สายไฟฟ้าแรงดันสูง

สายไฟฟ้าแรงดันสูง

สายไฟฟ้าแรงดันสูงเป็นสายที่ใช้กับระดับแรงดันตั้งแต่ 1 KV จนถึง 36KV โดยแรงดันตั้งแต่

1KV – 36KV เรียกว่าแรงดันปานกลาง ( Medium Voltage )  แรงดันตั้งแต่ 36KV ขึ้นไปเรียกว่าแรงดันสูง ( High Voltages ) เป็นสายที่มีขนาดใหญ่ มนลักษณะตัวนำตีเกลียว สาไฟฟ้าแรงดันสูงสามารถแบ่งออกได้ 2 ประเภท คือ สายเปลือย ( Bare Wires ) และ สายหุ้มฉนวน ( lnsulated Wires ) 

สายเปลือย ( Bare Wires ) 

   สายเปลือย  คือ  สายที่ไม่มีเปลือกฉนวนหุ้มสาย  ถ้าหากนำไปใช้กับระบบจำหน่ายแรงดันต่ำจะไม่ปลอดภัย  จึงใช้สายชนิดนี้กับงานแรงดันสูง  สายเปลือยนิยมใช้ในงานแรงดันสูงมักจะทำมาจากอะลูมิเนียม  เพราะมีน้ำหนักเบาและราคาถูก  แต่สายอะลูมิเนียมล้วนจะไม่สามารถรับแรงดึงได้สูงขึ้น  โดยการเสริมแกนเหล็ก  หรือใช้โลหะอื่นผสม  สายเปลือยที่นิยมใช้ในปัจจุบันได้แก่

  • สายไฟฟ้าอะลูมิเนียมตีเกลียวเปลือย ( AAC )
  • สายไฟฟ้าอะลูมิเนียมผสม  ( AAAC ) 
  • สายไฟฟ้าอะลูมิเนียมแกนเหล็ก  ( ACSR ) 

1.  สายไฟฟ้าอะลูมิเนียมตีเกลียวเปลือย  ( AAC-All  Aluminium Conductor ) เป็นตัวนำอะลูมิเนียมพันตีเกลียวเป็นชั้นๆ  สายชนิดนี้รับแรงดึงได้ต่ำ  จึงไม่สามารถขึงสายให้มีระยะห่างช่วงเสา ( Span ) มากๆ ได้  โดยปกติความยาวช่วงเสาต้องไม่เกิน 50m  ยกเว้นสายที่มีขนาด 95mm² ขึ้นไปนั้น  สามารถที่จะมีระยะห่างช่วงเสาได้ไม่เกิน 100 m  มาตรฐานสำหรับสายไฟฟ้าอะลูมิเนียมตีเกลียวเปลือย คือ มอก.  85-2548, IEC 61089:1991  ( Aluminium stranded conductors. ) สาย AAC มีลักษณะดังรูปที่ 4.1

2.  สายไฟฟ้าอะลูมิเนียมผสม  ( AAAC-All Aluminium Alloy Conductor )  สายชนิดนี้มีส่วนผสมของอะลูมิเนียม  แมกนีเซียม  และซิลิกอน  สายไฟฟ้าอะลูมิเนียมผสมจะมีความเหนียวและรับแรงดันได้สูงกว่าสายไฟฟ้าอะลูมิเนียมล้วน  จึงสามารถขึงสายให้มีระยะห่างช่วงเสาได้มากขึ้น  นิยมใช้เดินสายบริเวณชายทะเล  เพราะสามารถทนต่อการกัดกร่อนของไอเกลือบริเวณชายทะเลได้ดี  IEC  61089:1991  ( Aluminium alloy  stranded  conductors ( Aluminium – magnesium – silicon type. )  สาย AAAC มีลักษณะดังรูปที่ 4.2

3.  สายไฟฟ้าอะลูมิเนียมแกนเหล็ก ( ACSR-Aluminium Conduc-tor Steel Relnforced )  เป็นสายไฟฟ้าอะลูมิเนียมตีเกลียว  และมีสายเหล็กอยู่ตรงกลาง  เพื่อให้สามารถรับแรงดึงได้สูงขึ้น  ทำให้สามารถขยายระยะห่างช่วงเสาได้มากขึ้น  แต่จะไม่ใช้สายชนิดนี้บริเวณชายทะเล  เพราะว่าจะเกิดการกัดกร่อนจากไอของเกลือ  ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง  มาตรฐานสำหรับสายอะลูมิเนียมแกนเหล็ก คือ  มอก. 85-2548  IEC  61089:1991 ( Al-uminium conductors, steel-relnforced )  สาย ACSR มีลักษณะดังรูปที่  4.3

สายหุ้มฉนวน (lnsulated Wires)

   ในการเดินสายไฟฟ้าแรงสูงผ่านบริเวณที่มีผู้อยู่อาศัย  เพื่อความปลอดภัยจะต้องใช้สายไฟฟ้าแรงสูงที่มีฉนวนหุ้ม  และการใช้สายหุ้มฉนวนยังช่วยลดการเกิดลัดวงจรจากสัตว์หรือกิ่งไม้แตะถูกสายไฟอีกด้วย  ทำให้ระบบ  ไฟฟ้ามีความเชื่อถือได้สูงขึ้น  สายไฟฟ้าแรงดันสูงหุ้มฉนวนที่นิยมใช้มีดังต่อไปนี้

  • สาย Partial lnsulated Cable ( PIC )
  • สาย Space Aerial Cable ( SAC)
  • สาย Preassembly Aerial Cable
  • สาย Cross – linked Polyethylene ( XLPE )

1. สาย Partial lnsulated Cable ( PIC ) การใช้สายเปลือยจะมีโอกาสเกิดลัดวงจรขึ้นได้ง่าย  เพื่อลดปัญหานี้  จึงได้มีการนำสาย  PIC  มาใช้แทนสายเปลือย  โดยโครงสร้างของสาย PIC  นี้จะประกอบด้วย  ตัวนำอะลูมิเนียมตีเกลียวหุ้มด้วยฉนวน  XLPE 1 ชั้น  ดังรูปที่ 4.4

       แม้ว่าสายชนิดนี้จะมีฉนวน XLPE หุ้ม  แต่ก็ไม่สามารถที่จะแตะต้องโดยตรงได้  เนื่องจากฉนวนเป็นเพียงฉนวนบางซึ่งจะช่วยลดการเกิดลัดวงจรของสายเปลือยเท่านั้น  การไฟฟ้าฯได้นำสายชนิดนี้มาใช้งานโดยเดินในอากาศผ่านลูกถ้วยบนเสาไฟฟ้าแทนสายเปลือย  แต่ได้ผลไม่ค่อยดี  ดังนั้นขณะนี้จะใช้สาย SAC

2. สาย Space Aerial  Cable ( SAC ) สาย SAC  โครงสร้างมันเป็นตัวอะลูมิเนียมตีเกลียว  มีฉนวน XLPE  หุ้มเช่นเดียวกับสาย PLC  แต่จะมีเปลือก ( Sheath )  ที่ทำจาก  XLPE  หุ้มฉนวนอีกชั้นหนึ่ง  ทำให้มีความทนทานมากกว่าสาย PIC สาย SAC มีลักษณะดังรูป 4.5

    แม้ว่าสายชนิดนี้จะมีเปลือก ( Sheath )  หุ้มฉนวนอีกชั้นหนึ่ง  แต่ก็ไม่ควรสัมผัสสายโดยตรง  เพราะจะเป็นอันตรายได้  ในการใช้งานสายชนิดนี้การไฟฟ้าฯใช้เป็นวงจรเสริมสำหรับวงจรที่ใช้สาย PIC  โดยในการเดินสายจะต้องใช้ Spacer  เพื่อจำกัดระยะห่างระหว่างสาย  สายชนิดนี้แม้ว่าจะสามารถวางใกล้กันได้มากกว่าสาย PIC แต่ก็ต้องไม่เกินระยะจำกัดค่าหนึ่งนอกจากนี้จะต้องใช้  Messenger Wire ช่วยดึงสายไว้โดย  Messenger Wire  จะต่อลงดินทำหน้าที่เป็นสาย Overhead Ground Wire 

3. สาย Preassembiy  Aerial  Cable
สายชนิดนี้ จัดเป็นสาย  Fully lnsusulated  โดยมีโครงสร้างคล้ายสาย XLPE แต่มีตัวนำเป็นอลูมิเนียม เนื่องจากสายชนิดนี้สามารถวางใกล้กันได้จึงใช้สายชนิดนี้ เมื่อสายไฟฟ้าผ่านในบริเวณที่มีระยะห่าง (Clearance) กับอาคารจำกัดหรือผ่านบริเวณที่มีคนอาศัยอยู่ สายชนิดนี้ยังสามารถวางพาดไปกับมุมตึกได้ เนื่องจากมีความแข็งแรงทนทานมาก

4. สาย Cross-linked Polyethylene (XLPE)
สาย XLPE เป็นสายที่ใช้มากที่สุดในปัจจุบัน จัดเป็นสาย Fully Insulate โดยมีโครงสร้าง และ ส่วนประกอบดังรูปที่  4.6

  • ตัวนำ  ( Conductor )  ส่วนใหญ่จะเป็นทองแดงในลักษณะตีเกลียว ( Strand )  ซึ่งอาจอยู่ในรูปแบบของ  Copper Concentric Strand หรือ Copper Compact Strand
  • ชีลด์ของตัวนำ ( Conductor  Shield )   ทำด้วยสารกึ่งตัวนำ ( Semi – Conducting  Material )  มีหน้าที่ช่วยในสนามไฟฟ้าระหว่างตัวนำกับฉนวนกระจายอย่างสม่ำเสมอในแนวรัศมีเป็นการช่วยลดการเกิด Breakdown ได้
  • ฉนวน ( lnsulation )  เป็นชั้นที่หุ้มห่อชั้นชีลด์ของตัวนำอีกทีหนึ่ง  ทำด้วยฉนวน XLPE  สายเคเบิลที่ดีนั้นผิวด้านนอกของชั้นฉนวนจะต้องเรียบ
  • ชีลด์ของฉนวน  ( lnsulation Shield )  เป็นชั้นของ  Semi Conducting Material หุ้มทับชั้นของฉนวน  จากนั้นก็หุ้มด้วยชั้นของลวดทองแดง ( Copper wires )  หรือเทปทองแดง  ( Copper Tape )  อีกทีหนึ่ง  ชีลด์ของฉนวนนี้  จะทำหน้าที่จำกัดสนามไฟฟ้าให้อยู่ในเฉพาะภานในสายเคเบิล  เป็นการป้องกันการรบกวนระบบสื่อสาร  นอกจากนี้การต่อชีลด์ลงดินจะช่วยลดอันตรายจากการสัมผัสถูกสายเคเบิลด้วย  และทำให้เกิดการกระจายของแรงดันอย่างสม่ำเสมอขณะใช้งาน
  • เปลือกนอก (Jacket )   ชั้นของเปลือกนอกนี้อาจจะเป็น Polyvinyl Chloride  ( PVC ) หรือ Polyethylene ( PE )  ก็ได้แล้วแต่ว่าลักษณะของงานจะเป็นอย่างไร  ถ้าเป็นงานกลางแจ้งก็มักใช้ Polyvinyl Chloride  เพราะว่ามันเฉื่อยต่อการติดไฟ  ในขณะที่ Polyethylene  มักจะใช้งานแบบเดินลอยเนื่องจากความทนทานต่อสภาพดินฟ้าอากาศ  ส่วนในกรณีที่วางเคเบิลใต้ดินอาจจะมีชั้นของ  Service  Tape  ซึ่งอาจทำด้วยชิ้นผ้า ( Fabric Tape )  คั่นระหว่างชีลด์กับเปลือกนอกช่วยป้องกันการเสียดสีและการกระทบกระแทก

สายชนิดนี้สามารถเดินลอยในอากาศหรือฝังใต้ดินก็ได้  แต่นิยมใช้ฝังใต้ดิน  เนื่องจากมีความแข็งแรงทนทานสามารถทนต่อความชื้นได้ดี