การเปิด/ปิด/กำลังทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ อาจก่อให้เกิดความร้อนที่ตัวอุปกรณ์ (เช่นมอเตอร์ไฟฟ้าจะร้อนขึ้นเมื่อทำงาน) และประกายไฟ (เช่นตอนที่เปิด-ปิดสวิตช์ไฟ หรือตัวอุปกรณ์มีความบกพร่อง) ที่สามารถจุดระเบิดส่วนผสมของเชื้อเพลิง (ถ้ามีการรั่วไหลออกมา) และอากาศได้ ด้วยเหตุนี้เพื่อความปลอดภัยในการทำงาน อุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ที่ใช้งานใน Hazardous area จึงจำเป็นต้องได้รับการออกแบบเป็นพิเศษ หรือการป้องกันเป็นพิเศษ เพื่อไม่ให้เป็นต้นตอของการจุดระเบิดได้ ส่วนที่ว่าความพิเศษจะมีมากน้อยแค่ไหน ก็ขึ้นอยู่กับว่าพื้นที่ที่นำอุปกรณ์นั้นไปใช้งานมีความเสี่ยงที่จะเกิดอันตรายมากน้อยแค่ไหน
มาตรฐาน วสท. 022015-22 "การติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทย : บริเวณอันตราย พ.ศ. 2564" ข้อ 7.2.7 ระบุเทคนิคป้องกันสำหรับบริภัณฑ์ไฟฟ้าและบริภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในบริเวณอันตรายไว้ 11 เทคนิค (อันที่จริงมันมีข้อที่ 12 อีก เพียงแต่ข้อนี้กล่าวว่า "เทคนิคป้องกันอื่น" เรียกว่าเปิดช่องไว้สำหรับเทคนิคที่อาจเกิดขึ้นใหม่ในอนาคตก็ได้) แต่ในวันนี้จะกล่าวถึงแค่บางเทคนิค ส่วนจะเลือกใช้เทคนิคใดได้นั้นก็ขึ้นอยู่กับตัวอุปกรณ์และความเสี่ยงของพื้นที่ที่นำอุปกรณ์ไปใช้ รายละเอียดตรงนี้มีกล่าวไว่ในมาตรฐาน วสท. 022015-22
๑. ไล่อากาศและอัดแรงดัน (Purged and Pressurized)
วิธีการนี้ใช้การบรรจุอุปกรณ์ในโครงสร้างปิดผนึกหรืออาคาร โดยมีการสร้างความดันบวกในโครงสร้างหรืออาคารนั้นให้สูงกว่าภายนอก เพื่อป้องกันไม่ให้แก๊สเชื้อเพลิงนั้นสามารถรั่วไหลเข้าไปถึงตัวอุปกรณ์ที่อยู่ข้างในและจุดระเบิดได้
ตัวอย่างเช่นเราอาจต้องการวัดความเข้มข้นของสารต่าง ๆ ในระบบด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟ (Gas Chromatograph - GC) เพื่อที่จะลด delay time ของการวิเคราะห์จึงจำเป็นต้องติดตั้งตัวอุปกรณ์ไว้ใกล้กับตำแหน่งที่ต้องการวิเคราะห์ เพื่อที่จจะให้ท่อเก็บตัวอย่างที่ต่อออกมาจากระกวนการผลิตมาเข้าเครื่องวิเคราะห์มีระยะทางสั้นที่สุด ในการนี้ก็ต้องใช้การสร้างอาคารสำหรับติดตั้งเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟไว้ให้ใกล้กับจุดเก็บตัวอย่าง โดยตัวอาคารจะมีการใช้อากาศบริสุทธิ์อัดเข้ามาภายในให้รั่วไหลออกไปภายนอก
แต่ถ้าเป็นตัวอุปกรณ์ที่ไม่ใหญ่มากและมีไม่กี่ชิ้น อาจใช้การบรรจุตัวอุปกรณ์ในโครงสร้างที่ปิดผนึกและใช้อากาศหรือแก๊สเฉื่อยสร้างความดันภายในเพื่อให้อากาศหรือแก๊สเฉื่อยนั้นรั่วไหลออกภายนอก (รูปที่ ๑)
๒. ปิดผนึกอย่างแน่นหนา (Hermetically Sealed)
วิธีการนี้คล้าย ๆ กับวิธีการแรก เพียงแต่อาศัยเพียงแค่การปิดผนึกรอยต่อต่าง ๆ แบบที่แก๊สภายนอกไม่สามารถรั่วไหลเข้าไปข้างใน ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีการป้อนอากาศหรือแก๊สเฉื่อยเข้าไปเลี้ยงตลอดเวลา
มาตรฐาน IEC 60050 ให้คำจำกัดความของ Hermeticallly sealed device ไว้ดังนี้
426-13-05 hermetically-sealed device “nC”
device which is so constructed that the external atmosphere cannot gain access to the interior and in which the seal is made by fusion, for example by soldering, brazing, welding or the fusion of glass to metal
๓. บริภัณฑ์ทนระเบิด (Explosion Proof Equipment)
คำว่า "Explosion proof" นี้ จำนวนไม่น้อยที่แปลเป็นไทยว่า "กัน" ระเบิด แต่ในมาตรฐานวสท. นั้นใช้คำว่า "ทน" ระเบิด ซึ่งตรงกับความหมายที่แท้จริง เพราะคำว่า "กัน" ในที่นี้มันหมายถึงไม่ทำให้เกิด แต่คำว่า "ทน" นั้นคือถ้ามันเกิดขึ้นแล้ว ต้องไม่เป็นอะไร
การทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าหลากหลายชนิดนั้นก่อให้เกิดประกายไฟในระหว่างการทำงาน เช่นระหว่างการเปิด-ปิดสวิตช์ ที่จะมีประกายไฟฟ้าเกิดขึ้นในขณะที่หน้าสัมผัสโลหะนั้นแยกตัวออกหรือเคลื่อนตัวเข้าหากัน พวกมอเตอร์ไฟฟ้าก็อาจมีอาร์คเกิดขึ้นที่ขดขวด (จากการเสื่อมสภาพของฉนวนเคลือบลวดทองแดง) การป้องกันจะใช้โครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูง จุดรอยต่อที่แนบสนิทและยึดติดอย่างความแข็งแรง จุดรอยต่อที่แนบสนิทนี้ช่วยป้องกันไม่ให้แก๊สเชื้อเพลิงภายนอกรั่วไหลเข้าไปภายในตัวอุปกรณ์ และถ้าแก๊สเชื้อเพลิงนั้นรั่วเข้าไปจนเกิดการจุดระเบิดขึ้นภายใน โครงสร้างตัวอุปกรณ์จะต้องสามารถรองรับแรงระเบิดที่เกิดขึ้นภายในได้ และยังป้องกันไม่ให้เปลวไฟที่เกิดขึ้นภายในนั้นลุกลามจนออกมาจุดระเบิดไอเชื้อเพลิงที่อยู่ข้างนอกได้ ซึ่งตรงนี้อาศัยความแนบสนิทของรอยต่อและระยะทางที่ยาวพอที่จะทำให้เปลวไฟนั้นดับก่อนเคลื่อนออกมาภายนอกได้ รายละเอียดของอุปกรณ์นี้เคยเขียนไว้ในเรื่อง Memoir ฉบับวันพุธที่ ๓๑ มีนาคม พ.ศ. ๒๕๕๓ เรื่อง "Electrical safety for chemical processes MO Memoir"
มีอีกคำหนึ่งที่ความหมายคล้ายกันแต่ไม่เหมือนกันซะทีเดียวคือ "Fire proof equipment" ในมาตรฐานวสท. นั้นไม่ได้กล่าวถึงอุปกรณ์ชนิดนี้ ดังนั้นมันต้องไปอยู่ใน "ข้อ 12 เทคนิคป้องกันอี่น" ตัวอย่างความแตกต่างระหว่างอุปกรณ์ explosion proof กับ fire proof ได้แก่ พวก explosion proof จะทดสอบการรับความดันที่ 4 เท่าของความดันที่เกิดจากการระเบิด ในขณะที่พวก fire proof นั้นจะทดสอบที่ 1.5 เท่า และเรื่องการประกอบตัวโครงสร้างอุปกรณ์
๔. ความปลอดภัยในตัว (Intrinsic Safety)
บริภัณฑ์ไฟฟ้าที่มีความปลอดภัยในตัวเป็นบริภัณฑ์ที่ใช้ "วงจรไฟฟ้ามีการจำกัดพลังงานไฟฟ้าที่ใช้เพื่อไม่ให้เกิดประกายไฟได้" (คือใช้วงจรแบบที่เรียกว่า intrinsically-safe circuit) ไม่ว่าจะเป็นในขณะการทำงานปรกติหรือมีความผิดปรกติ (ตามสภาวะที่มีการระบุไว้ใน IEC 60079-11 ซึ่งเป็นมาตรฐานกำหนดเรื่องที่ต้องทดสอบและวิธีการทดสอบ) ตัวอย่างของอุปกรณ์กลุ่มนี้ได้แก่อุปกรณ์สื่อสารเช่นวิทยุและโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานในพื้นที่อันตราย
มาตรฐาน IEC 60050 ให้คำจำกัดความของ Hermeticallly sealed device ไว้ดังนี้
426-11-01 intrinsically-safe circuit
circuit, in which any spark or any thermal effect produced in the conditions specified in IEC 60079-11, including normal operation and specified fault conditions, are not capable of causing ignition of a given explosive gas atmosphere
426-11-02 intrinsically-safe electrical apparatus
electrical apparatus in which all the circuits are intrinsically safe circuits
๕. บริภัณฑ์แบบนอนอินเซนไดฟ์ (Non-incendive Equipment)
บริภัณฑ์แบบนอนอินเซนไดฟ์คือ บริภัณฑ์ที่ใช้ชิ้นส่วนที่มีหน้าสัมผัสที่ทำการเชื่อมต่อหรือแยกการเชื่อมต่อวงจรที่สามารถทำให้เกิดประกายไฟที่จุดระเบิดได้ แต่ในการทำงานปรกตินั้นกลไกหน้าสัมผัสดังกล่าวได้รับการสร้างโดยที่ชิ้นส่วนนั้นไม่สามารถทำให้เกิดการจุดระเบิดบรรยากาศแก๊สผสมตามข้อกำหนดได้ (รายละเอียดข้างล่าง)
ตรงนี้แตกต่างจากบริภัณฑ์ความปลอดภัยในตัวตรงที่วงจรที่ใช้ กล่าวคือบริภัณฑ์ความปลอดภัยในตัวใช้วงจรที่มีการควบคุมระดับพลังงานให้ต่ำจนไม่สามารถทำให้เกิดประกายไฟได้ (จุดที่เกิดง่ายที่สุดคือหน้าสัมผัสที่ทำการเชื่อมต่อหรือปลดแยกวงจรไฟฟ้า) แต่วงจรของบริภัณฑ์แบบนอนอินเซนไดฟ์สามารถทำให้เกิดได้ แต่ไปป้องกันที่หน้าสัมผัสที่ทำการเชื่อมต่อหรือปลดแยกวงจรไฟฟ้า เช่นติดตั้งในโครงสร้างที่ทำให้แก๊สภายนอกรั่วไหลเข้าไปข้างในได้ยาก (ไม่สนิทเหมือนพวกปิดผนึกอย่างแน่นหนา) และก็ไม่ได้ออกแบบให้รับแรงระเบิดได้เหมือนพวก explosion proof
มาตรฐาน IEC 60050 ให้คำจำกัดความของ non-incendive device ไว้ดังนี้
426-13-06 non-incendive component “nC”
component having contacts for making or breaking a specified ignition capable circuit but in which the contacting mechanism is constructed so that the component is not capable of causing ignition of the specified explosive gas atmosphere
NOTE The enclosure of the non-incendive component is not intended to either exclude the explosive gas atmosphere or contain an explosion.
อุปกรณ์ไฟฟ้าใด (โดยเฉพาะอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่ใช้แบตเตอรี่บรรจุอยู่ในตัวเป็นแหล่งพลังงาน) จะเป็นชนิดบริภัณฑ์ความปลอดภัยในตัวหรือบริภัณฑ์ชนิดนอนอินเซนไดฟ์นั้นต้องผ่านการทดสอบตามมาตรฐาน แต่ด้วยการพัฒนาทางเทคโนโลยีที่ทำให้วงจรไฟฟ้าของอุปกรณ์หลากหลายชนิดนั้นใช้พลังงานไฟฟ้าลดลง จึงทำให้วงจรไฟฟ้านั้นมีคุณสมบัติเข้าข่ายเป็นวงจรความปลอดภัยในตัวหรือวงจรนอนอินเซนไดฟ์ได้ ซึ่งตรงนี้ก็มีบางเว็บกล่าวเอาไว้ว่าพัฒนาการตรงนี้ก็ทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าบางชนิดที่เราใช้กันอยู่ในชีวิตประจำวันนั้นกลายเป็นอุปกรณ์ชนิดนอนอินเซนไดฟ์ได้ (แบบที่ไม่ได้มีการส่งทดสอบเพื่อรับรอง เพราะผู้ผลิตไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ใช้ในพื้นที่อันตราย)
การเรียกชื่อภาษาไทยในที่นี้เรียกตามที่เขียนไว้ในมาตรฐานวสท. 022015-22 ที่เขียนเรื่องนี้ก็เพื่อเป็นการปูพื้นฐาน
ให้กับเรื่องต่อไปที่จะเกี่ยวข้องกับทำให้ถึงห้ามใช้โทรศัพท์เคลื่อนที่ในพื้นที่อันตราย
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น