หม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลง หรือหม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ในการส่งผ่านพลังงานจากวงจรไฟฟ้าหนึ่งไปยังอีกวงจรโดยอาศัยหลักการของแม่เหล็กไฟฟ้า โดยปกติจะใช้เชื่อมโยงระหว่างระบบไฟฟ้าแรงสูง และไฟฟ้าแรงต่ำ ที่สามารถเปลี่ยนขนาดแรงดันไฟฟ้า หรือขนาดของกระแสไฟฟ้าได้ ซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบและใช้งาน ดังนั้นหม้อแปลงจึงเป็นอุปกรณ์หลักในระบบส่งกำลังไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีราคาสูงที่สุดในระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ของการเลือกใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้าแต่ละชนิดล้วนมาจากบริษัทผู้ผลิตซึ่งมักจะกล่าวถึงข้อดีทั้งสิ้น ทำให้ผู้มีอำนาจตัดสินใจสั่งซื้อได้รับข้อมูลด้านเดียว ดังนั้นเพื่อให้ได้หม้อแปลงที่เหมาะสมกับลักษณะการใช้งาน มีประสิทธิภาพการทำงานสูงสุดและอายุการใช้งานที่ยืนยาวคุ้มค่าจึงจำเป็นต้องมีข้อมูลที่รอบด้านและใช้การพิจารณาอย่างรอบคอบก่อนการตัดสินใจเลือกและสั่งซื้อเพื่อป้องกันปัญหายุ่งยากเกิดขึ้นในภายหลัง

การแบ่งประเภทหม้อแปลงไฟฟ้า

ประเภทของหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถแบ่งได้หลายวิธี เช่น แบ่งตามขนาดพิกัดกำลังไฟฟ้า (Power Rating) แรงดันไฟฟ้า (Voltage) กระแสไฟฟ้า (Current) ชนิดของการระบายความร้อน (Type of Cooling) และประเภทของสารฉนวนที่ใช้ ฯลฯ

เป็นไปได้สำหรับวิธีที่ง่ายที่สุดในการแบ่งประเภทหม้อแปลงที่ง่ายกว่าที่กล่าวมาข้างต้นคือการแบ่งตามเฟสของระบบไฟฟ้าที่ใช้ นั่นคือ

1. หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว (Single Phase Transformer) ใช้กับระบบไฟฟ้า 1 เฟส 3 สาย เช่น หม้อแปลงระบบจำหน่าย (Distribution Transformers) มี 4 ขนาดพิกัด คือ 10 kVA, 20 kVA, 30 kVA และ 50 kVA

2. หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส (Three Phase Transformer) ใช้กับระบบไฟฟ้า 3 เฟส 4 สาย เช่น หม้อแปลงระบบจำหน่ายมีหลายขนาดพิกัด คือ 30 kVA, 50 kVA, 100 kVA, 160 kVA, 250 kVA, 315 kVA, 400 kVA, 500 kVA, 1000 kVA, 1250 kVA, 1500 kVA, 2000 kVA และ 2500 kVA

สำหรับระบบไฟฟ้าสามเฟส สามารถใช้หม้อแปลงเฟสเดียวที่เหมือนกันในทุกรายละเอียด (Identical) จำนวน 3 เครื่องมาต่อพ่วง (Bank) เข้าด้วยกันเพื่อใช้งานกับระบบได้ แต่ถ้าใช้หม้อแปลงสามเฟสเครื่องเดียวราคาจะต่ำกว่าประมาณ 15% และใช้พื้นที่ในการติดตั้งน้อยกว่าประมาณหนึ่งในสาม

การแบ่งประเภทหม้อแปลงตามเทคโนโลยีขั้นพื้นฐานในการออกแบบจัดวางโครงสร้างแกนเหล็กและการผลิตที่นิยมทำ

โดยมี 2 เทคโนโลยีหลักที่ใช้ในการออกแบบและผลิตหม้อแปลง คือ

1. ชนิดคอร์ (Core Type) การออกแบบและการจัดวางแผ่นแกนเหล็กง่าย มีเส้นแรงแม่เหล็กรวมอยู่ที่แกนของหม้อแปลง สามารถรื้อออกมาซ่อมได้ง่าย การระบายความร้อนออกจากขดลวดหม้อแปลงทำได้ดี เหมาะสำหรับใช้งานกับระดับแรงดันไฟฟ้าสูงมาก (EHV)

2. ชนิดเปลือกรอบ (Shell Type) มีความซับซ้อนของโครงสร้างมากกว่าแบบคอร์ มีเส้นแรงแม่เหล็กรวมอยู่รอบนอกขดลวดหม้อแปลง ความแข็งแรงทางกลสูง การรื้อออกมาซ่อมทำได้ไม่ง่าย การระบายความร้อนออกจากขดลวดไม่ค่อยดีนักเนื่องจากถูกล้อมรอบด้วยแกนเหล็ก ไม่เหมาะสำหรับใช้งานกับระดับแรงดันไฟฟ้าสูงมาก

หม้อแปลงแบบเติมฉนวนเหลว (Liquid-filled Transformers)

1. หม้อแปลงชนิดเติมน้ำมันฉนวน (Oil Filled Transformer)

สำหรับหม้อแปลงชนิดเติมฉนวนเหลว ระบบการฉนวนมักใช้กระดาษฉนวนเซลลูโลส (Cellulose Paper) ร่วมกับสารตัวกลางในการระบายความร้อนซึ่งมักเป็นน้ำมันแร่ (Mineral-based Oil) ทำให้ได้คุณสมบัติเชิงความร้อนที่ดีและค่าไดอิเล็กตริคสูง แต่เนื่องจากน้ำมันหม้อแปลงที่ใช้สามารถลุกติดไฟได้โดยมีจุดติดไฟขั้นต่ำ (Flash Point min.) ที่ 140 ๐C จึงมีความเสี่ยงเรื่องเกิดอัคคีภัย ทำให้ผู้ซื้อมองหาทางเลือกอื่นเช่น หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแห้ง หม้อแปลงชนิดเติมน้ำมันฉนวนมีข้อได้เปรียบคือ ราคาแรกซื้อเฉพาะตัวหม้อแปลงจะต่ำกว่าหม้อแปลงชนิดแห้ง

2. หม้อแปลงชนิดเติมสารฉนวนเหลวไม่ลุกติดไฟ (Non-Flammable Liquid Filled Transformer)

ความต้องการของผู้ใช้งานที่ต้องการสารฉนวนและระบายความร้อนชนิดไม่ไวไฟหรือติดไฟยาก (Less Flammable Liquid) แทนการใช้น้ำมันแร่ เช่น เป็นไฮโดรคาร์บอนที่มีคุณสมบัติทางการเกิดไฟสูง (High Fire Point Hydrocarbons) ซิลิโคน (Silicones) และโพลีคลอริเนตไบฟีนีล (Polychlorinated Biphenyl: PCB) โดย PCB ถูกนำมาใช้กับหม้อแปลงโดยบริษัท GE ตั้งแต่ปี ค.ศ.1932 เนื่องจากมีคุณสมบัติทางไดอิเล็กตริคดีมาก ทนความร้อนสูง มีจุดติดไฟสูงมากจนอาจกล่าวได้ว่าไม่ลุกติดไฟ แต่ต่อมาถูกยกเลิกไม่ให้นำมาใช้งานอีกนับตั้งแต่ปี ค.ศ.1970 เป็นต้นมา เนื่องจากพบว่าเป็นสารพิษที่เห็นผลความเป็นพิษต่อสุขภาพทันทีที่สัมผัสหรือสูดดม เป็นผลให้ยุติการผลิตหม้อแปลงที่ใช้สาร PCB

หม้อแปลงชนิดนี้สามารถติดตั้งใช้งานได้ทั้งภายในและภายนอกอาคาร ใกล้อาคาร ทางเดินเท้า ฯลฯ และไม่ต้องการโครงสร้างพื้นฐาน (Infrastructure) เพิ่มเติมเพื่อจุดประสงค์ทางความปลอดภัยจากการเกิดเพลิงไหม้

หม้อแปลงแบบแห้ง (Dry type Transformers)

1. หม้อแปลงแบบแห้งชนิดเติมแก๊ส (Gas-Filled Dry type Transformers)

หม้อแปลงชนิดนี้ถูกออกแบบมาเพื่อตอบโจทย์เรื่องความต้องการสารฉนวนที่มีจุดลุกติดไฟสูงมากเป็นสิ่งสำคัญ โดยแก๊สที่ถูกนำมาใช้มีไนโตรเจน (Nitrogen: N2) เฮกซะฟลูออโรเทน (Hexafluoroethane: C2F6) และซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์ (Sulfur hexafluoride: SF6) โดย SF6 เป็นแก๊สหลักที่นิยมนำมาใช้เนื่องจากที่มีความเป็นฉนวนสูงมาก ไม่มีพิษ ไม่มีกลิ่น ไม่ไวต่อปฏิกิริยา ทนอุณหภูมิได้สูงถึง 500 ๐C แก๊สที่นำมาใช้จะทำหน้าที่เป็นสารตัวกลางในการนำความร้อนออกจากขดลวดไปสู่ผนังตัวถังหม้อแปลง

ชนิดของแก็สที่ใช้จะเป็นตัวจำกัดความสามารถเชิงความร้อน (Thermal Capabilities) ของหม้อแปลงชนิดนี้ โดยหม้อแปลงชนิดเติมแก๊ส C2F6 จะมีขนาดพิกัดไม่เกิน 3750 kVA และไม่เกิน 2000 kVA เมื่อเติมด้วยแก็ส N2 จากการออกแบบหม้อแปลงชนิดนี้จะมีขนาดใหญ่กว่าหม้อแปลงชนิดเติมน้ำมันฉนวนราว 20%–30% เมื่อถูกออกแบบมาอย่างถูกต้องหม้อแปลงจะสามารถติดตั้งใช้งานในสภาวะแวดล้อมที่ชื้นเช่น ท่าเรือและอู่ต่อเรือได้โดยไม่เกิดปัญหา

2. หม้อแปลงแบบแห้งชนิดเคลือบฉนวนขดลวดด้วยกรรมวิธีความกดดันของสุญญากาศ (Vacuum Pressure Impregnate Dry type Transformer: VPI)

เป็นหม้อแปลงที่ถูกออกแบบมาโดยการใช้วัสดุฉนวนประเภททนความร้อนสูง (220๐C) เกินกว่ากระดาษฉนวนเซลลูโลส (105 ๐C) เมื่อใช้กรรมวิธี VPI จะมีการเคลือบขดลวดด้วยฉนวนวานิช (Varnish Coating) ระหว่างไซเคิลของการแลกเปลี่ยนระหว่างความดันและสุญญากาศทำให้วานิชแทรกซึมได้ทั่วขดลวดโดยมีโพลีเอสเตอร์เรชิ่นเป็นสารผนึก (Polyester Sealant) ทำให้ได้หม้อแปลงที่ดีกว่าแบบเดิม มีความต้านทานต่อความชื้น ทนอุณหภูมิการใช้งานสูงและติดตั้งบริเวณที่มีการปนเปื้อนทางเคมี (Chemical Contaminants) ได้

ข้อจำกัดของหม้อแปลงแบบแห้งอยู่ที่ความสามารถในการรับโหลดเกินพิกัด (Overload) แต่ก็สามารถแก้ไขได้โดยการติดตั้งพัดลมช่วยระบายความร้อน (Cooling Fans) เพิ่มเข้าไป หม้อแปลงแบบนี้มีพิกัดกำลังไฟฟ้าสูงสุดได้ถึง 30 MVA

เนื่องจากเป็นหม้อแปลงที่ช่วยลดความเสี่ยงเรื่องการเกิดเพลิงไหม้จึงมักพบว่ามีการติดตั้งใช้งานในที่สาธารณะและสถานที่พิเศษเช่น อพาร์ทเมนต์ที่พักอาศัย อุโมงค์ใต้ดิน บริเวณขุดเจาะน้ำมัน ฯลฯ

3. หม้อแปลงแบบแห้งชนิดห่อหุ้มฉนวนขดลวดด้วยกรรมวิธีความกดดันของสุญญากาศ (Vacuum Pressure Encapsulated Dry type Transformer: VPE)

กรรมวิธี VPE จะคล้ายกับ VPI แต่จะใช้เรซิ่นที่ทำจากซิลิโคนแทนการใช้โพลีเอสเตอร์และจะมีฉนวนห่อหุ้มขดลวดที่หนากว่าทำให้ได้หม้อแปลงที่เหมาะสมกับในและนอกอาคารบริเวณที่สภาพแวดล้อมที่มีความรุนแรงมากกว่าแบบ VPI

อย่างไรก็ตามยังไม่มีคำอธิบายใดที่สมบูรณ์แบบสำหรับการแบ่งประเภทหม้อแปลง ในทางปฏิบัติที่นิยมโดยภาคอุตสาหกรรมจึงใช้การแบ่งหม้อแปลงออกเป็น 2 ประเภท คือ

1. หม้อแปลงไฟฟ้าระบบกำลัง (Power Transformer) จะหมายถึงหม้อแปลงที่มีขนาดพิกัด ≥ 5 MVA

2. หม้อแปลงระบบจำหน่าย (Distribution Transformer) จะหมายถึงหม้อแปลงที่มีขนาดพิกัดตั้งแต่ 50-2500 kVA

หากแบ่งพิกัดกำลังตามมาตรฐาน IEC 60076-1 Power Transformer-Part 1: General จะเป็นดังนี้

หม้อแปลงระบบกำลัง ช่วงพิกัดกำลัง 10, 12.5, 16, 20, 25, 31.5, 40.50, 63.80, 100 MVA

หม้อแปลงระบบจำหน่าย สำหรับช่วงพิกัดกำลังขนาด 500 kVA ถึง 4000 kVA ไว้ดังนี้ คือ 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000 kVA

ข้อพิจารณาในการเลือกหม้อแปลงไฟฟ้า

1. ความเสี่ยงต่อการเกิดเพลิงไหม้ (Fire Risk)

ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย หม้อแปลงไฟฟ้าที่ติดตั้งในสถานที่ที่มีผู้คนจำนวนมาก เช่น อาคารสำนักงาน ห้างสรรพสินค้า และที่พักอาศัย จะต้องมีความเสี่ยงต่อการเกิดเพลิงไหม้ให้น้อยที่สุด เช่นเดียวกับภาคอุตสาหกรรมอย่างโรงงานสารเคมีและอุตสาหกรรมเหมืองแร่ที่จำเป็นต้องเลือกใช้หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดไม่ลุกติดไฟหรือดับไฟได้ด้วยตัวเอง (Self-extinguishing Equipment) ชนิดของสารหล่อเย็น (Coolant) ที่ใช้จึงต้องเป็นชนิดไม่ลุกติดไฟหรือมีค่าจุดลุกติดไฟสูงมาก

2. สุขอนามัย ความปลอดภัย และสิ่งแวดล้อม (Health, Safety and Environmental Concerns)

ตัวอย่างเช่นสารฉนวน PCB ซึ่งถูกห้ามใช้ตั้งแต่ปี ค.ศ.1970 เนื่องจากมีความเป็นพิษต่อสุขภาพจึงเป็นสารต้องห้ามในทุกประเทศที่ตระหนักถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

ในประเด็นนี้หากเลือกหม้อแปลงแบบเติมน้ำมันฉนวนจะต้องมั่นใจว่าเป็นน้ำมันชนิด Biodegradable ซึ่งเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ในกรณีเลือกหม้อแปลงแบบแห้งจะได้เปรียบเนื่องจากใช้อากาศเป็นตัวกลางระบายความร้อนตัดปัญหาเรื่องความเสี่ยงต่อการเกิดเพลิงไหม้ การรั่วไหลของน้ำมันและการปนเปื้อนลงสู่พื้นดิน

3. ชนิดของฉนวนไฟฟ้าที่ใช้ (Insulation)

แผ่นฉนวนที่ใช้กันมากที่สุดในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบเติมน้ำมันจะเป็นกระดาษฉนวนเซลลูโลส สารฉนวนทั้งน้ำมันแร่และซิลิโคนล้วนมีคุณลักษณะด้านไดอิเล็กตริคที่ดีจึงมีความเหมาะสมในการนำมาใช้ในระบบไฟฟ้าแรงสูง หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งถูกออกแบบมาใช้กับระบบฉนวนที่ทนอุณหภูมิสูงถึง Class H- 220๐C โดยมีกระดาษฉนวนอรามิด (Aramid Paper) เป็นฉนวนหลักที่ใช้ และมีการป้องกันความชื้นเข้าสู่แกนเหล็กและขดลวดด้วยกรรมวิธีการผลิตแบบ VPI และ VPE ซึ่งเคลือบขดลวดด้วยวัสดุฉนวนประเภทโพลีเอสเตอร์หรืออีพ๊อกซี่วานิช

4. โครงสร้างหม้อแปลง (Transformer Construction)

ส่วนประกอบที่สำคัญของหม้อแปลงไฟฟ้าจะต้องถูกคัดเลือกอย่างพิถีพิถัน พิจารณาสั่งซื้อจากผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีชื่อเสียงเป็นที่ยอมรับมีการรับประกันระยะยาว

5. เปรียบเทียบสมรรถนะ (Performance Comparison)

เรื่องใหญ่ในการพิจารณาเลือกใช้หม้อแปลงมีอยู่ 2 เรื่องคือค่าความสูญเสีย (Losses) และขนาด (Size) ปกติแล้วหม้อแปลงแบบเติมฉนวนเหลวจะมีประสิทธิภาพสูงกว่าหม้อแปลงแบบแห้ง ทั้งนี้เนื่องจากประสิทธิภาพจากการระบายความร้อนจากสารตัวกลางในการลดอุณหภูมิที่ขดลวด (Hot Spot Temperature) โดยค่าความสูญเสียของหม้อแปลงแบบแห้งที่ขนาดพิกัดเดียวกันกับหม้อแปลงแบบเติมน้ำมันฉนวนมักจะมากกว่าและมีขนาดที่ใหญ่กว่าจึงต้องการพื้นที่ในการติดตั้งมากกว่า ข้อดีอื่น ๆ ของหม้อแปลงแบบเติมน้ำมันฉนวนคือมีเสียงขณะทำงานต่ำกว่าหม้อแปลงแบบแห้ง สามารถรับโหลดเกิน (Overload Capability) ได้ดีกว่าและความคาดหมายต่ออายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า

อย่างไรก็ตามหม้อแปลงแบบเติมฉนวนเหลวก็มีข้อเสียเปรียบหม้อแปลงแบบแห้ง เช่น กรณีให้ความสำคัญเรื่องการป้องกันเหตุเพลิงไหม้ ถ้านำมาติดตั้งภายในอาคารจะต้องอยู่ภายในห้องพิเศษที่สามารถป้องกันไฟได้เนื่องจากหม้อแปลงแบบเติมฉนวนเหลวซึ่งใช้น้ำมันจะสามารถลุกติดไฟได้ในขณะที่หม้อแปลงแบบแห้งลุกติดไฟได้ยากกว่าและอาจมีปัญหาจุกจิกเรื่องเกิดการรั่วไหลของฉนวนเหลวออกจากตัวถังหม้อแปลง

6. ค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง (Installation Costs)

ข้อได้เปรียบของหม้อแปลงแบบแห้งคือการติดตั้งใช้งานภายในอาคารทำให้อยู่ใกล้กับโหลด ลดค่าใช้จ่ายเรื่องที่ดินบริเวณติดตั้งหม้อแปลง เสาไฟฟ้าและความยาวสายเคเบิล โดยทั่วไปหม้อแปลงแบบแห้งจะมีน้ำหนักน้อยกว่าหม้อแปลงแบบเติมน้ำมันฉนวนที่ขนาดพิกัดกำลังเดียวกันทำให้มีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งที่ต่ำกว่า

หม้อแปลงแบบเติมน้ำมันฉนวนขนาดพิกัดกำลังสูงจะมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์ป้องกัน เช่น บุคโฮลซ์รีเลย์ (Buchholz Relay) วาล์วปลดปล่อยความดัน (Pressure Release Valves) สำหรับหม้อแปลงชนิดปิดผนึก (Hermetically Sealed Unit) และค่าเบี้ยประกันอัคคีภัย (Fire Insurance Premiums) ที่สูงกว่า ดังนั้นในการพิจารณาตัดสินใจสั่งซื้อหม้อแปลงจึงไม่ควรอิงกับราคาเริ่มต้นของหม้อแปลงแต่เพียงอย่างเดียว โดยไม่ได้พิจารณาเรื่องความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ในระยะยาว

7. ข้อพิจารณาด้านการบำรุงรักษา (Maintenance Consideration)

โดยทั่วไปแล้วหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่ต้องการการบำรุงรักษาน้อยมาก หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งต้องการการตรวจสอบและบำรุงรักษาเป็นรายปีเพียงการทำความสะอาดและกำจัดฝุ่นเพื่อให้อากาศไหลผ่านได้สะดวกและลดการสะสมฝุ่นซึ่งอาจทำให้เกิดเพลิงไหม้ได้ การขันแน่นตามจุดต่อต่าง ๆ ขณะที่หม้อแปลงแบบเติมน้ำมันฉนวนต้องการการตรวจสอบและบำรุงรักษาที่ถี่กว่าเป็นระยะ ๆ และมากรายการกว่าเช่น การรั่วไหลของน้ำมันฉนวน การวิเคราะห์คุณสมบัติของน้ำมันฉนวน การเกิดสนิมของตัวถังหม้อแปลง และการทำงานของอุปกรณ์ป้องกัน ฯลฯ

8. การซ่อมแซมได้ (Repair Ability)

ขดลวดของหม้อแปลงแบบเติมน้ำมันฉนวนจะสามารถนำมาซ่อมแซมได้ง่ายกว่าหม้อแปลงแบบแห้ง ถ้าเป็นหม้อแปลงแบบแห้งชนิดหล่อฉนวนหุ้มขดลวด (VPE) จะไม่สามารถซ่อมแซมได้ต้องใช้วิธีเปลี่ยนขดลวดใหม่เท่านั้น

9. อายุการใช้งานของหม้อแปลง (Operating Life of Transformer)

ช่วงอายุการใช้งาน (Life Span) ของหม้อแปลงแบบเติมน้ำมันฉนวนจะประมาณ 25-30 ปี ส่วนหม้อแปลงแบบแห้งจะประมาณ 15-25 ปี โดยทั่วไปจะปลดระวางหม้อแปลงออกจากการใช้งานระหว่างช่วงอายุ 14-35 ปี เฉลี่ยเมื่ออายุการใช้งาน 25 ปี ส่วนใหญ่แล้วหม้อแปลงแบบเติมน้ำมันฉนวนจะถูกใช้งานไปถึงอายุ 30 ปีหรือมากกว่านั้น

10. ระดับเสียงขณะทำงานและมลภาวะทางเสียง (Operating Sound Level and Noise Pollution)

ข้อได้เปรียบของหม้อแปลงแบบเติมน้ำมันฉนวนคือระดับเสียงเมื่อหม้อแปลงทำงานจะต่ำกว่า ส่วนหม้อแปลงแบบแห้งจะสร้างมลภาวะทางเสียงแก่สิ่งแวดล้อมน้อยกว่าเนื่องจากถูกติดตั้งใช้งานภายในอาคาร

ติดตั้งไฟฟ้าภายในอาคาร

• การเดินสายภายในอาคาร
• การเดินสายไฟฟ้าภายในอาคารต้องเดินให้ถูกต้องสวยงาม และได้มาตรฐานการไฟฟ้านครหลวง และการไฟฟ้าภูมิภาคตามที่กำหนด เพื่อความปลอดภัยในการปฏิบัติการเดินสายและติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า ควรยึดหลักดังนี้
• - ความปลอดภัย ต้องใช้ขนาดของสายที่ถูกต้องตามมาตรฐานของการไฟฟ้าฯ รวมทั้งอุปกรณ์ที่ใช้ในการเดินสาย การใช้ฟิวส์ และสวิตซ์ตัดตอนให้ถูกต้องและเหมาะสม
• - การประหยัด ต้องกำหนดระยะการเดินสายและตำแหน่งอุปกรณ์ของวงจรได้ถูกต้อง ไม่เดินสายอ้อมไปมา ซึ่งทำให้เปลืองสาย สามารถทำงานได้รวดเร็ว
• - ความสวยงาม ต้องวางตำแหน่งของสายได้เรียบร้อยไม่เกะกะหรือรุงรัง ตลอดจนถึงการวางตำแหน่งเพื่อติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าได้อย่างเหมาะสม
• - ความเหมาะสมกับตำแหน่งของอุปกรณ์ที่จะติดตั้ง เป็นไปตามความประสงค์ของเจ้าของงานและเป็นไปตามกฎของการไฟฟ้าฯ
• - รู้จักวางแผนการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าในอนาคต ซึ่งอาจจะมีการติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมจึงต้องคำนวณกระแสไฟฟ้าของสายเมนให้มีขนาดใหญ่กว่าที่คำนวณได้
• - สำรวจให้ละเอียดตั้งแต่จุดที่ต่อไฟเข้าอาคาร ซึ่งเริ่มจากจุดที่ต่อจากสายไฟฟ้านครหลวง หรือ การไฟฟ้าส่วนภูมิภาคเข้าอาคารนั้น ๆ
• - สำรวจเครื่องใช้อุปกรณ์ ตามจำนวนห้องหรือตำแหน่งที่ต้องเดินสายเข้าไปและตลอดการวางตำแหน่งเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีอยู่ภายในบ้าน เช่น ตู้เย็น เตารีด วิทยุ โทรทัศน์ ฯลฯ
• - เขียนแผนผังการเดินสายไฟฟ้าอย่างละเอียดเพื่อประกอบการเดินสาย รวมทั้งคำนวณขนาดสายไฟฟ้า ระยะความยาวของสายที่ใช้เดินสายจุดต่าง ๆ จำนวนสายไฟฟ้า และประมาณราคาสิ่งของอุปกรณ์ทุกอย่างที่ติดตั้ง
• การเดินสายแบ่งออกได้ 2 วิธีคือ การเดินสายแบบเปิด การเดินสายแบบปิด

• การเดินสายแบบเปิด

หมายถึง การเดินสายไฟโดยใช้ตุ้ม พุกประกับ เข็มขัดรัดสาย ไปยังอุปกรณ์ต่าง ๆ โดยทั่วไปจะยึดสายไฟฟ้าเข้ากับฝาหรือผนังของอาคารด้วยเข็มขัดรัดสายทุกระยะ 10 – 12 ซม. สายที่ใช้เป็นสายหุ้มยางหรือหุ้มโพลีไวนีลคลอไรด์ (พีวีซี) มีทั้งสายคู่ และสายเดี่ยว การเดินสายด้วยเข็มขัดรัดสายใช้เฉพาะการเดินภายในอาคาร ส่วนภายนอกอาคารจะถูกแดดและฝนไม่ควรใช้ การเดินสายด้วยวิธีนี้นิยมใช้ในประเทศไทยมาก เพราะทำง่ายและราคาถูก ขนาดของสายและชนิดของสายที่ใช้ จะเป็นไปตามข้อบังคับของการไฟฟ้าภูมิภาคหรือการไฟฟ้านครหลวง ฉะนั้น อาคารบ้านเรือนส่วนมากจะใช้การเดินสายแบบเปิด ด้วยเข็มขัดรัดสายเพราะประหยัดสาย ประหยัดค่าแรงงาน สะดวกต่อการแก้ไขหากวงจรขัดข้อง

- สายไฟฟ้าที่ใช้ในการเดินสาย

สายไฟที่ใช้เป็นชนิด VAF พีวีซี คู่ เส้นลวดตัวนำทำด้วยทองแดง มีฉนวนหุ้ม พีวีซี 2 ชั้น เดินเกาะไปตามผนัง มีอายุการใช้งานประมาณ 10 – 15 ปี ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมรอบ ๆ สายไฟด้วย ใช้เดินสายสำหรับงานติดตั้งได้ทั้งพื้นที่แห้งและเปียก ทนอุณหภูมิ 700C ใช้กับแรงดัน 300 โวลต์

• เข็มขัดรัดสาย

เข็มขัดรัดสายไฟ ทำด้วย แผ่นอลูมิเนียมบาง ๆ มีขนาดตั้งแต่เบอร์ ¾ - 6 ซึ่งเป็นเบอร์ที่ใช้กัน ทั่วไป เข็มขัดรัดสายไฟมีอยู่ 2 ด้าน ด้านที่หนึ่งมันเรียบ ส่วนอีกด้านหนึ่งมีรอยคมเล็กน้อยไว้จับสายไฟไม่ให้เลื่อนไปมา ในการรัดสายไฟ เข็มขัด 1 ตัว ควรรัดสายไม่เกิน 3 เส้น ถ้ามากกว่านี้จะเดินยากและสายไฟฟ้าจะคดไม่สวย ในกรณืเลือกเข็มขัดรัดสายไฟจะต้องมีขนาดเหมาะสมกับความโตของสาย

ปกติเข็มขัดรัดสายไฟแล้วต้องเหลือปลายไว้สำหรับพันยาวพอสมควร และจะต้องยาวพอที่จะรัดสานไฟในขณะเลี้ยวโค้งได้ เพราะเมื่อเลี้ยงโค้งขนาดของสายไฟจะใหญ่ขึ้นเล็กน้อยถ้าเลือกเข็มขัดสั้นเกินไปจะทำให้รัดสายยาก ดังนั้น ขนาดความยาวของเข็มขัดรัดสายไฟควรยาวกว่าความโตของสายไฟประมาณ ½ เซนติเมตร และรอยพับควรจะอยู่ตรงกลางของสายไฟด้วย

• การเดินสายด้วยเข็มขัดรัดสายไฟ

ระยะเข็มขัดรัดสายไฟจะมีระยะห่างประมาณ 10 – 12 เซนติเมตร ไม่ควรสั้นหรือยาวกว่านี้อีก ถ้าเลือกเข็มขัดสั้นเกินไปจะทำให้รัดสายยาก ดังนั้น ขนาดความยาวของเข็มขัดรัดสายไฟควรยาวกว่าความโตของสายไฟประมาณ ½ เซนติเมตร และรอยพับควรจะอยู่ตรงกลางของสายไฟด้วย ระยะเข็มขัดรัดสายไฟจะมีระยะห่างประมาณ 10 – 12 เซนติเมตร ไม่ควรสั้นหรือยาวกว่านี้ ถ้าสั้นกว่าดูแล้วไม่สวยงามและถ้ายาวกว่านี้จะทำให้สายไฟไม่แนบกับผนัง การตีเข็มขัดรัดสายไฟในบ้านหลังเดียวกันควรมีระยะเข็มขัดรัดสายที่เท่ากัน ซึ่งระยะที่สวยที่สุด คือ 10 เซนติเมตร

• การเดินสายหักมุม

บ้านทุกหลังจะต้องมีห้องเป็นลักษณะสี่เหลี่ยม ดังนั้น การเดินสายไฟจำเป็นต้องหักมุมตามมุมของบ้าน ลักษณะของการหักมุมของสายไฟเรียกว่า โค้งมุมฉาก คือเราไม่สามารถหักมุมสายไฟเป็นมุมฉาก 90 องศา ได้ เพราะจะทำให้ลวดทองแดงของสายไฟนั้นหักได้ เพราะฉะนั้น จะต้องโค้งสายประมาณ 2.5 เซนติเมตร ถ้าเดิน สายไฟหลายเส้น เข็มขัดรัดสายที่ติดกับโค้งที่รัดสายเส้นล่างสุดจะห่างโค้งประมาณ 2.5 เซนติเมตร จำเป็นต้องเดินสายจากบนลงล่าง และซ้ายไปขวา เมื่อสังเกตดูจะเห็นได้ว่าเดินสายจากล่างขึ้นบน จะต้องจับสายไฟนั้นตลอดเวลา แต่ถ้าเดินสายไฟจนบนลงล่างจะไม่ต้องจับสายนั้นไว้สายจะห้อยปลายลงมา และรีดสายได้ง่ายทำงานได้รวดเร็วมาก

• การรีดสายไฟ

เมื่อคลี่สายไฟออกมาจากขดแล้วมันจะงอเพียงเล็กน้อยถ้าเราเดินสายไฟเพียงระยะ 2 – 3 เมตร ก็ไม่ต้องรีดมากแต่โดยทั่วไปการเดินสายไฟ 1 จุด จะใช้สายไฟประมาณ 6 เมตร จนถึง 10 เมตร บางครั้งจะต้องร้อยสายข้ามไปต่อวงจรหรืออื่นทำให้สายไฟบิดงอ เราจึงต้องรีดสายให้ตรงก่อนใส่เข็มขัดรัดสาย วิธีรัดสายไฟ หลังจากตอกเข็มขัดเรียบร้อยแล้ว ใช้ผ้าพื้นขนาดใกล้เคียงกับผ้าเช็ดหน้าชุบน้ำแล้วบีบให้หมาด เมื่อสายตรงแล้วทาบสายบน เข็มขัดรัดสายตัวแรกและรัดสายประมาณ 2 – 3 ตัวก่อน จากนั้น ใช้มือข้างหนึ่งกดหัวเข็มที่รัดสายตัวแรกให้แน่น ใช้มืออีกด้านหนึ่งรีดสายไฟประมาณ 50 – 70 เซนติเมตร แล้วใส่เข็มขัดตัวต่อไป ทำอย่างนี้จนสายไฟจะหมด ในกรณีที่เดินครั้งละหลาย ๆ เส้น จะต้องรีดสายทีละเส้น ถ้ารีดสายไฟหลายเส้นพร้อมกันสายไฟจะไม่เรียบ

• การเดินสายแบบปิด

คือการเดินสายที่ซ่อนสายมิดชิดไม่เห็นสาย ใช้สำหรับเดินสายไฟฟ้าบนเพดานสำหรับอาคารไม้หรือตึก และเดินในท่อโลหะสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม การเดินสายไฟโดยใช้วิธีร้อยสายไฟใส่ในท่อฝังในอาคารเพื่อความสะดวกและความสวยงามของสถานที่ ท่อที่นำมาใช้มีหลายชนิด ได้แก่ ท่อโลหะหนา (rigid steel conduit) ท่อโลหะบาง (electrical metalic tube) และท่อโลหะอ่อน (flexible metal conduit)

• การเดินสายไฟฟ้าในท่อโลหะทุกหัวต่อต้องใช้กล่องต่อสาย สวิตซ์หรือเต้าเสียบต้องใช้แบบมีฝาปิดอย่างดีที่สุด เพื่อป้องกันประกายไฟฟ้า

ภาคผนวก

3. มาตรฐานการติดตั้งและการเดินสายไฟฟ้าในอาคารแบบเปิด

การเดินสายไฟฟ้าแบบเปิดจะต้องเดินเข็มขัดรัดสายให้ตรง ถูกต้องสวยงามและได้มาตรฐานตามที่กำหนด เพื่อความปลอดภัยให้ใช้มาตรฐานของสายไฟฟ้าเดินในอาคาร ดังนี้

3.1 สายขนาด 2 x 1.5 ต.มม. ใช้เดินสายอุปกรณ์ไฟฟ้า

3.2 สายขนาด 2 x 2.5 ต.มม. ใช้เดินสายเต้ารับและใช้เป็นสายเมนภายในอาคาร

3.3 สายขนาด 2 x 2.5 ต.มม. และ 2 x 6 ต.มม. ใช้เป็นสายเมนภายในจากแผงควบคุมเข้ไปยังจุดรับไฟเข้า และใช้เป็นสายเมนจากแผงควบคุมไปยังจุดต่อสายจุดแรง ซึ่งขนาดกระแสที่ใช้งานจะต้องไม่เกินกว่าที่ขนาดพิกัดกระแสของสายไฟจะทนได้

3.4 ระยะห่างของเข็มขัดรัดสาย ในการเดินสายใช้ระยะห่างเข็มขัดรัดสายระหว่าง 10 – 12 ซม.

3.5 รหัสสีของสายไฟ 2 แกน สีดำเป็นสายเฟส (L) สีเทาหรือสีขาวเป็นสายศูนย์หรือนิวตรอล (N)

3.6 การติดตั้งหลอดไฟ การติดตั้งหลอดไฟฟ้าในห้องนอน ห้องนั่งเล่น ห้องครัว ห้องน้ำ ติดตั้งได้บนเพดานและผนังบริเวณที่ฝนสาดไม่ถึง

3.7 การติดตั้งหลอดไฟนอกอาคารจะต้องเป็นหลอดไฟชนิดกันน้ำได้

3.8 การติดตั้งเต้ารับติดระยะทางตรง 12 ฟุต/จุด และมุมห้องระยะ 6 ฟุต/จุด ไม่ควรติดตั้งเต้ารับใน ห้องน้ำ

3.9 อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้เช่นดวงโคม บัลลาสต์ สตาร์ทเตอร์ สวิตซ์เต้ารับ และสายไฟฟ้าชนิดตัวนำทองแดงหุ้มฉนวนโพลีไวนีคอลไรด์ หรือพีวีซี ให้ใช้ผลิตภัณฑ์ซึ่งกระทรวงอุตสาหกรรมรับรองคุณภาพ

3.10 เต้ารับ สวิตซ์และแผงสวิตซ์ให้ติดตั้งในตำแหน่งที่ปลอดภัย เช่น สูงพ้นมือเด็ก หรือห่างจากสถานที่ที่อาจเกิดอันตรายหรือน้ำท่วมถึงได้

3.11 สายเมนต้นทางต้องมีขนาดไม่เล็กกว่า 4 ตารางมิลลิเมตร เมื่ออุปกรณ์ไฟฟ้าที่ติดตั้งไว้รวมกันแล้วไม่เกิน 14 แอมป์ หากเกินกว่า 14 แอมป์ สายไฟฟ้าที่ใช้ต้องมีขนาดใหญ่ขึ้น โดยสอบถามได้จากการไฟฟ้าฯ ในท้องถิ่น

3.12 สายไฟฟ้าที่เดินไปยังเต้ารับที่ใช้กระแสไฟฟ้าไม่เกิน 8 แอมป์ ต้องมีขนาดไม่เล็กกว่า 1.5 ตารางมิลลิเมตร หากเต้ารับใช้กระแสไฟฟ้าเกินกว่า 8 แอมป์ สายไฟฟ้าที่จะใช้จะต้องมีขนาดใหญ่ขึ้น

3.13 สายไฟฟ้าที่ใช้เดินไปยังดวงโคมสวิตซ์ต้องมี่ขนาดไม่เล็กกว่า 0.5 ตารางมิลลิเมตร (สายไฟฟ้าขนาด 0.5 ตารางมิลลิเมตร ใช้เดินเข้าดวงโคมได้เพียง 1 จุด ทีมีหลอดไฟไม่เกิน 1 หลอด)

3.14 การติดตั้งดวงโคมหรือเต้ารับหากรวมกันแล้วไม่เกิน 10 จุด โดยที่แต่ละจุดใช้กระแสไฟฟ้าไม่เกิน 8 แอมป์ ต้องแบ่งวงจรติดตั้งออกเป็นวงจรย่อยส่วนวงจรที่ใช้เต้ารับ ซึ่งใช้กระแสไฟฟ้าเกินกว่า 8 แอมป์ ต้องแยกเป็นวงจรย่อยออกต่างหากจากวงจรแสงสว่างด้วย และต้องไม่เกิน 10 จุดต่อวงจรเช่นเดียวกัน

3.15 สายเมนของทุกวงจรย่อยต้องเดินมารวมกันที่แผงสวิตซ์แต่ละแผง ซึ่งติดตั้งไว้บริเวณที่สะดวกในการปฏิบัติงาน

3.16 วงจรย่อยทุกวงจรต้องมีเครื่องตัดกระแสไฟฟ้าเพื่อป้องกันอันตราย ซึ่งอาจเกิดจากกระแสไฟฟ้าลัดวงจรหรือใช้ไฟฟ้าเกินขนาด เช่น สวิตซ์ตัดตอนพร้อมฟิวส์หรือสวิตซ์ตัดตอนอัตโนมัติที่เหมาะสม

3.17 ฟิวส์ หรือสวิตซ์ตัดตอนอัตโนมัติที่ใช้ป้องกันวงจรใดวงจรหนึ่งต้องมีขนาดไม่เกินกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ยอมให้ใช้สำหรับสายขนาดเล็กที่สุดที่ต่อจากอุปกรณ์ป้องกันของวงจรนั้น