คู่มือเจ้าของบ้านเกี่ยวกับการต่อสายดินไฟฟ้าและวิธีการทำงาน

ไม่ว่าคุณจะเป็นนัก DIY ที่มีประสบการณ์หรือเพิ่งเริ่มต้น การต่อสายดินเป็นหนึ่งในแนวคิดที่สำคัญที่สุดและน่าสับสนที่ต้องเข้าใจ

บางทีคุณอาจเคยได้ยินเรื่องการต่อสายดิน แต่ไม่แน่ใจว่ามันทำหน้าที่อะไร บางทีคุณอาจเคยเห็นและเชื่อมต่อด้วยซ้ำ สีเขียว “สายดิน” ในโครงการไฟฟ้า DIY หรืออาจเป็นการสร้างแนวคิดใหม่ให้กับคุณ และคุณกำลังมองหาคำอธิบายง่ายๆ

ฉันจะบอกคุณว่าการต่อสายดินคืออะไร ทำหน้าที่อะไร และเหตุใดจึงสำคัญต่อความปลอดภัยของวงจรไฟฟ้าทุกตัวในบ้านของคุณ

การต่อสายดินไฟฟ้าคืออะไร?

การต่อสายดินหมายถึงการเชื่อมต่อกับโลก หรือขยายการเชื่อมต่อภาคพื้นดินกับสิ่งอื่น ๆ ในบ้านของคุณ แม้ว่าจะอยู่ห่างจากพื้นดินจริงก็ตาม การสร้างการเชื่อมต่อกับโลกมีประโยชน์ด้านความปลอดภัยและลอจิสติกส์หลายประการ และจำเป็นต้องมีในบางรูปแบบโดย รหัสการไฟฟ้าแห่งชาติ (NEC) ตั้งแต่วันแรกของการไฟฟ้า

ก่อนที่เราจะไปไกลกว่านั้น เรามาทบทวนวิธีการส่งไฟฟ้าทั่วบ้านของคุณกันก่อน

ไฟฟ้าทำงานอย่างไร?

เมื่อคุณเดินเข้าไปในห้องแล้วพลิกตัวก สวิตช์ไฟ,ไฟฟ้าในรูปแบบของ ปัจจุบัน ไหลผ่านสวิตซ์ไปที่ไฟ กระแสไฟฟ้านี้ประกอบด้วย อิเล็กตรอนอนุภาคเล็กๆ ของอะตอมที่เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา

อิเล็กตรอนเหล่านี้เองที่ทำให้แสงของคุณสว่างขึ้น เช่นเดียวกับที่เครื่องปิ้งขนมปังและเครื่องซักผ้าของคุณทำงาน จนกว่าคุณจะปิดสวิตช์ อิเล็กตรอนเหล่านี้จะหมุนเวียนจากแผงไฟฟ้าของคุณไปยังไฟและกลับมาอีกครั้งในวงต่อเนื่องที่เรียกว่า วงจร.

กระแสไฟฟ้าวนเวียนอยู่ในวงจรเพราะความจริงพื้นฐานเกี่ยวกับไฟฟ้า: มันต้องการกลับไปยังแหล่งกำเนิดเสมอ ซึ่งในบ้านของคุณคือแผงไฟฟ้า

สายทองแดงหรืออลูมิเนียมเรียกว่า ตัวนำนำกระแสไฟจากแผงของคุณไปยังทุกสิ่งในบ้านที่ต้องการพลังงาน แล้วกลับมาอีกครั้ง โลหะเหล่านี้ถูกใช้เนื่องจากมีการนำไฟฟ้า ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนสามารถเดินทางผ่านพวกมันได้ง่าย แรงดันไฟฟ้า คือแรงที่ผลักกระแสผ่านวงจร

โลกยังเป็นตัวนำ และคุณก็เป็นคนหนึ่งได้เช่นกัน น่าเสียดาย กระแสไฟฟ้าเป็นสิ่งที่ฉวยโอกาส และจะใช้เส้นทางใดก็ตามที่สามารถทำได้เพื่อกลับไปยังที่ที่มันมา หากคุณขวางทาง — หรือที่รู้จักกันในชื่อว่าเป็นส่วนหนึ่งของวงจร — กระแสไฟฟ้าอาจตัดสินใจไหลผ่านร่างกายของคุณได้ ใช้กระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยในการฆ่าบุคคล

ทำไมเราถึงต่อสายดิน?

ในคำ: ความปลอดภัย หากกระแสไฟที่จ่ายไฟ เครื่องใช้ไฟฟ้า และเครื่องมือของเราสามารถคร่าชีวิตเราได้ สิ่งสำคัญคือต้องบรรเทาอันตรายนั้นใช่ไหม การลงดินเป็นวิธีที่เราบรรลุผลดังกล่าว และมีสองวิธีที่เราทำ:

การต่อสายดินของระบบ

การเดินสายไฟในบ้านของคุณเป็น ระบบไฟฟ้าเชื่อมต่อกับกราวด์ที่บ้านของคุณ แผงไฟฟ้า. เครื่องมือ เครื่องใช้ไฟฟ้า ไฟ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องมีแรงดันไฟฟ้าเฉพาะเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้องและปลอดภัย และการต่อสายดินของระบบจะรักษาแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ให้คงที่

การต่อสายดินทำให้มั่นใจได้ว่าไม่ว่าคุณจะอยู่ที่ไหน เสียบเข้าไป คอมพิวเตอร์หรือโทรทัศน์ของคุณ คุณจะได้วงจรไฟฟ้า 120 โวลต์เท่าเดิม (บวกหรือลบสองสามโวลต์) ทุกครั้งที่คุณตากผ้า เครื่องอบผ้าไฟฟ้าของคุณจะต้องใช้ไฟ 240 โวลต์เพื่อให้ทำงานได้อย่างปลอดภัย การต่อสายดินของระบบยังช่วยจำกัดแรงดันไฟกระชากด้วย ฟ้าผ่า บ้านของคุณหรือบริเวณโดยรอบ

การต่อสายดินและการยึดอุปกรณ์

เมื่อคุณนึกถึงอุปกรณ์ไฟฟ้า คุณอาจนึกถึงเครื่องใช้ไฟฟ้าและเครื่องมือ - สิ่งที่คุณเสียบปลั๊กและใช้งาน คุณถูก.

แต่สำหรับการต่อสายดิน คำนี้ยังหมายรวมถึงโครงเครื่องใช้ไฟฟ้า กล่องรวมสัญญาณ ท่อร้อยสาย (ท่อ) และสิ่งที่เป็นโลหะอื่นๆ ที่ปกติไม่พกพาหรือใช้ไฟฟ้า ชิ้นส่วนโลหะที่ “ไม่นำกระแสไฟฟ้า” เหล่านี้จะต้องต่อสายดิน (เชื่อมต่อกับโลก) ในกรณีที่มีกระแสไฟฟ้า

นำเครื่องซักผ้าของคุณ หากตัวนำ (สายไฟ) ตัวใดตัวหนึ่งที่ส่งกระแสไฟฟ้าไปยังเครื่องซักผ้าของคุณหลวมหรือหลุดลุ่ยเนื่องจากอายุหรือการเสียดสี ตัวนำนั้นอาจไปสัมผัสกับโครงโลหะโดยไม่ได้ตั้งใจทำให้เกิดไฟฟ้าช็อต หากเป็นเช่นนั้น บ้านของคุณก็มี เบรกเกอร์ ที่จะปิดวงจร

เซอร์กิตเบรกเกอร์รู้การสะดุดได้อย่างไร? นั่นคือสิ่งที่ พันธะ เข้ามา.

การติดหมายถึงการเชื่อมต่อเพื่อสร้างความต่อเนื่องทางไฟฟ้า เมื่อลวดหลุดลุ่ยไปโดนเครื่องซักผ้า จะทำให้เกิดความ ความผิดพื้นดิน. กระแสไฟฟ้าที่สูงจริงๆ โดยไม่ได้ตั้งใจนี้จำเป็นต้องกลับไปที่แผงและเบรกเกอร์อย่างรวดเร็ว ไม่สามารถเดินทางบนเส้นทางปกติได้ (ตัวนำวงจร) เนื่องจากกรอบเครื่องซักผ้าไปขวางเส้นทางนั้น มันต้องใช้เส้นทางอื่น ช่างไฟฟ้าจงใจติดตั้งเส้นทางเพื่อการนี้

เส้นทางอาจเป็นลวดสีเขียวหรือลวดเปลือยที่มีขนาดเหมาะสม หรือเป็นชิ้นส่วนโลหะก็ได้ แต่จะต้องต่อเนื่องกันไปจนถึงแผง หากไม่มีเส้นทางนี้ เฟรมก็จะนั่งอย่างกระปรี้กระเปร่าเพื่อรอที่จะทำให้บุคคลหรือสัตว์เลี้ยงตกใจ การต่อสายดินและการต่ออุปกรณ์ช่วยลดอันตรายจากไฟฟ้าช็อต

การต่อสายดินไฟฟ้าทำงานอย่างไร?

เรารู้ว่าการต่อสายดินเป็นสิ่งสำคัญ แต่มันทำงานอย่างไร? เหตุใดการเชื่อมต่อกับภาคพื้นดินจึงทำให้สิ่งต่าง ๆ ปลอดภัยยิ่งขึ้น สิ่งนี้อาจทำให้เกิดความสับสน แต่อยู่กับฉัน

เมื่อคุณยังเป็นเด็ก คุณเคยเดินข้ามพรมโดยสวมถุงเท้าแล้วแตะต้องเพื่อนของคุณเพื่อทำให้ตกใจหรือไม่ (บางทีคุณอาจจะยังทำเช่นนี้. ไม่มีการตัดสิน)

เพื่อนของคุณตกใจเพราะคุณหยิบอิเล็กตรอนส่วนเกินออกมาจากพรม และเพื่อนของคุณขาดอิเล็กตรอน เมื่อเทียบกับคุณ. อิเล็กตรอนสัมผัสได้ถึงความแตกต่างสัมพัทธ์นี้ หรือที่เรียกว่า a ศักยภาพและย้ายไปหาเพื่อนของคุณเพื่อกลับไปสู่สภาวะสมดุล

อิเล็กตรอนในวงจรไฟฟ้ามีพฤติกรรมคล้ายกัน พวกเขาเคลื่อนไปสู่ศักยภาพที่แตกต่างอยู่ตลอดเวลา โลก (พื้นดิน) มีศักยภาพเป็นศูนย์ ในขณะที่วงจรไฟฟ้าในบ้านของคุณมีศักยภาพสูงกว่า — สูงกว่า 120 โวลต์และ 240 โวลต์ (ถูกต้อง ศักย์ไฟฟ้าเท่ากับแรงดันไฟฟ้า)

จำได้ไหมก่อนหน้านี้ที่ฉันบอกว่าคุณสามารถเป็นวาทยากรได้? หากคุณสัมผัสกรอบโลหะที่ถูกไฟฟ้าขณะยืนอยู่บนโลกที่มีศักย์เป็นศูนย์ อิเล็กตรอน ในวงจร 120 โวลต์สามารถรับรู้ถึงความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นได้ เช่นเดียวกับเมื่อคุณปะทะเพื่อนของคุณ กับ ไฟฟ้าสถิต. พวกเขาสามารถใช้คุณและโลกเพื่อกลับไปยังแหล่งกำเนิดของมันได้ เลวร้าย.

โชคดีที่อิเล็กตรอนจะผ่านคุณไปก็ต่อเมื่อพวกเขาสัมผัสได้ถึงศักยภาพที่แตกต่างกัน การเชื่อมต่อโครงเครื่องซักผ้าลงกราวด์โดยใช้สายไฟสีเขียวหรือชิ้นส่วนโลหะที่ยึดติด จะทำให้เครื่องซักผ้ามีศักย์ไฟฟ้าโลก (ศูนย์) เพื่อไม่ให้คุณเป็นส่วนหนึ่งของวงจร

หากเฟรมเกิดไฟฟ้าช็อต แม้แต่เสี้ยววินาที กระแสไฟฟ้าจะกลับไปที่จุดนั้นทันที แผงไปตามเส้นทางที่ติดตั้งโดยเจตนานี้ แทนที่จะรอให้คุณเข้ามาและดำเนินการให้เสร็จสิ้น วงจร