Aug 01,2025
สายไฟแบบเกลียวนั้นโดยพื้นฐานคือการนำเส้นลวดทองแดงขนาดเล็กจำนวนมากมาบิดรวมกัน ซึ่งช่วยให้เกิดความยืดหยุ่นและเหมาะสำหรับการติดตั้งระบบแสงสว่างในปัจจุบัน การจัดเรียงเส้นลวดแบบนี้ยังช่วยลดแรงดึงที่เกิดขึ้นเมื่อสายถูกงอเลี้ยวตามมุมต่าง ๆ ทำให้ช่างไฟฟ้าสามารถเดินสายผ่านผนัง ท่อ และจุดที่เข้าถึงยากได้อย่างไม่มีปัญหา โดยที่สายไฟแบบดั้งเดิมอาจเกิดการชำรุดเสียหาย สำหรับบ้านเรือนและธุรกิจที่ต้องการประหยัดพลังงาน สายไฟประเภทนี้โดดเด่นเนื่องจากทนต่อการสั่นสะเทือนได้ดี ไม่แตกหักเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง และยังคงความน่าเชื่อถือได้แม้จะมีการปรับเปลี่ยนติดตั้งโคมไฟหลายครั้งในระยะยาว นั่นหมายความว่าจะมีปัญหาเรื่องการเชื่อมต่อขัดข้องหรือแสงไฟกระพริบไม่คาดคิดน้อยลงในอนาคต
แม้ว่าลวดแบบเส้นเดี่ยว (solid wire) จะมีราคาเริ่มต้นที่ต่ำกว่า แต่ลวดแบบเกลียว (stranded wire) ช่วยลดค่าแรงและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาในระบบแสงสว่างแบบเคลื่อนที่ ที่จำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนตำแหน่งหรืออัปเกรดอุปกรณ์
การใช้สายไฟแบบเส้นเกลียวช่วยให้การติดตั้งโดยรวมดำเนินไปอย่างรวดเร็วและปลอดภัยมากยิ่งขึ้น ช่างไฟฟ้าที่ทำงานปรับปรุงระบบมักจะทำงานเสร็จเร็วขึ้นประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากสายไฟเหล่านี้ง่ายต่อการจัดการและการพันรอบกล่องต่อสายหรือระบบรางที่มักจะพบอยู่บ่อย ๆ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเส้นเกลียวหลายเส้นแทนที่จะเป็นตัวนำขนาดใหญ่เส้นเดียว มันจะกระจายตัวได้ดีขึ้น ซึ่งหมายความว่าจุดร้อนเกิดขึ้นน้อยลง ประเด็นนี้มีความสำคัญมากในสถานที่ที่ผู้คนเดินไปมาอยู่ตลอดเวลา เช่น อาคารสำนักงานและร้านค้าต่าง ๆ วิธีที่สายไฟเหล่านี้กระจายภาระโหลดได้อย่างเท่าเทียมกันยังช่วยปกป้องอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนอีกด้วย สวิตช์หรี่ไฟและตัวควบคุมไฟแบบอัจฉริยะที่มีความซับซ้อนจะมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น เนื่องจากไม่ต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นอย่างกะทันหัน ซึ่งจะส่งผลให้อายุการใช้งานลดลง หากระบบป้องกันนี้ไม่มีอยู่ องค์ประกอบเหล่านี้จะเสียหายเร็วกว่าที่คาดไว้มาก
หลอดไฟ LED ในปัจจุบันใช้ไฟฟ้าลดลงประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับหลอด CFL รุ่นเก่า ตามรายงานของกระทรวงพลังงานในปี 2023 เนื่องจากใช้พลังงานน้อยลง ช่างไฟฟ้าจึงสามารถใช้สายไฟที่บางลงได้จริงสำหรับการติดตั้ง โดยส่วนใหญ่แล้วผู้คนมักเลือกใช้สายไฟขนาดระหว่าง 18 ถึง 14 AWG สำหรับโครงการประเภทนี้ แต่เดี๋ยวก่อน ยังมีข้อควรระวังเกี่ยวกับหลอด CFL อีกอย่างหนึ่ง เมื่อต้องทำงานกับวงจรที่ยังคงใช้หลอด CFL อยู่ ช่างเทคนิคจำเป็นต้องลดกำลังลงประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ ทำไมเหรอ? เนื่องจากหลอด CFL สร้างสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าจำนวนมาก และชิ้นส่วนภายในของพวกมันยังไม่มีประสิทธิภาพเท่าที่ควร ปัญหานี้กลายเป็นเรื่องสำคัญมากเมื่อพยายามปรับปรุงอาคารเก่า โดยเฉพาะเมื่อผู้คนต้องการเปลี่ยนระบบแสงสว่างโดยไม่ต้องเดินสายไฟใหม่ทั้งหมด
ตามมาตรฐาน National Electrical Code หรือที่เรียกสั้นๆ ว่า NEC ระบุว่า การตกของแรงดันไฟฟ้า (voltage drop) ต้องไม่เกิน 3 เปอร์เซ็นต์ เมื่อใช้งานในระบบไฟฟ้าความดันต่ำ เช่น ระบบไฟส่องสว่าง ลองพิจารณาตัวอย่างในชีวิตจริง: วงจร LED ที่มีแรงดัน 24 โวลต์ และใช้กระแสไฟฟ้า 5 แอมแปร์ วิ่งผ่านสายเคเบิลยาว 50 ฟุต หากใช้สายไฟเบอร์ 14 (14 gauge stranded wire) จะมีแรงดันสูญเสียเพียงประมาณ 1.2 โวลต์เท่านั้น แต่หากเปลี่ยนไปใช้สายเบอร์ 16 (16 gauge) ปัญหาจะเพิ่มขึ้นทันที เพราะแรงดันจะหายไปถึง 2.8 โวลต์ ความแตกต่างขนาดนี้สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบไฟส่องสว่างได้อย่างชัดเจน อีกประเด็นหนึ่งที่ควรทราบคือ สายทองแดงแบบเกลียว (stranded copper) มีค่าความต้านทานผิวหนัง (skin effect impedance) น้อยกว่าสายแบบเส้นเดี่ยว (solid wire) ประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ ที่ความถี่มาตรฐาน 60 เฮิรตซ์ ซึ่งความแตกต่างนี้มีผลต่อประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในระบบ 12 โวลต์ที่สามารถหรี่ไฟได้ (dimmable) ซึ่งทุกๆ โวลต์มีความสำคัญอย่างมาก
จากการดูตาราง 310.16 ของ NEC ฉบับปี 2023 เราพบว่าสายไฟแบบตีเกลียวขนาด 16 AWG สูญเสียความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้า (ampacity capacity) ประมาณ 23% เมื่อถูกนำไปใช้งานในอุณหภูมิแวดล้อมที่สูงกว่า 40 องศาเซลเซียส และสถานการณ์จะแย่ลงไปอีกเมื่อสายไฟนี้ถูกมัดรวมกับสายไฟที่นำกระแสอื่น ๆ อีกสามเส้นหรือมากกว่า ซึ่งจะทำให้ความสามารถในการนำกระแสลดลงประมาณ 30% นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยล่าสุดที่ใช้การถ่ายภาพความร้อน (thermal imaging) ได้แสดงให้เห็นข้อมูลที่น่าสนใจอีกด้วย พบว่าชุดสายไฟแบบตีเกลียวจะมีอุณหภูมิที่เย็นกว่าสายไฟแบบแกนเดี่ยวประมาณ 10 ถึง 15 องศาเซลเซียสในช่วงเวลาที่มีภาระงานต่อเนื่องยาวนานถึง 6 ชั่วโมง ความแตกต่างของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นนี้ช่วยยืดอายุการใช้งานของวัสดุฉนวนได้อย่างมีนัยสำคัญ รวมถึงยังช่วยให้สามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัยที่เข้มงวดมากยิ่งขึ้นในมาตรฐานการก่อสร้างของแต่ละพื้นที่ต่าง ๆ ได้อีกด้วย
การเลือกขนาดสายไฟแบบเส้นเกลียวที่เหมาะสม หมายถึงการจับคู่การวัดขนาดสายแบบ American Wire Gauge (AWG) เข้ากับค่าเทียบเท่าในระบบเมตริกที่เป็นตารางมิลลิเมตร โดยทั่วไปสำหรับระบบที่ประหยัดพลังงานสำหรับงานแสงสว่าง เราจะเห็นสายไฟขนาด 18 AWG ซึ่งมีขนาดประมาณ 0.823 มม.² ถูกใช้กับไฟ LED แบบแถบเล็กๆ ไปจนถึงขนาด 12 AWG ซึ่งมีขนาดประมาณ 3.31 มม.² สำหรับติดตั้งในระบบขนาดใหญ่เชิงพาณิชย์ ตามข้อมูลจากการศึกษาเมื่อปีที่แล้ว สายไฟแบบเกลียวขนาด 14 AWG ที่มีขนาดประมาณ 2.08 มม.² นั้นเหมาะสำหรับใช้ในวงจรแสงสว่างสำหรับบ้านเรือนที่ 15 แอมแปร์ โดยไม่ก่อให้เกิดปัญหาการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญในระยะยาว
| AWG | พื้นที่หน้าตัด (มม.²) | กระแสไฟฟ้าสูงสุด (แอมแปร์) | กรณีการใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|---|
| 18 | 0.823 | 7 | ไฟฉายแผ่น led |
| 16 | 1.31 | 10 | ติดตั้งใต้ตู้ |
| 14 | 2.08 | 15 | โคมฝังฝ้าสำหรับที่อยู่อาศัย |
| 12 | 3.31 | 20 | ชุดโคม LED สำหรับเชิงพาณิชย์ |
กระแสไฟฟ้าที่ลวดสามารถทนได้นั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยหลักสองประการ ได้แก่ ความหนาของลวด (ขนาดสาย หรือ Gauge) และวัสดุที่นำมาใช้ในการผลิต เช่น ลวดทองแดงแบบเส้นเกลียว (Copper Stranded Wire) เมื่อถูกกำหนดให้ใช้งานที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส ขนาดสาย 16 AWG จะสามารถรองรับกระแสไฟฟ้าต่อเนื่องได้ประมาณ 10 แอมแปร์ ในขณะที่ขนาดสาย 12 AWG จะเพิ่มความสามารถในการรองรับเป็นประมาณ 20 แอมแปร์ อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ควรระลึกเสมอก็คือ รหัสไฟฟ้าแห่งชาติ (National Electrical Code) ปี 2020 แนะนำให้ลดความสามารถในการรองรับกระแสลงประมาณ 15% เมื่อมีการรวมสายไฟหลายเส้นไว้ด้วยกันภายในฉนวนกันความร้อน ประเด็นนี้มีความสำคัญอย่างมากในติดตั้งระบบไฟ LED ในปัจจุบัน ซึ่งมักนิยมเดินวงจรไฟฟ้าหลายวงจรผ่านท่อร้อยสายร่วมกัน การคำนวณการลดลงของความสามารถ (Derating) อย่างเหมาะสมจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยในการทำงานทางไฟฟ้า
เมื่อต้องการแปลงค่าขนาดสายไฟจากหน่วย AWG เป็นหน่วยเมตริกนั้นมีสูตรทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ พื้นที่หน้าตัดในหน่วยมิลลิเมตรยกกำลังสองเท่ากับประมาณ 0.012668 คูณด้วย 92 ยกกำลัง ((36 ลบด้วย AWG) หารด้วย 19.5) แต่แน่นอนว่าไม่มีใครอยากนั่งคำนวณแบบนี้ตลอดทั้งวัน นั่นจึงเป็นเหตุผลที่มาตรฐานสากล เช่น IEC 60228 ได้จัดทำขนาดมาตรฐานไว้ล่วงหน้าเพื่อความสะดวก ในการติดตั้งระบบไฟส่องสว่างในยุโรปโดยทั่วไป มักจะใช้สายไฟขนาด 1.5 มม.² ซึ่งเทียบได้กับขนาด 16 AWG ในระบบอเมริกัน หรือขนาดใหญ่กว่าคือ 2.5 มม.² ซึ่งเทียบได้ประมาณ 13 AWG ก่อนเริ่มทำงานโครงการระบบไฟฟ้าใด ๆ ก็ตาม ควรตรวจสอบเสมอว่าข้อกำหนดท้องถิ่นกำหนดเกณฑ์เกี่ยวกับสายไฟไว้อย่างไร เพราะค่าความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้า (current carrying capacity) อาจแตกต่างกันมากระหว่างมาตรฐาน UL ของสหรัฐฯ และมาตรฐาน IEC ของยุโรป แม้ในกรณีที่สายไฟมีขนาดทางกายภาพเท่ากันเป๊ะ
การเลือกสายไฟแบบเส้นเกลียวที่ถูกต้องนั้นมีความสำคัญอย่างมากต่อประสิทธิภาพการทำงานในแต่ละสภาพแวดล้อม สำหรับงานภายในอาคาร เช่น ไฟ LED แบบฝังฝ้าที่เราเห็นกันอยู่ทั่วไปในปัจจุบัน มักนิยมใช้สายขนาด 18 ถึง 16 AWG ที่หุ้มด้วยฉนวน PVC แบบยืดหยุ่น ซึ่งเหมาะสำหรับใช้ในกล่องต่อสายที่มีพื้นที่จำกัด ส่วนงานติดตั้งไฟส่องทางภายนอกอาคารนั้น ต้องคำนึงถึงความทนทานของฉนวนต่อรังสี UV และควรเลือกใช้สายทองแดงที่ชุบดีบุกเพื่อป้องกันการกัดกร่อน โดยทั่วไปนิยมใช้สายขนาด 14 AWG ในกรณีที่ระบบไฟ 24 โวลต์มีระยะทางยาวเกินประมาณ 50 ฟุต นอกจากนี้ยังต้องคำนึงถึงงานติดตั้งใหม่ในระบบที่มีอยู่เดิมด้วย สำหรับงานประเภทนี้ควรเลือกใช้สายที่ทนความร้อนสูง สามารถใช้งานได้ดีที่อุณหภูมิสูงถึง 90 องศาเซลเซียสโดยไม่เสียความยืดหยุ่น ซึ่งสายชนิดนี้ทนต่อความเครียดจากความร้อนภายในท่อร้อยสายเก่าได้ดีกว่าสายทั่วไป
การเลือกวัสดุฉนวนมีผลต่อความทนทานและประสิทธิภาพของระบบ:
เมื่อทำการปรับปรุงพื้นที่สำนักงานขนาดใหญ่ 50,000 ตารางฟุต การเปลี่ยนสายไฟแบบแกนเดี่ยวขนาด 12 AWG เป็นสายไฟแบบหลายเส้นขนาด 10 AWG ในแผงกระจายไฟหลักนั้นสร้างความแตกต่างอย่างแท้จริง การตกของแรงดันไฟฟ้าในวงจรที่ยาว 200 เมตรลดลงอย่างมากจากประมาณ 8.2% เหลือเพียง 2.1% เท่านั้น ทีมติดตั้งยังสังเกตเห็นอีกสิ่งหนึ่งด้วยว่า พวกเขาสามารถดึงสายเคเบิลผ่านท่อแบบ EMT ได้เร็วขึ้นประมาณ 23% เมื่อใช้สายไฟแบบหลายเส้น นอกจากนี้ยังมีผลกระทบทางการเงินที่ชัดเจน การอัปเกรดระบบสายไฟนี้ช่วยลดการใช้พลังงานรายปีลงได้ประมาณ 4.7% เพียงแค่ลดการสูญเสียบนสายไฟเท่านั้น การปรับปรุงในลักษณะนี้คือสิ่งที่กระทรวงพลังงานได้ชี้ให้เห็นไว้ในแนวทางการปรับปรุงระบบแสงสว่างแบบ LED ปี 2022 แม้ว่าช่างไฟฟ้าส่วนใหญ่จะรู้ดีอยู่แล้วว่าแนวทางนี้ได้ผลในทางปฏิบัติก่อนที่จะเห็นหลักฐานบนเอกสาร
การเลือกขนาดสายไฟที่เหมาะสมเริ่มต้นจากการพิจารณาปัจจัยหลักสามประการ ได้แก่ ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจร ค่าแรงดันตกที่ยอมรับได้ และอุณหภูมิที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในระหว่างการใช้งาน เพื่อคำนวณหาค่ากระแสโหลด ให้แบ่งค่าพลังงานรวมของอุปกรณ์ทั้งหมดด้วยแรงดันไฟฟ้าของระบบ สมมติว่ามีพลังงานรวม 100 วัตต์ที่ใช้งานบนแรงดัน 12 โวลต์ จะได้ค่ากระแสประมาณ 8.3 แอมแปร์ เมื่อเลือกขนาดสายไฟ ควรเลือกขนาดจากตาราง NEC ที่สามารถรองรับกระแสได้อย่างน้อย 125% ของตัวเลขดังกล่าว ค่านี้เป็นการเผื่อไว้เพื่อป้องกันปัญหาความร้อนสูงเกินไปเมื่อวงจรทำงานต่อเนื่องเป็นเวลานาน อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงจะต้องคำนึงถึงปัจจัยการลดลงของประสิทธิภาพจากความร้อนตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน NFPA 70 ฉบับล่าสุด หากอุณหภูมิสูงเกิน 30 องศาเซลเซียส เราจะต้องปรับค่าคำนวณให้เหมาะสม หลักการทั่วไปคือ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10 องศา จะลดความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้าของสายไฟได้อย่างปลอดภัยลงระหว่าง 15 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์
การควบคุมแรงดันตกให้อยู่ต่ำกว่า 3% (0.36V สำหรับระบบ 12V) มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสมรรถนะและความทนทานของหลอด LED โดยใช้สูตรมาตรฐานดังนี้:
Voltage Drop (%) = (2 × Length (m) × Current (A) × Resistance (Ω/km)) / (Voltage × 1000)
ความต้านทานที่ต่ำกว่าของลักษณะสายแบบเกลียวทองแดง (Stranded copper) ทำให้มีประสิทธิภาพสูงกว่าสายแบบแกนเดี่ยว (Solid wire) 18–22% ในระบบ 24V เมื่อระยะเกิน 15 เมตร (NEMA TS-2022) เมื่อแรงดันตกมากกว่า 2.5% การใช้สายขนาดใหญ่ขึ้นจะช่วยรักษาระดับความสว่าง เนื่องจากแรงดันตกทุก 0.1V จะทำให้ความสว่างลดลง 4–6%
EN
0.36V / (2 × 50m × 8.33A) = 0.000432 Ω/m
สายไฟแบบเส้นเกลียวขนาด 14 AWG (2.08 mm²) มีความต้านทาน 0.00328 Ω/m ซึ่งสูงเกินไปสำหรับการใช้งานนี้ การอัปเกรดเป็นขนาด 12 AWG (3.31 mm², 0.00208 Ω/m) จะช่วยลดแรงดันไฟฟ้าลงเหลือ 2.1% (0.25V) และรักษาระดับความสว่างสูงสุด การคำนวณขนาดที่เหมาะสมนี้จะช่วยลดการสูญเสียพลังงานลง 9–12% เมื่อเทียบกับสายไฟที่เล็กเกินไป
| เครื่องวัดสาย | พื้นที่หน้าตัด (มม.²) | กระแสไฟสูงสุด (แอมป์) | ความยาวสูงสุดที่แรงดันลดลง @3% (12V) |
|---|---|---|---|
| ขนาด 16 AWG | 1.31 | 10 | 28m |
| 14 AWG | 2.08 | 15 | 45เมตร |
| ขนาด 12 AWG | 3.31 | 20 | 72 เมตร |
ตารางนี้แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขนาดสายไฟสามารถยืดอายุการใช้งานวงจรไฟฟ้าได้ยาวนานขึ้น ขณะเดียวกันก็เป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยและประสิทธิภาพของ NEC
สายไฟแบบเส้นเกลียวให้ความยืดหยุ่น ลดความเสี่ยงของการขาดของเส้นลวด ทนต่อการสั่นสะเทือนได้ดี และมีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เหมาะสำหรับการติดตั้งระบบไฟส่องสว่างที่เคลื่อนไหวได้
สายไฟแบบเส้นลวดตีเกลียวสามารถทนกระแสไฟฟ้าได้ดี กระจายกระแสไฟฟ้าได้อย่างสม่ำเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงจุดร้อน และลดแรงดันไฟฟ้าตก ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
ความยืดหยุ่นของสายไฟช่วยให้ติดตั้งได้เร็วขึ้น และปกป้องอุปกรณ์ต่างๆ เช่น สวิตช์หรี่ไฟจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
ควรคำนึงถึงปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ใช้ แรงดันไฟฟ้าตก อุณหภูมิโดยรอบ และการที่สายไฟจะถูกมัดรวมกับสายอื่นๆ เมื่อกำหนดขนาดที่เหมาะสม
วัสดุเช่น PVC มีข้อได้เปรียบด้านต้นทุน ในขณะที่ XLPE มีความเสถียรทางความร้อนที่ดีกว่า และช่วยลดกระแสรั่ว ซึ่งมีความสำคัญต่อระบบที่ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ
คําแนะนําที่เหมาะสมกับตัวคุณเอง และคําตอบที่เหมาะสม
การผลิตที่ประสิทธิภาพดี การจัดส่งที่ไม่ยุ่งยาก
การทดสอบอย่างเข้มงวด การรับรองระดับโลก
การช่วยเหลืออย่างรวดเร็ว การสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง