร์ ก็จะ ท�ำการวัดค่าความเหมือนระหว่างเทมเพลตกับส่วนย่อย ๆ ในภาพด้ ว ยการคอนโวลู ท ยิ่ ง ผลการคอนโวลู ท มาก ก็หมายความว่าส่วนของภาพนั้น ๆ มีความคล้ายคลึงกับ เทมเพลตมาก อีกคณิตศาสตร์หนึง่ ในการใช้ Template Matching คือ แทนที่จะใช้การคอนโวลูท ให้ใช้ Sum of Absolute Different (SAD) แทน ยิ่ ง ผลการค� ำ นวณน้ อ ย ก็หมายความว่าส่วนของภาพนั้น ๆ มีความคล้ายคลึงกับ เทมเพลตมาก ดังสมการด้านล่างนี้ (1) โดยที่ (x, y) คือ พิกดั ในภาพทีจ่ ะค้นหา ส่วน (i, j) คือ พิกัดในเทมเพลต ซึ่งมีขนาด (Trows+1, Tcols+1) ส่วน Diff แทนการค�ำนวณ Absolute Different Template Matching ยังสามารถปรับปรุงให้มี ความเร็วมากขึ้นได้ ด้วยการลดขนาดของเทมเพลตและ ภาพที่จะค้นหาลง ท�ำให้การวนรอบตามแนวแถวและ หลักน้อยลง รวมทัง้ จ�ำนวนจุด (x, y) ทีค่ ำ� นวณ SAD (x, y) ก็น้อยลง ตามสมการด้านบน อัลกอริทมึ ดังกล่าวเหมาะกับภาพทีม่ ฟี เี จอร์ทเี่ ด่นชัด ทางผู้วิจัยได้ทดสอบ Template Matching ร่วมกับ SURF อัลกอริทมึ (อันจะอธิบายต่อไป) โดยใช้ SURF เป็น ตัวหาจุดสนใจในภาพ กล่าวคือ ในงานของเราไม่มเี ทมเพลต จึงจ�ำเป็นต้องหาบริเวณทีจ่ ะเป็นเทมเพลต บริเวณดังกล่าว ควรมีความน่าสนใจ กล่าวคือ มีฟีเจอร์เด่นชัด ซึ่ง SURF ก็สามารถใช้หาจุดสนใจได้ดี หลังจากนั้นก็ตัดบริเวณรอบจุดสนใจออกมาเป็น สี่เหลี่ยมจัตุรัส ซึ่งนี่ก็คือเทมเพลตในภาพหนึ่ง ท�ำซ�้ำกับ ภาพสอง แล้วเปรียบเทียบว่าเทมเพลตใด ๆ ในภาพหนึ่ง เหมือนกับเทมเพลตใด ๆ ในภาพสองหรือไม่ ด้วยสมการ (1) และในขณะที่งานโดยทั่วไปจะใช้เทมเพลตในภาพที่หนึ่ง ค้นหาแบบแรสเตอร์ในทุกบริเวณของภาพสอง วิธีของเรา จะพิ จ ารณาเฉพาะคู ่ เ ทมเพลตจากทั้ ง สองภาพที่ อ ยู ่ ใ น บริเวณใกล้เคียงกัน อาจเรียกวิธีของเราเล่น ๆ ได้ว่า


Template to Template Matching with Consideration to Geometry สาเหตุทเี่ ราใช้ SURF หาจุดสนใจ แล้วใช้ Template Matching จับคู่ฟีเจอร์ แทนที่จะใช้ SURF ทั้งการหาจุด สนใจและจับคูฟ่ เี จอร์ (ซึง่ เป็นแผนหลักของเรา) เนือ่ งจาก ในช่วงที่ท�ำการทดลองก่อนหน้านั้น เราไม่สามารถเลือก พารามิเตอร์ของ SURF ที่เหมาะสมได้ ท�ำให้การจับคู่ ฟีเจอร์ด้วย SURF ไม่ค่อยมีประสิทธิภาพ (ซึ่งได้รับ การปรับปรุงแล้วในปัจจุบัน) ผลการใช้ SURF หาจุดสนใจ แล้วใช้ Template Matching จับคู่ฟีเจอร์นั้นพบว่าพอใช้ได้ แต่มีปัญหา ในการเลือกค่า Trows, Tcols ตาม (1) กล่าวคือ หากเลือก เล็กไปก็จะอ่อนไหวต่อสัญญาณรบกวน White Noises หากเลือกใหญ่ไปก็จะอ่อนไหวต่อลักษณะพื้นที่รอบข้าง ที่เปลี่ยนไป (เช่น สี่แยกยังเป็นสี่แยกเหมือนเดิม แต่โดย รอบมีอาคารเกิดใหม่ ท�ำให้ค่า SAD ไม่ดีนัก) นอกจากนี้วิธีดังกล่าวยังอ่อนไหวต่อการเปลี่ยน สภาพแสง ซึ่งคาดได้ว่าฟีเจอร์ที่พิจารณาขอบแทนที่จะ พิจารณาความสว่าง ดังเช่น SURF ย่อมมีความทนต่อ การเปลี่ยนสภาพแสงได้ดีกว่า

การจับคู่ภาพด้วยการหาจุดส�ำคัญ

การหาจุ ด ส� ำ คั ญ ดั ง ที่ ไ ด้ ก ล่ า วตอนต้ น ของบทนี้ ถือเป็นหัวใจของงานเรา อันแตกต่างจากงานอื่น ๆ ที่มี เทมเพลตอยูแ่ ล้ว ในงานเราทัง้ การหาจุดส�ำคัญและการหา ฟีเจอร์หลังจากได้จดุ ส�ำคัญแล้วมีความส�ำคัญเท่าเทียมกัน ส�ำหรับในหัวข้อนีเ้ ราจะพิจารณาเฉพาะวิธกี ารหาจุดส�ำคัญ ทีม่ อี ยู่ ส่วนการหาฟีเจอร์หลังจากได้จดุ ส�ำคัญแล้วก็อาจใช้ วิธีพื้น ๆ เช่น Template Matching ก็เป็นได้ วิธีการหาจุดส�ำคัญมีอยู่หลายวิธี ในที่นี้เราจะเน้น ที่การหาจุดส�ำคัญที่เป็นมุม ซึ่งได้แก่วิธีของ Movarvec, Harris and Stephens, Shi-Tomasi, Forstner, Wang and Brady, SUSAN (Smallest Univalue Segment Assimilating Nucleus) รวมทั้ง Level Curve Curvature ส�ำหรับวิธที เี่ ราเคยทดสอบ (รวมทัง้ เคยคาดหวังว่าจะดีกว่า SURF ด้วยซ�้ำไป) คือของ Harris and Stephens ซึ่งมัก เรียกกันว่า Harris Corner Detector เราเลือกใช้เพราะ คาดว่าจะตรวจจับหัวมุมถนนหรืออาคารได้ดี Harris อาศั ย หลั ก การของ Sum of Square Different (SSD) ระหว่างบริเวณที่หนึ่งในภาพ (u, v) กับ

อีกบริเวณที่เลื่อนไปในภาพเป็นค่าเท่ากับ (x, y) แล้วให้ น�้ำหนักการเลื่อนตามฟังก์ชัน w ค�ำนวณ (2) (3) (4) แล้วหาค่าไอเกนของ A ซึ่งจะพบว่าถ้าค่าไอเกน ทั้งสองค่ามีขนาดใหญ่ ภาพดังกล่าวจะเป็นหัวมุม การค�ำนวณค่าไอเกนจะซับซ้อน ต้องใช้เวลาเยอะ ในการถอดราก ในความเป็นจริงจึงใช้สมการ (5) แทน (5) โดยที่ k คือ พารามิเตอร์ความละเอียดอ่อนที่ ปรับจูนได้ อย่างไรก็ตาม หลังการทดสอบ เราพบปัญหาส�ำคัญ 2 ประการ จากการหาจุดส�ำคัญด้วย Harris ประการแรก คือ หัวมุมของถนนอาจเลื่อนจากการท�ำถนนใหม่ ส่วนหัวมุม หลังคาอาคารก็ถูกกระทบจากมุมการถ่ายภาพ นี่จะท�ำให้ ความถูกต้องเชิงราบไม่นา่ เชือ่ ถือ ประการทีส่ อง คือ แม้เราใช้ Harris ในการหาจุดสนใจ แต่เรายังต้องการอีกวิธใี นการหา ฟีเจอร์ ซึ่งดังที่กล่าวไปแล้วว่าวิธีพื้นฐานอย่าง Template Matching นัน้ ไม่ทนต่อการเปลีย่ นความสว่างและสัญญาณ รบกวน ทางผู้วิจัยจึงเสนอวิธีที่เหมาะสมกว่า ดังจะกล่าว ต่อไป

Scale Invariance Feature Transform (SIFT)

เป็ น อั ล กอริ ทึ ม หนึ่ ง ในคอมพิ ว เตอร์ วิ ชั น ส� ำ หรั บ ค�ำนวณหาจุดสนใจในรูปภาพหนึ่ง ๆ และค�ำนวณหา คุณลักษณะของจุดสนใจหนึ่ง ๆ ที่หาได้ SIFT คือการเอา จุ ด เด่ น ในรู ป ที่ ไ ม่ ขึ้ น อยู ่ กั บ สเกล การก� ำ หนดทิ ศ ทาง ต�ำแหน่ง มุมการมอง แสงสว่าง เงา ซึ่งจะท�ำให้สามารถ น�ำมาใช้ในการเปรียบเทียบจุดเด่นในรูปอื่น ๆ ได้ง่าย และถู ก ต้ อ งแม่ น ย� ำ มากยิ่ ง ขึ้ น อั ล กอริ ทึ ม นี้ ถู ก คิ ด ค้ น โดย ศ.เดวิด โวลว์ (David Lowe) แห่งมหาวิทยาลัย พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

49


British Columbia ใน ค.ศ. 1999 การประยุกต์ใช้งาน SIFT มีหลากหลายดังเช่น การรูจ้ ำ� วัตถุ (Object Recognition), การสร้างแผนทีส่ ำ� หรับน�ำทางหุน่ ยนต์ (Robotic Mapping and Navigation, Image Stitching), การสร้างโมเดล 3 มิติ ของวัตถุหรือทัศนียภาพ (3D Modeling of Object and Scenes) ขั้นตอนของ SIFT มีดังนี้ 1. Scale-space extrema Detection ในเบื้องต้น เราจะหา Difference-of-Gaussian images (DoG) เพื่อดึงค่าความแตกต่างระหว่าง Scale ออกมาก่อนน�ำภาพนัน้ ไปหา Key Point Localization โดย ขั้นตอนแรกน�ำภาพตั้งต้น (Input Image) มาท�ำการหา Gaussian Blur ด้วยการคอนเวอลูทกับ Gaussian Filters (Eq. 1) จากนั้นน�ำภาพที่ผ่านการท�ำ Gaussian Blur ของ แต่ละ Scale มาหา DoG ความแตกต่างระหว่าง Scale นัน้ ๆ ตามสมการ (Eq. 2) (6) (7) 2. Key Point Localization การหา Key Point Localization ของ SIFT หรือ อาจเรียกว่า SIFT Key Points คือการดึงเอาค่าของแต่ละ พิกเซลรอบข้าง (Nearest Neighbor) มาค�ำนวณหา Local Maxima หรือ Local Minima ซึ่งจากผลของขั้นตอนที่แล้ว เราได้ภาพของ DoG ใน Scales ต่าง ๆ อยู่ ดังนั้นการหา Local Maxima หรือ Local Minima จึงท� ำการหา ในระหว่าง Scales ด้วย โดยแต่ละพิกเซลในภาพ DoG จะถูกเปรียบเทียบกับ พิกเซลรอบข้าง 8 พิกเซลใน Scale เดียวกัน และอีก 18 พิกเซล รอบข้างในภาพ DoG ที่ Scales ข้างเคียง ถ้า pixel (หมายถึง pixel นัน้ ๆ ป่าว) เป็น Local Maximum หรือ Local Minimum ก็จะถูกเลือกเป็น Candidate Key Points โดยแต่ละ Candidate Key Point จะถูกน�ำไปท�ำ Data Interpolation เพื่อประมาณต�ำแหน่งพิกเซลที่แม่นย�ำขึน้ และลบเอา Key Point ที่มีความแตกต่าง (contrast) ต�่ำเกินไป หรือ Key Point ที่มีแนวโน้มจะเป็นขอบ Edge ออก

50

3. Orientation Assignment เป็นขั้นตอนส่วนหนึ่งในวิธีการของ SIFT ส่วนนี้ จะเรียกว่า การหา Key Point Orientation มีดังต่อไปนี้ การค�ำนวณ Gradient Orientation Histogram จากพิกเซล รอบ ๆ ข้าง เป็นแสดงผลค่าของ Gradient Orientation ในรูปแบบกราฟแท่งซึ่งกวาดไป 360 องศา และน�ำมาหา ต�ำแหน่งของทิศทางใน Histogram ที่มีค่าสูงสุดเทียบกับ รอบข้างให้ถือเป็น Dominant Orientations และถ้าหากมี ต�ำแหน่งสูงสุดมีมากกว่า 1 ต�ำแหน่ง ให้กลับไปเพิม่ Feature ใหม่ทตี่ ำ� แหน่งเดิม ในการหา Feature Descriptor จะค�ำนวณ ความสัมพัทธ์กบั Orientation และ Scale ทีห่ าได้ ด้วยเหตุนี้ Feature ที่ได้นั้นไม่ขึ้นกับ Scale และ Rotation 4. Generation of Key Point Descriptors ในส่วนของวิธีการหา Key Point Descriptor ในเบื้องต้นจะต้องค�ำนวณขนาดและทิศทางของ Gradient ในแต่ละ Sample Point ซึ่งอยู่ในบริเวณรอบ ๆ ต�ำแหน่ง Key Point ดังที่ได้แสดงใน ค่าในแต่ละ Sample เหล่านั้น จะถูกรวมกันเป็น Orientation Histograms ในบริเวณ ย่อย โดยแบ่งเป็นจ�ำนวน 4 x 4 ช่อง ดังที่ได้แสดงใน ซึ่ง ความยาวของลูกศรคือขนาดของ Gradient ในทิศทางนัน้ ๆ Key Point Descriptors ก็คือ Vector ที่เก็บค่าขนาดของ Gradient ในแต่ละ Histogram ทั้งหมด การค่าความนิยมและใช้งานวิธกี าร Scale Invariance Feature Transform (SIFT) นี้ สามารถแน่นอนได้ว่า วิธกี ารนีท้ นทานต่อขนาด (Scale) และทนทานต่อการหมุน (Rotation) แต่อย่างไรก็ตามในการทดสอบร่วมกับภาพถ่าย ดาวเทียมที่มีขนาดข้อมูลที่ใหญ่มาก การใช้ SIFT อาจไม่ อ�ำนวยความสะดวกมากนักเนื่องจากกินเวลานาน ส่วน ความทนทานต้องการหมุนไม่ได้ใช้ประโยชน์โดยตรงกับ ภาพที่น�ำมาทดสอบเนื่องจากภาพตัวอย่างที่ใช้ทดสอบอยู่ ในแนวเดียวกันแล้ว ทางคณะผู้จัดท�ำจึงขอเสนอวิธีการ ที่มีประสิทธิภาพดีและเหมาะสมกว่า คือ Speeded Up Robust Features (SURF)


Speeded Up Robust Features (SURF)

เป็นอัลกอริทมึ หนึง่ ในคอมพิวเตอร์วชิ นั ส�ำหรับค�ำนวณหาจุดสนใจในรูปภาพหนึง่ ๆ และค�ำนวณหาคุณลักษณะ ของจุดสนใจหนึ่ง ๆ คล้ายกับ SIFT อัลกอริทึมนี้ถูกคิดค้นโดย เฮอร์เบิร์ต เบย์ (Herbert Bay) ใน ค.ศ. 2006 SURF ถือเป็นการปรับปรุง SIFT ให้เร็วขึ้น โดยมีคุณสมบัติแตกต่างกันดังนี้ วิธี SIFT SURF

ความเร็ว ปานกลาง ดีมาก

สเกล ดีมาก ดี

การหมุน ดีมาก ดี

จะเห็นได้ว่า SURF มีคุณสมบัติโดดเด่นเหมาะกับ โครงการนี้ กล่าวคือ มีความเร็วสูงและมีความทนต่อ ความสว่าง ซึ่งถือเป็นสิ่งส�ำคัญมากหากจะวิเคราะห์ภาพ ขนาดใหญ่ทถี่ า่ ยคนละเวลา ส่วนคุณสมบัตอิ นื่ ๆ ถือว่าอยู่ ในเกณฑ์ดี ซึง่ แม้จะมีอนั ดับต�ำ่ กว่า SIFT แต่กม็ คี วามส�ำคัญ น้อยในโครงการนี้ กล่าวคือ การหมุน การเบลอ เป็นต้น ขั้นตอนของ SURF มีดังนี้ 1. Key Point Detection สาเหตุที่ SURF เร็วกว่า SIFT ประการหนึ่งก็คือ SURF ไม่ได้ประมวลผลหาจุดสนใจบนภาพต้นฉบับ หากแต่ หาบนภาพอินทีกรัล (Intetgral Image) ดังสมการ ด้านล่าง (8) ซึ่งการหา Gaussian Blur ที่ใช้เวลานานใน SIFT จะไม่ มี ค วามจ� ำ เป็ น อี ก ต่ อ ไป เนื่ อ งด้ ว ยกระบวนการ คอนโวลู ท ด้ ว ย Gaussian Filters จะถู ก แทนที่ ด ้ ว ย การคอนโวลูทกับตัวประมาณของ Gaussian Derivative อันดับสอง ผลการคอนโวลูท Gaussian Derivative อันดับสอง กับภาพต้นฉบับ หรือกล่าวได้ว่า Laplacian of Gaussian (LoG) ในทิศทางต่าง ๆ กันสี่ทิศทางรวมกันจะเรียกว่า Hessian matrix (9) ค่าที่ใช้บอกว่าจุดใด ๆ เป็นจุดสนใจหรือไม่ คือ Hessian Determinant ซึ่งในที่นี้จะสามารถค�ำนวณได้ เร็วกว่าจากภาพอินทีกรัล กล่าวคือ แทนที่ L ด้วย D ดังสมการด้านล่าง ซึง่ ตัวฟิลเตอร์ในภาพเรียกว่า Box filters

การเบลอ ดีมาก ดี

ความสว่าง ปานกลาง ดีมาก

แอฟไฟน์ ดี ดี

(10) ค�ำอธิบายต่อไปนี้จะช่วยย�้ำความเข้าใจว่า SURF เร็วกว่า SIFT อย่างไร กล่าวคือ Scale-space ที่ปกติต้อง ค�ำนวณด้วยพีระมิดของภาพ ซึ่งในกรณีของ SIFT ภาพ ต้องผ่านการฟิลเตอร์หลายชั้น และซับแซมเปิล เพื่อให้ ได้พีระมิดชั้นสูงขึ้น แต่ด้วยการใช้ Box Filters และภาพ อินทีกรัล เราจึงไม่ต้องค�ำนวณตัว Gaussian Filters แล้ว มาคอนโวลูทซ�้ำในชั้นก่อนหน้า แต่สามารถปรับสเกลของ Box Filters แล้วมาคอนโวลูทบนภาพต้นฉบับได้เลย 2. Key Point Localization ในขั้นนี้จะเหมือนกับ SIFT 3. Orientation Assignment ในส่วนนีก้ ม็ กี ารปรับปรุงให้มคี วามเร็วสูงกว่า SIFT เล็กน้อย กล่าวคือ ใช้ Haar Wavelet แทน Gradient เสร็จแล้วแสดงผล Haar Wavelet ด้วยเวคเตอร์ เสร็จแล้ว แบ่งกลุ่มย่อยกลุ่มละ 60 องศา ในแต่ละกลุ่มย่อยก็จะ รวมเวคเตอร์เข้าด้วยกัน แล้วผลรวมเวคเตอร์ใดสูงสุดก็จะ ตัดสินเป็น Doiminant Orientation 4. Generation of Key Point Descriptors จะเริม่ จากการแบ่งบริเวณรอบ Key Point ออกเป็น 4 x 4 ส่วน ในแต่ละส่วนก็คำ� นวณผลของ Haar Wavelet ในทิศ x และ y แล้วให้น�้ำหนักผลด้วย Gaussian Kernel โดยให้ตรงกลางอยู่ที่ Key Point เสร็จแล้วรวมค่าในทิศ x และ y และค่าแอบโซลูทในทิศ x และ y จะเห็นได้ว่า Descriptors มี 4 x 4 x 4 (สิบหกส่วนย่อย และแต่ละส่วน ย่อยมีสี่ค่าดังกล่าว) พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

51


ผลการใช้ SURF โดยตรง

การใช้ SURF จับคูโ่ ดยตรงมีประสิทธิภาพดีเมือ่ เวลาทีถ่ า่ ยภาพใกล้เคียงกัน อย่างไรก็ตาม ภาพอินพุตของระบบ เรามีความแตกต่างเชิงเวลามาก ท�ำให้ฟเี จอร์ของพิกดั หนึง่ ๆ ในภาพเปลีย่ นไป แทนทีจ่ ะจับคูก่ บั ฟีเจอร์บริเวณพิกดั เดิม กลับมีความเหมือนกับฟีเจอร์ของพิกัดอื่นในภาพมากกว่า ดังแสดงในภาพที่ 1

ภาพที่ 1 ผลการใช้อัลกอริทึม SURF โดยตรง

เราได้ท�ำการแก้ไขกรณีข้างต้นโดยตั้งสมมุติฐาน ดังนั้นจึงทดสอบปรับขนาดภาพทั้งสองให้เท่ากัน ต่าง ๆ กัน ดังแสดงด้านล่าง ก่อนจับคู่ เพียงเท่านี้ก็สามารถใช้ Octave และ Level 1. เป็นผลจากการใช้ไลบรารี่ต่างกัน เท่ากันส�ำหรับทั้งสองภาพอินพุต ดังนั้นจึงเปรียบเทียบการใช้ OpenCV (Open พบว่าทั้งไม่สามารถให้ผลที่ดีขึ้น Computer Vision Library) และ OpenSURF กล่าวคือ พบว่าสมมุติฐานทั้งหมดไม่สอดคล้อง พบว่าไม่สามารถให้ผลที่ดีขึ้น ดังนัน้ จึงเสนอสมมุตฐิ านสุดท้าย กล่าวคือ เนือ่ งจาก ฟีเจอร์เปลี่ยนไปมาก จึงไม่ควรจับคู่โดยค้นหาทั้งภาพ 2. เป็นผลจากความสว่างที่เปลี่ยนไปโดยไม่เป็น แต่ควรจับคู่เฉพาะจุดที่อยู่ใกล้เคียงกัน ดังแสดงต่อไปนี้ เชิงเส้น SURF ทนต่อการเปลีย่ นความสว่างหากการเปลีย่ น การปรับปรุง SURF ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น นัน้ เป็นเชิงเส้น อย่างไรก็ตามหากการเปลีย่ นไม่เป็นเชิงเส้น 1. ตัดภาพอินพุตเป็นขนาดย่อยทีม่ พี กิ ดั เชิงโลกจริง ก็จะท�ำให้จับคู่จุดไม่ได้ เท่ากัน เพื่อให้การจับคู่จุดภาพมีประสิทธิภาพ กล่าวคือ ดังนั้นจึงเปรียบเทียบการใช้ Auto Contrast และ ภาพไทยโชตให้มขี นาด 750 x 750 พิกเซล ภาพกระทรวง Histogram Equalization เกษตรให้มีขนาด 2000 x 2000 พบว่าทั้งสองวิธีไม่สามารถให้ผลที่ดีขึ้น 2. เลือกจุดสนใจจากภาพกระทรวงเกษตรมาหนึง่ จุด 3. ค้นหาจุดสนใจบริเวณรอบ ๆ ในภาพไทยโชต โดย 3. เป็นผลจากขนาดภาพที่แตกต่างกันมาก ปรับสเกลภาพให้เท่ากันก่อน ซึง่ อาจค้นพบมากกว่าหนึง่ จุด SURF ทนต่อการเปลี่ยนขนาดภาพ โดยต้องตั้งค่า 4. ค�ำนวณความแตกต่างของฟีเจอร์ของแต่ละคู่จุด Octave และ Level ให้เหมาะสม แต่การตั้ง Octave และ ที่ค้นพบ Level ให้เหมาะสมส�ำหรับภาพที่มีขนาดต่างกันมาก ๆ 5. เรียงค�ำนวณความแตกต่างของคูจ่ ดุ ทีค่ น้ พบจาก ไม่ใช่เรื่องง่าย น้อยไปมาก (ยิ่งแตกต่างน้อยยิ่งดี)

52


6. ค�ำนวณอัตราส่วนความแตกต่างของคูจ่ ดุ ทีต่ า่ งกัน น้อยที่สุดสองคู่ 7. น�ำค่าความแตกต่างของคูจ่ ดุ ทีเ่ หมือนกันมากทีส่ ดุ และอยูใ่ กล้กนั ดังกล่าว มาเปรียบเทียบกับเทรสโฮลด์ ซึง่ ต้อง น้อยกว่าเทรสโฮลด์จึงจะยอมรับว่าเป็นจุดเดียวกัน 8. ค�ำนวณพิกดั ในโลกจริงของจุดทีย่ อมรับ แล้วเก็บ ค่าไว้เพื่อเตรียมแสดงผลต่อไป 9. กระโดดไปยังจุดสนใจจากภาพกระทรวงเกษตร ถัดไปแล้วกระท�ำกระบวนการ 2-8 ซ�้ำ จนกว่าจะถึงจุด สุดท้าย ทัง้ นีก้ ระบวนการ 2-5 เป็นไปตามอัลกอริทมึ ด้านล่าง ส่วนกระบวนการ 1, 7, 8 แสดงในอัลกอริทึมถัดไป อัลกอริทึม 1 การปรับปรุงความสามารถของ SURF def match(desc1,desc2,points1,points2): res = [] for i in xrange(len(desc1)): dist = anorm( desc2 - desc1[i] ) pix_dist = anorm(points2*0.75/2.0-points1[i]) dist = dist*(pix_dist<=10.0) + 100*(pix_dist>10.0) n1, n2 = dist.argsort()[:2] r = dist[n1] / dist[n2] if dist[n1]<100 res.append((i, n1, r,dist[n1])) return res ทั้งนี้ ภาพที่ 1 คือ ไทยโชต ภาพที่ 2 คือ กระทรวง เกษตร เริม่ จากการเปรียบเทียบความต่างของฟีเจอร์ (dist) ว่าจุดฟีเจอร์ในภาพไทยโชตหนึ่ง ๆ จะมีความต่างกับเซต ของจุดฟีเจอร์ในภาพกระทรวงเกษตรเท่าใด (desc2 desc1[i]) หาระยะห่างของฟีเจอร์ดงั กล่าวในหน่วยพิกเซลของ ไทยโชต (pix_dist) คงค่าความต่างไว้เฉพาะจุดทีอ่ ยูห่ า่ งกัน น้ อ ยกว่ า หรื อ เท่ า กั บ 10 พิ ก เซล ถ้ า มากกว่ า นั้ น ให้ ค่าความต่างเป็น 100 ซึ่งเป็นค่าคงที่ใด ๆ ที่มากพอ เรียงความต่างจากน้อยไปมาก เลือกออกมาสองค่า ที่น้อยที่สุด โดยมีดัชนีของทั้งสองค่าคือ n1, n2 หาอัตราส่วนความต่างของสองคู่ที่น้อยที่สุด (r) (ยิ่งน้อยยิ่งดี)

เฉพาะฟีเจอร์ในภาพไทยโชตที่อยู่ใกล้กับฟีเจอร์ ในภาพกระทรวงเกษตรภายในรัศมี 10 พิกเซล เก็บค่า (ดัชนีของฟีเจอร์ในภาพไทยโชต (i), ดัชนีของฟีเจอร์ ในภาพกระทรวงเกษตร (n1), อัตราส่วนความต่างของ สองคู่ที่น้อยที่สุด (r), ความต่าง (dist[n1])) อัลกอริทึม 2 กระบวนการปรับปรุงความสามารถของ SURF โดยรวม keypoint2,desc2 = surf(im22,300,3,1) keypoint1,desc1 = surf(im11,300,8,3) desc1 = desc1.reshape((len(keypoint1),64)) desc2 = desc2.reshape((len(keypoint2),64)) point1 = keypoints2point_array(keypoint1) point2 = keypoints2point_array(keypoint2) res_data = match(np.array(desc2),np. array(desc1),point2,point1) matchpoint1,matchpoint2=find_matching_key_ points(keypoint1,keypoint2,res_data) for point1 in matchpoint1: pointx1 = convert_xytoreal(point1,im1_info) pointx2 = convert_xytoreal(matchpoint2[0],im2_ info) matchpoints.append((pointx1,pointx2,im1_ info[5],im2_info[5])) num_points = len(matchpoints) while key_id < num_points: data = matchpoints[key_id] agri = data[0] theos = data[1] ทั้งนี้ ภาพที่ 1 คือ กระทรวงเกษตร ภาพที่ 2 คือ ไทยโชต (สลับกับอัลกอริทมึ 1 ซึง่ ยึดภาพไทยโชตเป็นหลัก ส่วนอัลกอริทมึ 2 ยึดภาพกระทรวงเกษตรเป็นหลัก สาเหตุ ที่อัลกอริทึม 1 ยึดภาพไทยโชตเป็นหลักเพราะจ�ำนวน จุดสนใจในภาพไทยโชตมีน้อยกว่า (ภาพไทยโชตมีขนาด เล็กกว่า) การจับคู่จากน้อยไปหามากจะท�ำให้ไม่ซ�้ำซ้อน ต่างจากการจับคู่จากมากไปหาน้อย ที่หลายจุดในภาพ กระทรวงเกษตรอาจจับคูก่ บั จุดเดียวกันในภาพไทยโชตได้ ซึ่งไม่สมเหตุสมผล) พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

53


เริ่มจากการใช้ SURF หาจุดสนใจและฟีเจอร์ของ จุดดังกล่าว (Key Point, desc) โดยตั้งค่าเทรสโฮลด์ Hessian ไว้ที่ 300 ซึ่งเป็นค่าที่ได้จากการทดลองว่า มีความเหมาะสมกับงานของเรา ส่วน Octave และ Level ของภาพไทยโชตและกระทรวงเกษตรจะไม่เท่ากัน กล่าวคือ ไทยโชตอยู่ที่ (3, 1) และกระทรวงเกษตรอยู่ที่ (8, 3) ซึง่ พจน์แรกเป็นค่าทีไ่ ด้จากการปรับเทียบขนาดภาพทัง้ สอง สาเหตุ ที่ ก ระทรวงเกษตรมี ห ลายชั้ น มากกว่ า ก็ เ พราะ ภาพกระทรวงเกษตรละเอียดกว่า ท� ำให้ต้องใช้ขนาด เคอร์เนล (เป็นไปตาม Octave) และขนาดฟิลเตอร์ (เป็นไปตาม Level) ที่ใหญ่กว่า หลังจากนัน้ ปรับรูปแบบรูปร่างของฟีเจอร์ (64 ตัว) ที่เรียงกันอยู่อย่างไม่เป็นระเบียบ ให้มีความเหมาะสม ที่จะประมวลผลต่อ ดึ ง ต� ำ แหน่ ง ในหน่ ว ยพิ ก เซลของทุ ก จุ ด สนใจ เพื่อเตรียมเปรียบเทียบระยะห่าง เรียกใช้อัลกอริทึม 1 match (desc1, desc2, points1, points2) เรียกใช้ find_matching_key_points() ซึ่งก็คือ การตรวจสอบว่าค่าความต่างน้อยกว่าเทรสโฮลด์ที่ตั้งไว้ หรือไม่ เทรสโฮลด์นี้สามารถเลือกได้จาก GUI ส�ำหรับ ค่าที่แนะน�ำคือ 0.2 แปลงพิ กั ด พิ ก เซลของฟี เ จอร์ ที่ ผ ่ า นเทรสโฮลด์ ข้างต้น เป็นหน่วยโลกจริงของทั้งสองภาพ (pointx1, pointx2)

สรุปผลการปรับปรุง SURF

1. SURF ทนต่อการเปลี่ยนขนาดภาพได้ดี 2. SURF ทนต่อการเปลี่ยนความสว่างที่ Affine ได้ดี อย่างไรก็ตามแนะน�ำให้ท�ำ Histogram Equalization ด้วย (ซึ่งโครงการนี้ได้ด�ำเนินการเรียบร้อยแล้ว) 3. SURF ทนต่อการหมุนได้ดี ซึ่งแท้จริงแล้วไม่มี ความจ�ำเป็นในงานเรา ซ�ำ้ ยังอาจให้คู่จุดที่ผิดได้ เช่น จับคู่ หัวมุมบนซ้ายของสี่แยกในภาพหนึ่งเข้ากับหัวมุมล่างขวา ของสี่แยกในอีกภาพหนึ่ง

54

4. SURF ที่ ไ ด้ รั บ การปรั บ ปรุ ง ดั ง แสดงข้ า งต้ น สามารถหาคู่จุดได้ดี อย่างไรก็ตามจะพบประเภทฟีเจอร์ ทัง้ ทีเ่ ป็น Blob, Edge, Corner ซึง่ แต่ละประเภทต้องอาศัย มนุษย์กลั่นกรองอีกรอบว่าเป็นฟีเจอร์หรือไม่ ด้วยเหตุผล ดังนี้ Blob หรือพืน้ ทีต่ อ่ เนือ่ ง เช่น แหล่งน�ำ้ ดงไม้ อาคาร อาจเปลี่ยนขนาดไป หรือถูกกระทบโดยเงา จึงจ�ำเป็นต้อง อาศัยมนุษย์ในการชี้ชัดว่าจะใช้ Blob นี้เป็นฟีเจอร์หรือไม่ ส่วน Edge ก็อาจมีฟีเจอร์ที่ซ�้ำกันหลายจุด เช่น ขอบถนนที่เป็นทางยาว ย่อมบอกยากว่าขอบถนนจุดนี้ เหมือนกับขอบถนนจุดไหนแน่ จึงจ�ำเป็นต้องเป็นขอบถนน ที่มีสิ่งปลูกสร้างอื่นอยู่ร่วม หรือมีถนนอื่นตัดผ่านด้วย ถึงจะบอกได้ ส�ำหรับ Corner นั้น เดิมทีผู้วิจัยคาดว่าน่าจะเป็น ฟีเจอร์ทดี่ ี แต่หลังจากวิเคราะห์แล้วพบว่าอาจมีปญ ั หา เช่น ตรวจจับมุมของถนนได้ อย่างไรก็ตามถนนอาจมีการขยาย ขนาด ท�ำให้หัวมุมเคลื่อนไป โดยรวมแล้ว SURF เป็นวิธีการหาจุดสนใจและ ฟีเจอร์ที่ดีดังที่คาดการณ์ไว้ กล่าวคือ จุดสนใจและฟีเจอร์ ของวิธีนี้จะไม่ใช่การพิจารณาพิกเซลเดียว หากแต่เป็น การพิจารณาขอบรอบ ๆ พิกเซลจ�ำนวนมาก ท�ำให้การหา ค่อนข้างแม่นย�ำ เช่น หากบริเวณสี่แยกมีการต่อเติม หัวมุมหนึ่ง แต่หัวมุมอื่นยังคงเดิม โดยรวมแล้ว SURF จะเฉลี่ยมุมรอบ ๆ ท�ำให้น่าจะได้จุดสนใจเดิม ส่วนฟีเจอร์ในตัวอย่างข้างต้นนั้น แม้หัวมุมหนึ่ง จะเปลี่ ย นไป แต่ หั ว มุ ม ที่ เ หลื อ ยั ง คล้ า ยเดิ ม ท� ำ ให้ ความคล้ายคลึงของฟีเจอร์ส่วนใหญ่ยังดีอยู่ หากเราใช้วิธีอื่นหาจุดสนใจ เช่น ใช้อัลกอริทึมหา Corner อย่างเช่น Harris อาจท�ำให้ประสบปัญหาถนน ขยายขนาดดังที่กล่าวข้างต้น ขณะนี้ ท างคณะวิ จั ย ก� ำ ลั ง รอผลการวิ เ คราะห์ ความสามารถของอัลกอริทึมดังกล่าว เปรียบเทียบกับ การก�ำหนดจุดโดยมนุษย์ว่าอย่างไหนสะดวกและถูกต้อง มากกว่า ซึง่ แนวโน้มคือ สทอภ. น่าจะใช้อลั กอริทมึ ของเรา เพราะช่วยประหยัดแรงงาน ลดความเมื่อยล้าของสายตา ในการหาจุดเล็ก ๆ ในภาพขนาดมโหฬารได้มากทีเดียว


Communication Engineering & Computer ไฟฟ้าสื่อสารและคอมพิวเตอร์ จุฑาทิพย์ วิศาลมงคล ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ อีเมล : g5514503160@ku.ac.th

เทคโนโลยี Multiple-Input Multiple-Output

กับการสื่อสารไร้สายในอนาคต โลกของการสื่อสารไร้สายได้มีการพัฒนามาเป็นเวลายาวนาน แต่ก่อนนั้นน้อยคนนักที่ได้เป็นเจ้าของโทรศัพท์ ไร้สาย แต่ปัจจุบันนี้แทบทุกคนมีโทรศัพท์ไร้สายไว้ใช้งานทั้งสิ้น สิ่งนี้เป็นตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นได้ชัดถึงการขยาย ตัวของกลุ่มผู้ใช้การสื่อสารไร้สาย ซึ่งการขยายตัวอย่างรวดเร็วนี้ส่งผลท�ำให้จ�ำนวนของผู้ใช้เข้าใกล้ขีดความจุของ เครือข่าย ด้วยเหตุนี้จึงมีการพัฒนาระบบการสื่อสารไร้สายแบบใหม่ที่จะเข้ามาช่วยให้ช่องสัญญาณที่มีอยู่ในปัจจุบัน สามารถรองรับผูใ้ ช้ทเี่ พิม่ ขึน้ ได้ โดยเทคโนโลยีทเี่ ข้ามามีบทบาทส�ำคัญในการแก้ปญ ั หานีค้ อื เทคโนโลยี Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)

Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) คืออะไร MIMO เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายที่พัฒนา ขึ้นมาจากหลักการ Spatial Multiplexing ที่เริ่มมีการ คิดค้นมาตั้งแต่ช่วง ค.ศ. 1950 โดยจะมีการใช้จ�ำนวน สายอากาศทางภาคส่งและภาครับมากกว่า 1 ต้น ซึ่งจะ แตกต่างจากการสื่อสารไร้สายแบบเก่าที่ใช้สายอากาศฝั่ง ละ 1 ต้นเท่านั้น (Single-Input Single-Output (SISO)) ดังแสดงในรูปที่ 1

การน� ำ สายอากาศหลาย ๆ ต้ น มาใช้ ร ่ ว มกั น นอกจากจะเป็นการเพิม่ ความจุของช่องสัญญาณและอัตรา การส่งข้อมูลแล้ว ยังช่วยเพิ่มคุณภาพของการสื่อสารให้มี ความทนทานต่อสิ่งรบกวนมากขึ้นด้วย ถึงแม้ MIMO จะ ช่วยให้การเข้าใช้ช่องสัญญาณมีประสิทธิภาพดีกว่าเดิม แต่ก็ต้องแลกมาด้วยความซับซ้อนของฮาร์ดแวร์ที่ใช้งาน เช่น ชิปประมวลผล รวมไปถึงสายอากาศ และความซับซ้อน ของการเข้ า รหั ส สั ญ ญาณแบบพิ เ ศษของภาคส่ ง และ ภาครับนั่นเอง

หลักการท�ำงานของ MIMO

ในการส่งข้อมูลหนึ่ง ๆ หากเป็นการสื่อสารไร้สาย ในระบบ SISO เดิม ข้อมูลจะถูกทยอยส่งออกไปทางสาย อากาศของภาคส่งแบบอนุกรม ซึ่งในสภาวะแวดล้อมที่มี สิ่งรบกวนสูงเช่นในชุมชนเมือง สัญญาณส่งออกเหล่านี้ จะเกิดการสะท้อนกับสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ ส่งผลให้สัญญาณ ที่มา : http://www.telecomhall.com/what-is-mimo.aspx ทีป่ รากฏทีภ่ าครับเป็นสัญญาณทีม่ าจากหลายวิถี (Multipath) รูปที่ 1 ระบบการสื่อสารไร้สายแบบ Single-Input Single- ซึ่งอาจมีขนาดหรือเฟสที่ต่างกัน ท�ำให้การถอดสัญญาณ Output (SISO) และ Multiple-Input Multiple-Output เป็นไปได้ยาก (MIMO)

พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

55


• Spatial Multiplexing ส�ำหรับการสื่อสารไร้สายในระบบ MIMO นั้น นักพัฒนาระบบสื่อสารส่วนใหญ่ให้ความสนใจ ข้อมูลนั้นจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนย่อยแล้วส่งออกทางสาย กั บ Spatial Multiplexing เนื่ อ งจากเป็ น วิ ธี ก ารที่ มี อากาศของภาคส่งแบบขนาน ดังรูปที่ 2 จุดประสงค์เพือ่ เพิม่ อัตราการส่งข้อมูลให้กบั ช่องสัญญาณเป็น หลัก โดยข้อมูลทีภ่ าคส่งจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนย่อย ๆ แล้ว ส่งออกพร้อมกันแบบขนานผ่านทางสายอากาศแต่ละต้น ดังนั้นสายอากาศทางภาครับจึงควรมีจ�ำนวนอย่างน้อย เท่ า กั บ จ� ำ นวนสายอากาศทางภาคส่ ง ด้ ว ย วิ ธี ก ารนี้ ที่มา : http://www.telecomhall.com/what-is-mimo.aspx เหมาะส� ำ หรั บ การใช้ ง านในเขตชุ ม ชนเมื อ งที่ มี ส ภาพ รูปที่ 2 หลักการท�ำงานของ MIMO การรบกวนสูง • Collaborative MIMO หากการจัดวางระบบสือ่ สารเป็นแบบในรูปที่ 2 แล้ว เป็นวิธกี ารเข้ารหัสกลุม่ ผูใ้ ช้ (Uplink Collaborative จะเห็นได้ว่าอัตราการส่งข้อมูลของระบบ MIMO นั้นมี MIMO) และกลุม่ ของสถานีฐาน (Downlink Collaborative ความเร็วมากกว่าอัตราการส่งข้อมูลแบบ SISO ถึง 3 เท่า MIMO) ส�ำหรับทางฝั่ง Uplink กลุ่มผู้ใช้สามารถส่งข้อมูล ส�ำหรับกรณี SISO นั้น การเกิดสัญญาณหลายวิถี ไปยังสถานีฐานด้วยความถี่ย่านเดียวกันในเวลาพร้อมกัน ถือเป็นอุปสรรคที่ส�ำคัญของการสื่อสาร แต่ส�ำหรับระบบ ได้ ทางฝั่ง Downlink ก็มีหลักการท�ำงานคล้าย ๆ กัน MIMO นัน้ การเกิดสัญญาณหลายวิถสี ามารถแก้ไขได้อย่าง โดยสถานีฐานสามารถส่งข้อมูลมายังกลุ่มผู้ใช้พร้อม ๆ มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น เนื่องจากสัญญาณหลายวิถี กันได้ ตัวอย่างเทคโนโลยีการสื่อสารที่ใช้วิธีการนี้ ได้แก่ ที่ปรากฏที่สายอากาศของภาครับแต่ละต้น จะช่วยให้ Long-Term-Evolution (LTE) และ mobile-WiMAX ภาครับนั้นมีข้อมูลในการประมวลผลเพื่อถอดสัญญาณ • Beamforming ได้อย่างถูกต้องเพิ่มมากขึ้นนั่นเอง วิธกี าร Beamforming มีความแตกต่างจากวิธอี นื่ ๆ ทีใ่ ช้ใน Open-loop MIMO โดยทีภ่ าคส่งจ�ำเป็นต้องมีขอ้ มูล ประเภทของ MIMO สภาพช่องสัญญาณ (Channel State Information หรือ เราสามารถแบ่ ง ประเภทของการสื่ อ สารไร้ ส าย CSI) ซึ่งประกอบด้วยข้อมูลค่าการลดทอนสัญญาณและ แบบ MIMO ได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ Open-loop เฟสของช่องสัญญาณ เพือ่ น�ำมาค�ำนวณ Weighting factor MIMO และ Closed-loop MIMO ซึ่งแต่ละประเภทมี ส�ำหรับน�ำมาปรับทิศทางและรูปสัญญาณ (Beam pattern) รายละเอียดดังนี้ ของภาคส่งให้เหมาะสมกับสภาพช่องสัญญาณในขณะนั้น 1. Open-loop MIMO ส�ำหรับ Open-loop Beamforming ข้อมูลสภาพ โดยปกติ แ ล้ ว หากพู ด ถึ ง MIMO จะหมายถึ ง ช่องสัญญาณจะเป็นการประมาณของภาคส่งเอง ซึง่ จะต่าง Open-loop MIMO ที่ใช้เทคนิค Spatial Diversity และ จาก Closed-loop Beamforming ที่จะกล่าวถึงต่อไป Spatial Multiplexing เป็นหลัก โดย Open-loop MIMO ยังสามารถแบ่งเป็นประเภทย่อย ๆ ได้ดังนี้ 2. Closed-loop MIMO • Spatial Diversity Closed-loop MIMO จะหมายถึงการสือ่ สารแบบ เป็ น การส่ ง ข้ อ มู ล ที่ เ หมื อ นกั น ออกไปยั ง สาย MIMO ที่มีการใช้ข้อมูลจาก Feedback channel นั่นเอง อากาศของภาคส่ง โดยข้อมูลของสายอากาศแต่ละต้น • Beamforming นั้นจะต้องมีการเข้ารหัสเพื่อให้สัญญาณเกิดการตั้งฉาก ในวิธีการ Closed-loop Beamforming ทาง ระหว่างกันด้วยการเข้ารหัส Space-Time Coding (STC) ภาครับจะท�ำการค�ำนวณค่าสภาพช่องสัญญาณ และส่ง เช่น Alamouti Code ปัจจุบันมีการใช้ Spatial Diversity Feedback กลับไปยังภาคส่ง ซึ่งภาคส่งก็จะน�ำค่าที่ได้นี้ กันอย่างแพร่หลายโดยมีจุดประสงค์เพื่อเพิ่มค่า Signal- มาค�ำนวณ Weighting factor เพื่อปรับทิศทางและรูป to-Noise Ratio (SNR) ของสัญญาณที่ภาครับของผู้ใช้ สัญญาณ วิธีการนี้จึงเหมาะส�ำหรับระบบ Frequency ที่ อ ยู ่ บ ริ เ วณขอบสั ญ ญาณของสถานี ฐ านหรื อ ผู ้ ใ ช้ ที่ มี Division Duplex (FDD) ที่มีสภาพของช่องสัญญาณฝั่ง การเคลื่อนที่ Uplink และ Downlink มีค่าแตกต่างกัน

56


มาตรฐานการสื่อสารไร้สายกับ MIMO

ปั จ จุ บั น องค์ ก รก� ำ กั บ ดู แ ลมาตรฐานการสื่ อ สาร ได้มีการน�ำ MIMO เข้าไปใช้ในการก�ำหนดมาตรฐาน การสื่อสารใหม่ ๆ ออกมา ตัวอย่างของมาตรฐานเหล่านี้ ได้แก่ IEEE 802.16e มีการริเริ่มน�ำ MIMO ไปใช้ในมาตรฐาน IEEE 802.16e-2004 โดยในเบื้องต้นนั้นยังไม่ได้ก�ำหนดเป็น

ข้อบังคับ แต่ในเวลาถัดมา ในส่วนของมาตรฐาน Mobile WiMAX IEEE 802.16e (Wave 2 certification profiles) ได้มีการออกข้อบังคับให้อุปกรณ์ที่เป็นภาครับต้องมีสาย อากาศจ�ำนวน 2 ต้น และก�ำหนดให้ใช้ Spatial Diversity และ Spatial Multiplexing เป็น MIMO Matrix A และ B ตามล�ำดับ ส�ำหรับอัตราการส่งข้อมูลสูงสุดของมาตรฐาน นี้เป็นไปตามตารางที่ 1

ตารางที่ 1 อัตราการส่งข้อมูลสูงสุดทางทฤษฎีของมาตรฐาน IEEE802.16e

ที่มา : Detecon Newsletter Issue 9, 2009

Mobile WiMAX Release 1 จะรองรับการใช้งาน IEEE 802.11n Time-Division-Duplex (TDD) เพียงอย่างเดียวเท่านั้น มาตรฐาน IEEE 802.11n ได้รับการรับรองจาก และส�ำหรับ FDD นั้นจะจัดให้มีการรองรับใน Release IEEE-SA ใน ค.ศ. 2009 อย่างไรก็ตามบริษัทภาคเอกชน 1.5 เป็นต้นไป ต่าง ๆ ก็ได้มีการผลิตอุปกรณ์ที่รองรับ IEEE 802.11 Draft-N ที่ได้รับรองจาก WiFi Alliance ออกมาจ�ำหน่าย กันอย่างกว้างขวาง ก่อนทีม่ าตรฐานฉบับสมบูรณ์จะได้รบั การอนุมัติก่อนแล้ว

ตารางที่ 2 อัตราการส่งข้อมูลสูงสุดทางทฤษฎีของมาตรฐาน IEEE 802.11n

ที่มา : Detecon Newsletter Issue 9, 2009

พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

57


รูปแบบการจัดสายอากาศของ IEEE 802.11n มีตั้งแต่ 1 x 1 ไปจนถึง 4 x 4 หากพิจารณาอัตราการส่ง ข้อมูลสูงสุดของมาตรฐาน IEEE 802.11 a/b/g ที่มีค่า เท่ากับ 54 Mbps แล้ว อัตราการรับส่งข้อมูลของ IEEE 802.11n มีค่าเพิ่มขึ้นมาก โดยอาจมีค่าสูงถึง 600 Mbps ดังแสดงในตารางที่ 2 3GPP ได้มีการเริ่มน�ำ MIMO ไปใช้ในมาตรฐาน 3GPP Release 7 (HSPA Evolution หรือ HSPA+) โดยอัตรา การส่งข้อมูลมีค่าสูงสุดอยู่ที่ 28 Mbps เมื่อใช้ 2 x 2 MIMO ร่วมกับ Spatial Multiplexing ซึง่ ในอนาคต 3GPP ก็ได้วางแนวทางเพื่อน�ำ MIMO เข้ามาช่วยเพิ่มอัตรา การส่งข้อมูลดังแสดงในรูปที่ 3

การติดตั้งสายอากาศพลังงานต�่ำจ�ำนวนมากที่สถานีฐาน (Large-MIMO) เพื่อเพิ่มค่าเกนและลดอัตราการล่ม ของเครือข่ายสื่อสาร, เครือข่ายรีเลย์ MIMO (MIMO relaying networks) เพื่อเพิ่มพื้นครอบคลุมของสัญญาณ ไปจนถึง Multicell MIMO เป็นต้น ซึ่งงานวิจัยเหล่านี้ถือ เป็นพื้นฐานของเทคโนโลยีที่จะเข้ามารองรับการขยายตัว ของกลุ่มผู้ใช้และช่วยให้การสื่อสารในอนาคตเป็นไปอย่าง มีประสิทธิภาพสูงสุด

เอกสารอ้างอิง 1. What is MIMO?, available at http://www.telecomhall. com/what-is-mimo.aspx 2. Agilent Technologies, “10 Things About MIMO”, 2008, available at http://www.home.agilent.com/upload/cmc_upload/ All/4G_World_2009_MIMO_10_Things_Dave.pdf 3. MIMO Technology Tutorial, available at http://www. radio-electronics.com/info/antennas/mimo/multiple-inputmultiple-output-technology-tutorial.php 4. MU-MIMO, Multi-user MIMO, available at http:// www.radio-electronics.com/info/antennas/mimo/multi-usermu-mimo.php 5. Helmut Bolcskei, ETH Zurich, “MIMO-ODFM Wireless System: Basics, Perspective and Challenges”, Advances In Smart Antennas, IEEE Wireless Communications, 2006 ที่มา : Detecon Newsletter Issue 9, 2009 6. Jacobs Sharony, “Introduction to Wireless MIMO รูปที่ 3 แนวทางการพัฒนาของมาตรฐาน 3GPP Theory and Applications”, 2006, available at www.ieee.li/ pdf/viewgraphs/wireless_mimo.pdf 7. Detecon, “MIMO”, Detecon Newsletter Issue 9, 2009 ในส่วนของมาตรฐาน LTE Advanced (3GPP 8. Michail Matthaiou, “MIMO Systems in Wireless Networks”, Release 10) ที่กำ� ลังจะเริ่มมีใช้นั้น มีการจัดวางรูปแบบ สายอากาศได้มากถึง 8 x 8 MIMO และมีแบนด์วิธกว้าง Chalmers University of Technology 2011, available at www.mehrpouyan.info/MIMO_presentation_Matthaiou.pdf

ถึง 100 MHz โดยจะมีอัตราการส่งข้อมูลโดยประมาณใน สภาพอุดมคติอยู่ที่ 3.3 Gbps

เทคโนโลยี MIMO ในอนาคต

ปั จ จุ บั น เทคโนโลยี MIMO ได้ ถู ก น� ำ ไปใช้ ใ น มาตรฐานการสื่อสารต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็น WiFi-N, 3G หรือ LTE เพื่อช่วยเพิ่มอัตราการส่งข้อมูลและความน่า เชื่อถือของระบบการสื่อสารไร้สาย อย่างไรก็ตามความ ต้องการในการใช้ทรัพยากรการสื่อสารย่อมจะเพิ่มสูง ขึ้นไปอีกในอนาคต จึงมีการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยี MIMO อย่างต่อเนื่องเช่นเดียวกัน ตัวอย่างแนวทางการ พัฒนานั้นมีตั้งแต่การลดพลังงานที่ใช้ในการประมวลผล สัญญาณ, การลด Mutual Coupling ระหว่างสายอากาศ,

58

ประวัติผู้เขียน

จุฑาทิพย์ วิศาลมงคล ส�ำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีจาก คณะวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวิศวกรรม ไฟฟ้ า มหาวิ ท ยาลั ย เกษตรศาสตร์ ในปี 2549 จากนั้นได้เข้าเป็นผู้ช่วย นักวิจยั ของศูนย์เทคโนโลยีอเิ ล็กทรอนิกส์ และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ ระหว่างปี 2549–2555 ปัจจุบัน ก�ำลังศึกษาต่อในระดับปริญญาโทที่คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์


Technology & Innovation เทคโนโลยีและนวัตกรรม ดร.อรรถ พยอมหอม

การออกแบบระบบกราวด์กริดเพื่อให้เกิด ความปลอดภัยในสถานีจำ� หน่ายไฟฟ้าย่อย 1. บทน�ำ

สถานีไฟฟ้าต้นทางและสถานีจำ� หน่ายไฟฟ้าย่อยใน การไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) นั้น ส่วนใหญ่จะเป็นชนิดใช้ ฉนวนเป็นแก๊ส (Gas Insulated Substation : GIS) ซึ่ง เป็นรูปแบบสถานีไฟฟ้าทีอ่ อกแบบให้มอี ปุ กรณ์หลักติดตัง้ ภายในสิ่งห่อหุ้ม (Enclosure) ที่มีการอัดแก๊ส SF6 ที่เป็นแก๊สฉนวนบรรจุอยู่ภายใน ท�ำให้สามารถลดขนาด ของระยะความปลอดภัยทางไฟฟ้าแรงสูงได้ จึงท�ำให้ตัว สถานีไฟฟ้ามีขนาดเล็กลง สามารถออกแบบติดตั้งได้ทั้ง แบบนอกอาคาร (Outdoor Substation) และแบบติดตั้ง ในอาคาร (Indoor Substation) และเหมาะสมที่จะน�ำ ไปใช้งานในพื้นที่ของการไฟฟ้านครหลวง เนื่องจากพื้นที่ ในเมืองบริเวณต่าง ๆ ที่ใกล้จุดศูนย์กลางโหลดค่อนข้าง หาได้ยาก เพราะราคาที่ดินค่อนข้างสูงมาก [1, 2] การเกิ ด ความผิ ด พร่ อ งจะท� ำ ให้ เ กิ ด กระแส จ�ำนวนมากที่ไหลในโครงสร้างเหนือดิน (Aboveground Structures) และระบบการต่อลงดินแล้วจะกระจายลงสูด่ นิ ซึ่งการเกิดความผิดพร่องนี้อาจท�ำให้เกิดความเสียหาย ต่ออุปกรณ์ทตี่ ดิ ตัง้ อยูใ่ นสถานีจำ� หน่ายไฟฟ้าย่อย เพราะใน ปัจจุบนั สถานีจำ� หน่ายไฟฟ้าย่อยทีก่ อ่ สร้างใหม่เริม่ มีการใช้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ (Intelligent Electronic Device : IED) จึงอาจได้รับความเสียหายและอาจเป็น อันตรายต่อผู้ปฏิบัติงานในสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยและ บริเวณข้างเคียงได้ ดังนั้นสิ่งส�ำคัญที่ต้องพิจารณาและ ร่วมกันจัดท�ำ คือ ข้อก�ำหนดหรือกฎเกณฑ์ความปลอดภัย (Safety Criteria) ของแรงดันไฟฟ้า ซึ่งประกอบไปด้วย แรงดันไฟฟ้าสัมผัสสูงสุด (Maximum Touch Voltage) และแรงดันไฟฟ้าช่วงก้าวสูงสุด (Maximum Step Voltage) ทีม่ นุษย์สามารถทนเพือ่ ใช้สำ� หรับการออกแบบเพือ่ ให้เกิด ความปลอดภัยด้านระบบไฟฟ้า โดยปราศจากอันตราย จากแรงดั น ไฟฟ้ า ภายหลั ง จากที่ ท� ำ การติ ด ตั้ ง อุ ป กรณ์

ในงานวิจัยนี้น�ำเสนอการออกแบบกราวด์กริด เพื่อให้เกิด ความปลอดภัย โดยใช้ส�ำหรับสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อย 115/24 kV ขนาดหม้อแปลงติดตั้ง 120 MVA (2 x 60 MVA) โดยการสร้างแบบจ�ำลอง (Modeling) และ การจ�ำลอง (Simulation) นั้นจะใช้โปรแกรม Current Distribution Electromagnetic Interference Grounding and Soil Structure (CDEGS) โดยอ้างอิงกับมาตรฐาน IEEE 80-2000 เพื่อท�ำการศึกษาผลของการจ�ำลองจะแสดงผล ของการเปลี่ ย นแปลงการออกแบบและการวิ เ คราะห์ ระบบกราวด์กริดของสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อย เพื่อเป็น แนวทางการจัดท�ำเป็นมาตรฐานส�ำหรับการออกแบบระบบ กราวด์กริดของสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อย รวมทัง้ การแก้ไข เพื่อพัฒนาระบบจ�ำหน่ายของการไฟฟ้านครหลวงต่อไป

2. หน้าทีแ่ ละวัตถุประสงค์ของสถานีจำ� หน่าย ไฟฟ้าย่อย [3]

หน้าที่หลักของสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยสามารถ ท�ำหน้าที่ดังนี้ ตัดตอนระบบไฟฟ้า (Switching) เป็น จุดเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า (Transfer Voltage) เป็นจุดปรับ ระบบแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ (Voltage Regulator) เป็น จุดติดตัง้ เครือ่ งมือวัดเพือ่ วัดปริมาณทางไฟฟ้า (Electrical Measurement) เป็นจุดที่จะวางระบบป้องกันระบบไฟฟ้า (Protection) เป็นจุดทีจ่ ะเชือ่ มโยงระบบสือ่ สารและระบบ ควบคุม

3. รูปแบบของสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อย

การไฟฟ้ า นครหลวงมี ข อบเขตความรั บ ผิ ด ชอบ ครอบคลุมพื้นที่บริการ 3,192 ตารางกิโลเมตร ประกอบ ไปด้วยจังหวัดกรุงเทพมหานคร จังหวัดนนทบุรี จังหวัด สมุทรปราการ ของประเทศไทย ปัจจุบันนี้การไฟฟ้า พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

59


นครหลวงต้องรองรับความต้องการการใช้ไฟฟ้าประมาณ 32% ของความต้องการทั้งประเทศ ระบบไฟฟ้าของ การไฟฟ้านครหลวงประกอบไปด้วยสถานีไฟฟ้าต้นทาง สถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อย ระบบสายส่ง ระบบสายส่งย่อย และระบบสายป้อนหรือระบบจ�ำหน่าย โดยระดับแรงดันใน ระบบสายส่ง คือ 230 kV ระบบสายส่งย่อย คือ 69 kV และ 115 kV และระบบสายป้อน คือ 12 kV และ 24 kV อุปกรณ์ของสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยจะประกอบ ด้วยอุปกรณ์หลักซึง่ มีหน้าทีต่ า่ ง ๆ ในสถานี คือ 1) Switching Device เช่น Circuit Breaker และ Disconnecting Switch 2) Sensing Device เช่น CT หรือ PT 3) Transformer Device เช่น Power Transformer 4) Conductors and Insulators Busbar 5) Support Structures 6) Station Supplies : AC เช่น DC Distribution Board, Station Battery, Battery Charger 7) Control and Protection Devices เช่น Relay and Control Board 8) Accessories : ระบบดับเพลิง ระบบป้องกันฟ้าผ่า Remote Terminal Unit (RTU) และระบบ SCADA ฯลฯ ส� ำ หรั บ สถานี จ� ำ หน่ า ยไฟฟ้ า ย่ อ ยของการไฟฟ้ า นครหลวง มีอยู่ 2 แบบ คือ 1) สถานีจำ� หน่ายไฟฟ้าย่อย แบบใช้ฉนวนเป็นอากาศ (Air Insulated Substation : AIS) 2) สถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยแบบใช้ฉนวนเป็นแก๊ส (Gas Insulated Substation : GIS) โดยมีรายละเอียด ดังนี้ 3.1 สถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยแบบใช้ฉนวนเป็น อากาศนั้น การออกแบบจะให้อุปกรณ์ชิ้นหลัก (Major Equipment) ติ ด ตั้ ง อยู ่ บ นโครงเหล็ ก ต่ า ง ๆ โดยมี การจัดวางอุปกรณ์ต่าง ๆ ตามระยะปลอดภัยทางไฟฟ้า แรงสูง (High Volt Electrical Clearance) เป็นสถานีที่ นิยมใช้มากเนื่องจากอุปกรณ์มีราคาถูก แต่จะต้องมีพื้นที่ กว้างมากพอ ราคาที่ดินไม่แพง สภาพแวดล้อมเหมาะสม บางครัง้ อาจเรียกว่า Conventional Substation หรือ Open Air Substation โดยใช้ฉนวนเป็นอากาศ ตามมาตรฐาน IEC 60071 และต้องค�ำนึงถึงระยะปลอดภัยในการบ�ำรุง รักษา ซึ่งการออกแบบฉนวนขึ้นอยู่กับสภาวะบรรยากาศ คือ ความดัน อุณหภูมิ ความชื้น ความเปรอะเปื้อน ฝุ่นละออง ดังนั้น ผู้ออกแบบจะต้องก�ำหนดการจัดวาง อุปกรณ์ต่าง ๆ ให้ระยะห่างมีความปลอดภัยทางไฟฟ้า (Electrical Clearance) โดยในการออกแบบสามารถที่จะ

60

ออกแบบติดตั้งทั้งสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยแบบในอาคาร (Indoor Distribution Substation) และแบบติดตั้งสถานี จ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยแบบกลางแจ้ง (Outdoor Distribution Substation) ซึ่งต้องค�ำนึงถึงมาตรการป้องกันฟ้าผ่าด้วย ส�ำหรับข้อดีและข้อเสียมีดังนี้ ข้อดี 1. สามารถออกแบบรู ป แบบได้ ห ลากหลายตาม ความต้องการของระบบ 2. งานก่อสร้างและการขยายระบบท�ำได้ง่าย 3. อุปกรณ์หลัก เช่น เซอร์กิตเบรกเกอร์ (Circuit Breaker), ใบมีดตัดตอน (Disconnecting Switch), หม้อแปลงวัดกระแส (Current Transformer), หม้อแปลง วัดแรงดัน (Voltage Transformer), กับดักฟ้าผ่า (Surge Arrester), บัสบาร์ (Busbar) ในกรณีที่ช�ำรุดสามารถ หามาทดแทนได้ง่าย 4. อุปกรณ์มีราคาถูกกว่า 5. การบ�ำรุงรักษาง่าย สามารถท�ำได้เฉพาะอุปกรณ์ ไม่กระทบกับอุปกรณ์ข้างเคียง ข้อเสีย 1. ต้องระมัดระวังในการท�ำงานในพื้นที่ของสถานี ย่อย 2. ต้องเลือกฉนวนให้ถูกต้องตามสภาวะแวดล้อม 3. ต้องประกอบอุปกรณ์แต่ละตัวและติดตัง้ บนฐาน โครงเหล็กที่หน้างาน 4. ต้ อ งมี ม าตรการป้ อ งกั น ผลกระทบจากสั ต ว์ ผลกระทบจากภายนอกอื่น ๆ

รูปที่ 1 สถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยแบบใช้ฉนวนเป็นอากาศ แบบกลางแจ้ง


3.2 สถานีจำ� หน่ายไฟฟ้าย่อยแบบใช้ฉนวนเป็นแก๊ส (Gas Insulated Substation : GIS) เป็นรูปแบบสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยที่ออกแบบ ให้มีอุปกรณ์หลักติดตั้งภายใน Enclosure ที่มีการอัดแก๊ส SF6 ที่เป็นแก๊สฉนวนบรรจุอยู่ภายใน ท�ำให้สามารถลด ขนาดของระยะปลอดภัยทางไฟฟ้าแรงสูง ท�ำให้ตวั สถานียอ่ ย มีขนาดเล็กลง สามารถออกแบบติดตัง้ ได้ทงั้ แบบกลางแจ้ง และแบบติดตั้งสถานีจำ� หน่ายไฟฟ้าย่อยแบบในอาคาร ข้อดี 1. งานก่อสร้างใช้พื้นที่ประมาณ 10-25% ของ สถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยแบบใช้ฉนวนเป็นอากาศ 2. มีความปลอดภัยในการใช้งานดีกว่า 3. มีการป้องกันมลภาวะได้ดีกว่า 4. เพิ่มความเชื่อถือได้ การบ�ำรุงรักษาน้อยกว่า (Maintenance Free) 5. ค่าลงทุนที่สูงนี้สามารถคุ้มทุนได้ในระยะยาว ข้อเสีย 1. การขยายระบบจะต้องมีการวางแผนเตรียมการ ล่วงหน้า และต้องใช้อุปกรณ์จากผู้ผลิตเดิม 2. เป็นผลิตภัณฑ์เฉพาะของผู้ผลิต การท�ำงานต้อง อาศัย Supervisor จากต่างประเทศ 3. มีราคาสูงกว่าต้องระมัดระวัง

รูปแบบ Hybrid Substation ในการจัดวางอุปกรณ์แบบ Hybrid GIS ภายในอาคารเดิม ทีต่ ดิ ตัง้ อุปกรณ์สถานียอ่ ย แบบ Air Insulated มีความจ�ำเป็นต้องเปลีย่ นอุปกรณ์ใหม่ โดยการเลือกใช้ Gas Insulated แทน

รูปที่ 3 สถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยแบบ Hybrid GIS ที่มีการ ใช้งานผสมระหว่าง Air Insulated และ Gas Insulated

4. ระบบการต่อลงดินของสถานีจ�ำหน่าย ไฟฟ้าย่อย

ระบบการต่ อ ลงดิ น ในสถานี จ� ำ หน่ า ยไฟฟ้ า ย่ อ ย เตรียมไว้ส�ำหรับน�ำกระแสผิดพร่องลงสู่ดิน เพื่อให้เกิด ความน่าเชื่อถือได้ทางระบบไฟฟ้าก�ำลังและเพื่อป้องกัน อุปกรณ์ และเพื่อให้เกิดความปลอดภัยต่อผู้ปฏิบัติงาน ส�ำหรับระบบการต่อลงดินนัน้ จะรวมการต่อลงทัง้ หมดของ อุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น กราวด์กริด สายดินที่เป็นสายอากาศ สายนิวทรอล สายเคเบิลใต้ดิน ฐานราก ฯลฯ ส�ำหรับ ระบบกราวด์ ก ริ ด นั้ น จะประกอบไปด้ ว ยการเชื่ อ มต่ อ ของตัวน�ำเปลือย (Bare Conductor) และแท่งหลักดิน (Ground Rod) [5] รูป ที่ 4 แสดงตัวอย่างการติด ตั้งส� ำ หรั บ ระบบ กราวด์กริดของสถานีจ� ำหน่ายไฟฟ้าย่อยแบบใช้ฉนวน เป็นแก๊ส ทีส่ ถานีอยูใ่ นอาคารโดยมีพนื้ ทีห่ น้าตัดของตัวน�ำ กราวด์กริดคือ 240 ตารางมิลลิเมตร และแต่ละกริด มีขนาด 3 เมตร x 3 เมตร โดยใช้แท่งหลักดินยาว รูปที่ 2 สถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยแบบใช้ฉนวนเป็นแก๊ส 2.4 เมตร ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มิลลิเมตร แบบในอาคาร โดยแท่งหลักดินต่อลงดินโดยตรงกับตัวน�ำกราวด์กริดด้วย ปัจจุบนั ในกรณีทจี่ ะต้องมีการปรับปรุง (Renovate) วิ ธี ก ารเชื่ อ มแบบ Exothermic Welding ส� ำ หรั บ สถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยเดิมที่เป็น AIS ก็เริ่มมีการใช้ ระบบกราวด์กริดนั้นจะติดตั้งอยู่ใต้ดินที่ระดับความลึก รูปแบบผสมของ GIS มาใช้ ในการปรับปรุงดังกล่าวเป็น 0.5 เมตร จากผิวดิน พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

61


5.1 แบบจ�ำลองกราวด์กริด (Ground Grid Model) ระบบกราวด์กริดของสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยที่ใช้ โปรแกรม CDEGS แสดงดังรูปที่ 5

รูปที่ 5 แบบจ�ำลองกราวด์กริดของสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อย

รูปที่ 4 การติดตั้งระบบกราวด์กริดในสถานีจำ� หน่าย ไฟฟ้าย่อยแบบติดตั้งตัวน�ำกราวด์กริดเพิ่มบริเวณขอบ ด้านนอก (External Ground Grid)

5. กรณีศึกษา [4]

ระบบกราวด์กริดในสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยที่ใช้ ท�ำการศึกษานี้ แสดงดังรูปที่ 4 ซึ่งจะถูกวิเคราะห์ในกรณี ศึกษานี้ ส�ำหรับพารามิเตอร์ทนี่ า่ สนใจคือ 1) พืน้ ทีห่ น้าตัด ตั ว น�ำ ของกราวด์ ก ริด 2) ความยาวของแท่งหลักดิน 3) ความลึกของกราวด์กริด และส�ำหรับพื้นที่หน้าตัด ตัวน�ำของกราวด์กริดที่จะใช้ในงานวิจัยนี้ คือ 95, 120, 185 และ 240 ตารางมิลลิเมตร และส�ำหรับความยาว ของแท่งหลักดินที่ศึกษา คือ 2.4, 3 และ 6 เมตร และ ความลึกของกราวด์กริดทีท่ ำ� การศึกษา คือ 0.5, 0.6 และ 1.0 เมตร โดยขนาดพื้นที่หน้าตัด 240 ตารางมิลลิเมตร ความยาวแท่ ง หลั ก ดิ น 2.4 เมตรและความลึ ก ของ กราวด์กริด 0.5 เมตร เป็นกรณีที่ใช้งานจริงในปัจจุบัน ก�ำหนดให้กระแสลัดวงจรเป็น 31.5 kA ซึ่งเป็นกระแส Interrupting Capacity (IC) ของเซอร์กิตเบรกเกอร์ ที่ระดับแรงดัน 115 kV ซึ่งผลของการศึกษาจะแสดง สมรรถนะแรงดันด้านกราวด์อยู่ในค่าของแรงดันเพิ่มขึ้น ทางด้านกราวด์ (Ground Potential Rise : GPR) แรงดัน ไฟฟ้าสัมผัส แรงดันไฟฟ้าช่วงก้าว โดยในการศึกษานี้จะ ศึกษาผลของการติดตั้งตัวน�ำกราวด์กริด บริเวณขอบของ กราวด์กริดว่าส่งผลอย่างไรต่อสมรรถนะแรงดันด้านกราวด์

62

5.2 ผลการวิเคราะห์ความต้านทานจ�ำเพาะของดิน คุณลักษณะชั้นดินของสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อย แห่งนี้ ถูกวิเคราะห์ด้วยโมดูลที่อยู่ในโปรแกรม CDEGS ซึง่ เรียกว่า Rural Electric Safety Accreditation Program Module (RESAP) แสดงดังรูปที่ 6 จากรูปที่ 6 ค่าของความต้านทานจ�ำเพาะของดิน แสดงดังตารางที่ 1 ส�ำหรับค่าความต้านทานจ�ำเพาะของดิน ชั้นบน (Top Layer) มีค่า 14.1521 Ω·m ส่วนดินชั้นล่าง (Bottom Layer) มีคา่ 2.96357 Ω·m ทีม่ คี วามแตกต่างกัน เนื่ อ งมาจากปั จ จั ย ต่ า ง ๆ เช่ น ความชื้ น ที่ อ ยู ่ ใ นดิ น ส่วนประกอบทางเคมี ความเข้มข้นของเกลือที่ละลาย อยู่ในน�้ำ และขนาดของเม็ดดิน [70]

รูปที่ 6 แบบจ�ำลองของความต้านทานจ�ำเพาะของดิน


ตารางที่ 1 คุณลักษณะความต้านทานจ�ำเพาะของดิน [6]

ชั้นดิน ชั้นบน ชั้นล่าง

ความต้านทาน จ�ำเพาะ (Ω·m) 14.1521 2.96357

คุณลักษณะของชั้นดิน ความหนา สัมประสิทธิ์ Resistivity Contrast (เมตร) การสะท้อน (p.u.) Ratio 1.21727 -1.0000 0.14152E-18 infinity -0.6537 0.20941

ส�ำหรับดัชนีสมรรถนะแรงดันแสดงในตารางที่ 2 และจากข้อมูลดังกล่าว สามารถน�ำแสดงเป็นกราฟได้ ดังรูปที่ 7 ถึงรูปที่ 9 ตารางที่ 2 GPR แรงดันไฟฟ้าสัมผัสและช่วงก้าวสูงสุดรูปแบบที่ติดตั้งและไม่ติดตั้ง External Ground Grid [6]

ความยาว แท่งหลักดิน (เมตร)

ชนิดของแรงดัน (V) GPR

2.4

แรงดันไฟฟ้าสัมผัส แรงดันไฟฟ้าช่วงก้าว GPR

3

แรงดันไฟฟ้าสัมผัส แรงดันไฟฟ้าช่วงก้าว GPR

6

แรงดันไฟฟ้าสัมผัส แรงดันไฟฟ้าช่วงก้าว

รูปแบบติดตั้ง กราวด์กริดเพิ่ม ที่ขอบด้านนอก ไม่ติดตั้ง ติดตั้ง ไม่ติดตั้ง ติดตั้ง ไม่ติดตั้ง ติดตั้ง ไม่ติดตั้ง ติดตั้ง ไม่ติดตั้ง ติดตั้ง ไม่ติดตั้ง ติดตั้ง ไม่ติดตั้ง ติดตั้ง ไม่ติดตั้ง ติดตั้ง ไม่ติดตั้ง ติดตั้ง

240 1,170.2 1,117.5 640.27 563.48 177.98 90.39 1,120.4 1,080 588.54 526.24 159.4 83.32 953.15 936.86 422.11 391.34 104.61 58.03

ระดับแรงดัน (V) พื้นที่หน้าตัดตัวน�ำ (ตร.มม.) 185 120 95 1,171.7 1,174.1 1,175.4 1,119.5 1,122.8 1,124.5 641.77 644.26 645.55 565.88 569.71 571.71 176.31 174.8 173.78 89.21 88.15 87.63 1,121.4 1,123 1,12.9 1,080.4 1,082.8 1,084.1 589.56 591.26 592.14 527.39 530.34 531.87 157.73 156.44 155.49 82.29 81.28 80.76 953.38 953.76 953.35 937.33 938.1 938.5 422.37 422.8 423.03 392.06 393.25 393.86 103.21 102.52 101.87 58.03 57.29 56.72

พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

63


5.3 ผลของความยาวของแท่งหลักดิน จากรูปที่ 7, 8 และ 9 ความยาวของแท่งหลักดิน สามารถลดค่าของ GPR แรงดันไฟฟ้าสัมผัสสูงสุด และ จากแรงดันไฟฟ้าช่วงก้าวสูงสุดทีเ่ กิดจากการออกแบบและ จากระบบที่มีการใช้งานจริงในปัจจุบัน ส�ำหรับตัวน�ำที่มี พืน้ ทีห่ น้าตัดเท่าเดิม เมือ่ ได้ทำ� การศึกษาการติดตัง้ External Ground Grid พบว่าสามารถท�ำให้ GPR แรงดันไฟฟ้า สัมผัสสูงสุด และแรงดันไฟฟ้าช่วงก้าวสูงสุดมีขนาดของ แรงดันลดลง ส�ำหรับการติดตั้งตัวน�ำขนาดพื้นที่หน้าตัด 240 ตารางมิ ล ลิ เ มตร และติ ด ตั้ ง แท่ ง หลั ก ดิ น ขนาด 6 เมตร ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มิลลิเมตรนี้ จาก ผลการศึกษาพบว่าค่าแรงดันมีขนาดลดลง เนื่องจากพื้นที่ ของตัวน�ำมีคา่ เพิม่ ขึน้ และความยาวของแท่งหลักดินยืดลง ไปสูด่ นิ ชัน้ ล่างทีม่ คี า่ ความต้านทานจ�ำเพาะต�ำ่ กว่า จึงท�ำให้ กระแสผิดพร่องสามารถกระจายลงสู่ดินได้มากขึ้น โดย จากการศึกษานี้สามารถลดค่า GPR สูงสุดลงได้ 19.94% (จาก 1,170.20 V เป็น 936.86 V) และส�ำหรับแรงดัน ไฟฟ้าสัมผัสสูงสุดสามารถลดลง 38.88% (640.27 V เป็น 391.34 V) และส�ำหรับแรงดันไฟฟ้าช่วงก้าวสูงสุด สามารถลดลง 67.40% (177.98 V เป็น 58.03 V) ซึ่ ง เป็ น การเปลี่ ย นแปลงที่ เ กิ ด จากการเปลี่ ย นแปลง ความยาวแท่งหลักดินจากขนาด 2.4 เมตร เป็น 6 เมตร

ส�ำหรับกรณีที่ใช้งานอยู่ปัจจุบัน แสดงในรูปที่ 10 เป็นกราฟของแรงดันที่เพิ่มขึ้นทางด้านกราวด์แบบ 3 มิติ และในรูปที่ 11 กราฟแสดงแรงดันไฟฟ้าสัมผัสสูงสุด 2 มิติ แบบสปอท (Spot) และรูปที่ 12 แสดงกราฟของแรงดัน ไฟฟ้าช่วงก้าวสูงสุด 2 มิติแบบสปอทเช่นกัน เพราะ ค่าสูงสุดส�ำหรับดัชนีแรงดันทั้ง 3 ค่านั้นคือ 1,170.20 V, 640.27 V และ 177.98 V โดยมีแรงดันไฟฟ้าสัมผัสสูงสุด เท่านั้นที่มีค่าเกินเกณฑ์ความปลอดภัย เมื่อพิจารณาที่ น�ำ้ หนัก 50 kg ในกรณีที่ไม่มีวัสดุปูที่ผิว และเมื่อใช้วัสดุ ปูผวิ ทีค่ า่ ความต้านทานจ�ำเพาะ 514.2 Ω·m ส่วนทีน่ ำ�้ หนัก 70 kg นัน้ ค่าแรงดันไฟฟ้าจะเกินเกณฑ์เมือ่ ไม่มวี สั ดุปทู ผี่ วิ ส่วนทีค่ วามต้านทานจ�ำเพาะ 514.2 Ω·m นัน้ ปลอดภัย แต่ถา้ ได้ท�ำการติดตั้ง External Ground Grid ให้กับระบบที่ ใช้งานจริงก็สามารถท�ำให้แรงดันไฟฟ้าสัมผัสสูงสุดมีค่า 563.48 V ซึ่งอยู่ในเกณฑ์ความปลอดภัยส�ำหรับน�ำ้ หนัก 50 kg ได้

รูปที่ 7 Ground Potential Rise ของกราวด์กริดรูปแบบต่าง ๆ

รูปที่ 8 แรงดันไฟฟ้าสัมผัสสูงสุดของกราวด์กริด รูปแบบต่าง ๆ

64


รูปที่ 9 แรงดันไฟฟ้าสูงสุดของรูปแบบกราวด์กริด รูปแบบต่าง ๆ

ถ้าตัวน�ำของ External Ground Grid ถูกติดตั้งเพิ่ม เข้าไป ดังแสดงในรูปที่ 4 เป็นเส้นประผลจากการติดตั้ง เข้าไปจะท�ำให้แรงดันทัง้ สามนัน้ มีคา่ ลดลง แสดงในรูปที่ 13 เป็นกราฟของแรงดันที่เพิ่มขึ้นทางด้านกราวด์แบบ 3 มิติ และในรูปที่ 14 กราฟแสดงแรงดันไฟฟ้าสัมผัสสูงสุด 2 มิติ แบบสปอท (Spot) และรูปที่ 15 แสดงกราฟของแรงดัน ไฟฟ้ า ช่ ว งก้าวสูงสุด 2 มิติแ บบสปอท โดยมีค่าของ

แรงดันแต่ละค่า คือ 936.86 V 391.34 V และ 58.65 V ตามล�ำดับ ซึ่งเป็นการติดตั้งที่ความยาวของแท่งหลักดิน 6 เมตร ขนาดตัวน�ำของกราวด์กริด 240 ตารางมิลลิเมตร ซึง่ จะพบว่าในรูปที่ 13 นัน้ ขนาดของแรงดันมีความแตกต่าง ของยอดระหว่าง 2 จุดน้อยกว่าในรูปที่ 10 ซึ่งไม่ได้ท�ำ การติดตั้ง External Ground Grid และเมื่อพิจารณากรณี เลวร้ายที่สุด คือ ที่ 50 kg นั้น กราวด์กริดปัจจุบันยังไม่ ปลอดภัย ทางเลือกของการแก้ปัญหานี้สามารถแก้ไขโดย ปูวสั ดุทผี่ วิ ด้านบน โดยใช้วสั ดุทมี่ คี า่ ความต้านทานจ�ำเพาะ 1,014.2 Ω·m ส�ำหรับน�้ำหนัก 50 kg ดังตารางที่ 3 และ ใช้วัสดุที่มีค่าความต้านทานจ�ำเพาะ 514.2 Ω·m ส�ำหรับ น�ำ้ หนัก 70 kg ดังตารางที่ 4 ดังนั้นการติดตั้ง External Ground Grid เพิ่มเข้าไปเป็นการแก้ปัญหาระยะยาว ในขณะที่การโรยหินกรวดบนพื้นผิว เป็นการแก้ปัญหา ระยะสั้ น หรื อ ระยะกลาง และอาจเป็ น ทางเลื อ กใน การแก้ปัญหา กรณีที่เกิดน�้ำท่วมหรือซ่อมแซมเป็นจุด ๆ โดยการขุด เป็นต้น

ตารางที่ 3 กฎเกณฑ์ความปลอดภัยส�ำหรับน�้ำหนัก 50 kg [6]

Surface Layer Resistivity (Ω·m) None 514.2 1,014.2

Fault Clearing Time 0.1 sec Touch Voltage (V) Step Voltage (V) 367.9 603.9 587.3 1,481.7 806.7 2,359.2

Foot Resistance:1 Foot (Ω) 44.2 1,562 3,079.2

ตารางที่ 4 กฎเกณฑ์ความปลอดภัยส�ำหรับน�้ำหนัก 70 kg [6]

Surface Layer Resistivity (Ω·m) None 514.2 1,014.2

Fault Clearing Time 0.1 sec Touch Voltage (V) Step Voltage (V) 497.9 817.4 794.9 2,005.5 1,091.8 3,193.1

Foot Resistance:1 Foot (Ω) 44.2 1,562 3,079.2

พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

65


หลังจากติดตั้ง External Ground Grid ในพื้นที่ ของสถานี จ� ำ หน่ า ยไฟฟ้ า ย่ อ ย ค่ า แรงดั น ไฟฟ้ า สั ม ผั ส สูงสุดจะต�่ำลง ท�ำให้เกิดความปลอดภัยต่อผู้ปฏิบัติงาน จากการศึกษาพบว่าค่าของแรงดันไฟฟ้าสัมผัสสูงสุดในรูปที่ 11 นั้น ที่จุด T1 มีค่า 640.27 V และรูปที่ 14 ที่จุด T2 มีค่า 391.34 V และส�ำหรับค่าของแรงดันไฟฟ้าช่วงก้าว สูงสุด ในรูปที่ 12 ที่จุด S1 นั้น มีค่า 177.98 V และใน รูปที่ 15 ที่จุด S2 มีค่า 144.87 V 5.4 ผลของขนาดพื้นที่หน้าตัดของตัวน�ำ จากการศึกษาตารางที่ 2 พบว่า ค่าของ GPR แรงดัน ไฟฟ้าสัมผัสสูงสุด และแรงดันไฟฟ้าช่วงก้าวสูงสุด จะมี ค่าเปลี่ยนแปลงไม่มากนัก เมื่อท�ำการศึกษาการลดขนาด ตัวน�ำจาก 240 ตารางมิลลิเมตร เป็น 95 ตารางมิลลิเมตร ดั ง นั้ น จึ ง สามารถใช้ ข นาดสาย 95 ตารางมิ ล ลิ เ มตร แทน 240 ตารางมิลลิเมตร ที่มีการใช้งานในปัจจุบันได้ โดยวิธกี ารดังกล่าวนีค้ า่ ของ GPR จะเพิม่ ขึน้ เพียงเล็กน้อย เท่านั้น คือ 0.44% (จาก 1,170.2 V เป็น 1,175.4 V) และส�ำหรับแรงดันไฟฟ้าสัมผัสสูงสุดจะเพิ่มขึ้น 0.83% (640.27 V เป็น 645.55 V) แต่แรงดันไฟฟ้าช่วงก้าว สูงสุดจะมีค่าลดลง 2.36% (177.98 V เป็น 173.78 V)

รูปที่ 11 แรงดันไฟฟ้าสัมผัสของสถานีจ�ำหน่าย ไฟฟ้าย่อยปัจจุบัน

รูปที่ 12 แรงดันไฟฟ้าช่วงก้าวของสถานีจ�ำหน่าย ไฟฟ้าย่อยปัจจุบัน

รูปที่ 10 แรงดันที่เพิ่มขึ้นด้านกราวด์ของสถานีจำ� หน่าย ไฟฟ้าย่อยปัจจุบัน

66

5.5 ผลของความลึกของกราวด์กริด กราวด์ ก ริ ด ของสถานี จ� ำ หน่ า ยไฟฟ้ า ย่ อ ยที่ มี การติดตั้ง External Ground Grid ได้แสดงให้เห็นผล ของความลึก โดยจากผลการศึกษาพบว่าที่ระดับความลึก ของกราวด์ ก ริ ด 0.6 เมตร และ 1 เมตร เมื่ อ เปรี ย บเที ย บกั บ ค่ า ของแรงดั น ค่ า ต่ า ง ๆ กั บ ที่ ร ะดั บ ความลึ ก 0.5 เมตร พบว่ า ที่ ร ะดั บ ความลึ ก 0.6 เมตร กับ 0.5 เมตร มีค่าแตกต่างกันน้อยมาก แต่ค่า GPR แรงดันไฟฟ้าสัมผัสสูงสุด และแรงดันไฟฟ้าช่วงก้าว สูงสุด ทีร่ ะดับความลึก 1 เมตร มีคา่ ลดลงมาก โดยค่าของ GPR จะลดลง 9.64% (จาก 1,170.2 V เป็น 1,057.4 V) และส�ำหรับแรงดันไฟฟ้าสัมผัสสูงสุดจะลดลง 21.73% (640.27 V เป็น 501.14 V) และแรงดันไฟฟ้าช่วงก้าว สูงสุดจะมีค่าลดลง 41.16% (177.98 V เป็น 104.72 V) ดังนั้นการที่ระดับความลึกของกราวด์กริดอยู่ลึกลงไปก็จะ ท�ำให้สมรรถนะของแรงดันดีขึ้น ซึ่งเป็นวิธีการอย่างหนึ่ง ที่จะใช้ปรับปรุง แต่ก็ไม่เสมอไป เพราะถ้าความลึกของ


กราวด์กริดต�่ำลงไปถึงดินชั้นล่าง ซึ่งมีค่าความต้านทาน จ� ำ เพาะสู ง กว่ า ดิ น ชั้ น บน ก็ จ ะไม่ ท� ำ ให้ ส มรรถนะของ กราวด์ ก ริ ด ดี ขึ้ น แต่ จ ะท� ำ ให้ แ ย่ ล ง จึ ง ต้ อ งพิ จ ารณา คุณลักษณะของชั้นดินด้วย

6. การวิเคราะห์ด้านเศรษฐศาสตร์

รูปที่ 13 แรงดันที่เพิ่มขึ้นด้านกราวด์เมื่อติดตั้ง External Ground Grid และแท่งหลักดิน 6 เมตร

รูปที่ 14 แรงดันไฟฟ้าสัมผัสเมื่อติดตั้ง External Ground Grid และแท่งหลักดิน 6 เมตร

รูปที่ 15 แรงดันไฟฟ้าช่วงก้าวเมื่อติดตั้ง External Ground Grid และแท่งหลักดิน 6 เมตร

ส�ำหรับการออกแบบเพื่อน�ำไปใช้งานจริงในพื้นที่ ของสถานี จ� ำ หน่ า ยไฟฟ้ า ย่ อ ยปั จ จุ บั น ของการไฟฟ้ า นครหลวงนั้น ที่มีการใช้อยู่คือ ขนาดพื้นที่หน้าตัดตัวน�ำ 240 ตารางมิลลิเมตร ความยาวของแท่งหลักดิน 2.4 เมตร ส�ำหรับจุดประสงค์ของการวิเคราะห์เพือ่ หากฎเกณฑ์ ความปลอดภั ย ส� ำ หรั บ ขนาดพื้ น ที่ ห น้ า ตั ด ตั ว น� ำ ของ กราวด์กริดและความยาวแท่งหลักดินนั้นจะใช้ที่มีผลิต อยู่ในท้องตลาด ภายใต้เงื่อนไขกฎเกณฑ์ความปลอดภัย ตารางที่ 3 และตารางที่ 4 โดยพิจารณาที่ความต้านทาน จ�ำเพาะ 514.2 Ω·m และได้ท�ำการวิเคราะห์การลงทุน โดยแสดงดังตารางที่ 5 และแสดงผลได้ดังรูปที่ 16 ซึ่ง จะพบว่าจุดที่ปลอดภัยที่พื้นที่หน้าตัดตัวน�ำกราวด์กริด 240 ตารางมิลลิเมตร ความยาวของแท่งหลักดิน 6.0 เมตร แบบติดตั้งกราวด์กริดเพิ่มที่ขอบด้านนอกเป็นกรณี ทีส่ มรรถนะแรงดันด้านกราวด์ดที สี่ ดุ แต่คา่ ใช้จา่ ยมากสุด คือ 1.32 ล้านบาท แต่สำ� หรับกรณีที่ใช้พื้นที่หน้าตัดตัวน�ำ กราวด์กริด 95 ตารางมิลลิเมตร ความยาวของแท่งหลักดิน 6.0 เมตร แบบติดตัง้ กราวด์กริดเพิม่ บริเวณขอบด้านนอก เพียงพอส�ำหรับความปลอดภัยและค่าใช้จ่ายในการลงทุน คือ 0.61 ล้านบาทเท่านั้น ซึ่งเป็นกรณีที่เหมาะสมที่สุด และสามารถลดค่าใช้จ่ายได้ถึง 0.71 ล้านบาท (จาก 1.32 ล้านบาท เป็น 0.61 ล้านบาท) หรือ 53.79% และถึงแม้ การใช้พนื้ ทีห่ น้าตัดตัวน�ำกราวด์กริด 95 ตารางมิลลิเมตร ความยาวของแท่งหลักดิน 2.4 เมตร แบบไม่ตดิ ตัง้ กราวด์ ด้านนอกจะสามารถลดต้นทุนการก่อสร้างลงได้ถึง 0.86 ล้านบาทหรือ 65.15% (1.32 ล้านบาท เป็น 0.46 ล้านบาท) เมื่อพิจารณาที่ความต้านทานจ�ำเพาะ 514.2 Ω·m แต่ก็ ไม่สามารถอยู่ในกฎเกณฑ์ความปลอดภัย ดังนั้นจึงต้อง พิจารณาถึงความเหมาะสมในกรณีด้วย พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

67


ตารางที่ 5 เงินลงทุนในการก่อสร้างกราวด์กริดแต่ละรูปแบบ

ความยาว แท่งหลักดิน (เมตร)

รูปแบบติดตั้ง กราวด์กริดเพิ่ม ที่ขอบด้านนอก

2.4

ไม่ติดตั้ง ติดตั้ง ไม่ติดตั้ง ติดตั้ง ไม่ติดตั้ง ติดตั้ง

3.0 6.0

240 1.08 1.23 1.10 1.25 1.17 1.32

ค่าลงทุน (ล้านบาท) ขนาดพื้นที่หน้าตัดตัวน�ำกราวด์กริด (mm2) 185 120 0.86 0.59 0.98 0.67 0.88 0.61 1.00 0.68 0.95 0.68 1.07 0.76

รูปที่ 16 ค่าลงทุนของรูปแบบกราวด์กริดที่แตกต่างกัน

7. การประยุกต์ใช้และสรุป

ประโยชน์ทไี่ ด้รบั จากงานวิจยั คือ สามารถวิเคราะห์ การออกแบบสถานี จ� ำ หน่ า ยไฟฟ้ า ย่ อ ยให้ ป ลอดภั ย ส�ำหรับผู้ที่เข้าไปปฏิบัติงานในสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อย หรื อ ในบริ เ วณใกล้ เ คี ย ง ในกรณี ที่ เ กิ ด ความผิ ด พร่ อ ง ในสถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อย การที่มีค่าความต้านทาน อิเล็กโตรด (Resistance of Electrode System) ต�่ำ ไม่ได้เป็นการประกันความปลอดภัยให้กับผู้ปฏิบัติงาน เพราะค่าของแรงดันไฟฟ้าสัมผัสและแรงดันไฟฟ้าช่วงก้าว

68

95 0.46 0.52 0.48 0.54 0.55 0.61

สูงสุด เกี่ยวข้องกับหลายปัจจัย กฎเกณฑ์การออกแบบ ใหม่เพื่อให้เกิดความปลอดภัย สามารถแทนกฎเกณฑ์ การออกแบบเดิมที่ใช้อยู่ได้ เพื่อน�ำไปใช้ส�ำหรับออกแบบ สถานีจ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยที่จะก่อสร้างใหม่ในพื้นที่บริการ ของการไฟฟ้านครหลวง โดยทีส่ มรรถนะแรงดันด้านกราวด์ ไม่เปลี่ยนแปลงไปจากเดิมมาก เช่น ขนาดพื้นที่หน้าตัด ตัวน�ำของกราวด์กริด 240 ตารางมิลลิเมตร เป็น 185, 120 และ 95 ตารางมิลลิเมตร และการเพิม่ ความยาวแท่ง หลักดิน จาก 2.4 เมตร เป็น 3 เมตร หรือ 6 เมตร และ ค่าลงทุนในการก่อสร้างและติดตั้งกราวด์กริดของสถานี จ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยจะต�ำ่ กว่า เมือ่ เปรียบเทียบกับค่าลงทุน ที่มีการใช้งานอยู่ในปัจจุบัน งานวิจัยนี้เป็นการจัดท�ำกฎเกณฑ์ความปลอดภัย โดยอ้างอิงมาตรฐาน IEEE 80-2000 ส�ำหรับก่อสร้างสถานี จ�ำหน่ายไฟฟ้าย่อยในพืน้ ทีบ่ ริการซึง่ ครอบคลุมทัง้ 3 จังหวัด คือ กรุงเทพมหานคร นนทบุรี และสมุทรปราการ เนือ่ งจาก คุ ณ ลั ก ษณะของดิ น ที่ อ ยู ่ ใ นพื้ น ที่ บ ริ ก ารตามที่ ต ่ า ง ๆ นัน้ จะมีความแตกต่างทางกายภาพไม่มากนัก ตัวอย่างเช่น ลักษณะเป็นดินสองชั้นโดยดินชั้นบนมีค่าความต้านทาน จ�ำเพาะของดินมากกว่าดินชั้นล่าง วิธีการวิจัยนี้สามารถ น�ำไปประยุกต์ใช้ในพื้นที่บริการของการไฟฟ้านครหลวง ได้ อย่างไรก็ตาม หากจะมีการน�ำไปประยุกต์ใช้ในพื้นที่ อื่น ๆ ของประเทศไทย วิธีการวัดค่าความต้านทาน จ�ำเพาะควรจะต้องท�ำให้ถกู วิธแี ละมีความถูกต้อง รวมทัง้ มี


ความละเอียดในการวัด เนื่องจากเป็นสิ่งที่ส�ำคัญเพื่อน�ำ ไปใช้ในการค�ำนวณกฎเกณฑ์ความปลอดภัย และจากผล การศึกษาพบว่ารูปแบบที่เหมาะสมที่สุดคือ การใช้ตัวน�ำ ที่มีพื้นที่หน้าตัด 95 ตารางมิลลิเมตร ใช้แท่งหลักดิน ขนาด 6 เมตร และติดตั้งกราวด์กริดเพิ่มบริเวณขอบ อย่างไรก็ตาม จะต้องท�ำการวิเคราะห์ดา้ นการเงินทีส่ ะท้อน ให้เห็นถึงต้นทุนเพิ่มรวม (Increment Total Cost) หรือ ผลประโยชน์ที่ได้รับในแต่ละรูปแบบ โดยที่ค่าของแรงดัน ไฟฟ้าต่าง ๆ ต้องอยู่ในกฎเกณฑ์ความปลอดภัย ทั้งนี้หากจะมีการน�ำกฎเกณฑ์การออกแบบแบบ ใหม่นี้ไปใช้งานจริงในพื้นที่บริการของ กฟน. คงต้องมี การศึกษาทดลองและวัดค่าจากระบบที่เป็นของจริงด้วย เครื่ อ งมื อ ที่ ทั น สมั ย เพื่ อ ให้ เ กิ ด ความถู ก ต้ อ งและเกิ ด ความมั่นใจต่อผู้ปฏิบัติงานก่อนที่จะมีการน�ำไปใช้งานจริง ซึ่งคงต้องมีการร่วมกันพิจารณาจากผู้ที่มีความเชี่ยวชาญ ในด้านออกแบบและก่อสร้างและติดตัง้ จริง เพือ่ น�ำมาปรับ ใช้และให้เกิดความเหมาะสมในการใช้งานมากที่สุด

กิตติกรรมประกาศ ขอขอบพระคุณ รศ. ดร.ช�ำนาญ ห่อเกียรติ แห่งมหาวิทยาลัย เกษตรศาสตร์ ผูล้ ว่ งลับไปแล้วทีถ่ า่ ยทอดแก่นความรูท้ างวิศวกรรม ไฟฟ้า ขอขอบพระคุณ อาจารย์ถิรพงศ์ กษิรวัฒน์ และอาจารย์ โชติพงศ์ พงศ์ศรีวัฒน์ การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค เขต 1 ภาคเหนือ เชียงใหม่ และอาจารย์อาวุธ พุทธราช แห่งมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี ราชมงคลล้านนา เชียงใหม่ ที่ให้องค์ความรู้และเทคนิคขั้นสูงใน การใช้โปรแกรม CDEGS ขอขอบพระคุณ ฝ่ายวิจยั และพัฒนาระบบ ไฟฟ้า กฟภ. ที่ได้ให้ความอนุเคราะห์ในการใช้โปรแกรม CDEGS เอกสารอ้างอิง [1] Thasananutariya, T., Spuntupong, K. and Chatratana, และขอขอบพระคุณ การไฟฟ้านครหลวงทีส่ นับสนุนด้านข้อมูลต่าง ๆ S. “Design of Grounding System for GIS Substation.” ที่เป็นประโยชน์ และให้เวลาในการวิจัยครั้งนี้ Proceeding of IEEE Region 10 Conference (TENCON). Chiang Mai, 2004 : 413-416. [2] Irwin, T. and Lopez-Roldan, L. “Substation Earthling ประวัติผู้เขียน ดร.อรรถ พยอมหอม : Special Consideration for GIS Substation.” Proceeding of ส�ำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรี IEE Seminar on Substation Earthing. [n.p.], 2000 : 5/1-5/5. และปริญ ญาโท สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า [3] ฝ่ ายออกแบบและควบคุมงาน การไฟฟ้านครหลวง. จากมหาวิ ท ยาลั ย เกษตรศาสตร์ และ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับสถานีไฟฟ้าย่อย. กรุงเทพมหานคร : ปริ ญ ญาเอกในสาขาเดี ย วกั น จาก การไฟฟ้านครหลวง, [ม.ป.ป.]. มหาวิทยาลัย เทคโนโลยีพระจอมเกล้า [4] Phayomhom, A., Kasirawat, T. and Sirisumrannukul, พระนครเหนื อ ปั จ จุ บั น สั ง กั ด งาน S., “Safety Design of Ground Grid in Distribution Substation: Case Study of Metropolitan Electricity Authority’s System.” โครงข่ายอัจฉริยะ กองวิศวกรรมไฟฟ้า ฝ่ายวางแผนระบบ GMSARN International Journal. [n.p.], 4 (June 2010) : 64-74. ไฟฟ้า การไฟฟ้านครหลวง และเป็นคณะอนุกรรมการและ [5] Mcdonald, J. D. “Electric Power Substations เลขานุการมาตรฐานความปลอดภัยทางไฟฟ้าในสถานที่ท�ำงาน ของวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย (วสท.) Engineering.” New York : CRL Press LLC, 2003. [6] IEEE Std. 80-2000. Guide for Safety in AC Substation Grounding. New York : The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2000.

พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

69


Energy พลังงาน นายศุภกร แสงศรีธร กองพัฒนาระบบไฟฟ้า ฝ่ายวิจัยและพัฒนาระบบไฟฟ้า การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค อีเมล : supakorn.sae@pea.co.th

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมในพื้นที่นอกชายฝั่งทะเล ตอนที่ 2.2 การประเมินศักยภาพพลังงานลม ในพื้นที่นอกชายฝั่งทะเลอ่าวไทยของ PEA 1. บทน�ำ

เมื่ อ ฉบั บ ที่ แ ล้ ว ได้ ก ล่ า วถึ ง เหตุผลและแนวทางการศึกษาประเมิน ศักยภาพพลังงานลมในพื้นที่ชายฝั่ง ทะเลอ่าวไทย โดยกล่าวถึงรายละเอียด เบือ้ งต้นในการด�ำเนินการศึกษา ส�ำหรับ ในฉบับนี้จะกล่าวถึงรายละเอียดของ การศึ ก ษาในเชิ ง ลึ ก ประกอบด้ ว ย ลั ก ษณะโครงสร้ า งของเสาวั ด ลม การศึ ก ษาทางด้ า นสมุ ท รศาสตร์ การวิเคราะห์คลืน่ ส�ำหรับการออกแบบ น�้ ำ ขึ้ น น�้ ำ ล ง ก ร ะ แ ส น�้ ำ แ ล ะ การค�ำนวณแรงทีก่ ระท�ำต่อโครงสร้าง

2. ลักษณะโครงสร้างเสาวัดลม

โดยทั่ ว ไปองค์ ป ระกอบของ เสาวั ด ลมในทะเล ประกอบด้ ว ย เสาวัดลม พืน้ เสาตอม่อ และฐานราก มีรายละเอียดดังนี้ 2.1 เสาวั ด ลม จะออกแบบ เป็นโครงสร้างเหล็ก ชุบกัลวาไนซ์ เพื่อป้องกันสนิม ลักษณะเสาวัดลม จะเป็ น โครงถั ก ทาวเวอร์ สี่ เ หลี่ ย ม ตัง้ อยูไ่ ด้อย่างมีเสถียรภาพโดยไม่ตอ้ ง ใช้สายยึดโยง เสามีความสูงรวมเท่ากับ ความสู ง ของ Hub ของกั ง หั น ลม

70

ความกว้างของเสาสี่เหลี่ยมด้านบนเท่ากับ 2.1 x 2.1 ตารางเมตร ส่วนฐาน เท่ากับ 3.6 x 3.6 ตารางเมตร 2.2 พื้น จะออกแบบพื้นเป็นเหล็กขนาด 6 x 6 ตารางเมตร เพื่อ รองรับตัวเสา โดยโครงสร้างรับพืน้ เป็นโครงสร้างถักพร้อมมีเสาค�ำ้ ยันทัง้ 4 ทิศ เพื่อเพิ่มเสถียรภาพของการรับแรงดัดจากเสาวัด และช่วยให้การส่งถ่ายแรง ในแนวดิ่งสู่เสาตอม่อได้อย่างมีประสิทธิภาพ 2.3 เสาตอม่อ จะออกแบบเป็นตอม่อเดี่ยวขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.8 เมตร ตั้งอยู่เหนือระดับน�ำ้ ทะเลเฉลี่ยประมาณ 4 เมตร เพื่อให้แผ่นพื้น และโครงสร้างทาวเวอร์ปลอดภัยจากคลืน่ กระโจน น�ำ้ ขึน้ สูงสุด ระดับน�ำ้ ทีย่ กขึน้ เนื่องจากพายุ ส่วนความสูงของตอม่อที่อยู่ในทะเลจะขึ้นอยู่กับต�ำแหน่งที่ตั้ง ของเสาวัดลม ซึ่งมีความลึกอยู่ที่ประมาณ 15–20 เมตร 2.4 ฐานราก การออกแบบฐานรากของเสาวัดลมจะขึ้นอยู่กับแรง ทีก่ ระท�ำกับเสาในแนวดิง่ และในแนวราบ รวมถึงโมเมนต์ดดั ทีเ่ กิดจากลมปะทะ เสา คลืน่ และกระแสน�ำ้ ทีก่ ระท�ำต่อตอม่อ รูปเสาวัดลมในทะเลแสดงดังรูปที่ 1

รูปที่ 1 ลักษณะของเสาวัดลมที่ติดตั้งในทะเล


3. การศึกษาด้านสมุทรศาสตร์ 3.1 การสังเคราะห์ข้อมูลคลื่น จากข้อมูลลม ค่าพารามิเตอร์หลักที่จะ น� ำ ไปใช้ อ อกแบบโครงสร้ า งเสาวั ด ลมและกังหันลมในทะเล คือ ข้อมูล คลืน่ ซึง่ ประกอบด้วย ทิศทาง (Wave Direction) ความสูง (Wave Height) และคาบเวลาคลื่น (Wave Period) แต่ เ นื่ อ งจากในประเทศไทยยังไม่มี การตรวจวั ด คลื่ น ในทะเลโดยตรง อย่างต่อเนือ่ งเป็นระยะเวลานาน ดังนัน้ จะต้องท�ำการสังเคราะห์คลืน่ จากข้อมูล ลมด้ ว ยวิ ธี ก ารที่ เ รี ย กว่ า “Wave Hindcasting” โดยใช้ ข ้ อ มู ล ลมซึ่ ง เป็ น ข้ อ มู ล ที่ มี ก ารตรวจวั ด มาอย่ า ง ต่อเนือ่ งยาวนานกว่า โดยจะใช้วธิ กี าร JONSWAP Spectrum ในการค�ำนวณ หาขนาดความสูงและคาบเวลาของคลืน่ 3.2 สภาพลม (Winds) สถานี ต รวจวั ด อากาศ ของกรมอุตุนิยมวิทยาที่อยู่ใกล้พื้นที่ ศึกษามากที่สุดคือสถานีตรวจอากาศ เกาะสมุย ซึ่งมีการบันทึกข้อมูลลม มาตัง้ แต่ พ.ศ. 2524 จนถึง พ.ศ. 2555 รูปที่ 2 เป็นลักษณะ Wind Rose graph แสดงความเร็ ว และทิ ศ ทางของลม ตลอดทัง้ ปี ความเร็วและทิศทางของลม จะมีการเปลี่ยนแปลงตามฤดูมรสุม ตะวั น ออกเฉี ย งเหนื อ และมรสุ ม ตะวันตกเฉียงใต้กับช่วงเวลาระหว่าง ฤดู ม รสุ ม ทั้ ง สอง จากข้ อ มู ล ลมที่ ตรวจวัดจะเห็นได้ว่าทิศทางของลม ที่ เ กาะสมุ ย ส่ ว นใหญ่ จ ะพั ด มาจาก ทางทิศตะวันตก (W) ไปจนถึงทิศ ตะวันออก (E) ลมในทิศทางอืน่ ๆ จะมี ก� ำ ลั ง อ่ อ นและไม่ ค ่ อ ยมี ผ ลมากนั ก ต่อสภาพคลื่น

รูปที่ 2 Wind Rose graph สถานีตรวจอากาศเกาะสมุย

3.3 คลื่นลม (Wind Waves) การท�ำนายสภาพคลืน่ ลมบริเวณชายฝัง่ ในพืน้ ทีศ่ กึ ษาจะใช้ขอ้ มูลลม จากสถานีตรวจอากาศที่ เกาะสมุย จังหวัดสุราษฎร์ธานี เป็นข้อมูลพื้นฐาน ร่วมกับข้อมูลการตรวจวัดลมโดยทุ่นสมุทรศาสตร์ที่บริเวณชายฝั่ง จังหวัด นครศรีธรรมราช ของส�ำนักงานคณะกรรมการวิจยั แห่งชาติ ซึง่ ได้บนั ทึกข้อมูล ไว้ในช่วงเวลาตั้งแต่วันที่ 9 ธันวาคม 2540 ถึง 15 กุมภาพันธ์ 2541 ดังแสดง ในรูปที่ 3 ข้อมูลเหล่านีถ้ กู น�ำมาวิเคราะห์หาความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วลม ทีว่ ดั บนบก (สถานีตรวจอากาศเกาะสมุย) กับความเร็วลมทีว่ ดั ในน�ำ้ (ทุน่ ลอย นครศรี ธ รรมราช) ทั้ ง นี้ ไ ด้ ท� ำ การแปลงค่ า ความเร็ ว ลมทั้ ง สองชุ ด ไปเป็ น ความเร็วลมที่ระดับความสูงมาตรฐานคือ +10 เมตร จากระดับน�้ำทะเล ปานกลาง ความสัมพันธ์ที่ให้ความคลาดเคลื่อนน้อยที่สุด

รูปที่ 3 ผังแสดงความเร็วและทิศทางของลม ที่ทุ่นสมุทรศาสตร์ จังหวัดนครศรีธรรมราช พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

71


3.4 การวิเคราะห์คลื่นส�ำหรับ การออกแบบ ในการวิเคราะห์แรงคลื่น และกระแสน�้ ำ ที่ ก ระท� ำ ต่ อ ฐานราก เสาตรวจวัดลมในทะเลจะต้องน�ำสถิติ ข้ อ มู ล คลื่ น ที่ ไ ด้ จ ากการค� ำ นวณหา คาบเวลาการเกิดย้อนกลับในรอบ 50 ปี เป็นเกณฑ์ ความสูงคลื่นนัยส�ำคัญ ไว้ แ ล้ ว ในข้ า งต้ น เพื่ อ หาค่ า สู ง สุ ด ที่น�้ำลึกส�ำหรับการออกแบบมีค่า 2.93 เมตร โดยมีคาบเวลาคลื่นนัยส�ำคัญที่ ของความสูงคลื่นในรอบปีการเกิดซ�้ำ สัมพันธ์กันเท่ากับ 8.33 วินาที และค�ำนวณหาค่าความสูงนัยส�ำคัญ ของคลื่ น ที่ จ ะใช้ ใ นการออกแบบ ตารางที่ 1 ผลวิเคราะห์ทางสถิติ ค่า CHI-Square และความสูงคลื่นนัยส�ำคัญ ที่รอบการเกิดซ�้ำต่าง ๆ สูตรที่ใช้ในการวิเคราะห์ การค� ำ นวณนี้ ไ ด้ ท� ำ การวิ เ คราะห์ เปรียบเทียบกันโดยใช้สตู รการกระจาย สูตรที่ใช้ใน CHI-Square รอบการเกิดซ�้ำ (ปี) ความถี่ 6 แบบ คือ แบบ การวิเคราะห์ Standard 5 10 25 50 100 1. Normal Distribution ทางสถิติ Error ความสูงคลื่นนัยส�ำคัญ (เมตร) 2. Log-Normal Distribution 3. Gumbel Distribution 1. NORMAL 71.000 2.31 2.80 3.32 3.66 3.97 4. Log-Gumbel Distribution 2. LOG-NORMAL 47.857 1.72 2.09 2.57 2.93 3.30 5. Pearson-Type 3 และ 3. GUMBEL 64.143 2.17 2.82 3.65 4.26 4.87 6. Log-Pearson-3 4. LOG-GUMBEL 63.286 1.63 2.11 2.92 3.71 4.71 ทั้ ง นี้ ใ นแต่ละสูต รจะให้ค่า 5. PEARSON-3 53.857 1.30 1.94 3.22 4.45 5.87 ความสั ม พั น ธ์ กั บ ข้ อ มู ล คลื่ น ที่ ใ ช้ ใ น 49.571 1.34 1.84 3.03 4.62 7.29 การค�ำนวณไม่เท่ากัน ซึ่งสูตรที่ให้ค่า 6. LOG-PEARSON-3 CHI-Square Standard Error น้อย ที่สุดคือสูตรที่ 2 โดยวิธี Log-Normal ตารางที่ 2 ผลวิเคราะห์ทางสถิติ ค่า CHI-Square และคาบเวลาคลื่นนัยส�ำคัญ ที่รอบการเกิดซ�้ำต่าง ๆ สูตรที่ใช้ในการวิเคราะห์ Distribution แสดงให้เห็นว่าเป็นสูตรที่ มีความสัมพันธ์กบั ข้อมูลดีทสี่ ดุ ดังนัน้ สูตรที่ใช้ใน CHI-Square รอบการเกิดซ�้ำ (ปี) จะใช้สูตรนี้ในการวิเคราะห์คาบเวลา การวิเคราะห์ Standard 5 10 25 50 100 การเกิดย้อนกลับของคลื่นนัยส�ำคัญ ทางสถิติ Error คาบเวลาคลืน่ นัยส�ำคัญ (วินาที) เพื่อใช้ในการออกแบบ ส�ำหรับตาราง 71.000 7.67 7.91 8.16 8.32 8.47 ที่ 1 แสดงความสู ง คลื่ น นั ย ส� ำ คั ญ 1. NORMAL ที่คาบเวลาการเกิดย้อนกลับต่าง ๆ 2. LOG-NORMAL 47.857 7.65 7.89 8.15 8.33 8.49 ส่วนตารางที่ 2 แสดงคาบเวลาคลื่น 3. GUMBEL 64.143 7.61 7.92 8.32 8.61 8.90 นัยส�ำคัญทีค่ าบเวลาการเกิดย้อนกลับ 4. LOG-GUMBEL 63.286 7.58 7.90 8.32 8.65 8.99 ต่าง ๆ จากการวิเคราะห์ทางสถิติ 5. PEARSON-3 53.857 7.54 7.90 8.40 8.78 9.17 จากสู ต รการกระจายความถี่ แ บบ 6. LOG-PEARSON-3 49.571 7.52 7.89 8.41 8.84 9.29 Log-Normal จึงสรุปได้ว่า ส�ำหรับ

72


3.5 น�้ำขึ้น-น�้ำลง เป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นทุกวัน โดยมี ความแตกต่างกันไปตามลักษณะภูมปิ ระเทศ เกิดขึน้ ภายใต้ แรงดึงดูดของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ซงึ่ อาจแตกต่างกัน ในแต่ละพื้นที่ สามารถแบ่งได้ 3 ชนิด ดังนี้ • น�ำ้ เดี่ยว (Diurnal) น�ำ้ ขึ้น 1 ครั้ง และน�ำ้ ลง 1 ครั้งต่อวัน พบทางฝั่งทะเลอ่าวไทย • น�ำ้ คู่ (Semidiurnal) น�ำ้ ขึน้ 2 ครัง้ และน�ำ้ ลง 2 ครั้งต่อวัน มักพบฝั่งทะเลอันดามัน • น�้ำผสม (Mixed) น�้ำขึ้น-น�้ำลงใน 1 วัน อย่างไม่เป็นระบบ ซึ่งแบ่งออก 2 ชนิดย่อย คือ (1) น�้ำผสมชนิดน�ำ้ คู่ (Mixed, Semidiurnal Dominated) เป็นลักษณะทีน่ ำ�้ ขึน้ 2 ครัง้ และน�ำ้ ลง 2 ครั้งต่อวัน เป็นส่วนมาก แต่ความสูงกับเวลาน�้ำขึ้นแตกต่างกัน (2) น�้ำผสมชนิดน�ำ้ เดี่ยว (Mixed, Diurnal Dominant) เป็ น ลั ก ษณะของน�้ ำ ขึ้ น 1 ครั้ง และน�้ำลง 1 ครั้งต่อวัน เป็น ส่วนมาก (มีบางขณะที่น�้ำขึ้น 2 ครั้ง น�ำ้ ลง 2 ครัง้ ต่อวัน) ซึง่ ความสูงและเวลา น�้ำขึ้นจะแตกต่างกันมาก น�้ำขึ้น-น�้ำลงบริเวณอ่าวไทยแสดงดังรูปที่ 4 โดย บริ เ วณเกาะสมุ ย ลั ก ษณะเป็ น น�้ ำ ผสมซึ่ ง มี ค ่ า ระดั บ น�้ ำ สูงสุดในเดือนธันวาคมเท่ากับ 1.964 เมตร และค่าต�ำ่ สุด ในเดือนกรกฎาคมมีค่าเท่ากับ 1.440 เมตร ที่ค่าระดับ น�ำ้ ทะเลปานกลาง (Mean Sea Level) เท่ากับ 1.710 เมตร โดยในแต่ละปีมที ศิ ทางไปในทิศทางเดียวกัน ซึง่ ข้อมูลมีคา่ เบี่ยงเบนมาตรฐานเฉลี่ย (Standard Deviation) เท่ากับ 0.00265

รูปที่ 4 ลักษณะน�้ำขึ้น-น�้ำลงบริเวณอ่าวไทยและอันดามัน

3.6 กระแสน�้ำ (Current) ฝั่งทะเลอ่าวไทยส่วนใหญ่จะไหลเลียบแนว ชายฝั ่ ง จากใต้ ขึ้ น เหนื อ และมี อิ ท ธิ พ ลต่ อ พื้ น ที่ ช ายฝั ่ ง ซึ่งในพื้นที่ปากแม่น�้ำจะมีอิทธิพลของกระแสน�้ำขึ้น-น�้ำลง มาผสมอีกแรง ซึ่งถ้าน�้ำขึ้น-น�้ำลงเป็นชนิดน�้ำเดี่ยวจะ มีความแรงกว่าน�้ำคู่ ทั้งนี้ขึ้นกับช่วงมรสุมในแต่ละฤดู และความเฉพาะของพื้นที่เป็นส�ำคัญ สภาพกระแสน�้ำใน อ่าวไทยแสดงดังรูปที่ 5

รูปที่ 5 ลักษณะการพัดพากระแสน�้ำบริเวณอ่าวไทย พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

73


3.7 การค�ำนวณแรงที่กระท�ำต่อโครงสร้าง 3.7.1 แรงกระท�ำจากลม แรงกระท�ำจากลม คลื่น และกระแสน�้ำ ที่ ก ระท� ำ ต่ อ โครงสร้ า งเสาวั ด ลมสามารถค� ำ นวณโดย หลักการทางด้านกลศาสตร์ของไหล (Fluid Mechanics) ส�ำหรับโครงสร้างทรงกระบอก สมการค�ำนวณแรงซึ่งถูก น�ำเสนอขึน้ โดย Morrison 1950 สามารถใช้ในการประมาณ ค่าแรงกระท�ำทั้งหมดบนโครงสร้างซึ่งแบ่งได้ออกเป็น 2 ส่วน คือ

3.7.2 แรงกระท�ำจากคลื่นและกระแสน�้ำ แรงที่ปะทะตอม่อและฐานรากของเสา ตรวจวัดลม โดยโครงสร้างดังกล่าวเป็นส่วนทีจ่ มอยูใ่ ต้ผวิ น�ำ้ แรงทีก่ ระท�ำจะแปรผันโดยตรงกับความเร็วรวมของกระแส น�้ำและคลื่น ตามสมการ

(3)

โดย U คือ ความเร็วของน�ำ้ เนือ่ งจากการเคลือ่ นตัว ของคลืน่ และ U คือ ความเร็วของกระแสน�ำ้ ในทฤษฎีคลืน่ น�ำ้ ของ Stoke (Airy wave theory) นั้น U ขึ้นอยู่กับปัจจัย หลักคือค่าความสูงคลืน่ ทิศทางคลืน่ ความลึกของน�้ำ และ ระยะเวลาของคลื่น w

(1)

w

(2) โดยตัวแปรต่าง ๆ มีค่าดังนี้ F คือ แรงฉุดจากคลื่นและกระแสน�้ำ F คือ แรงเฉื่อยจากคลื่นและกระแสน�้ำ C คือ ค่าสัมประสิทธิ์แรงฉุดประมาณ C คือ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเฉื่อยประมาณ A คือ พื้นที่บนรับแรงบนโครงสร้าง VI คือ ปริมาตรของส่วนที่รับแรง U คือ ความเร็วรวมของกระแสน�้ำและคลื่น U คือ ค่าความเร่งของน�ำ้ t  คือ ค่าความหนาแน่นของน�้ำทะเล

ส�ำหรับในฉบับต่อไปจะกล่าวถึงผลการวิเคราะห์ ศักยภาพพลังงานลม และรายละเอียดอื่น ๆ ต่อไป

D I

D

M D

T T

74

เอกสารอ้างอิง ผศ. ดร.จอมภพ แววศั ก ดิ์ , มหาวิ ท ยาลั ย ทั ก ษิ ณ “การประเมิ น ศั ก ยภาพของพลั ง งานลมนอกชายฝั ่ ง ทะเลและ ความเป็นไปได้เบื้องต้นของโรงไฟฟ้าฟาร์มกังหันลม”,2556.


Energy พลังงาน นายธวัชชัย ชยาวนิช สาขาเทคโนโลยีวิศวกรรมไฟฟ้าและพลังงาน ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ประสบการณ์ตรวจวัดการใช้พลังงานของลิฟต์ บันไดเลื่อน และทางเลื่อน เพื่อความเข้าใจที่ถูกต้องในการอนุรักษ์พลังงาน ในรอบหลายปีที่ผ่านมา ผู้เขียนถูกถามบ่อย ๆ ถึงเรื่องการใช้พลังงานของลิฟต์โดยสารว่า กดครั้งละ 7 บาท หรื อ ครั้ ง ละ 10 บาทจริ ง หรื อ ไม่ แล้ ว ที่ มี การประชาสัมพันธ์กันว่ากดลิฟต์ 1 ครั้งใช้ไฟเท่าเปิด หลอดไฟ 500 ดวงนัน้ เป็นเรือ่ งจริงหรือไม่ ในบางอาคารมี การท�ำสติกเกอร์ตดิ ประกาศเพือ่ รณรงค์ไว้ทกุ จุด เกีย่ วกับ เรื่องนี้ผู้เขียนเข้าใจว่าหน่วยงานที่รับผิดชอบคงมีเจตนาดี ที่จะปลูกฝังจิตส�ำนึกการอนุรักษ์พลังงานและหวังให้เกิด การปรั บ เปลี่ ย นพฤติ ก รรมเพื่ อ ลดการใช้ พ ลั ง งาน แต่อย่างไรก็ดีในทางปฏิบัติพบว่ามีหลายอาคารที่กังวล ถึงค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้น คือ กดลิฟต์ครั้งละ 10 บาท จึงท�ำ การปิดลิฟต์หรือลดจ�ำนวนลิฟต์ที่เปิดให้ใช้งานจนกระทบ ต่อวิถีชีวิตประจ�ำวัน และอาจมีผลกับผู้ป่วยโรคหัวใจหรือ โรคหอบหืดที่ต้องเดินขึ้นบันไดเป็นบางครั้ง เช่นเดียวกับ มาตรการลดการใช้ พ ลั ง งานเพื่ อ ฝ่ า วิ ก ฤตพลั ง งาน ขาดแคลนเมื่อวันที่ 5 เมษายน ที่ผ่านมา ซึ่งพบว่า บางอาคารมีการเพ่งเล็งไปที่การใช้พลังงานของลิฟต์ว่า เป็นตัวการที่ส�ำคัญตัวหนึ่งทีเดียว ดังนั้น เพื่อให้เกิด ความเข้าใจทีถ่ กู ต้อง ผูเ้ ขียนจึงขอน�ำประสบการณ์ตรวจวัด การใช้พลังงานของลิฟต์ บันไดเลื่อน และทางเลื่อน มาลง ให้ท่านผู้อ่านได้เห็นเป็นตัวอย่าง และเป็นแนวทางใน การพิจารณาก�ำหนดมาตรการอนุรกั ษ์พลังงานทีเ่ หมาะสม ต่อไป โดยบทความนี้ขอเน้นไปที่ข้อมูลจากการตรวจวัด จริ ง มาน� ำ เสนอให้ เ ห็ น เป็ น ส� ำ คั ญ และขอหลี ก เลี่ ย ง การวิจารณ์ขอ้ มูลอืน่ ใดทีอ่ าจจะขัดแย้งกับผลการตรวจวัดนี้

ทั้งนี้ ท่านผู้อ่านพึงเข้าใจด้วยว่า ลิฟต์แต่ละยี่ห้อ แต่ละรุ่น แต่ละเทคนิคการท�ำงาน อาจมีประสิทธิภาพที่ไม่เท่ากัน ตั ว อย่ า งข้ อ มู ล ในบทความนี้ อ าจเป็ น เพี ย งข้ อ มู ล ให้ ใ ช้ ประมาณตัวเลขคร่าวว่า โดยข้อเท็จจริงแล้วลิฟต์มกี ารใช้ไฟ มากน้อยเพียงใด

ความเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับลิฟต์

• ลิฟต์มกี อ้ นน�ำ้ หนักถ่วง ติดตัง้ อยูอ่ กี ปลายของสลิง

เพื่อถ่วงดุลกับน�้ำหนักบรรทุกในห้องโดยสาร ซึ่งมักจะ เลือกให้มีนำ�้ หนักครึ่งหนึ่งของพิกัดน�ำ้ หนักบรรทุก ดังนั้น น�้ำหนักรวมของคนโดยสารลิฟต์รวมทั้งห้องโดยสารย่อม มีผลต่อการใช้พลังงานของระบบ หากน�้ำหนักบรรทุก รวม เท่า ๆ กับน�้ำหนักที่ถ่วงไว้ ระบบก็จะออกแรงใน การขับเคลื่อนน้อย หากเป็นกรณีลิฟต์ที่ลิฟต์เคลื่อนตัว เปล่า ระบบย่อมต้องออกแรงขับเคลื่อนมากกว่า ลิฟต์เลื่อนขึ้นกับลิฟต์เลื่อนลง กินไฟไม่เท่ากัน (ขึ้นอยู่กับน�้ำหนักบรรทุก) หากเป็นกรณีลิฟต์เคลื่อนตัว เปล่าหรือน�้ำหนักบรรทุกน้อย จะสังเกตได้ว่า หากลิฟต์ เลือ่ นลงจะต้องยกก้อนน�ำ้ หนักถ่วงขึน้ ท�ำให้ตอ้ งใช้พลังงาน มาก ขณะที่ลิฟต์เลื่อนขึ้นจะเป็นการปล่อยน�ำ้ หนักถ่วงให้ ไหลลงจึงใช้พลังงานในการท�ำงานน้อย เมื่อลิฟต์จอด ระบบต้องออกแรงหน่วงให้หยุด จะมีการใช้ไฟฟ้าในการจอด ดังนั้น หากมีการจอดบ่อย ๆ จะสิ้นเปลืองพลังงานมาก (และเสียเวลาในการโดยสาร นานอีกด้วย)

พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

75


กรณีที่ 1 กรณีที่ 3 การตรวจวั ด เพื่ อ สั ง เกตการใช้ ไ ฟฟ้ า ของลิ ฟ ต์ โ ดยสาร การตรวจวัดเพื่อสังเกตการใช้ไฟฟ้าของลิฟต์โดยสารยี่ห้อ ยี่ห้อหนึ่ง พิกัด 1,000 กิโลกรัม หนึง่ พิกดั 1,000 กิโลกรัม อาคาร 10 ชัน้ จอดเฉพาะชัน้ คี่

ข้อสังเกต ในช่วงเวลา 1 ชั่วโมง 39 นาที ลิฟต์มี ข้ อ สั ง เกต 1. ลิ ฟ ต์ มี ก ารท� ำ งาน 11 ครั้ ง มี ก ารใช้ การท�ำงานมากกว่ากรณีที่ 2 มีการใช้พลังงานไม่ถึง 3.5 พลั ง งานไม่ ถึ ง 250 Wh หรื อ ไม่ ถึ ง 0.25 kWh kWh (3.5 หน่วย) (0.25 หน่วย) 2. เมื่อลิฟต์จอด กราฟ kW จะมีลักษณะเป็น กรณีที่ 4 ยอดแหลม (ออกแรงหน่วงความเร็ว) การเปรียบเทียบการใช้ไฟฟ้าของลิฟต์โดยสารกรณีที่ 3 3. ขณะที่ลิฟต์จอดนิ่ง ระบบมีการใช้ไฟฟ้าตลอด และกรณีที่ 4 ในช่วงเวลา 2 ชั่วโมง 57 นาที เวลา ดังนั้น หากมีปิดระบบ (ตัดไฟฟ้า) หลังเลิกใช้งาน จะสามารถลดการใช้พลังงานได้จ�ำนวนหนึ่ง การปิดไฟ ปิดพัดลมในห้องโดยสารสามารถลดการใช้พลังงานลงได้ แต่ระบบขับเคลื่อนลิฟต์ยังคงมีการใช้ไฟฟ้าอยู่ตลอดเวลา กรณีที่ 2 การตรวจวัดเพื่อสังเกตการใช้ไฟฟ้าของลิฟต์โดยสารยี่ห้อ หนึง่ พิกดั 1,000 กิโลกรัม อาคาร 10 ชัน้ จอดเฉพาะชัน้ คู่

ข้ อ สั ง เกต ขณะที่ ลิ ฟ ต์ เ ลื่ อ นขึ้ น หรื อ เลื่ อ นลงนั้ น จะมี การใช้พลังงานมากกว่าตอนหยุดนิง่ กราฟจะขยับในแนวดิง่ ด้วยความชันมากกว่าตอนหยุดนิ่ง

กรณีที่ 5 การตรวจวัดการใช้พลังงานของลิฟต์โดยสารยี่ห้อหนึ่ง พิกัด 1,000 กิโลกรัม โดยปรับเปลี่ยนเงื่อนไขการท�ำงาน และน�้ำหนักโดยสาร หมายเหตุ 1. เศษน�้ำหนัก 7 กิโลกรัม คือน�ำ้ หนักของ ข้อสังเกต ในช่วงเวลา 1 ชั่วโมง 39 นาที ลิฟต์มี รถเข็นที่บรรทุกก้อนน�ำ้ หนักมาตรฐาน การท�ำงานมากกว่า 20 ครั้ง มีการใช้พลังงานไม่ถึง 2. ในบางกรณีทไี่ ม่มกี ราฟ เป็นกรณีทลี่ ฟิ ต์ถกู 2 kWh (2 หน่วย) ตัง้ โปรแกรมให้ไม่ทำ� งาน เพราะเป็นเงือ่ นไขทีไ่ ม่นา่ จะเกิด ขึ้นจริง

76


กรณีที่ 6 การตรวจวัดการใช้พลังงานของลิฟต์โดยสารยี่ห้อหนึ่ง ขับเคลื่อนด้วยระบบไฟฟ้ากระแสตรง (ใช้ DC Motor)

ข้อสังเกต 1. ลิฟต์มีระบบคืนพลังงาน (กราฟติดลบ) หรือ Regenerative Brake ในบางจังหวะ 2. พื้นที่ใต้กราฟคือพลังงานที่ใช้ ! ลิฟต์ท�ำงาน 1 ครั้ง ใช้ไฟฟ้าถึง 1 หน่วยหรือไม่ ? กรณีที่ 7 การตรวจวัดการใช้พลังงานของลิฟต์ขนของยีห่ อ้ หนึง่ พิกดั 1,000 กิโลกรัม

ข้อสังเกต 1. ลิฟต์มีระบบคืนพลังงาน (กราฟติดลบ) หรือ Regenerative Brake ในบางจังหวะ 2. พื้นที่ใต้กราฟคือพลังงานที่ใช้ ! ลิฟต์ท�ำงาน 1 ครั้ง ใช้ไฟฟ้าถึง 1 หน่วยหรือไม่ ? พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

77


การใช้ไฟฟ้าของบันไดเลื่อนและทางเลื่อน

กรณีศึกษา ทางเลื่อนในห้างสรรพสินค้า

บันไดเลือ่ นและทางเลือ่ น เป็นสิง่ อ�ำนวยความสะดวก ที่เราอาจพบเห็นอยู่บ่อย ๆ ตามห้างสรรพสินค้า โรงแรม โรงพยาบาล หรือสนามบิน ซึ่งปริมาณผู้ใช้บริการไม่ค่อย จะคงที่นัก และอาจมีบางช่วงเวลาที่ผู้คนเบาบางมาก ดังนัน้ บทความนีจ้ งึ น�ำเสนอผลการตรวจวัดเพือ่ ประโยชน์ ของท่านผู้อ่านบางกลุ่ม จะได้ทราบข้อมูลที่อาจน�ำไปใช้ใน การวางแผนอนุรักษ์พลังงานได้เช่นเดียวกัน กรณีศึกษา บันไดเลื่อนในห้างสรรพสินค้า ข้อสังเกต 1. ก�ำลังไฟฟ้าที่ใช้ขับเคลื่อนขึ้นอยู่กับปริมาณ คนที่ใช้บริการ (รวมน�ำ้ หนักสัมภาระ) 2. จากกราฟมี ก ารหยุ ด การท� ำ งานขณะหนึ่ ง และสตาร์ตใหม่ เพื่อแสดงให้เห็นพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้า ขณะสตาร์ต 3. จะสังเกตได้ว่าการใช้ไฟฟ้าขณะสตาร์ตไม่มี นัยส�ำคัญต่อค่า Demand และสามารถหยุดการท�ำงานเมือ่ ไม่มีคนใช้งาน หรือลดความเร็วในการท�ำงานลง เพื่อลด การใช้พลังงานได้ ดังนั้น จึงควรติดตั้งระบบตรวจจับคน ข้อสังเกต 1. ก�ำลังไฟฟ้าที่ใช้ขับเคลื่อนขึ้นอยู่กับปริมาณ ใช้บริการ เพือ่ ควบคุมการท�ำงานแบบอัตโนมัติ ซึง่ สามารถ ลดการใช้พลังงานลงได้ คนที่ใช้บริการ (รวมน�้ำหนักสัมภาระ) 2. จากกราฟมี ก ารหยุ ด การท� ำ งานขณะหนึ่ ง จากข้อมูลข้างต้น ท่านผู้อ่านคงจะประเมินการใช้ และสตาร์ตใหม่ เพื่อแสดงให้เห็นพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้า ไฟฟ้าของลิฟต์ บันไดเลือ่ น และทางเลือ่ น โดยประมาณได้ ขณะสตาร์ต 3. จะสังเกตได้ว่าการใช้ไฟฟ้าขณะสตาร์ตไม่มี แม้ในที่นี้ไม่ระบุยี่ห้อ แต่ก็เชื่อว่าตัวเลขของแต่ละยี่ห้อคง นัยส�ำคัญต่อค่า Demand และสามารถหยุดการท�ำงาน ไม่ตา่ งกันมาก เว้นเสียแต่ใช้เทคโนโลยีวงจรขับเคลือ่ นลิฟต์ เมือ่ ไม่มคี นใช้งาน เพือ่ ลดการใช้พลังงานได้ ดังนัน้ จึงควร ที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ดี ในกรณีของลิฟต์นั้นแม้จะไม่ได้ ติดตั้งระบบตรวจจับคนใช้บริการ เพื่อควบคุมการท�ำงาน ใช้ไฟฟ้ามากอย่างทีก่ ล่าวถึงกัน แต่การประหยัดก็เป็นสิง่ ที่ เดิน-หยุดแบบอัตโนมัติ ซึ่งสามารถลดการใช้พลังงานได้ พึงจะกระท�ำและควรรณรงค์ให้เกิดจิตส�ำนึกอย่างต่อเนือ่ ง ดังนั้น ทุกท่านก็ควรตระหนักว่า ขึ้นลงชั้นเดียวโปรดใช้ บันได และก่อนจะกดลิฟต์ เหลียวมองสักนิด รอมิตรร่วม ทางหน่อยนะครับ สวัสดี

78


Variety ปกิณกะ น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล

สวัสดีค่ะ ผู้อ่านไฟฟ้าสารทุกท่าน เรื่องราวท้ายเล่มฉบับนี้สืบเนื่องมาจากงานสัมมนาเพื่อเตรียม ความพร้อมรับสายไฟฟ้าตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (มอก.) ฉบับใหม่ คือ 11-2553 ที่ได้มี การปรับปรุงเปลี่ยนแปลงไปจากฉบับเดิมคือ 11-2531 และจะเริ่มมีผลบังคับใช้ในวันที่ 30 กรกฎาคม 2556 นี้ การสัมมนานี้จัดขึ้นที่ศูนย์นิทรรศการและการประชุมไบเทค เมื่อวันพฤหัสบดีที่ 25 เมษายน 2556 ที่ผ่านมา โดยมีวิศวกรไฟฟ้าจากหน่วยงานทั้งภาครัฐและภาคเอกชน เข้าร่วมกว่า 700 คน ดังที่ท่านเห็นจากภาพข่าว ท้ายเล่มไฟฟ้าสารฉบับที่ท่านถืออยู่นี้ค่ะ การเปลี่ ย นแปลงมาตรฐานสายไฟฟ้ า ในครั้ ง นี้ ส่งผลให้มาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทย ต้องมีการปรับปรุงเปลีย่ นแปลงให้สอดคล้องกันตามไปด้วย เช่น เรื่องการค�ำนวณพิกัดกระแสในสาย ตามรูปแบบ การติดตัง้ ในลักษณะต่าง ๆ ข้อก�ำหนดการใช้งาน การก�ำหนด สีของสายตามมาตรฐาน มอก. ตลอดจนการก�ำหนดขนาด สายดิน ฯลฯ ซึ่งที่ผ่านมา ไฟฟ้าสารได้ทยอยน�ำเสนอ การปรับปรุงเปลีย่ นแปลงดังกล่าวมาเป็นระยะ ๆ พร้อมทัง้ อธิบายขยายความเพิ่มเติมเพื่อสร้างความรู้ความเข้าใจ ในข้อก�ำหนดต่าง ๆ ของมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้า ส�ำหรับประเทศไทยควบคู่กันไปด้วย โดยท่านสามารถ ติ ด ตามอ่ า นได้ ใ นหั ว ข้ อ มาตรฐานและความปลอดภั ย ซึ่งเขียนโดยคณะอนุกรรมการมาตรฐานฯ หลายท่านค่ะ เมือ่ กล่าวถึง “มาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟ้าส�ำหรับ ประเทศไทย” หลายท่านอาจจะทราบแล้วว่ามีประวัติ ความเป็นมาอย่างไร ซึ่งส�ำหรับผู้เขียนแล้วมีความรู้สึกว่า มาตรฐานฉบับนี้ต้องผ่านการผจญภัยมาไม่น้อยไปกว่า Pi Patel ในภาพยนตร์ Life of Pi เลยทีเดียว กล่าวคือ ก่อนที่จะมีมาตรฐานที่ใช้งานร่วมกันทั้งประเทศฉบับนี้

การไฟฟ้านครหลวงและการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคซึ่งเป็น หน่วยงานหลักสองหน่วยงานที่ท�ำหน้าที่เป็นการไฟฟ้า ฝ่ายจ�ำหน่ายจ่ายไฟฟ้าให้แก่ผู้ใช้ไฟทั้งประเทศ ต่างก็มี มาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟ้าเพือ่ ใช้งานภายในหน่วยงาน คือ การไฟฟ้านครหลวง มีกฎการเดินสายและติดตั้ง อุปกรณ์ไฟฟ้า พ.ศ. 2532 และ พ.ศ. 2538

รูปที่ 1 กฎการเดินสายและติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า ของการไฟฟ้านครหลวง พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

79


การไฟฟ้าส่วนภูมภิ าคมี “แนวปฏิบตั ใิ นการเดินสาย “สมาคมวิ ศ วกรรมสถานแห่ ง ประเทศไทย และติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า” พ.ศ. 2537 ในพระบรมราชู ป ถั ม ภ์ (วสท.) ได้ พิ จ ารณาเห็ น ว่ า การเดินสายและติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าต้องปฏิบัติตามกฎ หรือแนวปฏิบัติของการไฟฟ้าฯ คือ กฎการเดินสายและ ติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า พ.ศ. 2538 ของการไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) และแนวปฏิบัติในการเดินสายและติดตั้งอุปกรณ์ ไฟฟ้า พ.ศ. 2537 ของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) กฎและแนวปฏิบัติทั้งสองมาตรฐานมีทั้งส่วนที่เหมือนกัน และแตกต่างกัน ทัง้ นีอ้ าจเนือ่ งมาจากเหตุผลหลายประการ คือ ความแตกต่างทางด้านระบบแรงดันไฟฟ้า ด้านมาตรฐาน อุปกรณ์ไฟฟ้า ด้านการออกแบบด้านระเบียบปฏิบัติและ รูปที่ 2 แนวปฏิบัติในการเดินสายและติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า แนวนโยบาย ด้านสภาพภูมศิ าสตร์ และความแตกต่างของ ผู้ใช้ไฟฟ้า การที่มีกฎและแนวปฏิบัติที่แตกต่างกันส่งผล ของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค ให้เกิดความไม่สะดวกและอาจเกิดความสับสนกับผู้ที่ นอกจากนี้ ยั ง มี ก ฎกระทรวงและข้ อ บั ง คั บ ของ เกี่ยวข้องกับงานเดินสายและติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว วสท. จึงเห็นควรให้จัดตั้ง หน่วยงานราชการอื่น ๆ ที่กล่าวถึงบางส่วนที่เกี่ยวกับ การติดตั้งทางไฟฟ้า ทั้งของกรมโยธาธิการและผังเมือง คณะอนุกรรมการจัดท�ำมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้า และส�ำนักงานพลังงานแห่งชาติอกี ด้วย ซึง่ การมีมาตรฐาน ส� ำ หรั บ ประเทศไทย มาตรฐานฉบั บ นี้ มี ร ายละเอี ย ด จากหลายแหล่งหลายสถาบันท�ำให้บางครั้งผู้ใช้งานเกิด ครอบคลุมมาตรฐาน กฟน.และ กฟภ. โดยส่วนทีก่ ารไฟฟ้าฯ ความสับสน ดังนั้นใน พ.ศ. 2538 คณะกรรมการสาขา ก�ำหนดไว้ไม่ตรงกันได้แสดงรายละเอียดที่แตกต่างกัน วิศวกรรมไฟฟ้า ของวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทยฯ ซึง่ มี ไว้ด้วย การจั ด ท� ำ มาตรฐานฉบั บ นี้ มี วั ต ถุ ป ระสงค์ ใ ห้ ดร.ประศาสน์ จันทราทิพย์ เป็นประธานกรรมการสาขา ในขณะนัน้ ได้มอบหมายให้ รศ. ดร.ช�ำนาญ ห่อเกียรติ เป็น การติดตัง้ ทางไฟฟ้าของผูใ้ ช้ไฟฟ้าได้มาตรฐาน เพือ่ ให้ได้ทงั้ ประธานอนุกรรมการจัดท�ำมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้า ความปลอดภัยและความสะดวกในการใช้งานของระบบ ส�ำหรับประเทศไทยขึน้ โดยในเบือ้ งแรกเป็นการรวบรวมกฎ ไฟฟ้ า ซึ่ ง มี ทั้ ง กฎและ/หรื อ แนวปฏิ บั ติ ข องการไฟฟ้ า และแนวทางปฏิบัติของการไฟฟ้านครหลวงและการไฟฟ้า นครหลวงและการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคด้วย นอกจากนี้ ส่วนภูมภิ าคไว้ในเล่มเดียวกันก่อน โดยจัดพิมพ์เป็นหน้าปก มาตรฐานฉบั บ นี้ ไ ด้ เ พิ่ ม เติ ม เรื่ อ งของสถานที่ อั น ตราย สีแดง-สีขาว ดังรูปที่ 3 ซึง่ ผูเ้ ขียนขอคัดค�ำน�ำของมาตรฐานฯ (บทที่ 7) และบริภัณฑ์เฉพาะงาน (บทที่ 10) เพื่อเป็น ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2 เมื่อเดือนพฤศจิกายน 2540 มาดังนี้ ข้อแนะน�ำส�ำหรับการออกแบบและติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า ไว้ด้วย สมาคมวิ ศ วกรรมสถานแห่ ง ประเทศไทยฯ ขอขอบคุ ณ สมาคมช่ า งเหมาไฟฟ้ า และเครื่ อ งกลไทย ที่ ส นั บ สนุ น ค่ า ใช้ จ ่ ายบางส่ วนในการด� ำ เนิ น การ และ ขอขอบคุ ณ นายลื อ ชั ย ทองนิ ล และนายกิ ต ติ พ งษ์ วีระโพธิ์ประสิทธิ์ ซึ่งเป็นผู้ร่างมาตรฐานฉบับดังกล่าวนี้ ขึน้ มาเพือ่ ให้คณะอนุกรรมการพิจารณา หากมีขอ้ เสนอแนะ ประการใดเกี่ยวกับมาตรฐานฉบับนี้ โปรดแจ้งให้ วสท. ทราบด้วย เพื่อจะได้แก้ไขปรับปรุงในโอกาสต่อไป” รูปที่ 3 มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทย (E.I.T. Standard 2001-30)

80


เพื่อให้มีการน�ำไปใช้งานมาตรฐานฉบับนี้ รวมถึง มาตรฐานทางไฟฟ้าฉบับอื่น ๆ อย่างแพร่หลาย และ มีความเข้าใจที่ถูกต้องตรงกัน ทางคณะกรรมการวิชาการ สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า วสท. โดย รศ. ดร.ช�ำนาญ ห่อเกียรติ ประธานสาขาในขณะนัน้ ร่วมกับชมรมวิศวกรออกแบบและ ปรึกษาเครือ่ งกลและไฟฟ้าแห่งประเทศไทย (ชือ่ ในขณะนัน้ ) โดยการสนับสนุนของ Copper Development Center (CDC) ได้จดั “โครงการอบรมมาตรฐานทางไฟฟ้า 4 ภาค” เพื่อเดินสายแนะน�ำมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าส�ำหรับ ประเทศไทย มาตรฐานการป้องกันฟ้าผ่าส�ำหรับสิ่งปลูกสร้าง มาตรฐานสั ญ ญาณแจ้ ง เหตุ เ พลิ ง ไหม้ และมาตรฐาน ป้ายทางออกฉุกเฉินไปยังภูมิภาคต่าง ๆ คือ ภาคเหนือ จัดที่จังหวัดเชียงใหม่ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือที่จังหวัด ขอนแก่น ภาคตะวันออกที่จังหวัดระยอง และภาคใต้ ที่อ�ำเภอหาดใหญ่ จังหวัดสงขลา โดยได้รับความร่วมมือ จาก วสท.สาขาภาคต่าง ๆ เป็นอย่างดี

ในระหว่าง พ.ศ. 2540 เป็นต้นมาก็ได้มีการแก้ไข ปรับปรุงมาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทย เรื่อยมา จนกระทั่งเสร็จสมบูรณ์ใน พ.ศ. 2545 เป็น “มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทย พ.ศ. 2545” หน้าปกสีฟ้า-สีขาว ดังรูปที่ 4

รูปที่ 4 มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทย พ.ศ. 2545 (E.I.T. Standard 2001-45)

ซึ่งวัตถุประสงค์และสาระส�ำคัญในการปรับปรุง ได้ระบุไว้ในส่วนหนึ่งของค�ำน�ำ ดังนี้ “การปรับปรุงมาตรฐานในครัง้ นีม้ วี ตั ถุประสงค์เพือ่ ให้การติดตัง้ ทางไฟฟ้าของผูใ้ ช้ไฟฟ้าทีม่ รี ะบบแรงดันไฟฟ้า ไม่เกิน 33 เควี หากไม่ได้ระบุไว้เป็นอย่างอืน่ ได้มมี าตรฐาน เดี ย วกั น ทั้ ง ประเทศ เพื่ อ ให้ ไ ด้ ทั้ ง ความปลอดภั ย และ ความสะดวกในการใช้งานของระบบไฟฟ้า ในมาตรฐาน ฉบับนี้ได้เพิ่มเติมมาตรฐานอัตราล�ำดับการทนไฟของ นอกจากนี้ในวันที่ 7-9 มีนาคม 2544 วสท.ยังได้ สายไฟฟ้า วงจรไฟฟ้าช่วยชีวิต อาคารเพื่อการสาธารณะ จัดโครงการสัมมนามาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าส�ำหรับ ใต้ผวิ ดิน การติดตัง้ ไฟฟ้าชัว่ คราว และสายเคเบิลชนิดเอ็มไอ ประเทศไทยขึ้น ที่ศูนย์การประชุมแห่งชาติสิริกิติ์ ซึ่งมี ซึ่งจะอยู่ในตอนท้ายของบทที่ 5 เพื่อให้ครอบคลุมถึง วิศวกรไฟฟ้าเข้าร่วมงานอย่างคับคั่ง การใช้ไฟฟ้าของผู้ใช้ไฟฟ้าอย่างทั่วถึง มาตรฐานบังคับใช้ เฉพาะผู้ใช้ไฟเท่านั้น มิได้บังคับครอบคลุมการออกแบบ หรือติดตั้งของการไฟฟ้าฯ มาตรฐานฉบับนี้เหมาะส�ำหรับ ผู ้ ที่ ไ ด้ รั บ การอบรมหรื อ ส� ำ หรั บ ผู ้ มี ค วามรู ้ ท างด้ า น การออกแบบหรือติดตั้งระบบไฟฟ้าเท่านั้น มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทย ฉบับนี้ได้จัดท�ำขึ้นเพื่อให้เป็นมาตรฐานเดียวทั้งประเทศ เพื่อแก้ปัญหาในอดีตที่ผ่านมาที่วิศวกรออกแบบ รับเหมา ควบคุมงาน ใช้มาตรฐานการออกแบบและติดตั้งต่าง มาตรฐานกัน รวมทั้งการอบรมการสอนทางด้านนี้ก็ใช้ พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

81


มาตรฐานต่ า งกั น ท� ำ ให้ เ กิ ด ปั ญ หาทางด้ า นการท� ำ ความเข้ า ใจร่ ว มกั น และเกิ ด ผลเสี ย กั บ ประเทศมาก มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทยฉบับนี้ เป็นสมบัติร่วมกันที่วิศวกรในสายงานนี้ควรได้มาช่วยกัน พัฒนาและใช้ร่วมกันเพื่อให้เกิดความปลอดภัยกับผู้ใช้ ไฟฟ้า สมาคมวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทยฯ ใคร่ ขอขอบคุณการไฟฟ้านครหลวง การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค กรมโยธาธิการและผังเมือง สมาคมวิศวกรออกแบบและ ปรึกษาเครื่องกลและไฟฟ้าไทย สมาคมช่างเหมาไฟฟ้า และเครื่องกลไทย ที่ได้ส่งผู้แทนเป็นคณะอนุกรรมการ จัดท�ำมาตรฐาน หากมีข้อเสนอแนะประการใดเกี่ยวกับ มาตรฐานฉบับนี้ โปรดแจ้งให้ วสท.ทราบด้วย เพื่อจะได้ แก้ไขปรับปรุงในโอกาสต่อไป” หลังจากที่มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าส�ำหรับ ประเทศไทย พ.ศ. 2545 ได้รับการตีพิมพ์ออกมานั้น ได้มีการจัดสัมมนาประชาพิจารณ์ในหัวข้อต่าง ๆ ที่มี การปรั บ ปรุ ง แก้ ไ ขในมาตรฐาน เป็ น ส่ ว นหนึ่ ง ในงาน วิศวกรรมแห่งชาติ (National Engineering Conference, NECon2002 และ NECon2007) ซึง่ มีวศิ วกรสนใจเข้าร่วม สัมมนาในสาขาไฟฟ้านับพันคนใน พ.ศ. 2545

จากนั้นใน พ.ศ. 2551 ได้มีการตีพิมพ์มาตรฐาน ฉบับปรับปรุงอีกครั้ง ทั้งนี้ได้มีการปรับปรุงและแก้ไข ในประเด็ น ที่ ยั ง อาจมี ค วามผิ ด พลาดและข้ อ สงสั ย ต่ อ การใช้งานมาตรฐานฯ เพื่อให้มาตรฐานมีความสมบูรณ์ ถูกต้อง และทันสมัย โดยมีประธานสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า ในขณะนั้น คือ นายวิวัฒน์ กุลวงศ์วิทย์ เป็นประธาน อนุกรรมการปรับปรุง และ วสท.ได้จดั พิมพ์เปลีย่ นปกใหม่ เป็น สีนำ�้ เงิน ดังรูปที่ 5 ซึง่ ผูเ้ ขียนขอคัดค�ำน�ำในการพิมพ์ ปรับปรุงครั้งที่ 1 พ.ศ. 2551 ดังนี้

82

รูปที่ 5 มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทย พ.ศ. 2545 ฉบับปรับปรุงครั้งที่ 1 พ.ศ. 2551 (E.I.T. Standard 2001-51)

“ภายหลังการจัดท�ำมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้า ส�ำหรับประเทศไทย พ.ศ. 2545 ซึ่งได้รับการตอบรับและ เป็นที่ยอมรับของหน่วยงานการไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) และการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) รวมทั้งหน่วยงาน ราชการ รัฐวิสาหกิจ และเอกชนโดยทั่วไปอย่างดียิ่ง วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.) ได้รวบรวมประเด็นข้อผิดพลาดและข้อสงสัยต่อ การใช้งานมาตรฐาน เพื่อน�ำมาปรับปรุงมาตรฐานให้มี ความสมบูรณ์ ถูกต้อง และทันสมัย โดยคณะกรรมการ ปรับปรุงซึ่งประกอบด้วยตัวแทนจากการไฟฟ้านครหลวง การไฟฟ้าส่วนภูมภิ าค กรมโยธาธิการและผังเมือง สมาคม วิ ศ วกรออกแบบและปรึ ก ษาเครื่ อ งกลและไฟฟ้ า ไทย สมาคมช่างเหมาไฟฟ้าและเครือ่ งกลไทย และผูท้ รงคุณวุฒิ ในสายงานที่เกี่ยวข้อง จนได้เป็นฉบับปรับปรุงครั้งที่ 1 นี้ วสท.ใคร่ขอขอบคุณหน่วยงานต่าง ๆ ทีไ่ ด้สง่ ผูแ้ ทน เป็นคณะอนุกรรมการปรับปรุงในครั้งนี้ และโดยเฉพาะ รศ. ดร.ช�ำนาญ ห่อเกียรติ ซึ่งได้สละเวลาการท�ำงานให้ วสท.อย่างเต็มที่แม้ในช่วงที่สุขภาพไม่แข็งแรง เพื่อให้ การปรับปรุงมาตรฐานครั้งนี้เสร็จสมบูรณ์ สุดท้ายนี้หากมีข้อเสนอแนะประการใดเกี่ยวกับ มาตรฐานฉบับนี้ โปรดแจ้งให้ วสท.ทราบด้วย เพื่อจะได้ แก้ไขปรับปรุงในโอกาสต่อไป”


และในฉบับปรับปรุงแก้ไข พ.ศ. 2556 ทีท่ าง วสท. โดยประธานสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า คือ นายลือชัย ทองนิล เป็ น ประธานอนุ ก รรมการปรั บ ปรุ ง มาตรฐานฯ ก� ำ ลั ง ด� ำ เนิ น การอยู ่ นี้ มี วั ต ถุ ป ระสงค์ เ พื่ อ ให้ ส อดคล้ อ งกั บ มาตรฐานผลิตภัณฑ์สายไฟฟ้าใหม่ ตาม มอก.11-2553 ซึ่งอ้างตามมาตรฐาน IEC มีเนื้อหาที่ส�ำคัญคือ วิธีการ ค�ำนวณโหลดในบทที่ 3 ข้อก�ำหนดการใช้งาน การเดินสาย และขนาดกระแสของสายไฟฟ้า ในบทที่ 5 และเพิ่มเติม ข้อก�ำหนดการติดตั้งส�ำหรับสถานที่เฉพาะในบทที่ 8 และ อื่น ๆ

ประวัติผู้เขียน น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล

• กรรมการสาขาไฟฟ้า วสท. • กองบรรณาธิการนิตยสารไฟฟ้าสาร

แหล่งอ้างอิง 1. กฎการเดินสายและติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า, การไฟฟ้านครหลวง, 2532, และ 2538. 2. แนวปฏิบัติการเดินสายและติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า, การไฟฟ้า ส่วนภูมิภาค, 2537. 3. มาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทย, วสท., 2538. 4. มาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทย พ.ศ. 2545, วสท., 2545. 5. มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทย พ.ศ. 2545 (ฉบับปรับปรุงแก้ไขครั้งที่ 1 พ.ศ. 2551), วสท., 2551. 6. โครงการอบรมมาตรฐานทางไฟฟ้า 4 ภาค, 2542. 7. โครงการสั ม มนามาตรฐานการติ ด ตั้ ง ทางไฟฟ้ า ส� ำ หรั บ ประเทศไทย, ศูนย์การประชุมแห่งชาติสิริกิติ์, 2544. 8. งานวิศวกรรมแห่งชาติ (NECon2002), 2545. 9. งานวิศวกรรมแห่งชาติ (NECon2007), 2550. 10. เอกสารประกอบการสัมมนาเรือ่ งเตรียมพร้อมรับสายไฟฟ้าตาม มอก. ใหม่ และมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าที่ปรับปรุงใหม่, 25 เมษายน 2556.

เก็บตกจากชื่อตอน “Life of Pi” ภาพยนตร์เรื่อง Life of Pi หรือชื่อไทยว่า “ชีวติ อัศจรรย์ของพาย” เล่าเรือ่ งราวการผจญภัย ในเรือชูชพี นานถึง 227 วัน ของเด็กชายชาวอินเดีย ชื่อ Pi Patel วัย 16 ปี โดยมีเสือเบงกอลตัวใหญ่ ยักษ์ชื่อ Richard Parker ร่วมโดยสารมาด้วย Pi ต้องใช้ชีวิตเพียงล�ำพังกับเจ้าสัตว์ร้ายนี้โดย ใช้ความรู้ ไหวพริบ ความไม่ย่อท้อสิ้นหวัง และ พลังศรัทธาทั้งหมดเพื่อให้มีชีวิตรอด ภาพยนตร์ เ รื่ อ งนี้ ไ ด้ รั บ รางวั ล ออสการ์ ประจ�ำปี 2013 จ�ำนวน 4 รางวัล จากสาขาที่ เข้าชิง 11 สาขา

พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

83


ผลิตภัณฑ์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ที่มีพระราชกฤษฎีกาก�ำหนด ให้ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน (เรียงตามหมายเลข มอก.) ที่มา : app.tisi.go.th/standard/comp_tha.html

84


พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

85


Engineering Vocabulary ศัพท์วิศวกรรมน่ารู้ นายเตชทัต บูรณะอัศวกุล คณะวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏธนบุรี

Demand factor ผ่านมาเกือบครึ่งปีของปีมะเส็ง 2556 กันแล้ว เรื่องยอดนิยมในช่วงเวลานี้ก็น่าจะเป็นเรื่องการเปลี่ยนแปลง มาตรฐานของสายไฟฟ้าของ สมอ. ทีอ่ อกมาตรฐาน มอก.11-2553 และทาง วสท. โดยท่านประธานสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า อ.ลือชัย ทองนิล ก็ได้มีด�ำริจัดท�ำมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้า ส�ำหรับประเทศไทย ในเรื่องของสายไฟฟ้าใหม่ และ การปรับปรุงมาตรฐานในบท ในส่วนต่าง ๆ ให้เป็นไปตามมาตรฐานสากล แบบยึดหลักให้สอดคล้องกับสภาพภูมศิ าสตร์ เศรษฐศาสตร์ และด้านอื่น ๆ มาผสานเป็นมาตรฐานไทย ซึ่งในวันที่ 25 เมษายนที่ผ่านมานี้ก็มีวิศวกร ช่างเทคนิค ผูเ้ กีย่ วข้องในแวดวงได้มาร่วมสัมมนา การเตรียมพร้อมรับมาตรฐานสายไฟฟ้าใหม่ และมาตรฐานทางไฟฟ้าทีป่ รับปรุง ใหม่ มากกว่า 700 ท่าน ที่ศูนย์นิทรรศการและการประชุมไบเทค และหลังจากนี้ก็จะมีการน�ำข้อเสนอแนะต่าง ๆ มาพิจารณา พร้อมกันนี้ก็จะมีการเดินหน้าปรับปรุงมาตรฐานติดตั้งฯ ให้เสร็จสิ้นและออกพิมพ์เป็นรูปเล่มมาตรฐานฯ ให้แล้วเสร็จภายในปีนี้ ทั้งนี้ล่าสุดเมื่อต้นเดือนเมษายนที่ผ่านมา โรงงานผู้ผลิตสายไฟฟ้าบางที่ได้ให้ความมั่นใจว่า จะมีสายไฟฟ้าตามมาตรฐานใหม่ตั้งแต่วันที่ 1 สิงหาคมนี้เลย ส�ำหรับส่วนของค�ำศัพท์ในฉบับนีข้ อน�ำบางค�ำทีไ่ ด้มโี อกาสร่วมในคณะอนุกรรมการจัดท�ำร่างมาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟ้า ส�ำหรับประเทศไทย ที่เราจะคุ้นกันมากค�ำหนึ่ง คือ ค�ำว่า Demand factor ส�ำหรับค�ำศัพท์ในครั้งนี้ขอน�ำเสนอค�ำว่า “Demand factor” [N] กัน ซึ่งมีความหมายแยกและรวมกันดังนี้ Demand : demand demand demand of demand from demand-side demand demand demand charge demand note demand paging

86

[N] ความต้องการ, See also: อุปสงค์, ความต้องการซื้อและอ�ำนาจซื้อ, ปริมาณ ที่ต้องการซื้อ, Syn. need, petition, supplication, Ant. denial, refusal, rejection [VT] ต้องการ, See also: ประสงค์, ปรารถนา, เรียกร้อง, ถาม, สอบถาม, สั่งซื้อ, Syn. require, sue for, call for, ask for [PHRV] เรียกร้องจาก, Syn. ask of [PHRV] เรียกร้อง, See also: ต้องการ [ADJ] เกี่ยวกับนโยบายทางเศรษฐกิจที่มุ่งเน้นไปที่ความต้องการสินค้าและการอุปโภค บริโภค เรียกร้อง, ทวงถาม, เรียกให้ (กระท�ำการ) [นิติศาสตร์ ๑๑ มี.ค. ๒๕๔๕] ค�ำขอ [เทคโนโลยีสารสนเทศ ๑๑ มี.ค. ๒๕๔๕] ค่าอุปสงค์ [ปรับอากาศ ๗ มี.ค. ๒๕๔๕] ตราสารใช้คืนเมื่อทวงคืน [นิติศาสตร์ ๑๑ มี.ค. ๒๕๔๕] การสลับหน้าตามค�ำขอทันที [คอมพิวเตอร์ ๑๙ มิ.ย. ๒๕๔๔]


demand demand demand demand demand

processing การประมวลผลตามค�ำขอทันที [คอมพิวเตอร์ ๑๙ มิ.ย. ๒๕๔๔] reading การอ่านตามค�ำขอทันที [คอมพิวเตอร์ ๑๙ มิ.ย. ๒๕๔๔] the performance เรียกให้ช�ำระหนี้ [นิติศาสตร์ ๑๑ มี.ค. ๒๕๔๕] the surrender of a written เรียกให้เวนคืนหนังสือมอบอ�ำนาจ authority [นิติศาสตร์ ๑๑ มี.ค. ๒๕๔๕] with menaces เรียกร้องโดยข่มขู่ [นิติศาสตร์ ๑๑ มี.ค. ๒๕๔๕]

Factor : factor factor factor factory factor factor factor factor group; quotient group factor, precipitating factor, predisposing factor, risk factorable factorage factorial

[N] ปัจจัย, See also: ตัวประกอบ, ปัจจัยที่ท�ำให้เกิดผลหรือมีอิทธิพลต่อสิ่งต่าง ๆ, Syn. constituent, determinant, portion [N] ตัวประกอบ (ทางคณิตศาสตร์) [N] ระดับต่าง ๆ ในระบบที่ใช้วัดมาตรฐาน, Syn. agent [N] โรงงาน, See also: โรงงานอุตสาหกรรม, Syn. plant, manufactory, industry ตัวแทนค้าต่าง [ดู commission agent] [นิติศาสตร์ ๑๑ มี.ค. ๒๕๔๕] ตัวประกอบ [คณิตศาสตร์ ๑๙ ก.ค. ๒๕๔๗] ปัจจัย [แพทยศาสตร์ ๖ ส.ค. ๒๕๔๔] กรุ๊ปผลหาร [คณิตศาสตร์ ๑๙ ก.ค. ๒๕๔๗] ปัจจัยกระตุ้น, ปัจจัยชนวน [แพทยศาสตร์ ๖ ส.ค. ๒๕๔๔] ปัจจัยโน้มรับโรค [แพทยศาสตร์ ๖ ส.ค. ๒๕๔๔] ปัจจัยเสี่ยง [แพทยศาสตร์ ๖ ส.ค. ๒๕๔๔] แยกตัวประกอบได้ [คณิตศาสตร์ ๑๙ ก.ค. ๒๕๔๗] ค่าบ�ำเหน็จตัวแทนค้าต่าง [นิติศาสตร์ ๑๑ มี.ค. ๒๕๔๕] ๑. แฟกทอเรียล ๒. เชิงตัวประกอบ [คณิตศาสตร์ ๑๙ ก.ค. ๒๕๔๗]

แล้วในส่วนของ Demand factor ทีเ่ ราจะนิยมเข้าใจกัน หากค้นหาในส่วนของ google translation นัน้ จะให้ตาม ความหมายทัว่ ไปว่า ปัจจัยความต้องการ ซึง่ ในส่วนของทางมาตรฐานติดตัง้ ทางไฟฟ้า หรือในทางวิศวกรรมไฟฟ้าเรานัน้ ได้ให้ความหมายดังนี้ ดีมานด์แฟกเตอร์ (Demand factor) หมายถึง อัตราส่วนระหว่างความต้องการสูงสุดของระบบหรือส่วนของ ระบบกับโหลดทั้งหมด ที่ต่อเข้ากับระบบหรือส่วนของระบบที่พิจารณา หรือจากสูตรนี้

ƒDemand = Maximum load in given time period Maximum possible load พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

87


Easy Easy Think Part. +++++ Don’t worry to practice and speak English.

 

“Just say it and repeat several times.”

The below several samples are for your practicing. “Demand factor” Demand factor มีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับหนึ่งเสมอ The demand factor is always less than or equal to จากอัตราส่วนระหว่างความต้องการสูงสุดของระบบกับ one. As the ratio of Maximum load on the system ส่วนของระบบที่พิจารณา of system that consider. ในบทที่ 3 ของมาตรฐานติ ด ตั้ ง ทางไฟฟ้ า ส� ำ หรั บ ประเทศไทย : วสท. ส� ำ หรั บ สายป้ อ น ค่ า ดี ม านด์ แ ฟกเตอร์ จ ะน� ำ ไปใช้ ค�ำนวณโหลดของสายป้อน เพื่อก�ำหนดขนาดตัวน�ำและ การป้องกันกระแสเกินของสายป้อนให้มีขนาดเหมาะสม และใช้งานได้เพียงพอ

เอกสารและข้อมูลอ้างอิง 1. มาตรฐานติดตั้งทางไฟฟ้า ส�ำหรับประเทศไทย : วสท. 2. Google แปลภาษา 3. LONGDO Dict. 4. Wikipedia

In chapter 3 of the electrical installation for Thailand : EIT For feeder. Demand factors will be used to calculate the load of feeder. To determine the size of the cable conductors and over current protection of the feeder to the appropriate size and use it enough.

ประวัติผู้เขียน

88

นายเตชทัต บูรณะอัศวกุล • คณะวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีอตุ สาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏธนบุรี • เลขาฯ และกรรมการสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า วสท. • ทีป่ รึกษาฯ สมาคมช่างเหมาไฟฟ้าและ เครือ่ งกลไทย


Innovation News ข่าวนวัตกรรม น.ส.วิไลภรณ์ ชัชวาลย์

หลากอุปกรณ์แปลงพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานไฟฟ้า ความพยายามในการพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ มาใช้กบั ข้าวของเครือ่ งใช้และอุปกรณ์ตา่ ง ๆ ทีอ่ ยูร่ อบตัวเรา ยังคงมีให้เห็นกันอย่างต่อเนื่อง และดูเหมือนว่า “พลังงาน แสงอาทิตย์” จะใช้งานได้ดีกับอุปกรณ์ที่ล้อมรอบตัวเรา อยู่ นัน่ เพราะเราต่างตระหนักดีวา่ พลังงานแสงอาทิตย์เป็น แหล่งพลังงานมหาศาล ไม่มีวันหมด หากเราสามารถน�ำ แหล่งพลังงานมหาศาลเหล่านั้นมาสร้างเป็นพลังงานเพื่อ ใช้ในชีวิตประจ�ำวันได้มากขึ้น อนาคตข้างหน้าเราจะได้มี พลังงานใช้กันไปอีกนาน ๆ และนี่ก็เป็นอีกแนวคิดของ การพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ที่น่าสนใจไม่น้อย

Orange Solar Tent เต็นท์ไฮเทคพลังงาน แสงอาทิตย์

วิธีใช้งานก็แสนง่าย เพียงในตอนเช้ากางเต็นท์ไว้ กลางแจ้งบริเวณที่ได้รับแสงแดดอย่างเต็มที่ ซึ่งที่ด้านล่าง ของเต็นท์จะมีตวั เก็บสะสมพลังงานไว้เพือ่ ส่งไปยังจุดต่าง ๆ ส�ำหรับการใช้งาน ไม่ว่าจะเป็นจุดชาร์จแบตเตอรี่ของ โทรศัพท์มอื ถือ กล้องดิจทิ ลั หรืออุปกรณ์อนื่ ๆ นอกจากนี้ ยังมีจอ LCD ส�ำหรับแสดงสถานะการท�ำงานติดมาให้ดว้ ย แถมยังมีสัญญาณ Wi-Fi ให้ใช้อีกต่างหาก คนที่ชอบ เดินทางท่องเทีย่ วมีเต็นท์หลังนีต้ ดิ ตัวไปรับรองไม่ตอ้ งกลัว ขาดการติดต่อเพราะไม่มีที่ชาร์จพลังงาน

Solar Parasols ที่บังแดดผลิตพลังงาน

Orange Solar Tent เป็นเต็นท์พลังงานแสงอาทิตย์ ทีพ่ ฒ ั นาโดย Kaleidoscope เต็นท์ตวั นีถ้ กู ออกแบบให้ตดิ ตัง้ ทุกวันนี้ที่บังแดดไม่ได้มีหน้าที่เพียงบังแสงแดด แผงโซลาร์เซลล์ไว้ที่ด้านบนของเต็นท์เพื่อรับพลังงานจาก และให้ร่มเงาเท่านั้น แต่มันยังท�ำหน้าที่เปลี่ยนพลังงาน แสงอาทิตย์และน�ำไปแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อน�ำมา แสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าส�ำหรับน�ำไปใช้ชาร์จ ใช้ในยามค�ำ่ คืน อุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ได้เป็นอย่างดี พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

89


Ombrellone Solare ได้แนะน�ำที่บังแดดพลังงาน แสงอาทิตย์ หรือ Solar Parasols ออกสูต่ ลาด พัฒนาโดย Konarka Technologies Inc. บริษทั ผูน้ ำ� ในตลาดแผงผลิต พลังงานแสงอาทิตย์แบบ Organic Photovoltaics โดยเป็น วัสดุกงึ่ โปร่งแสง มีความยืดหยุน่ ปลอดสารพิษ ผลิตมาจาก วัสดุรีไซเคิล ที่ด้านบนของที่บังแดดเคลือบด้วยฟิล์มบาง น�้ำหนักเบา ผลิตจาก Organic Photovoltaics (OPV) ทีส่ ามารถเปลีย่ นพลังงานแสงให้เป็นพลังงานไฟฟ้าส�ำหรับ ชาร์จอุปกรณ์ไฟฟ้าในขณะนั้นได้เลย หรือจะเก็บเป็น พลังงานส�ำรองไว้ในแบตเตอรี่เพื่อน�ำมาใช้ในอนาคตก็ได้ นอกจากนัน้ ยังมีหลอด LED ทีใ่ ห้แสงสว่างได้ในยามค�ำ่ คืน ซึ่งได้รับพลังงานจากแผงบังแดดนี้เช่นเดียวกัน Solar Parasols ถือเป็นปรากฏการณ์ใหม่สำ� หรับใช้ เป็นทีบ่ งั แดดตามพืน้ ทีส่ าธารณะให้แก่พนื้ ทีเ่ ขตเมืองต่าง ๆ เพราะนอกจากจะใช้สถานทีเ่ หล่านีเ้ ป็นทีห่ ลบแดดหลบฝน ได้แล้ว ยังเป็นจุดนัดพบที่ดี นอกจากจะพูดคุยกันแล้ว ยังสามารถชาร์จพลังงานให้แก่อุปกรณ์ต่าง ๆ ได้ใน คราวเดียวกัน หรือจะน�ำไปติดตัง้ ตามอาคารส�ำนักงานต่าง ๆ ก็เก๋ไก๋ไม่เบา

อุปกรณ์อย่างสมาร์ตโฟนและแท็บเล็ตเป็นสิ่งของ ที่แทบขาดไม่ได้ส�ำหรับคนรุ่นใหม่ แต่เหนือสิ่งอื่นใดคือ การชาร์จพลังงานเพื่อให้อุปกรณ์เหล่านั้นสามารถท�ำงาน ตอบสนองการใช้งานได้อย่างเต็มที่ อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากอุปกรณ์ชาร์จแบตเตอรี่ ที่ ผู ้ ผ ลิ ต ให้ ม าแล้ ว ยั ง มี อุ ป กรณ์ ช าร์ จ แบตเตอรี่ แ บบ รักษ์โลกทีผ่ ลิตจากโซลาร์เซลล์มาให้เราได้ใช้กนั เครือ่ งชาร์จ ทีว่ า่ นีม้ ชี อื่ ว่า “อิเล็กทรี+” (Electree+) รูปลักษณ์ของมัน เหมือนต้นบอนไซ มีใบที่ใช้ส�ำหรับรับแสงแดดอุ่น ๆ ซึง่ ทีใ่ บนีไ้ ด้ตดิ ตัง้ แผงโซลาร์ลกั ษณะเป็นแผงสีเ่ หลีย่ มเล็ก ๆ เอาไว้ทำ� หน้าทีก่ กั เก็บพลังงานจากแสงอาทิตย์ทสี่ อ่ งเข้ามา แล้วแปลงเป็นพลังงานส�ำหรับใช้ชาร์จแบตเตอรี่ให้แก่ อุปกรณ์ของผู้ใช้งาน โดยชาร์จได้ทั้งแบบผ่านสาย USB หรือ Qi Wireless ซึง่ การชาร์จแบบ Qi Wireless ก็เพียงน�ำ ตั ว เครื่ อ งที่ ต ้ อ งการชาร์ จ ไปวางไว้ บ นฐานข้ า งต้ น ไม้ เพียงเท่านีอ้ ปุ กรณ์ของผูใ้ ช้งานก็จะถูกชาร์จพลังงานให้เต็ม พร้อมส� ำหรับการใช้งาน ที่ส� ำคัญ เจ้าบอนไซพลังงาน แสงอาทิตย์ยังใช้เป็นของประดับตกแต่งบนโต๊ะท�ำงานได้ อย่างสวยงามด้วย

เครื่องชาร์จต้นไม้พลังงานแสงอาทิตย์

การน�ำแผงโซลาร์เซลล์มาพัฒนาเป็นอุปกรณ์ให้ พลังงานยังมีอีกหลายอย่างที่น่าสนใจ และนับวันจะมี รูปแบบทันสมัยและมีประสิทธิภาพดีขนึ้ เรือ่ ย ๆ วันข้างหน้า เราจะได้มอี ปุ กรณ์เปลีย่ นพลังงานจากแสงอาทิตย์ทมี่ รี าคา ถูกกว่าที่เป็นอยู่มาใช้งานกันมากขึ้นอย่างแน่นอน แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม 1. www.campist.com 2. www.hiconsumption.com 3. www.techcrunch.com 4. www.inhabitat.com

90


Variety ปกิณกะ

ข่าวประชาสัมพันธ์ สัมมนาเตรียมพร้อมรับสายไฟฟ้าตาม มอก.ใหม่ และมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าที่ปรับปรุงใหม่

เมื่อวันที่ 25 เมษายน 2556 ที่ผ่านมา วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.) ร่วมกับ สมาคมช่างเหมาไฟฟ้าและเครื่องกลไทย จัดการสัมมนาเรื่อง เตรียมพร้อมรับสายไฟฟ้าตาม มอก.ใหม่ และมาตรฐาน การติดตั้งทางไฟฟ้าที่ปรับปรุงใหม่ ณ ศูนย์นิทรรศการและการประชุมไบเทค บางนา เนื่องจากมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทย พ.ศ. 2545 มีการปรับปรุงใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การปรับปรุงเพื่อให้สอดคล้องกับมาตรฐานสายไฟฟ้าใหม่ตาม มอก.11-2553 ซึ่งอ้างตามมาตรฐาน IEC การเปลี่ยนแปลง ที่ส�ำคัญคือข้อก�ำหนดการใช้งาน การเดินสาย และขนาดกระแสของสายไฟฟ้า อีกทั้งเพิ่มข้อก�ำหนดการติดตั้งส�ำหรับ สถานที่เฉพาะและบทอื่น ๆ ซึ่งจะมีผลกระทบกับการออกแบบ การติดตั้ง และการตรวจสอบ เมื่อมาตรฐานฯ ดังกล่าว ประกาศใช้ ผูท้ เี่ กีย่ วข้องจึงต้องทราบรายละเอียดเพือ่ ทีจ่ ะได้สามารถปฏิบตั ไิ ด้อย่างถูกต้องและเข้าใจตรงกัน ซึง่ จะสามารถ ประยุกต์ใช้งานได้อย่างถูกต้อง ทั้งนี้ ในงานสัมมนาได้รับเกียรติจากคณะวิทยากรที่มาให้ความรู้ประกอบด้วย นายลือชัย ทองนิล ประธาน คณะกรรมการสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า วสท. ผศ.ประสิทธิ์ พิทยพัฒน์ อาจารย์พเิ ศษภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าก�ำลัง มหาวิทยาลัย เทคโนโลยีมหานคร นายกิตติพงษ์ วีระโพธิ์ประสิทธิ์ การไฟฟ้านครหลวง นายสุธี ปิ่นไพสิฐ กรมโยธาธิการและผังเมือง รศ.ธนบูรณ์ ศศิภานุเดช มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี และนายกิตติศักดิ์ วรรณแก้ว การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค โดยมีผู้สนใจเข้าร่วมการสัมมนาเป็นจ�ำนวนมาก พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

91


ผู้ว่าการ PEA เป็นประธานในงานแถลงข่าว PEA Road to LED

เมื่อวันที่ 25 มีนาคม 2556 นายน�ำชัย หล่อวัฒนตระกูล ผู้ว่าการ PEA เป็นประธานในงานแถลงข่าว PEA Road to LED ณ ห้องวิภาวดีบอลรูม B และ C โรงแรมเซ็นทารา แกรนด์ แอท เซ็นทรัลพลาซา ลาดพร้าว กรุงเทพฯ การประหยัดพลังงานเป็นหนึ่งในเสาหลักส�ำคัญของนโยบายด้านพลังงาน PEA จึงได้จัดท�ำโครงการ “PEA Road to LED” มุ่งสู่ความเป็นผู้นำ� การใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพด้วยเทคโนโลยี LED ในทุกภาคส่วน ทั้งภาครัฐ ภาคสาธารณะ ภาคอุตสาหกรรม ผ่านโครงการบริหารจัดการเพื่อการประหยัดพลังงานต่าง ๆ PEA ได้น� ำร่องเปลี่ยน หลอดไฟภายในอาคารส�ำนักงานใหญ่มาเป็นหลอดประหยัดพลังงาน LED ขนาด 23 วัตต์ จ�ำนวน 5,000 หลอด ซึง่ ช่วยลด การใช้พลังงานด้านแสงสว่างได้มากถึง 50% และจะเปลี่ยนหลอดอีก 200,000 หลอด ในอาคารส�ำนักงาน 900 กว่าแห่ง ทั่วประเทศ ภายในปี 2557 คาดว่าจะลดการใช้พลังงานได้ถึง 8.8 ล้านหน่วยต่อปี หรือคิดเป็นเงิน 10 ล้านบาทต่อปี การด�ำเนินการดังกล่าวเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาส�ำนักงานของ PEA ไปสู่การเป็น “อาคารภาครัฐแบบอย่างด้าน การประหยัดพลังงาน” หรือ “PEA Green Office”

PEA เปิดอาคาร “LED Building”

เมือ่ วันที่ 24 เมษายน 2556 นายโชคจุน สุคนั ธาพฤกษ์ รองผูว้ า่ การวางแผนและพัฒนาระบบไฟฟ้า การไฟฟ้าส่วนภูมภิ าค หรือ PEA เป็นประธานในพิธีเปิดอาคาร “LED Building” ณ โถงรับรอง (Lobby) อาคาร LED (อาคาร 4) ชั้น 1 ส�ำนักงานใหญ่ PEA ถนนงามวงศ์วาน กรุงเทพฯ นายโชคจุน สุคันธาพฤกษ์ รองผู้ว่าการวางแผนและพัฒนาระบบไฟฟ้า เปิดเผยว่า การประหยัดพลังงานเป็นส่วนส�ำคัญ ของนโยบายด้านประหยัดพลังงานของ PEA โดยงานในวันนี้เป็นการเปิดอาคาร LED Building (อาคาร 4) ซึ่งเป็นหนึ่งในโครงการ ภายใต้นโยบาย “PEA Road to LED” และ “Green Office” คือ นโยบาย “Road to LED” PEA จะเป็นผู้นำ� ในการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพด้วยเทคโนโลยี LED ในทุกภาคส่วน โดยเริ่มจากตัวเราและส�ำนักงานของเราก่อน นโยบาย “Green Office” PEA จะมุ่งพัฒนาส�ำนักงานสู่การเป็น “อาคารภาครัฐแบบอย่างด้านการประหยัดพลังงาน โดยเริ่มจากการติดตั้งหลอดประหยัดพลังงาน LED ในส�ำนักงาน PEA ทั่วประเทศ

92


ส�ำหรับการด�ำเนินการด้านการประหยัดพลังงานนัน้ PEA ได้มกี ารจัดตัง้ “ส�ำนักงานบริหารจัดการเพือ่ การประหยัดพลังงาน หรือ PEA ESMO” ซึง่ เป็นส�ำนักงานทีต่ งั้ ขึน้ ใหม่เพือ่ ด�ำเนินงานเกีย่ วกับโครงการด้านการประหยัดพลังงานทัง้ ภายนอกและภายใน องค์กร เป็นผู้ดำ� เนินการเปลี่ยนหลอดแบบเดิมที่เป็น “หลอดอ้วน” หรือฟลูออเรสเซนต์ 36 วัตต์ (ซึ่งใช้ร่วมกับบัลลาสต์ขนาด 10 วัตต์) มาเป็นหลอดประหยัดพลังงาน LED ขนาด 23 วัตต์ เพื่อประหยัดพลังงานและลดค่าใช้จ่ายให้กับ PEA ส่วนการเปลี่ยนหลอด LED ได้เริ่มเปลี่ยนที่อาคาร 4 ส�ำนักงานใหญ่ก่อน โดยเปลี่ยนเป็นหลอดประหยัดพลังงาน LED จ�ำนวน 5,000 หลอด ซึ่งจะช่วยให้ลดการใช้พลังงานด้านแสงสว่างได้ประมาณ 50% คิดเป็น 407,700 หน่วย/ปี หรือคิดเป็น ค่าไฟประมาณ 1.4 ล้านบาท/ปี ทัง้ นี้ LED Building ถือเป็นอาคารน�ำร่อง และจะขยายการติดตัง้ หลอด LED เพิม่ มากขึน้ เป็น 200,000 หลอดภายในปี 2557 เพื่อให้ครอบคลุมส�ำนักงานการไฟฟ้า 900 กว่าแห่งทั่วประเทศ ซึ่งหากเปลี่ยนได้ครบ 200,000 หลอด จะช่วยให้ PEA ประหยัด การใช้พลังงานไฟฟ้าได้ 8.8 ล้านหน่วย/ปี หรือคิดเป็นค่าไฟประมาณ 30 ล้านบาท/ปี ขณะนีอ้ ยูร่ ะหว่างการส�ำรวจจ�ำนวนหลอดของ แต่ละพืน้ ที่ และทางส่วนกลางจะเป็นผูด้ ำ� เนินการจัดซือ้ เป็นรายภาค ทัง้ สิน้ 4 ภาค โดยจะมีกระบวนการด�ำเนินงานในล�ำดับต่อไป

“ยัง เอ็มอีเอ” ตามรอยพลังงานรุ่น 6 เมื่อเร็ว ๆ นี้ นายสมชาย วิวัฒนวัฒนา ผู้ช่วยผู้ว่าการการไฟฟ้า นครหลวง เป็นประธานเปิดกิจกรรม “ยัง เอ็มอีเอ ตามรอยพลังงานรุน่ ที่ 6” เสริมสร้างการเรียนรู้เรื่องพลังงานไฟฟ้าให้แก่เยาวชนสมาชิกเว็บไซต์ “ยัง เอ็มอีเอ” ของการไฟฟ้านครหลวง โดยมีเยาวชนเข้าร่วมกิจกรรม อย่างคับคั่ง ณ ศูนย์ควบคุมการส่งจ่ายกระแสไฟฟ้า การไฟฟ้านครหลวง

พิธีเปิดงาน “LED Expo Thailand 2013”

นายพงษ์ศกั ดิ์ รักตพงศ์ไพศาล รัฐมนตรีวา่ การกระทรวงพลังงาน เป็นประธานในพิธเี ปิดงาน “LED Expo Thailand 2013” งานแสดงสินค้านานาชาติด้านเทคโนโลยีระบบไฟฟ้า และผลิตภัณฑ์ LED ครั้งส�ำคัญของประเทศไทย โดยได้รับเกียรติจาก นายสุทัศน์ ปัทมสิริวัฒน์ ผู้ว่าการการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย เจ้าภาพการจัดงาน พร้อมด้วยนางศุภวรรณ ตีระรัตน์ ผูแ้ ทนผูอ้ ำ� นวยการส�ำนักงานส่งเสริมการจัดประชุมและนิทรรศการ และตัวแทนคณะผูจ้ ดั งาน น�ำโดย มร. กัวราฟ จุนจ้า ผูจ้ ดั การทัว่ ไป บริษทั เอ็ม อี เอ็กซ์ เอ็กซิบชิ นั่ จ�ำกัด ประเทศอินเดีย และ มร. ลอย จุน ฮาว ผูจ้ ดั การทัว่ ไป บริษทั อิมแพ็ค เอ็กซิบชิ นั่ แมเนจเม้นท์ จ�ำกัด ร่วมในพิธีเปิด ส�ำหรับวัตถุประสงค์งานนี้จัดขึ้นเพื่อส่งเสริมการใช้อุปกรณ์แสงสว่าง LED ประสิทธิภาพสูงเพื่อลดการใช้ พลังงานในภาพรวมของประเทศ งาน “LED Expo Thailand 2013” จัดขึ้นระหว่างวันที่ 23-25 พฤษภาคม 2556 ณ อาคาร 3-4 ศูนย์แสดงสินค้าและการประชุม อิมแพ็ค เมืองทองธานี พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

93


เพาเวอร์-เจน เอเชีย แหล่งชุมนุมนักอุตสาหกรรมเฉพาะทางด้านพลังงาน จัดงานประจ�ำปีครั้งยิ่งใหญ่ที่ประเทศไทย

เพาเวอร์-เจน เอเชีย แหล่งชุมนุมนักอุตสาหกรรมเฉพาะทางด้านพลังงาน จะจัดงานประจ�ำปีครัง้ ยิง่ ใหญ่ทปี่ ระเทศไทย ในปีนี้ โดยมีหน่วยงานองค์กรส�ำคัญ ๆ ในประเทศร่วมให้การสนับสนุนมากมาย เพาเวอร์-เจน เอเชีย และ รีนวิ เอเบิล เอ็นเนอยี่ เวิรล์ เอเชีย งานแสดงนิทรรศการและการประชุมเชิงวิชาการชัน้ น�ำ ด้านอุตสาหกรรมการผลิตพลังงานไฟฟ้าในทุกรูปแบบจะจัดงานทีป่ ระเทศไทย ระหว่างวันที่ 2-4 ตุลาคม 2556 ณ อิมแพ็ค เมืองทองธานี ทั้งนี้ เพาเวอร์-เจน เอเชีย ได้จัดงานควบคู่กับ รีนิวเอเบิล เอ็นเนอยี่ เวิร์ล เอเชีย มาอย่างต่อเนื่อง เป็นงานแสดง นิทรรศการและการประชุมเชิงวิชาการชัน้ น�ำทางด้านอุตสาหกรรมผลิตพลังงานไฟฟ้า พลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือก ถือเป็นเวทีสำ� คัญชัน้ น�ำต่อภาคส่วนอุตสาหกรรมพลังงาน ทีจ่ ะได้มาร่วมแบ่งปันข้อมูลความรูท้ นี่ า่ ท้าทายในภาคอุตสาหกรรม พลังงานไฟฟ้าที่กำ� ลังเผชิญอยู่ พร้อมทั้งมีการจัดเวทีดีเบตหาวิธีแก้ปัญหาต่าง ๆ เพื่อให้เกิดการพัฒนาด้านพลังงานเอเชีย ส�ำหรับอนาคต โดยคาดว่าจะสามารถดึงดูดผู้เข้าร่วมประชุมและผู้เข้างาน 7,000 คน จากกว่า 60 ประเทศ ทั่วทั้งเอเชีย ตะวันออกเฉียงใต้และจากทั่วโลก การจัดประชุมสัมมนาในปีนี้จะอยู่ภายใต้แนวคิด “เดินหน้าสู่การพัฒนาพลังงานในเอเชีย” นอกจากนั้นยังมี การน�ำเสนอเนื้อหาทางด้านเทคนิคและยุทธวิธีต่าง ๆ ในการก�ำหนดราคาน�้ำมันเชื้อเพลิง และความพร้อมในการวางแผน การผลิตกระแสไฟฟ้า การให้ความส�ำคัญเพือ่ สร้างความมัน่ คงทางพลังงานทีป่ ระเทศภายในภูมภิ าคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ได้วางรากฐานไว้ ประเด็นการประชุมด้านเทคนิคจะเป็นไปในทุกรูปแบบ ทั้งการพัฒนาล่าสุดของระบบกังหันก๊าซ ระบบ ความร้อนร่วม และเทคโนโลยีการเผาไหม้ชนิดถ่านหินลอยตัวและหมุนเวียนขณะเผาไหม้ (Circulating Fluidized Bed Combustion) หรือเรียกกันทั่วไปว่า CFB ของที่ตั้งโรงไฟฟ้า เป็นต้น ผู้สนใจสามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่เว็บไซต์ www.powergenasia.com

94


ก�ำหนดการฝึกอบรมเชิงวิชาชีพเรื่อง

“การใช้เทคโนโลยีภาพถ่ายความร้อนอินฟราเรด อย่างมืออาชีพ : ระดับ 1” พ.ศ. 2556 รุ่นที่ 10 วันที่ 11-12 ตุลาคม และวันที่ 18-19 ตุลาคม พ.ศ. 2556 ณ ห้องประชุม 3 ชั้น 3 อาคาร วสท. ซอยรามค�ำแหง 39 (เทพลีลา) ถนนรามค�ำแหง หลักการและเหตุผล เทคโนโลยีภาพถ่ายความร้อนอินฟราเรด (Thermography) เป็นการทดสอบแบบไม่ทำ� ลาย (Nondestructive testing : NDT) วิธีหนึ่งที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในงานด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมและภาคอุตสาหกรรมต่าง ๆ ในประเทศไทย ได้มีการใช้เทคโนโลยีนี้ในกิจการที่เกี่ยวกับงานวิศวกรรมและภาคอุตสาหกรรมเพิ่มมากขึ้นอย่างต่อเนื่อง ส่วนใหญ่จะเป็น Predictive/Preventive maintenance ของระบบต่าง ๆ เช่น งานตรวจสอบระบบไฟฟ้า, งานอนุรักษ์พลังงาน, งานตรวจสอบ อาคาร, อาคารเขียว, งานเทคนิคในกระบวนการผลิตและงานตรวจสอบวิเคราะห์ที่มีเรื่องของอุณหภูมิเข้ามาเกี่ยวข้อง ฯลฯ แต่ในปัจจุบนั บุคลากรทีใ่ ช้งานและเกีย่ วข้องกับเทคโนโลยีดงั กล่าวส่วนใหญ่ยงั ขาดความรูแ้ ละหลักการใช้งานทีถ่ กู ต้อง เนือ่ งจาก ไม่ได้รับการฝึกอบรมการใช้งานอย่างถูกต้องและเป็นมาตรฐานที่ยอมรับทั่วไป ดังนั้นวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.) จึงร่วมกับส�ำนักส่งเสริมและบริการวิชาการ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหาร ลาดกระบัง และ บริษัท เมเชอร์โทรนิกซ์ จ�ำกัด จัดท�ำหลักสูตรฝึกอบรมนี้ขึ้นเพื่อให้วิศวกร สถาปนิก แพทย์ ช่างเทคนิค นักวิทยาศาสตร์ และผู้สนใจทั่วไปสามารถเข้ารับการฝึกอบรมเพื่อให้สามารถใช้ เทคโนโลยีภาพถ่ายความร้อนอินฟราเรดได้อย่างถูกต้อง ระดับมืออาชีพ โดยวิทยากรผู้เชี่ยวชาญ ชาวไทย โดยไม่จำ� เป็นต้องเดินทางไปเข้ารับการฝึกอบรมด้วยภาษาอังกฤษในต่างประเทศ ซึง่ จะต้อง มีค่าใช้จ่ายโดยรวมค่อนข้างสูง

ผู้ที่ควรเข้ารับการอบรม อาทิ ๏ ๏ ๏ ๏ ๏

วิศวกร ช่างเทคนิค ที่ดูแลบ�ำรุงรักษาระบบไฟฟ้า ระบบเครื่องจักรกล ทุกประเภท วิศวกร นักวิทยาศาสตร์ ช่างเทคนิคที่ทำ� งานเกี่ยวกับพลังงาน วิศวกร สถาปนิก ผู้รับเหมาก่อสร้าง ผู้ทำ� งานเกี่ยวกับอาคารเขียวและอาคารทั่วไป พนักงานบริษัทวิศวกรที่ปรึกษา ผู้เข้ารับการอบรมควรมีวุฒิการศึกษาไม่น้อยกว่าระดับ ปวส.ทางด้านเทคนิค (ทุกสาขา)

สนใจเข้าร่วมการอบรม/สอบถามเพิ่มเติมติดต่อ

วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.) 487 รามค�ำแหง 39 (ซ.เทพลีลา) ถ.รามค�ำแหง แขวงพลับพลา เขตวังทองหลาง กรุงเทพฯ 10310 โทรศัพท์ 0 2319 2410-3, 0 2319 2708-9, 0 2184 4600-9 โทรสาร 0 2319 2710, 0 2184 4597-8 E-mail : eit@eit.or.th Homepage : www.eit.or.th


ปฏิทินกิจกรรม ก�ำหนดการอบรมสัมมนา วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.) พ.ศ. 2556 ล�ำดับ

ชื่อหัวข้อ

วันที่

1

อบรม การเพิ่มประสิทธิภาพและลดค่าใช้จ่ายไฟฟ้าโดยการเพิ่มค่าเพาเวอร์ 13-14 มิถุนายน 2556 แฟกเตอร์ และการกรองกระแสฮาร์มอนิก จังหวัดพระนครศรีอยุธยา

2

สัมมนา การค�ำนวณกระแสลัดวงจร ตามมาตรฐาน IEC 60909 รุ่นที่ 2

18 มิถุนายน 2556

3

อบรม มาตรฐานติดตั้งไฟฟ้าส�ำหรับประเทศไทย และออกแบบระบบไฟฟ้า

5-6-7 กรกฎาคม 2556

4

อบรม การตรวจสอบและทดสอบระบบไฟฟ้าอาคาร เพื่อการบ�ำรุงรักษาและ ความปลอดภัย รุ่นที่ 32

5

อบรม Substation Equipment and Protective Relaying

6

อบรม Transmission and Distribution System

7

อบรม การเลือก การติดตั้ง การใช้งาน และการบ�ำรุงรักษาแผงสวิตช์แรงต�่ำ และแผงสวิตช์บอร์ดแรงต�ำ่

8

อบรม การป้องกันฟ้าผ่าส�ำหรับสิ่งปลูกสร้างและการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า 23-24 สิงหาคม 2556 จากฟ้าผ่า

9

อบรม มาตรฐานแจ้งเหตุเพลิงไหม้ และมาตรฐานไฟฟ้าแสงสว่างฉุกเฉิน และ ป้ายทางออกฉุกเฉิน

31 สิงหาคม 2556

10

อบรม การใช้เทคโนโลยีภาพถ่ายความร้อนอินฟราเรด อย่างมืออาชีพ : ระดับ 1 รุ่นที่ 10

11-12, 18-19 ตุลาคม 2556

6 กรกฎาคม 2556 13-14 กรกฎาคม 2556 3-4 สิงหาคม 2556 7 สิงหาคม 2556

หมายเหตุ : วัน/เวลาอบรม อาจมีการเปลี่ยนแปลง/เพิ่มเติม กรุณาติดต่อ วสท.

ติดต่อสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม และสมัครได้ที่ วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.) 487 ซอยรามค�ำแหง 39 ถนนรามค�ำแหง แขวงพลับพลา เขตวังทองหลาง กรุงเทพฯ 10310 โทรศัพท์ 0 2184 4600-9, 0 2319 2410-13 โทรสาร 0 2319 2710-11 Homepage : www.eit.or.th E-mail : eit@eit.or.th


ใบสั่งจองโฆษณา (Advertising Contract) นิตยสารไฟฟ้าสาร (Electrical Engineering Magazine) กรุณาส่งใบสั่งจองทางโทรสาร 0 2247 2363

ข้อมูลผู้ลงโฆษณา (Client Information)

วันที่.............................................. บริษัท / หน่วยงาน / องค์กร ผู้ลงโฆษณา (Name of Advertiser) :........................................................................................... ที่อยู่ (Address) :........................................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................................................... โทรศัพท์/Tel :............................................................................โทรสาร/Fax :............................................................................ ชื่อผู้ติดต่อ/Contact Person :............................................................อีเมล/E-mail :.................................................................... ฉบับที่ต้องการลงโฆษณา (Order)

ฉบับเดือนกรกฎาคม–สิงหาคม 56 ฉบับเดือนมกราคม–กุมภาพันธ์ 57

ฉบับเดือนกันยายน–ตุลาคม 56 ฉบับเดือนมีนาคม-เมษายน 57

อัตราค่าโฆษณา (Order) (กรุณาท�ำเครื่องหมาย

ในช่อง

ต�ำแหน่ง (Position)

ปกหน้าด้านใน (Inside Front Cover)

ปกหลัง (Back Cover) ปกหลังด้านใน (Inside Back Cover) ตรงข้ามสารบัญ (Before Editor - lift Page) ตรงข้ามบทบรรณาธิการ (Opposite Editor Page) ในเล่ม 4 สี เต็มหน้า (4 Color Page) ในเล่ม 4 สี 1/2 หน้า (4 Color 1/2 Page) ในเล่ม 4 สี 1/3 หน้าแนวตั้ง (4 Color 1/3 Page) ในเล่ม ขาว-ด�ำ เต็มหน้า (1 Color Page) ในเล่ม ขาว-ด�ำ สี 1/2 หน้า (1 Color 1/2 Page ) ในเล่ม ขาว-ด�ำ สี 1/3 หน้า (1 Color 1/3 Page ) ในเล่ม ขาว-ด�ำ สี 1/4 หน้า (1 Color 1/4 Page )

ฉบับเดือนพฤศจิกายน–ธันวาคม 56 ฉบับเดือนพฤษภาคม–มิถุนายน 57

มีความประสงค์สั่งจองโฆษณา “นิตยสารไฟฟ้าสาร”) อัตราค่าโฆษณา (Rates)

55,000 บาท 60,000 บาท 50,000 บาท 48,000 บาท 47,000 บาท 45,000 บาท 23,000 บาท 16,500 บาท 23,000 บาท 12,000 บาท 7,700 บาท 7,000 บาท

(Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht)

รวมเงินทั้งสิ้น (Total).......................................................บาท (......................................................................................) ผู้สั่งจองโฆษณา (Client)......................................................... ผู้ขายโฆษณา (Advertising Sales)..........................................

ต�ำแหน่ง (Position).......................................................... วันที่ (Date)............./......................../.............

วันที่ (Date)............./......................../.............

หมายเหตุ - อัตราค่าโฆษณานี้ยังไม่รวมภาษีมูลค่าเพิ่ม - เงื่อนไขการช�ำระเงิน 15 วัน นับจากวันวางบิล ทางบริษัทฯ จะเรียกเก็บเป็นรายฉบับ - โปรดติดต่อ คุณสุพจน์ แสงวิมล ประชาสัมพันธ์ นิตยสารไฟฟ้าสาร ของวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.) โทรศัพท์ 0 2642 5241-3 ต่อ 110, 133 โทรสาร 0 2247 2363 E-mail : EE.mag01@gmail.com เจ้าของ : วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.) 487 รามค�ำแหง 39 (ซอยวัดเทพลีลา) วังทองหลาง กทม. 10310 ผู้จัดท�ำ : บริษัท ไดเร็คชั่น แพลน จ�ำกัด 539/2 อาคารมหานครยิบซั่ม ชั้น 22A ถ.ศรีอยุธยา แขวงถนนพญาไท เขตราชเทวี กทม. 10400


ใบสมัครสมาชิก/ใบสั่งซื้อนิตยสาร

นิตยสารไฟฟ้าสาร (Electrical Engineering Magazine) วันที่................................... ชื่อ-นามสกุล.................................................................................................................................................................... บริษัท/หน่วยงาน ............................................................................................................................................................ เลขที่......................................................อาคาร.......................................................ซอย................................................. ถนน.......................................................ต�ำบล/แขวง....................................................................................................... อ�ำเภอ/เขต..............................................จังหวัด......................................................รหัสไปรษณีย์................................... โทรศัพท์..................................................โทรสาร....................................................E-mail:............................................. ที่อยู่ (ส�ำหรับจัดส่งนิตยสาร กรณีที่แตกต่างจากข้างต้น)................................................................................................. ....................................................................................................................................................................................... กรุณาท�ำเครื่องหมาย ในช่อง มีความประสงค์สมัครสมาชิกนิตยสาร “ไฟฟ้าสาร” มีความประสงค์สมัครเป็นสมาชิกนิตยสารไฟฟ้าสาร ในประเภท : 1. บุคคลทั่วไป ครึ่งปี 3 ฉบับ รับนิตยสารฉบับละ 1 เล่ม ราคา 220 บาท 1 ปี 6 ฉบับ รับนิตยสารฉบับละ 1 เล่ม ราคา 440 บาท 2. นิติบุคคล ครึ่งปี 3 ฉบับ รับนิตยสารฉบับละ 3 เล่ม ราคา 660 บาท 1 ปี 6 ฉบับ รับนิตยสารฉบับละ 3 เล่ม ราคา 1,320 บาท แถมฟรี หนังสือเทคโนโลยีสะอาด จ�ำนวน 3 เล่ม มูลค่า 320 บาท 3. นิติบุคคลขนาดใหญ่ ครึ่งปี 3 ฉบับ รับนิตยสารฉบับละ 5 เล่ม ราคา 1,100 บาท 1 ปี 6 ฉบับ รับนิตยสารฉบับละ 3 เล่ม ราคา 2,200 บาท แถมฟรี หนังสือเทคโนโลยีสะอาด จ�ำนวน 3 เล่ม มูลค่า 320 บาท และเสื้อ PREclub 1 ตัว มูลค่า 550 บาท ต้องการนิตยสารตั้งแต่ฉบับที่/เดือน................................................ถึงฉบับที่/เดือน...................................................... ช�ำระเงินโดย เช็คธนาคาร...............................................สาขา...........................................เลขทีเ่ ช็ค................................................ โอนเงินเข้าบัญชีประเภทออมทรัพย์ ชื่อบัญชี “บริษัท ไดเร็คชั่น แพลน จ�ำกัด” ธนาคารกสิกรไทย สาขาถนนรางน�ำ้ เลขที่บัญชี 052-2-56109-6 หมายเหตุ

• กรุณาส่งหลักฐานการโอนเงินและใบสมัครสมาชิกมาที่ โทรสาร 0 2247 2363 โดยระบุเป็นค่าสมาชิก “นิตยสารไฟฟ้าสาร” เจ้าของ : วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.) 487 รามค�ำแหง 39 (ซอยวัดเทพลีลา) วังทองหลาง กทม. 10310 ผู้จัดท�ำ : บริษัท ไดเร็คชั่น แพลน จ�ำกัด 539/2 อาคารมหานครยิบซั่ม ชั้น 22A ถ.ศรีอยุธยา แขวงถนนพญาไท เขตราชเทวี กทม. 10400


ไฟฟ้าสาร ปีที่ 20 ฉบับที่ 3 พ.ค.-มิ.ย. 56  

การปรับปรุงความเชื่อถือได้ของระบบจำหน่ายไฟฟ้าด้วยการย้ายจุดติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันและตัดตอน

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you