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