ไฟไหม้สายไฟฟ้า เกิดขึ้นได้อย่างไร

พุธ ๑๓ กรกฎาคม ๒๐๑๖ ๑๖:๕๘
ดร.เชิดชัย ประภานวรัตน์ อาจารย์ประจำสาขาเทคโนโลยีวิศวกรรมไฟฟ้าและพลังงาน ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) เปิดเผยถึงสาเหตุหลักๆ ที่อาจทำให้เกิดไฟไหม้สายไฟฟ้า ว่ามีทั้งปัจจัยภายในของระบบสายไฟและปัจจัยภายนอกที่เข้ามากระทำต่อสายไฟจนเกิดการลุกติดไฟขึ้น ดร.เชิดชัย อธิบายว่า ปัจจัยภายในที่ทำให้สายไฟฟ้าร้อนนั้นมี 2 อย่างคือกระแสที่ไหลในสาย และความต้านทานของสาย ความร้อนที่เกิดขึ้นแปรผันตามกระแสยกกำลังสอง สาเหตุหลักคือการเกิดกระแสเกิน โดยธรรมชาติของตัวนำจะมีความต้านทานอยู่ หรือค่า R(Resistant) มีหน่วยเป็น โอห์ม เมื่อมีกระแสไหล (I) หน่วยเป็น แอมแปร์ (A) มันก็จะมีพลังงานความร้อนเกิดขึ้นเท่ากับกระแส I ยกกำลัง 2 แล้วคูณด้วย R ดังนั้นเราจะเห็นว่ายิ่งมีกระแสมาก ลวดตัวนำนั้นก็จะยิ่งร้อนมากขึ้น ซึ่งเป็นความร้อนที่จะต้องระบายผ่านฉนวนออกไปสู่อากาศรอบๆ สาย สายไฟฟ้าร้อนด้วยกลไกเดียวกันกับหลอดไส้(Incandescent lamp) ซึ่งทำงานโดยการให้กระแสไหลผ่านไส้หลอดที่มีความต้านทานค่อนข้างมาก จึงทำให้ไส้หลอดร้อนจนเปล่งแสงออกมา แต่ในสายไฟฟ้าเราไม่ได้อยากได้ความร้อนเพราะทำให้ฉนวนเสื่อม เพราะฉนวนเป็นพวกพลาสติกพีวีซีซึ่งเป็นโพลีเมอร์ ยิ่งร้อนยิ่งเสื่อมสภาพเร็ว ทำให้มันกรอบ ดังนั้นสายไฟฟ้าจึงต้องมีการออกแบบมาให้มีพื้นที่หน้าตัดของตัวนำที่ใหญ่พอเพื่อให้ค่าความต้านทานต่ำ ดังนั้นถ้าสายโตเท่ากันถ้ากระแสเพิ่ม 2 เท่า ปริมาณความร้อนที่จะต้องระบายออกนั้นจะเป็น 4 เท่า (กระแสยกกำลังสอง) ถ้าหากกระแสเพิ่ม 3 เท่า ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นในเนื้อตัวนำนั้นจะเพิ่ม 9 เท่า ดังนั้นเราจะเห็นว่าเมื่อกระแสมาก ความร้อนที่อยู่ในเนื้อตัวนำของสายที่ต้องไหลผ่านฉนวนเพื่อระบายออกไปสู่อากาศรอบๆ สายนั้นจะยิ่งมากตามไปด้วย จึงทำให้ฉนวนหุ้มสายร้อนทำให้เสื่อมสภาพเร็ว ถ้าหากความร้อนยังไม่มากเท่าใด ฉนวนก็ยังพอรับได้ สิ่งที่เราอาจจะพบก็คือเมื่อสัมผัสรอบๆ สายไฟแล้วรู้สึกว่ามันอุ่น และฉนวนหุ้มสายที่อุ่นอาจจะนิ่มกว่าสภาพที่เย็นเล็กน้อย แต่ถ้ากระแสเกินพิกัดความสามารถของสายไปมาก ฉนวนพีวีซีจะเริ่มหลอมเหลวถึงขั้นหยดได้เลย เพราะปกติแล้วสายพีวีซีนั้นมักจะระบุให้ใช้งานโดยมีอุณหภูมิสายขณะทำงานไม่เกิน 70 องศาเซลเซียส ส่วนสายรุ่นที่มีฉนวนดีกว่าซึ่งเป็นพวก XLPE อันนี้จะสามารถใช้งานได้ถึง 90 องศาเซลเซียส โดยทั่วไปสายไฟฟ้าที่ใช้ตามบ้านพักอาศัย อาคารพาณิชย์และโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆมักจะมีอุณหภูมิใช้งานไม่เกิน 70 องศาเซลเซียส ซึ่งไม่ได้สูงมาก ดังนั้นถ้าอยากให้สายไฟมีอายุใช้งานที่นาน ก็ต้องไม่ให้ความร้อนที่เกิดขึ้นที่ตัวนำมันสูงเกินกว่าความสามารถในการระบายความร้อนของสายไฟ ซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศรอบๆสายด้วย ดังนั้นสายไฟฟ้าควรอยู่ในที่ๆเย็นและแห้ง เพื่อให้ความร้อนสามารถระบายออกมาสู่บรรยากาศแวดล้อมได้เร็ว สายไฟก็จะเสื่อมช้า แต่ถ้าร้อนและโดนแดดด้วยจะยิ่งเสื่อมเร็ว ยกเว้นสายไฟฟ้าสำหรับใช้งานกลางแจ้ง พวกนี้มักจะมีฉนวนสองชั้นโดยชั้นนอกจะสามารถทนต่อรังสีอุลตร้าไวโอเล็ตได้

ส่วนกระแสที่ไหลผ่านสายจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับภาระไฟฟ้าที่สายนั้นป้อน เช่น บางชุมชนที่เป็นบ้านพักอาศัยอาจจะใช้ไฟฟ้ามากที่สุดในช่วงเย็นเพราะคนส่วนใหญ่กลับเข้าบ้าน ก็อาจจะทำให้กระแสที่ไหลในสายมีปริมาณสูงในช่วงเวลานั้น แต่อย่างไรตามในการเลือกขนาดสายไฟฟ้าจากหม้อแปลงมาสู่ชุมชนนั้น การไฟฟ้าก็จะเลือกสายไฟที่มีพื้นที่หน้าตัดของทองแดงหรืออะลูมิเนียมใหญ่พอตามพิกัดความสามารถในการจ่ายไฟของหม้อแปลง การไฟฟ้ารู้ว่าหม้อแปลงสามารถจ่ายกระแสได้สูงสุดกี่แอมป์ ก็ต้องเลือกใช้สายไฟ (ในที่นี้เรียกว่าสายป้อนหรือ Feeder) ที่สามารถรับกระแสได้ไม่น้อยกว่าความสามารถในการจ่ายกระแสของหม้อแปลงนั้นๆ บวกค่าเผื่อเพื่อความปลอดภัยอีกจำนวนหนึ่งเพื่อให้ปลอดภัยอยู่แล้ว ปัญหาอยู่ตรงที่ในแต่ละพื้นที่นั้น มักมีจำนวนบ้านเรือนเพิ่มขึ้นมาอีกเรื่อยๆ จำนวนสายป้อนมีจำนวนเพิ่มขึ้นด้วย สายป้อนเหล่านี้เหมือนกิ่งแขนงหรือกิ่งที่เป็นกิ่งย่อยของต้นไม้ หากจำนวนบ้านที่ต่อกับสายป้อนย่อยเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และยิ่งผู้ใช้ไฟฟ้าในสายป้อนย่อยนั้นๆ เปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าพร้อมกัน ก็อาจเกิดกระแสเกินได้ ถ้าหากสายป้อนเกิดความร้อนสูงเพียงระยะสั้นๆ ก็ไม่น่าจะเป็นอะไรมากเพราะสายไฟสามารถระบายออกได้ทัน แต่ถ้ากระแสนั้นมีค่าสูงเกินพิกัดของสายไฟฟ้าและเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความร้อนก็เพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องเช่นกัน ก็อาจจะทำให้สายระบายความร้อนออกไปไม่ทัน เป็นเหตุให้สายไฟเกิดการหลอมเหลวของฉนวนหรือลุกไหม้ขึ้น เป็นสาเหตุของไฟไหม้หรือการลัดวงจรได้ ยิ่งสายอยู่ในสภาพแวดล้อมที่การระบายความร้อนทำได้ยากเช่นมีอุณหภูมิค่อนข้างสูงหรือที่ๆอากาศไม่ถ่ายเท ก็จะเพิ่มโอกาสที่ฉนวนจะหลอมละลายได้มากขึ้น

อย่างไรก็ตาม ภาพที่คนส่วนใหญ่มักกังวลกับภาพสายไฟที่พันกันเป็นกระจุกๆ ตามเสาไฟฟ้านั้น ส่วนมากเป็นสายโทรศัพท์ ซึ่งสายเหล่านั้นแทบจะไม่มีกระแสไฟ และหากเป็นสายโทรศัพท์ยุคใหม่จะเป็นออพติคไฟเบอร์ สายออพติคนี้สิ่งที่วิ่งอยู่ข้างในเป็นแสง ดังนั้นสายโทรศัพท์ที่เป็นออพติคจึงไม่มีทองแดง ส่วนสายโทรศัพท์รุ่นเก่าที่ยังเป็นทองแดงอยู่ก็มีกระแสต่ำมากไม่กี่มิลลิแอมป์ ดังนั้นสายโทรศัพท์จะแทบไม่มีโอกาสลุกไหม้เองได้เลยเนื่องจากกระแสที่ไหลมีค่าต่ำมากในขณะทำงานตามปกติ

ส่วนปัจจัยภายนอกที่อาจจะเข้ามากระทำต่อสายไฟจนเกิดไฟไหม้ก็มีอย่างเช่น การเผาหญ้า หรืออาจจะเกิดจากการต่อไม่แน่น ซึ่งบางกรณีอาจจะเคยแน่นตอนที่เค้าติดตั้งสาย feeder แต่เมื่อเวลาผ่านไป ขั้วต่ออาจจะหลวมเนื่องจากน้ำและความชื้นอาจเล็ดลอดผ่านเทปพันสายไฟเข้าไปได้ ทำให้เกิดสนิมบริเวณรอยต่อ ทำให้รอยต่อสัมผัสกันไม่สนิท เกิดความต้านทานระหว่างรอยต่อที่เพิ่มขึ้น ซึ่งก็จะเป็นไปตามกฎเดิมอีก คือเมื่อกระแสไหลผ่านความต้านทานก็จะมีความร้อนเกิดขึ้น ซึ่งมีค่าเท่ากับกระแสยกกำลังสองคูณกับค่าความต้านทาน ดังนั้นบริเวณขั้วต่อที่หลวมมักจะเกิดความร้อน และถ้าหากว่าการหลวมรุนแรงก็จะทำให้เกิดการสปาร์คขึ้น ทำให้เกิดประกายไฟและอุณหภูมิของตัวนำในบริเวณที่เกิดการสปาร์คจะมีค่าสูงมาก เหมือนกับเวลาที่ช่างเชื่อมเหล็กทำให้ลวดเชื่อมหลอมละลายได้ เพราะช่างเชื่อมรักษาการสปาร์คให้เกิดอย่างต่อเนื่องตลอดการเชื่อม ซึ่งอุณหภูมิตรงใจกลางการสปาร์คนั้นสูงถึงหมื่นองศาเซลเซียส ดังนั้นหากการสปาร์คเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและกระแสสปาร์คมีค่าสูง ความร้อนจำนวนมากจากการสปาร์คจะวิ่งจากจุดที่เกิดการสปาร์คไปตามเนื้อโลหะของตัวนำ ทำให้ฉนวนของสายไฟฟ้าในบริเวณที่เกิดการสปาร์คร้อนจัดจนลุกไหม้ได้

ข่าวประชาสัมพันธ์ล่าสุด

๑๑ เม.ย. อ.อ.ป. ร่วม พิธีสรงน้ำพระ ขอพร เนื่องในวันสงกรานต์ประจำปี 2567 ทส.
๑๑ เม.ย. 1 จาก 1,159 ศูนย์การค้า เดอะ พาลาเดียม เวิลด์ ช้อปปิ้ง ส่งมอบลอตเตอรี่ที่ไม่ถูกรางวัล จำนวน 125,500 ใบ ให้กับศูนย์สาธารณสงเคราะห์เด็กพิเศษ วัดห้วยหมู
๑๑ เม.ย. JPARK ประชุมสามัญผู้ถือหุ้นประจำปี 2567 ผถห. อนุมัติปันผล 0.0375 บาทต่อหุ้น
๑๑ เม.ย. สเก็ตเชอร์ส สนับสนุนเทคโนโลยีเพื่อความสบายแก่บุคลากรทางการแพทย์ บริจาครองเท้ารุ่น GOwalk 7(TM) สำหรับบุคลากรทางการแพทย์
๑๑ เม.ย. ศูนย์คนหายไทยพีบีเอส ร่วมกับสถาบันนิติวิทยาศาสตร์ ทำงานเชิงป้องกัน เก็บก่อนหาย ในผู้สูงอายุ
๑๑ เม.ย. จุฬาฯ อันดับ 1 ของไทย การจัดอันดับมหาวิทยาลัยโดย QS WUR by Subject 2024
๑๑ เม.ย. ครั้งแรกในไทย 'Pet Us' เนรมิตพื้นที่จัดกิจกรรม มะหมามาหาสงกรานต์ ชวนน้องหมาทั่วทั้ง 4 ภาคร่วมสนุกในช่วงสงกรานต์ 13-14 เมษายน ตอกย้ำความสำเร็จฉลอง 'Pet Us' ครบ 3
๑๑ เม.ย. LINE STICKER OCHI MOVE จาก OCEAN LIFE ไทยสมุทร คว้ารางวัลชนะเลิศ Best Sponsored Stickers in Insurance ในงาน LINE THAILAND AWARDS
๑๑ เม.ย. วว. ผนึกกำลังหน่วยงานเครือข่าย พัฒนาเชื่อมโยงการค้า ตลาด วิจัย เทคโนโลยี นวัตกรรม สู่การพัฒนาที่ยั่งยืน
๑๑ เม.ย. บริษัท เค วัน วัน ดี จำกัด ถือฤกษ์ดีจัดพิธีบวงสรวง ซีรี่ส์ Girl's Love เรื่องใหม่ Unlock Your Love : รักได้ไหม ?