ฉนวนไฟฟ้า สำคัญอย่างไร? ควรเลือกแบบไหนดี

          สำหรับ ฉนวนไฟฟ้า นับว่าเป็นอีกหนึ่งองค์ประกอบที่สำคัญของอุปกรณ์ไฟฟ้า เพราะเป็นตัวช่วยชั้นดีในการป้องกันอันตรายต่าง ๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้จากระบบไฟฟ้า อาทิ ไฟรั่ว หรือแม้กระทั่งไฟฟ้าลัดวงจร ซึ่งโดยปกติแล้วฉนวนไฟฟ้าจะทำจากยางหรือพลาสติกโพลีเมอร์ ที่มีคุณสมบัติของการต้านทานทางไฟฟ้าค่อนข้างดี ทั้งนี้ เราจะพาคุณมาดูว่า การเลือกฉนวนไฟฟ้านั้นมีผลอย่างไร แล้วเลือกแบบไหนถึงจะดีต่อระบบไฟฟ้ามากที่สุด

          ทำความเข้าใจความสำคัญของฉนวนไฟฟ้า และการเลือกฉนวนไฟฟ้าให้เหมาะ เพื่อให้รองรับการใช้งานที่ปลอดภัยได้

1. ฉนวนไฟฟ้า องค์ประกอบที่สำคัญของสายไฟ
2. ประเภทของฉนวนไฟฟ้า และคุณสมบัติของฉนวน
3. ค่ามาตรฐานความต้านทานของฉนวนไฟฟ้าที่ควรรู้
4. อุปกรณ์ที่ต้องเช็กการเสื่อมของฉนวน
5. เทคนิคการเลือกฉนวนไฟฟ้าให้ดี เพื่อให้ใช้งานได้อย่างปลอดภัย

ฉนวนไฟฟ้า องค์ประกอบที่สำคัญของสายไฟ

          ฉนวนไฟฟ้า (Insulator) คือ วัสดุที่มีคุณสมบัติป้องกันไม่ให้ไฟฟ้าสามารถไหลผ่านได้ โดยเฉพาะการป้องกันไม่ให้ไฟฟ้ารั่วจาก สายไฟ หรือแม้แต่การเกิดไฟฟ้าลัดวงจร ซึ่งตัวฉนวนไฟฟ้าที่นำมาหุ้มสายไฟจะมีความหนาที่เหมาะสม เพื่อทำให้รองรับแรงดันไฟฟ้าได้ตามพิกัดแรงดันของสายไฟแต่ละชนิดที่ระบุเอาไว้

          ทั้งนี้ วัสดุที่ใช้ในการทำฉนวนไฟฟ้าก็จะมีความแตกต่างกันออกไป โดยแต่ละชนิดก็จะมีคุณสมบัติ รวมถึงจุดเด่นและจุดด้อยที่ไม่เหมือนกัน โดยที่นิยมมากที่สุดคือประเภท PVC และ XLPE

ประเภทของฉนวนไฟฟ้า และคุณสมบัติของฉนวน

1. PVC (Polyvinyl Chloride) หรือ โพลิไวนิลคลอไรด์

          เป็นฉนวนไฟฟ้าที่มีความนิ่มและอ่อนตัวพอสมควร นิยมใช้เป็นฉนวนไฟฟ้าที่มีแรงดันต่ำ เช่น สายไฟที่ใช้ติดตั้งในอาคาร เนื่องจากช่วยต้านทานการลามไฟได้ดี ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะใช้กับสายไฟที่มีพิกัดอุณหภูมิสูงสุดที่ 70 องศาเซลเซียส เว้นแต่ว่าเป็น PVC อีกชนิดที่สามารถทนทานต่อความร้อนได้สูงมากกว่า 70 องศาเซลเซียส

2. XLPE (Cross-Linked Polyethylene) หรือ ครอสลิงกด์พอลิเอทิลีน

          สำหรับฉนวนไฟฟ้าชนิด XLPE นี้ จะใช้สำหรับสายไฟฟ้าแรงดันสูง ซึ่งเป็นฉนวนที่ผลิตด้วยการหุ้มฉนวนพอลิเอทิลีน หรือ PE บนตัวนำสายไฟฟ้า โดยจุดเด่นของฉนวนไฟฟ้าชนิดนี้คือ ทนทานความร้อนได้สูงมากกว่าชนิด PVC โดยที่ไม่เกิดการหลอมละลาย โดยจุดเด่นของฉนวนไฟฟ้า XLPE นี้ หากเทียบกับชนิด PVC จะมีจุดเด่นที่ต่างกันอย่างชัดเจน 

• ทนทานต่อความร้อนได้มากกว่า
• ใช้กับ สายไฟ ที่มีพิกัดอุณหภูมิมากกว่า 90 องศาเซลเซียสได้ดี
• ต้านทานไฟฟ้าได้มากกว่า
• มีความแข็งแรงค่อนข้างสูง
• ป้องกันการซึมผ่านของน้ำได้ค่อนข้างดีกว่า

          อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าฉนวนไฟฟ้า XLPE จะมีจุดเด่นที่มากกว่าประเภท PVC พอสมควร แต่ก็มีจุดด้อยอยู่บ้างเช่นกัน หนึ่งในนั้นคือ หากติดไฟแล้วจะลามไฟอย่างรวดเร็ว เพราะฉะนั้น ช่างไฟฟ้าหรือผู้ที่ดูแลงานระบบไฟฟ้า จะไม่นิยมใช้สายไฟที่หุ้มด้วย XLPE เพียงอย่างเดียวสำหรับการติดตั้งในอาคาร เว้นแต่ว่าโครงสร้างของระบบที่ถูกออกแบบมานั้น ได้รับการทดสอบการลุกลามไฟเป็นพิเศษ

3. ฉนวนชนิดอื่น ๆ

          สำหรับฉนวนไฟฟ้าทั้ง XLPE และ PVC ถือเป็นฉนวน 2 ประเภทหลัก ๆ ที่ใช้ในงานระบบไฟฟ้า แต่จริง ๆ แล้ว ยังมีฉนวนไฟฟ้าชนิดอื่น ๆ ด้วยที่นำมาใช้กับสายไฟ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการติดตั้ง ตลอดจนการมีความยืดหยุ่นที่มากกว่า ไม่ว่าจะเป็น

• ฉนวน PE สำหรับการใช้ร่วมกับสายสัญญาณและสายโทรศัพท์
• ฉนวน LSHF-XLPE ที่ถูกพัฒนาขึ้นมาเป็นพิเศษ ด้วยการปรับจากฉนวนไฟฟ้า XLPE เพื่อให้มีคุณสมบัติที่ดีมากกว่า เช่น การลามไฟ หรือแม้แต่การไม่ปล่อยแก๊สที่มีกรดเมื่อเกิดเพลิงไหม้ เป็นต้น

ค่ามาตรฐานความต้านทานของฉนวนไฟฟ้าที่ควรรู้

          สำหรับการเลือกใช้ฉนวนไฟฟ้าแต่ละชนิด ต้องดูที่ค่ามาตรฐานของความต้านทานไฟฟ้าด้วยเช่นกัน เพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานจริงสำหรับระบบไฟฟ้าในอาคาร ซึ่งหากยึดตามมาตรฐานในการติดตั้งระบบและอุปกรณ์ไฟฟ้า หรือ IEC 60364 แล้ว สรุปได้ดังนี้

• แรงดันของวงจร SELV (ระบบแรงดันต่ำพิเศษขั้นปลอดภัย) ถึง PELV (ระบบแรงดันต่ำพิเศษป้องกัน) ค่าความต้านทานต่ำสุดอยู่ที่ 25 เมกะโอห์ม (MΩ)
• แรงดัน LV (ระบบแรงดันต่ำพิเศษ) 500 V ค่าต่ำสุดอยู่ที่ 0.5 เมกะโอห์ม (MΩ)
• มากกว่า 500V ค่าต่ำสุดของความต้านทานอยู่ที่ 1.0 เมกะโอห์ม (MΩ)

          ทั้งนี้ หากค่าฉนวนมีค่าสูงหลายร้อยหรือหลายพันเมกะโอห์ม นั่นแสดงว่า ฉนวนไฟฟ้าอยู่ในสภาพดี ไม่มีการชำรุด เสียหาย พร้อมใช้งาน แต่หากค่าฉนวนที่อ่านได้มีค่าที่น้อยกว่า 1.0 เมกะโอห์ม นั่นหมายความว่า ฉนวนไฟฟ้าอยู่ในสภาพเสื่อม ไม่พร้อมใช้งาน อาจเกิดปัญหาจากความชื้น การปนเปื้อนสารเคมี เพราะฉะนั้น ควรทำการเปลี่ยนสายไฟหรือฉนวนไฟฟ้าทันที

Tips: เหตุผลที่ต้องมีการทดสอบค่าความต้านทานของฉนวนไฟฟ้านั้น จะช่วยทำให้ป้องกันปัญหาการเกิดไฟดูดหรือป้องกันปัญหาต่าง ๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้นั่นเอง

รวมอุปกรณ์ที่ต้องเช็กการเสื่อมของฉนวน

          สำหรับการตรวจเช็กการเสื่อมของฉนวนไฟฟ้า สามารถช่วยให้ทดสอบความพร้อมของฉนวนและทำให้รู้ว่าควรบำรุงรักษาอย่างไร เพื่อทำให้ฉนวนไฟฟ้ายังคงมีคุณภาพในการใช้งานที่ดี ไม่เกิดปัญหาต่าง ๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้จากระบบไฟฟ้า ทั้งนี้ อุปกรณ์ที่ต้องตรวจเช็กการเสื่อมของฉนวน ได้แก่

• หม้อแปลงไฟฟ้า (บริเวณขั้วต่อไฟฟ้ากับกราวด์)
• มอเตอร์ไฟฟ้า (บริเวณขั้วต่อไฟฟ้ากับกราวด์)
• สวิตช์เกียร์ รวมถึงเซอร์กิตเบรกเกอร์
• สวิตช์บอร์ด และศูนย์ควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า
• สายเคเบิล
• ฉนวนและบุชชิ่ง

รวมอุปกรณ์ที่ต้องเช็กการเสื่อมของฉนวน

          สำหรับการเลือกใช้ฉวนไฟฟ้าแต่ละชนิดนั้น อย่างที่อธิบายไปแล้วในข้างต้นว่า ฉนวนไฟฟ้าแต่ละชนิดมีคุณสมบัติหลัก ๆ เหมือนกัน คือ การป้องกันการลามไฟ การเกิดไฟฟ้ารั่ว หรือแม้แต่ไฟฟ้าลัดวงจร ดังนั้น การเลือกฉนวนไฟฟ้าหลัก ๆ คือ ต้องดูบริเวณที่ต้องการติดตั้งสายไฟ

          ยกตัวอย่างเช่น หากต้องการติดตั้งในอาคารที่ต้องการความปลอดภัยสูง โดยเฉพาะอาคารสาธารณะ ควรเลือกใช้ฉนวนประเภท LSHF-XLPE ที่ถูกพัฒนาขึ้นมาเป็นพิเศษจากฉนวน XLPE หรือหากติดตั้งสายไฟในอาคารบ้านเรือนทั่วไป ก็สามารถเลือกใช้ฉนวนไฟฟ้าประเภท PVC ที่มีความอ่อนตัวและนิ่ม เพราะการใช้งานไฟฟ้าภายในที่อยู่อาศัยนั้น ไม่จำเป็นที่จะต้องใช้ฉนวนสายไฟ ที่มีคุณสมบัติพิเศษเหมือนกับอาคารสาธารณะ หรือแม้กระทั่งคอนโดโครงการใหญ่ ๆ ที่ต้องการความปลอดภัยสูงหลายชั้น

          อย่างไรก็ตาม การเลือกใช้ฉนวนไฟฟ้าโดยส่วนมากแล้ว ต้องยึดตามการออกแบบจากตัวระบบไฟฟ้าภายในอาคารเป็นหลัก เพราะบางกรณีก็ไม่สามารถติดตั้ง สายไฟ ที่มีฉนวนไฟฟ้าประเภทเดียวได้ทั้งระบบ เพราะฉนวนไฟฟ้าแต่ละชนิดย่อมมีคุณสมบัติพิเศษที่แตกต่างกัน บางชนิดอาจทนทานต่อความร้อนได้ดี มีความแข็งแรงสูง แต่หากติดไฟแล้วก็อาจลุกลามไฟอย่างรวดเร็ว