สายไฟฟ้า ชนิดต่างๆ

 สายไฟฟ้ามีส่วนประกอบอะไรบ้าง

สายไฟฟ้ามีส่วนประกอบอะไรบ้าง เช่น สายไฟบางชนิดมีเพียงตัวนำไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว สายบางชนิดมีฉนวนหุ้มบนตัวนำไฟฟ้า สายบางชนิดมีเปลือกหุ้มชั้นนอกอีกชั้นหนึ่ง หรือมีชั้นของการป้องกันต่างๆเสริมเป็นส่วนประกอบอยู่ภายใน ซึ่งการที่สายไฟแต่ละชนิดมีโครงสร้างและส่วนประกอบที่แตกต่างกันออกไป เนื่องจากสายไฟฟ้าแต่ละชนิดได้รับการออกแบบเพื่อให้มีโครงสร้างและคุณสมบัติเหมาะสมต่อลักษณะการติดตั้งใช้งานที่แตกต่างกันออกไป ส่วนประกอบที่สำคัญของสายไฟฟ้ามีดังนี้

1. ตัวนำไฟฟ้า ทำหน้าที่ส่งผ่านกระแสไฟฟ้าหรือสัญญาณไฟฟ้า ตัวนำทำจากโลหะที่มีค่าความต้านทานไฟฟ้าต่ำ (มีค่าความนำไฟฟ้าสูง) ซึ่งโลหะที่นิยมใช้ทำเป็นตัวนำไฟฟ้าได้แก่ ทองแดง และอลูมิเนียม
   • ทองแดง เป็นโลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงมาก (สูงเป็นอันดับสองรองจากโลหะเงิน) มีความแข็งแรง สามารถนำมารีดเป็นเส้นลวดขนาดเล็ก และดัดโค้งงอได้โดยไม่เปราะหักง่าย นำพาความร้อนได้ดี แต่มีน้ำหนักค่อนข้างมาก และราคาสูงกว่าอลูมิเนียม ดังนั้นจึงนิยมใช้ทองแดงเป็นตัวนำไฟฟ้าสำรหับสายไฟฟ้าที่ใช้ติดตั้งในอาคารและติดตั้งใต้ดิน (Underground cable)
   • อลูมิเนียม มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่าทองแดง (ประมาณ 62% ของทองแดง) แต่เปราะหักได้ง่ายกว่าจึงไม่สามารถรีดเป็นเส้นลวดขนาดเล็กมากได้ อลูมิเนียมมีข้อได้เปรียบทองแดงคือมีน้ำหนักเบากว่ามาก (อลูมิเนียมมีน้ำหนักประมาณ 1 ใน 3 ของทองแดงที่ปริมาตรเท่ากัน) และราคาถูกกว่า ดังนั้นอลูมิเนียมจึงเหมาะสำหรับทำเป็นตัวนำของสายไฟฟ้าที่ติดตั้งแบบแขวนลอยในอากาศ เช่นสายส่งไฟฟ้าแรงสูงเหนือพื้นดินที่ต้องเดินเป็นระยะทางไกล ทำให้การลงทุนในสายส่งและโครงสร้างเสาและอุปกรณ์รับน้ำหนักน้อยลงจากน้ำหนักที่เบากว่าของสายตัวนำอลูมิเนียม และเนื่องจากอลูมิเนียมเปราะหักได้ง่ายกว่าทองแดง ดังนั้นจึงไม่นิยมใช้ทำเป็นตัวนำสายตีเกลียวหรือสายอ่อนขนาดเล็กและตัวนำที่ติดตั้งในอาคารซึ่งต้องการการดัดโค้งของสายในการติดตั้งมากกว่า
2. ฉนวนทำหน้าที่ป้องกันกระแสไฟฟ้าให้ไหลอยู่เฉพาะในตัวนำไฟฟ้าและไม่รั่วไหลไปยังส่วนอื่น ซึ่งจะก่อให้เกิดอันตราย เช่นไฟรั่ว หรือไฟฟ้าลัดวงจร ฉนวนส่วนใหญ่ทำจากพลาสติกโพลีเมอร์หรือยางที่มีค่าความต้านทานทางไฟฟ้าสูงนำมาหุ้มลงบนตัวนำด้วยความหนาที่เหมาะสมเพื่อให้สามารถรองรับแรงดันไฟฟ้าได้ตามพิกัดแรงดันไฟฟ้าของสาย วัสดุที่ใช้ทำฉนวนมีด้วยกันหลายชนิด แต่ละชนิดมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันออกไป ซึ่งวัสดุที่นิยมใช้มากที่สุดคือ โพลิไวนิลคลอไรด์ (Polyvinyl Chloride: PVC) และ ครอสลิงค์ โพลีเอททีลีน (Cross-Linked Polyethylene: XLPE)
   • ฉนวน PVC มีความนิ่มและอ่อนตัว สามารถดัดโค้งงอได้ง่าย นิยมใช้เป็นฉนวนสายแรงดันต่ำ โดยเฉพาะสายที่ใช้ติดตั้งในอาคารเนื่องจาก PVC มีคุณสมบัติต้านทานการลุกไหม้ไฟในตัวเอง ฉนวน PVC ใช้กับสายไฟฟ้าที่มีพิกัดอุณหภูมิตัวนำสูงสุด 70 oC
   • ฉนวน XLPE ผลิตโดยการทำให้ โพลีเอททีลีน (PE) เกิดปฏิกิริยาเคมีเปลี่ยนเป็นครอสลิงค์ โพลีเอททีลีน (XLPE) ซึ่งมีความแข็งแรงและทนความร้อนได้มากขึ้น ฉนวน XLPE ใช้กับสายไฟฟ้าที่มีพิกัดอุณหภูมิตัวนำสูงสุด 90 oC นิยมใช้เป็นฉนวนสายไฟฟ้ากำลัง โดยเฉพาะสายไฟฟ้าแรงดันสูง ฉนวน XLPE มีคุณสมบัติที่เหนือกว่า PVC ได้แก่ ทนอุณหภูมิได้สูงกว่า มีความแข็งแรงมากกว่า ความต้านทานไฟฟ้าสูงกว่า ป้องกันการซึมผ่านของน้ำได้ดีกว่า แต่มีข้อเสียคือเมื่อติดไฟแล้วจะลุกลามไฟได้อย่างรวดเร็ว จึงไม่นิยมใช้สายไฟฟ้าฉนวน XLPE ติดตั้งในอาคาร ยกเว้นแต่เป็นสายที่ออกแบบให้ผ่านการทดสอบการลุกลามไฟเป็นพิเศษ

นอกจากนี้ยังมีฉนวนชนิดอื่นๆอีกหลายชนิด เช่น ฉนวนยาง EPR ที่มีความนิ่มยืดหยุ่นสูงและกันน้ำได้ดี เหมาะกับงานติดตั้งที่ต้องการความอ่อนตัวของสายไฟมาก และฉนวน LSHF-XLPE ที่พัฒนาขึ้นเพื่อให้ฉนวน XLPE มีคุณสมบัติต้านทานการลุกลามไฟ มีควันน้อยและไม่ปล่อยก๊าซที่มีฤทธิ์เป็นกรดเมื่อถูกไฟไหม้ สำหรับสายไฟฟ้าใช้ติดตั้งภายในอาคาร เป็นต้น

3. เปลือกนอก (Oversheath) เป็นส่วนของพลาสติกโพลิเมอร์ที่อยู่ชั้นนอกสุดของสายไฟฟ้า ทำหน้าที่ปกป้องสายไฟฟ้าจากสภาพแวดล้อมต่างๆ เช่น การขูดขีดระหว่างติดตั้ง แรงกระแทกกดทับ แสงแดด น้ำและความชื้น และการกัดกร่อนจากสภาพแวดล้อมต่างๆ
   • PVC มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับฉนวน PVC เหมาะกับสายไฟฟ้าที่ใช้ติดตั้งภายในอาคาร
   • PE มีความแข็งแรงสูง ทนต่อการขูดขีดและแรงกระแทกกดทับได้ดี และป้องกันการซึมผ่านของน้ำได้ดี แต่มีข้อเสียเรื่องการลุกลามไฟเช่นเดียวกับฉนวน XLPE ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับใช้เป็นเปลือกของสายไฟฟ้าที่ใช้ติดตั้งใต้ดิน
   • LSHF (Low Smoke Halogen Free) พัฒนาขึ้นสำหรับสายไฟฟ้าที่ใช้ติดตั้งในพื้นที่ที่ต้องการความปลอดภัยมากเป็นพิเศษ เนื่องจากเปลือก LSHF มีคุณสมบัติต้านทานการลุกลามไฟ ควันน้อยและไม่ปล่อยก๊าซที่มีฤทธิ์เป็นกรดเมื่อถูกไฟไหม้ มีข้อเสียคือ ความแข็งแรงไม่สูงมากเท่า PVC และ PE และไม่เหมาะกับการติดตั้งแบบฝังดิน เนื่องจากมีการดูดซึมความชื้นสูง
4. ส่วนประกอบอื่นๆของสายไฟฟ้า เป็นส่วนที่ช่วยเสริมความปลอดภัยและทำให้สายไฟฟ้ามีโครงสร้างเหมาะสมกับการติดตั้งในลักษณะต่างๆ อาทิเช่น
   • อาร์เมอร์ (Armour) เป็นชั้นของเส้นลวดหรือเทปโลหะ เช่นเหล็กกัลวาไนซ์ หรืออลูมิเนียม ทำหน้าที่ป้องกันแรงกระแทกและกดทับ ทำให้สายไฟฟ้ามีความแข็งแรงมากขึ้น จึงเหมาะสมต่อการติดตั้งใต้ดินหรือติดตั้งในพื้นที่เสี่ยงต่อการที่สายจะถูกกระแทกโดยไม่มีการป้องกันสาย
   • ชิลด์โลหะ (Metallic Shield) เป็นชั้นของเทปหรือลวดโลหะที่ห่อหุ้มสายเพื่อลดทอนสัญญาณรบกวนทั้งจากภายในและภายนอกสาย หรือป้องกันสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกมาจากสายไฟฟ้ากำลังโดยเฉพาะสายแรงดันปานกลางและแรงดันสูงซึ่งจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่อาจเป็นอันตรายขึ้นได้ ชิลด์มักทำจากเทปและ/หรือลวดโลหะ เช่น เทปทองแดง เทปอลูมิเนียม ลวดทองแดง หรือลวดทองแดงชุบดีบุก เป็นต้น
   • เปลือกตะกั่ว (Lead Sheath) เป็นชั้นของตะกั่วที่หุ้มเป็นปลอกอยู่ภายในสายไฟฟ้า ทำหน้าที่ป้องกันความชื้นได้อย่างสมบูรณ์ ป้องกันการกัดกร่อนของสารเคมีและน้ำมันได้ดี เสริมความแข็งแรงให้กับสายไฟฟ้า จึงเป็นโครงสร้างที่นิยมอย่างมากสำหรับสายไฟฟ้าที่ใช้ในโรงกลั่นน้ำมัน และอุตสาหกรรมปิโตรเคมี

   • 

      

     ไฟฟ้าเป็นเรื่องใกล้ตัว ทุกบ้านย่อมต้องใช้ไฟฟ้า แต่อย่างไรก็ตามถ้าเลือกใช้สายไฟผิดประเภทก็อาจจะทำให้เกิดอันตรายได้ เรามาดูวิธีการเลือกใช้สายไฟให้เหมาะสมกับประเภทของงาน เพื่อความปลอดภัยของคนภายในบ้านกันค่ะ

     ประเภทของสายไฟ

     สายไฟจะแบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ สายสำหรับไฟแรงดันต่ำและสำหรับไฟแรงดันสูง ซึ่งสายไฟที่ใช้ตามอาคารบ้านเรือนจัดอยู่ในประเภทสายไฟแรงดันต่ำ สำหรับในประเทศไทยนั้น สายไฟแรงดันต่ำจะต้องเป็นไปตามมาตรฐาน มอก.11-2531 หรือ TIS-11-2531 ตามมาตรฐานแล้วสายไฟแรงดันต่ำจะต้องมีหลายขนาด (พื้นที่หน้าตัด) ตั้งแต่ขนาดเล็กจนถึงขนาดใหญ่ ซึ่งจะต้องทนแรงดันไฟฟ้าได้ตั้งแต่ 300 โวลต์ ถึง 750 โวลต์ มีลักษณะเป็นสายหุ้มฉนวน ทำด้วยทองแดงหรืออลูมิเนียม โดยทั่วไปแล้วจะเป็นสายทองแดงขนาดเล็กจะเป็นตัวนำตัวเดียว แต่สายขนาดใหญ่เป็นตัวนำตีเกลียว วัสดุฉนวนที่ใช้กับสายแรงดันต่ำ คือ Polyvinyl Chloride (PVC) และ Cross –Linked Polyethylene (XLPE) ได้แก่ สาย THW,VAF, VAF-GRD,NYY,NYY-GRD,0.6/1KV-CV,VCT,VCT-GRD,VSF,AV,VFF,VKF
     สายไฟตามมาตรฐาน มอก.11-2531 จะแบ่งเป็นประเภทตามขนาด ความทนแรงดันไฟและการใช้งานได้ ดังนี้

     สายไฟฟ้าแรงดันต่ำ (Low Voltage Power Cable)

     1. สายไอวี (IV)

     สายชนิดนี้เป็นสายเดียวหรือแกนเดี่ยวชนิดทนแรงดันไฟ 300 โวลต์ ใช้เป็นสายเดินเข้าอาคารสำหรับที่พักอาศัยที่ใช้ระบบ 1 เฟสและห้ามใช้กับระบบ 3 เฟสที่มีแรงดัน380 โวลต์ การใช้งาน ถ้าเดินสายลอยต้องยึดด้วยวัสดุฉนวน หรือเดินในช่องเดินสายสายในสถานที่แห้ง แต่ห้ามท่อฝังดินหรือฝังดินโดยตรง

     2. สายวีเอเอฟ (VAF)

     เป็นสายไฟที่นิยมใช้กันมากตามบ้านในประเทศไทย เป็นสายชนิด ทนแรงดัน 300 โวลต์ มีทั้งชนิดที่เป็นสายเดี่ยว สายคู่ และที่มีสายดินอยู่ด้วย มีชนิด 2 แกน หรือ 3 แกน เป็นสายแบน ตัวนำนอกจากจะมีฉนวนหุ้ม แล้วยังมีเปลือกหุ้มอีกชั้นหนึ่ง สายคู่จะนิยมรัดด้วยเข็มขัดรัดสาย (Clip) การจะเดินสายประเภทนี้ใต้ดินจะต้องเดินในท่อฝังดินที่มีการป้องกันน้ำซึมเข้าท่อ ใช้ในบ้านอยู่อาศัยทั่วไป สายชนิดนี้ห้ามใช้ในวงจร 3 เฟสที่มีแรงดัน 380 โวลต์ (ในระบบ 3 เฟสแต่แยกไปใช้งานเป็นแบบ 1 เฟส แรงดัน 220 โวลต์ จะใช้ได้)
     การใช้งาน เดินเกาะผนัง เดินในช่องเดินสายในสถานที่แห้ง และห้ามเดินฝังดินโดยตรง

     3. สายทีเอชดับเบิลยู (THW)

     เป็นสายไฟฟ้า ชนิดทนแรงดัน 750 โวลต์เป็นสายเดี่ยวนิยมใช้กันอย่างกว้างขวางโดยเฉพาะในโรงงานอุตสาหกรรม เนื่องจากใช้ในวงจรไฟฟ้า 3 เฟสปกติ แกนของสายประเภทนี้มีตัวนำทองแดงจะมีหลายสายร้อยเป็นสายใหญ่หนึ่งแกน การใช้งานคือใช้เดินลอยด้วยตัวยึดทำจากวัสดุฉนวน เดินในช่องเดินสาย หรือเดินในท่อฝังดินที่มีการป้องกันน้ำซึมเข้าสู่ท่อ แต่ห้ามฝังดินโดยตรง

     4. สายเอ็นวายวาย (NYY)

     มีทั้งชนิดแกนเดียวและหลายแกน สายหลายแกนก็จะเป็นสายชนิดกลมเช่นกัน สายชนิดนี้ทนแรงดันที่ 750 โวลต์ นิยมใช้อย่างกว้างขวาง
     เนื่องจากว่ามีความทนต่อสภาพแวดล้อม เพราะมีเปลือกหุ้มอีกชั้นหนึ่ง บางทีเรียกว่าเป็นสายฉนวน 3 ชั้น ความจริงแล้วสายชนิดนี้มีฉนวนชั้นเดียว อีกสองชั้นที่เหลือเป็นเปลือกเปลือกชั้นในทำหน้าที่เป็นแบบ (Form) ให้สายแต่ละแกนที่ตีเกลียวเข้าด้วยกันมีลักษณะกลม แล้วจึงมีเปลือกนอกหุ้ม อีกชั้นหนึ่งทำหน้าที่ป้องกันความเสียหายทางกายภาพการใช้งานใช้งานทั่วไป เดินร้อยท่อฝังดินและเดินฝังโดยตรง

     5. สายวีซีที (VCT)

     เป็นสายกลมมีทั้ง 1 แกน 2 แกน 3 แกนและ 4 แกนสามารถทนแรงดัน 750 โวลต์มีฉนวนและเปลือกเช่นกันกับสายเอ็นวายวาย มีข้อพิเศษกว่าก็คือตัวนำประกอบด้วยทองแดงฝอยเส้นเล็กๆร้อยรวมกันเป็นหนึ่งแกนทำให้มีข้อดีคืออ่อนตัวและทนต่อสภาพการสั่นสะเทือนได้ดี เหมาะที่จะใช้เป็นสายเดินเข้าเครื่องจักรที่มีการสั่นสะเทือนขณะใช้งานสายชนิดนี้ใช้งานได้ทั่วไปเหมือนสายชนิดเอ็นวายวาย นอกจากนี้ยังมีสายวีซีทีเป็นชนิดวีซีที-กราวด์ (VCT-G) ซึ่งมี 2 แกน 3 แกนและ 4 แกน และมีสายดินเดินรวมไปด้วยอีกเส้นหนึ่งเพื่อให้เหมาะสำหรับใช้กับเครื่องอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต้องต่อลงดิน สายวิซีทีสามารถเดินแบบฝังดินโดยตรงได้
     สายไฟฟ้ามีหลากหลายชนิด ทั้งชนิดที่เป็นตัวนำทองแดง และตัวนำอะลูมิเนียมแต่ละชนิดยังแบ่งได้เป็นหลายประเภท ซึ่งขึ้นอยู่กับประเภทการใช้งาน ยกตัวอย่างสายตัวนำทองแดงหุ้มด้วยฉนวนและเปลือกพีวีซีและมีลักษณะสายที่แข็งโค้งงอได้ยาก ได้แก่สาย THW VAF VAF-GRD NYY-GRD 0.6/1KV-CV สายตัวนำทองแดงที่มีลักษณะนิ่มโค้งงอได้ง่าย ได้แก่สาย THW-A THWA-C NAY SAC25-35KV ในแต่ละประเภทยังแบ่งเป็นขนาดต่างๆ ซึ่งควรเลือกให้เหมาะสมกับการใช้งาน ดังนั้นในการพิจารณาเลือกสายไฟฟ้าที่เหมาะสมนั้น มีหลายข้อด้วยกันที่ต้องพิจารณา ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพ ความเชื่อถือได้ และความปลอดภัยในการใช้งาน ข้อกำหนดที่ต้องพิจารณาในการเลือกสายไฟฟ้า ได้แก่ พิกัดแรงดัน (Voltage Rating),พิกัดกระแส (Current Rating),แรงดันตก (Voltage Drop), สายควบ(Multiple Conductors)

     
     
     

     สายไฟฟ้าแรงดันสูง (High Voltage Power Cable)

     เป็นสายตีเกลียวมีขนาดใหญ่ แบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ สายเปลือย และสายหุ้มฉนวน

     1. สายเปลือย

     สายอลูมิเนียมตีเกลียวเปลือย (AAC)
     สายอลูมิเนียมผสม (AAAC)
     สายอลูมิเนียมแกนเหล็ก (ACSR)

     2. สายหุ้มฉนวน

     สาย Partial Insulated Cable (PIC)
     สาย Space Aerial Cable (SAC)
     สาย Preassembly Aerial Cable
     สาย Cross-linked Polyethylene (XLPE)

   • ที่มา www.thai-electricworks.com , http://www.telepart.net