ชนิดของสายไฟ
ชนิดของสายไฟ
สายไฟจะแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆคือ สายสำหรับไฟแรงดันต่ำและสำหรับไฟแรงดันสูง ใน บทความนี้จะกล่าวถึงสายไฟที่ใช้ตามอาคารบ้านเรือนซึ่งจัดเป็นสายไฟแรงดันต่ำ สำหรับประเทศไทย สายไฟแรงดันต่ำจะต้องเป็นไปตามมาตรฐาน มอก.11-2531 หรือ TIS-11-2531 ตามมาตรฐานแล้วสายไฟแรงดันต่ำจะมีหลายขนาด (พื้นที่หน้าตัด) ตั้งแต่ขนาดเล็กจนถึงขนาดใหญ่ ซึ่งจะทนแรงดันไฟฟ้าได้ตั้งแต่ 300 โวลต์ ถึง 750 โวลต์ สายไฟตามมาตรฐาน มอก.11-2531 จะแบ่งเป็นประเภทตามขนาด ความทนแรงดันไฟและการใช้งาน ได้ดังนี้
1 สายไอวี (IV) สาย ชนิดนี้เป็นสายเดียวหรือแกนเดี่ยวชนิดทนแรงดันไฟ 300 โวลต์ใช้เป็นสายเดินเข้าอาคารสำหรับที่พักอาศัยที่ใช้ระบบ 1 เฟสและห้ามใช้กับระบบ3เฟสที่มีแรงดัน 380 โวลต์ การใช้งาน ถ้าเดินสายลอยต้องยึดด้วยวัสดุฉนวน หรือ เดินในช่องเดินสายสายในสถานที่แห้ง แต่ห้ามร้อยท่อฝังดินหรือฝังดินโดยตรง
2 สายวีเอเอฟ (VAF) เป็น สายชนิดทนแรงดัน 300 โวลต์มีทั้งชนิดเป็นสายเดี่ยวสายคู่และที่มีสายดินอยู่ด้วย ถ้าเป็นสายเดี่ยวจะเป็นสายกลมและถ้าเป็นชนิด 2 แกนหรือ 3 แกนจะเป็นสายแบน ตัวนำนอกจากจะมีฉนวนหุ้มแล้วยังมีเปลือกหุ้มอีกชั้นหนึ่งสายคู่จะนิยมเดิน ตามฝาผนังด้วยเข็มขัดรัดสาย (Clip) หรือเดินในช่องเดินสาย แต่ห้ามเดินฝังดินโดยตรง การจะเดินสายประเภทนี้ใต้ดินจะต้องเดินในท่อฝังดินที่ปีกานป้องกันน้ำซึม เข้าท่อ ใช้ในบ้านอยู่อาศัยทั่วไปสายชนิดนี้ห้ามใช้ในวงจร 3 เฟสที่มีแรงดัน 380 โวลต์เช่นกัน (ในระบบ3เฟสแต่แยกไปใช้งานเป็นแบบ1 เฟสแรงดัน 220 โวลต์จะใช้ได้)
3 สายเอชดับเบิลยู (THW) เป็น สายไฟฟ้า ชนิดทนแรงดัน 750โวลต์เป็นสายเดี่ยวนิยมใช้กันอย่างกว้างขวางโดยเฉพาะในโรงงานอุตสาหกรรม เนื่องจากใช้ในวงจรไฟฟ้าสามเฟสปกติ แกนของสายประเภทนี้มีตัวนำทองแดงจะมีหลายสายร้อยเป็นสายใหญ่หนึ่งแกน การใช้งานคือใช้เดินลอยด้วยตัวยึดทำจากวัสดุฉนวน เดินในช่องเดินสาย หรือเดินในท่อฝังดินที่มีการป้องกันน้ำซึมเข้าสู่ท่อ แต่ห้ามฝังดินโดยตรง
4 สายเอ็นวายวาย (NYY) มี ทั้งชนิดแกน เดียวและหลายแกนสายหลายแกนก็จะเป็นสายกลมเช่นกันสายชนิดนี้ทนแรงดัน 750โวลต์นิยมใช้อย่างกว้างขวางเช่นกันเนื่องจากถูกออกแบบให้มีความคงทนต่อ สภาพแวดล้อมเพราะมีเปลือกหุ้มอีกชั้นหนึ่งบางสำหรับสายเอ็นวายวายชนิดสาย เดี่ยว สายชนิดนี้จะมีฉนวนหุ้มแกนหนึ่งชั้นและมีเปลือกเพียงชั้นเดียวทำหน้าที่ ป้องกันความเสียหายทางกาย สำหรับสายเอ็นวายวายที่มีหลายแกนขึ้นไปอาจจะถูกเรียกว่าสายฉนวน 3 ชั้น ความจริงแล้วสายชนิดนี้มีฉนวนชั้นเดียวอีกสองชั้นที่เหลือเป็นเปลือกชั้นใน ทำหน้าที่เป็นแบบ (Form) ให้สายแต่ละแกนร้อยเกลียวเข้าด้วยกันจนมีลักษณะกลม และมีเปลือกนอกหุ้มแล้วอีกชั้นหนึ่งทำหน้าที่ป้องกันความเสียหายทางกายภาพ สายเอ็นวายวายหลายแกนจะมีชนิด 2 แกนและ 4 แกนซึ่งแล้วแต่ความต้องการใช้งาน สายชนิดนี้จะมีเปลือกสองชั้นดังกล่าวแล้วข้างต้น สายเอ็นวายวายชนิด 4 แกนมีสายนิวทรัลรวมอยู่ด้วยเรียกว่าเป็นสายเอ็นวายวาย-เอ็น (NYY-N) คือมีสายไฟอยู่3เส้นและมีสายนิวทรัลอีกหนึ่งเส้นมีขนาดพื้นที่หน้าตัดประมาณ ครึ่งหนึ่งของสายเส้นไฟจึงเหมาะที่จะใช้ในวงจร 3 เฟส4สาย อีกประเภทหนึ่งคือสายชนิดเอ็นวายวาย-กราวด์ (NYY-G) คือเป็นสายชนิด 2แกน 3แกน และ4แกนที่มีสายดิน (Groud) รวมอยู่ด้วยอีกหนึ่งเส้นจึงเหมาะที่จะใช้ต่อเข้าอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต้องต่อลง ดิน สายเอ็นวายๆทุกชนิดสามารถเดินใต้ดินได้โดยตรงเพราะมีเปลือกชั้นอกทำให้ทนต่อ สภาพแวดล้อม
5 สายวีซีที (VCT) เป็น สายกลมมีทั้ง1แกน 2 แกน 3 แกนและ 4 แกน สามารถทนแรงดัน 750 โวลต์มีฉนวนและเปลือกเช่นกันกับสายเอ็นวายวาย มีข้อพิเศษกว่าก็คือตัวนำจะประกอบด้วยทองแดงฝอยเส้นเล็กๆร้อยรวมกันเป็น หนึ่งแกน ทำให้มีข้อดีคืออ่อนตัวและทนต่อสภาพการสั่นสะเทือนได้ดี เหมาะที่จะใช้เป็นสายเดินเข้าเครื่องจักรที่มีการสั่นสะเทือนขณะใช้งานสาย ชนิดนี้ใช้งานได้ทั่วไปเหมือนสายชนิดเอ็นวายวาย นอกจากนี้ยังมีสายวีซีทีเป็นชนิดวีซีที-กราวด์ (VCT-G) ซึ่งมี2 แกน 3 แกน และ 4 แกน และมีสายดินเดินรวมไปด้วยอีกเส้นหนึ่งเพื่อให้เหมาะสำหรับใช้กับเครื่อง อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต้องต่อลงดิน สายวีซีทีสามารถเดินแบบฝังดินโดยตรงได้
การส่งพลังงานไฟฟ้า
โรงไฟฟ้าส่งพลังงานไฟฟ้ามายังบ้านเรือนได้โดยใช้สายไฟ นำพลังงานไฟฟ้ามาตามสาย ไฟแรงสูง จากนั้นจึงผ่านหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อลดแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้ต่ำลง แล้วใช้สายไฟต่อแยกเอาพลังงานไฟฟ้าเข้ามาใช้ในบ้าน ทั้งนี้ต้องต่อผ่านมาตรวัดพลังงานไฟฟ้าก่อน สายไฟที่ต่อแยกเอาพลังงานไฟฟ้าเข้ามาใช้ในบ้าน ต้องนำไปต่อเข้ากับอุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านเป็นวงจรไฟฟ้าเพื่อให้ เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านั้นทำงานได้
ที่มา : สมโภค สุขอนันต์ สามารถ พงษ์ไพบูลย์. วิทยาศาสตร์ ม.3 เล่ม 6. ไม่ปรากฏปีที่พิมพ์. หน้า 2.
สายไฟ
สายไฟเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ส่งพลังงานไฟฟ้าจากที่หนึ่งไปยังอีก ที่หนึ่งโดยกระแสไฟฟ้าจะ เป็นตัวนำพลังงานไฟฟ้าผ่านไปตามสายไฟจนถึงเครื่องใช้ไฟฟ้า สายไฟทำด้วยสารที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ เรียกว่าตัวนำไฟฟ้า และตัวนำไฟฟ้าที่ใช้ทำสายไฟเป็นโลหะที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ดี ลวดตัวนำแต่ละชนิดยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ต่างกัน ตัวนำไฟฟ้าที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้มากเรียกว่ามีความนำไฟฟ้ามากหรือมี ความต้านทานไฟฟ้าน้อย ลวดตัวนำจะมีความต้านทานไฟฟ้าอยู่ด้วย โดยลวดตัวนำที่มีความต้านทานไฟฟ้ามากจะยอม ให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้น้อย
ความสัมพันธ์ระหว่างความนำไฟฟ้า กับความต้านทานไฟฟ้า
ความนำไฟฟ้า หมายถึงสมบัติในการยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านในลวดตัวนำแต่ละชนิด
ความต้านทานไฟฟ้า หมายถึงสมบัติการต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า หน่วยของความ ต้านทานคือ โอห์ม (Ohm)
ลวดตัวนำที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้มาก เรียกว่ามีความนำไฟฟ้ามากหรือมีความต้าน ทานไฟฟ้าน้อย
ลวดตัวนำที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้น้อย เรียกว่า มีความนำไฟฟ้าน้อย หรือมีความต้าน ทานไฟฟ้ามาก ดังนั้น ความนำไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้าจึงเป็นสัดส่วนผกผันซึ่งกันและกัน
กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความนำไฟฟ้ากับความต้านทานไฟฟ้าของลวดตัวนำเป็นดังนี้
ความนำไฟฟ้าของลวดตัวนำขึ้นอยู่กับ
1. ชนิดของลวดตัวนำ โลหะเงินนำไฟฟ้าได้ดีกว่าทองแดง อะลูมิเนียม ทังสเตน เหล็ก และนิโครม ตามลำดับ ( ลวดนิโครมเป็นโลหะผสมระหว่างนิเกิลกับโครเมียม )
2. ความยาวของลวดตัวนำ ลวดตัวนำชนิดเดียวกัน ขนาดเท่ากัน ลวดที่มีความ ยาวมากจะมีความนำไฟฟ้าได้น้อย ความต้านทานไฟฟ้ามากกว่าลวดสั้น
3. พื้นที่หน้าตัดหรือขนาดของลวดตัวนำ ลวด ตัวนำชนิดเดียวกัน ความยาวเท่ากัน ลวดที่มีพื้นที่หน้าตัดมากกว่า ( ขนาดใหญ่กว่า ) จะมีความนำไฟฟ้ามากกว่าลวดที่มีพื้นที่หน้าตัดเล็ก เช่น ลวด เบอร์ 30 มีขนาดเล็กกว่าลวดเบอร์ 26 ถ้าความยาวเท่ากัน ลวดเบอร์ 30 จะมีความนำไฟฟ้าน้อยกว่า ( ความต้านทานไฟฟ้ามากกว่า ) ลวดเบอร์ 26
4. อุณหภูมิต่ำ ลวดตัวนำจะนำไฟฟ้าได้ดีกว่าที่อุณหภูมิสูง
ความต้านทานไฟฟ้าของลวดตัวนำขึ้นอยู่กับ ชนิด ความยาว พื้นที่หน้าตัดและอุณหภูมิของลวดตัวนำ
ความต้านทานไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความยาวและเป็นสัดส่วนผกผันกับพื้นที่หน้าตัดของตัวนำไฟฟ้า
ตัวนำยวดยิ่ง
ตัวนำยวดยิ่ง (super conductor) หมายถึง สารที่มีความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ที่อุณหภูมิต่ำมาก ๆ โดยความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำไฟฟ้าจะลดลง เมื่ออุณหภูมิลดลง และถ้าลดอุณหภูมิลงถึงระดับหนึ่ง คือ ประมาณ 4 – 15 k หรือ -268.85 o C แล้วตัวนำไฟฟ้า เช่น ปรอท จะหมดความต้านทานไฟฟ้าหรือมีความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์
สายไฟที่ใช้ในบ้านทำด้วยทองแดง ถึง แม้ว่าทองแดงมีความต้านทานไฟฟ้ามากกว่าเงิน แต่ราคาถูกกว่าจึงนิยมใช้ทำสายไฟ บนสายไฟนอกจากจะพิมพ์ชื่อบริษัทผู้ผลิตแล้ว ยังมีตัวอักษร กำกับมาด้วยเช่น 250 V 60 o C P.V.C. 2 X 2.5 SQ.mm. หมายความว่าสายไฟนี้ใช้กับความต่างศักย์ สูงสุดได้ไม่เกิน 250 โวลต์ ในที่ซึ่งมีอุณหภูมิสูงสุดได้ไม่เกิน 60 องศาเซลเซียล สายไฟนี้ใช้ พี วี ซี หุ้มเป็นฉนวน ภายในเป็นสายไฟ 2 เส้นคู่กัน โดยแต่ละเส้นมีพื้นที่หน้าตัด 2.5 ตารางมิลลิเมตร
สายไฟแรงสูงทำด้วยอะลูมิเนียม ทั้ง ๆ ที่อะลูมิเนียมมีความต้านทานสูงกว่าทองแดง แต่ราคาถูก น้ำหนักเบากว่าทองแดง และเมื่อใช้กับไฟฟ้าแรงสูง พลังงานไฟฟ้าที่สูญเสียไปในสายไฟ ที่ทำด้วยอะลูมิเนียม จะไม่ต่างจากพลังงานไฟฟ้าที่สูญเสียไปในสายไฟที่ทำด้วยทองแดงมากนัก
สาย ไฟขนาดต่างกันนำไฟฟ้าได้ไม่เท่ากันในการเลือกใช้สายไฟทั้งที่ต่อนอกบ้าน ภายใน บ้าน และที่ใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ นั้น ต้องเลือกใช้สายไฟที่มีขนาดพอเหมาะกับปริมาณกระแสไฟ ฟ้าที่ไหลผ่าน ดังตารางต่อไปนี้
สาย ไฟที่ใช้ในบ้านทั้งหมด มีฉนวนไฟฟ้าหุ้มอยู่ เช่น หุ้มด้วย พี วี ซี หรือยาง เพื่อไม่ให้สายไฟแตะกัน นอกจากนี้ยังมีสายไฟบางชนิดอาบด้วยสารเคมีที่มีสมบัติเป็นฉนวน สายไฟเหล่านี้มักใช้ในการทำหม้อแปลงไฟฟ้า มอเตอร์ ไดนาโม หรือเป็นส่วนประกอบในเครื่องใช้ไฟฟ้า
ที่มา : รัตนาภรณ์ อิทธิไพสิฐพันธุ์ และคณะ. สมุดเสริมความรู้ ทักษะปฏิบัติ และแบบทดสอบตามจุดประสงค์ วิทยาศาสตร์ ว 306 ชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 3. 2543. หน้า 6.
สายอะลูมิเนียมแกนโลหะผสม เป็นสายไฟฟ้าแรงสูงที่คล้ายกับสายอะลูมิเนียม
แกนเหล็ก แต่รับแรงดึงได้น้อยกว่า
สายไฟฟ้าแรงสูง (High Voltage Cable) ซึ่งส่วนใหญ่หน่วยงานควบคุมไฟฟ้าจะเป็นผู้ใช้ เช่น กฟผ., กฟภ.,กฟน
สายไฟฟ้ายังแยกย่อยออกไปเป็นแต่ละแบบดังนี้
สายไฟฟ้าแบบเปลือย ส่วนมากสายไฟฟ้าประเภทนี้จะใช้ภายนอกอาคาร
สายอลูมิเนียมตีเกลียวเปลือย (AAC Cable)
สายอลูมิเนียมผสม (AAAC Cable)
สายอลูมิเนียมแกนเหล็ก (ACSR Cable)
สายอลูมิเนียมตีเกลียวเปลือย (AAC Cable)
สายอลูมิเนียมผสม (AAAC Cable)
สายอลูมิเนียมแกนเหล็ก (ACSR Cable)
สายไฟฟ้าแบบหุ้ม สายไฟฟ้าประเภทนี้มีใช้ทั้งภายนอกและภายในอาคารทั่วๆไป
สาย Partial Insulated Cable (PIC Cable)
สาย Space Aerial Cable (SAC Cable)
สาย Preassembly Aerial Cable
สาย Cross-linked Polyethylene (XLPE Cable)
สายไฟฟ้าแรงต่ำ (Low Voltage Cable) เป็นสายไฟฟ้าที่ใช้ตามบ้านและอาคารทั่วไป
วีเอเอฟ (VAF Cable)
ทีเอชดับเบิลยู (THW Cable)
เอ็นวายวาย (NYY Cable)
วีซีที (VCT Cable)
่นี่ี้คือประเภทของสายไฟฟ้ามาตรฐานทั่วไป ที่เราพบเห็นและใช้อยู่ในปัจจุบัน
ประเภทยี่ห้อสายไฟฟ้า สายไฟฟ้าไทย ยาซากิ(Thai Yazaki) สายไฟฟ้าบางกอกเคเบิ้ล (Bangkok Cable) สายไฟฟ้าเฟ้ลปส์ ดอด์จ(PhelpsDodge Cable) สายไฟฟ้าฟลูเลอร์ (Fuhere Cable) สายไฟฟ้าจรุงไทย(CTW Cable)