ขนาดสายไฟ การผลิตลวดทองแดง ประเภทฉนวน และคู่มือการเดินสายไฟภายในบ้าน

วิธีวัดขนาดสายไฟ: AWG, mm² และความหมายของตัวเลข

ขนาดสายไฟคือการวัดพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ — ปริมาณทองแดง (หรืออะลูมิเนียม) ที่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ มีสองระบบหลัก: มาตรฐาน American Wire Gauge (AWG) ที่ใช้ในอเมริกาเหนือ และระบบเมตริก mm² (ตารางมิลลิเมตร) ที่ใช้ในยุโรป ออสเตรเลีย และส่วนอื่นๆ ของโลก การทำความเข้าใจทั้งสองสิ่งนี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทุกคนที่ระบุสายไฟในห่วงโซ่อุปทานระหว่างประเทศหรือการทำงานกับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่นำเข้า

AWG: ระบบอเมริกันทำงานอย่างไร

AWG เป็นระบบต่อต้าน: ยิ่งหมายเลขเกจสูง ลวดก็จะยิ่งเล็กลง . AWG 4 เป็นตัวนำขนาดใหญ่เหมาะสำหรับวงจรเครื่องใช้ไฟฟ้าหนัก AWG 24 เป็นลวดละเอียดภายในสายโทรศัพท์ สเกลนี้มาจากจำนวนรอบแม่พิมพ์ดึงที่ต้องใช้เพื่อผลิตลวด ยิ่งผ่านมากเท่าไรก็ยิ่งได้เส้นลวดที่บางลงและมีเลขเกจสูงขึ้น ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์มีความแม่นยำ: การเพิ่ม 6 ขั้น AWG แต่ละครั้งจะลดพื้นที่หน้าตัดลงครึ่งหนึ่ง และการเพิ่ม 3 ขั้นแต่ละครั้งจะลดเส้นผ่านศูนย์กลางลงประมาณครึ่งหนึ่ง

หากต้องการวัดขนาดสายไฟใน AWG โดยไม่ต้องใช้เอกสารข้อมูล ให้ใช้เครื่องมือเกจสายไฟ — แผ่นเหล็กแบนที่มีช่องที่ปรับเทียบแล้ว — โดยการสอดตัวนำเปลือยเข้าไปในช่องจนกว่าจะพบช่องที่เล็กที่สุดที่พอดีผ่านได้อย่างหมดจด สิ่งนี้ให้ AWG โดยตรง หรืออีกทางหนึ่ง วัดเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำเปลือยด้วยคาลิเปอร์ดิจิทัลและตัวอ้างอิงโยงกับตาราง AWG มาตรฐาน: AWG 12 วัดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.053 มม. AWG 14 วัดได้ 1.628 มม. AWG 10 วัดได้ 2.588 มม. ห้ามวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของสายไฟที่หุ้มฉนวน — ความหนาของฉนวนจะแตกต่างกันไปตามประเภทและพิกัดแรงดันไฟฟ้า และจะทำให้การอ่านค่าเกจไม่ถูกต้อง

ระบบเมตริก mm²

ระบบเมตริก IEC ระบุขนาดสายไฟตามพื้นที่หน้าตัดที่แท้จริงของตัวนำในหน่วยตารางมิลลิเมตร ซึ่งเป็นการวัดความจุกระแสไฟฟ้าโดยตรงและใช้งานง่าย ขนาดที่อยู่อาศัยโดยทั่วไปคือ 1.5 มม.² (วงจรไฟส่องสว่าง เทียบเท่ากับ AWG 14), 2.5 มม.² (วงจรเต้ารับไฟฟ้า, ประมาณ AWG 12), 4 มม.² (วงจรหม้อหุงข้าวและฝักบัว ประมาณ AWG 10) และ 6 มม.² (การป้อนย่อยและเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีโหลดสูง ประมาณ AWG 8) วิธีคำนวณ mm² จากเส้นผ่านศูนย์กลางที่วัดได้: พื้นที่ = π × (เส้นผ่านศูนย์กลาง/2)²

พิกัดปัจจุบันในตารางด้านบนสะท้อนถึงค่าความทึบของ NEC (National Electrical Code) สำหรับตัวนำทองแดงในท่อร้อยสายที่พิกัดฉนวน 60°C และอุณหภูมิแวดล้อม 30°C สายไฟที่มัดในผนังโดยไม่มีท่อร้อยสายหรือใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีสภาพแวดล้อมสูง จะต้องถูกลดพิกัด - NEC ระบุปัจจัยการแก้ไขที่ต่ำเพียง 0.5 เท่า สำหรับท่อร้อยสายที่มีตัวนำไฟฟ้ามากกว่าสามตัว สายไฟที่มีขนาดเล็กกว่านั้นไม่เพียงแต่เสียหายทันทีเท่านั้น แต่ยังเกิดความร้อนสูงเกินไปอย่างช้าๆ ส่งผลให้ฉนวนเสื่อมคุณภาพเป็นเวลาหลายเดือนหรือหลายปีจนกระทั่งเกิดข้อผิดพลาดหรือไฟไหม้

วิธีการผลิตลวดทองแดง: จากแคโทดไปจนถึงตัวนำสำเร็จรูป

การผลิตลวดทองแดงเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมหลายขั้นตอนที่เริ่มต้นด้วยแคโทดทองแดงที่ผ่านการกลั่นแล้ว ซึ่งเป็นแผ่นแบนที่มีทองแดงบริสุทธิ์ 99.99% ซึ่งผลิตโดยการกลั่นด้วยไฟฟ้าของแร่ที่ถลุงแล้ว และปิดท้ายด้วยตัวนำที่เสร็จแล้วถูกดึงออกมาให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่แม่นยำ อบอ่อนตามอุณหภูมิที่ถูกต้อง และพันบนม้วนเพื่อเป็นฉนวนหรือขายตรง อุตสาหกรรมสายไฟและเคเบิลทั่วโลกมีการบริโภคประมาณ ทองแดง 28 ล้านเมตริกตันต่อปี ทำให้เป็นหมวดหมู่การใช้งานปลายทางเดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดสำหรับโลหะ

ขั้นตอนที่ 1: การหล่ออย่างต่อเนื่องเป็นร็อด

แคโทดทองแดงถูกหลอมในเตาเพลาหรือเตาเหนี่ยวนำที่อุณหภูมิประมาณ 1,085°C (จุดหลอมเหลวของทองแดง) และหล่อเป็นแท่งต่อเนื่องผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการหล่อ Properzi หรือการหล่อ CONTIROD ซึ่งพัฒนาขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 โดยเฉพาะสำหรับอุตสาหกรรมลวด ทองแดงที่หลอมละลายจะถูกเทลงในแม่พิมพ์ที่เคลื่อนที่ได้ซึ่งเกิดขึ้นจากล้อหล่อที่มีร่องและสายพานเหล็ก จากนั้นจะแข็งตัวเป็นแท่งต่อเนื่องที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม. ขณะที่ออกจากล้อ จากนั้นจึงรีดร้อนทันทีผ่านแท่นรีดหลายชุดในขณะที่ยังคงมีอุณหภูมิสูงกว่า 600°C ลดเหลือแท่งทองแดงมาตรฐานขนาด 8 มม. ที่ใช้เป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับการวาดลวด การหล่อแบบต่อเนื่องทำให้เกิดแท่งด้วย โครงสร้างเกรนสม่ำเสมอและมีออกไซด์รวมน้อยที่สุด — จำเป็นสำหรับการเขียนแบบที่เชื่อถือได้โดยไม่ทำให้ลวดขาด

ขั้นตอนที่ 2: การวาดลวด

แท่งขนาด 8 มม. ถูกดึงผ่านชุดทังสเตนคาร์ไบด์หรือเพชรที่มีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ บนเครื่องวาดลวด โดยแต่ละแม่พิมพ์จะลดเส้นผ่านศูนย์กลางลง 15–25% ลำดับการวาดโดยทั่วไปตั้งแต่แท่งขนาด 8 มม. ถึง AWG 12 (2.05 มม.) ต้องใช้แม่พิมพ์ตอก 9–11 ครั้ง การผ่านแต่ละครั้งจะทำให้ทองแดงแข็งตัว — เพิ่มความต้านทานแรงดึงแต่ลดความเหนียวลง สารหล่อลื่นสำหรับการวาด (อิมัลชันที่ใช้สบู่) ถูกนำมาใช้อย่างต่อเนื่องเพื่อลดการเสียดสีระหว่างพื้นผิวลวดและแม่พิมพ์ ป้องกันการหวือหวา และนำความร้อนที่เกิดจากการเสียรูปพลาสติกออกไป เครื่องวาดแบบหลายแม่พิมพ์ทำงานที่ความเร็วทางออกของสายไฟ 20–40 เมตรต่อวินาที สำหรับลวดละเอียด ซึ่งผลิตตัวนำสำเร็จรูปได้เป็นกิโลเมตรต่อชั่วโมง

ขั้นตอนที่ 3: การหลอม

ลวดทองแดงชุบแข็งมีความแข็งและเปราะ ไม่เหมาะกับงานเดินสายไฟฟ้าที่ต้องการให้ตัวนำโค้งงอระหว่างการติดตั้งโดยไม่แตกร้าว การหลอมช่วยคืนความเหนียวโดยการให้ความร้อนแก่ลวดจนถึง 200–500°C และปล่อยให้โครงสร้างเกรนที่ผิดรูปเกิดการตกผลึกอีกครั้ง มีการใช้สองวิธีทางอุตสาหกรรม การอบอ่อนแบบแบตช์จะทำให้ลวดขดอยู่ในเตาเผาที่มีบรรยากาศควบคุมเป็นเวลาหลายชั่วโมง ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอมาก แต่ต้องใช้เวลาบนพื้นมาก การอบอ่อนแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่องจะส่งผ่านลวดที่ดึงผ่านโซนทำความร้อนความต้านทานไฟฟ้าทันทีหลังจากการขึ้นรูปขั้นสุดท้าย ทำให้ทองแดงตกผลึกใหม่ในไม่กี่วินาทีในขณะที่สายการผลิตเดิน — วิธีการที่โดดเด่นในการผลิตปริมาณมากในด้านความเร็วและประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน ลวดทองแดงที่ผ่านการอบอ่อนอย่างถูกต้องจะทำให้มีการยืดตัวที่จุดขาดมากกว่า 25% และมีความต้านทานต่ำกว่า 1.724 μΩ·ซม — ค่ามาตรฐานสากลสำหรับทองแดงอบอ่อน (ค่าการนำไฟฟ้า IACS 100%)

ขั้นตอนที่ 4: การพันเกลียวและฉนวน

ตัวนำโซลิดเดี่ยวรองรับการใช้งานที่มีความยืดหยุ่นต่ำ (การเดินสายแบบตายตัวในผนัง) สำหรับสายเคเบิลแบบยืดหยุ่น เช่น สายไฟ อุปกรณ์พกพา ตะกั่วเชื่อม ลวดละเอียดหลายเส้นจะถูกบิดเข้าด้วยกันในเครื่องตีเกลียวเพื่อสร้างตัวนำตีเกลียว ตัวนำตีเกลียว AWG 12 ทั่วไปใช้สายไฟ AWG 22.5 จำนวน 7 เส้น โดยบิดเป็นชั้นเดียวรอบๆ สายกลาง การพันเกลียวที่ละเอียดกว่า (สาย 19, 37 หรือ 133 เส้น) ทำให้เกิดตัวนำที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้นสำหรับการใช้งานแบบยืดหยุ่นที่มีความต้องการสูง จากนั้นตัวนำที่เสร็จแล้วจะผ่านเครื่องอัดรีด ซึ่งเป็นกระบอกให้ความร้อนด้วยสกรูหมุน โดยที่วัสดุฉนวนเทอร์โมพลาสติกหรือเทอร์โมเซ็ตจะถูกหลอมและอัดรีดด้วยแรงดันเหนือตัวนำในการเคลือบแบบต่อเนื่อง

ประเภทของฉนวนสายไฟฟ้า: วัสดุ การให้คะแนน และการเลือกใช้

ฉนวนสายไฟฟ้าเป็นสารเคลือบอิเล็กทริกที่ป้องกันกระแสไหลออกจากตัวนำ ป้องกันการเสื่อมสภาพของสิ่งแวดล้อม และในหลายการใช้งาน ให้การป้องกันทางกลและความต้านทานเปลวไฟ ตัวเลือกฉนวนจะกำหนดระดับแรงดันไฟฟ้าของสายไฟ ระดับอุณหภูมิ ความต้านทานต่อสารเคมี และสภาพแวดล้อมการติดตั้งที่เกี่ยวข้องโดยตรง ไม่มีวัสดุฉนวนชนิดใดที่มีคุณสมบัติเหนือกว่าทุกพารามิเตอร์ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมฉนวนหลายประเภทจึงมีหลายประเภทในอุตสาหกรรมลวด

พีวีซี (โพลีไวนิลคลอไรด์)

พีวีซีเป็นวัสดุฉนวนสายไฟที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก โดยคิดเป็นส่วนใหญ่ของฉนวนสายไฟอาคาร สายเคเบิลควบคุม และฉนวนสายไฟเครื่องใช้ไฟฟ้าโดยปริมาตร มีราคาไม่แพง รีดง่าย ดับไฟได้เอง (เกรดสารหน่วงไฟ) และทนทานต่อน้ำมัน กรด และความชื้น ฉนวนพีวีซีมาตรฐานได้รับการจัดอันดับให้ 60°C หรือ 75°C อุณหภูมิการทำงานต่อเนื่อง โดยมีเกรด 90°C จุดอ่อนของมันคือประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำ — PVC มาตรฐานจะเปราะต่ำกว่า –10°C — และจะปล่อยก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์เมื่อถูกเผา ซึ่งมีฤทธิ์กัดกร่อนและเป็นพิษ ด้วยเหตุนี้ จึงห้ามใช้ PVC ในการใช้งานในอาคารบางประเภท (พื้นที่ห้องโถง อุโมงค์ อาคารสาธารณะ) ซึ่งควันพิษเป็นปัญหาด้านความปลอดภัยในชีวิต ลวดอาคาร THHN และ THWN — ตัวเลือกมาตรฐานสำหรับการเดินสายไฟท่อร้อยสายที่อยู่อาศัยในอเมริกาเหนือ — ใช้ฉนวน PVC ที่หุ้มด้วยไนลอนซึ่งมีอุณหภูมิแห้ง 90°C / เปียก 75°C

XLPE (โพลีเอทิลีนแบบครอสลิงค์)

XLPE ผลิตโดยโซ่โพลีเอทิลีนที่เชื่อมโยงทางเคมีหรือกายภาพหลังจากการอัดขึ้นรูป ทำให้เกิดเครือข่ายโพลีเมอร์สามมิติที่ไม่ละลาย ทำให้ XLPE มีระดับอุณหภูมิต่อเนื่องที่ 90°C (แห้ง) และ 75°C (เปียก) ด้วยการทนต่อการลัดวงจรที่อุณหภูมิ 250°C ซึ่งดีกว่าขีดจำกัดการลัดวงจรที่ 160°C ของ PVC อย่างมาก XLPE มีการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำกว่า PVC ทำให้เป็นฉนวนมาตรฐานสำหรับสายไฟแรงดันปานกลาง (1 kV–35 kV) และสายไฟแรงสูง ซึ่งการให้ความร้อนด้วยอิเล็กทริกใน PVC จะเป็นปัญหาที่ความถี่ในการทำงาน สายไฟอาคาร USE-2 และ RHW-2 ได้รับการจัดอันดับสำหรับพื้นที่ใต้ดินและเปียก ใช้ฉนวน XLPE วัสดุนี้จะไม่ปล่อยก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเมื่อถูกเผา ทำให้ได้เปรียบด้านความปลอดภัยมากกว่า PVC ในการติดตั้งแบบปิด

LSZH (ฮาโลเจนไร้ควันต่ำ)

ฉนวน LSZH ใช้สารประกอบโพลีเมอร์ที่ปราศจากฮาโลเจน ซึ่งโดยทั่วไปแล้วโพลีโอเลฟินจะผสมกับสารหน่วงไฟของตัวเติมแร่ ซึ่งก่อให้เกิดควันน้อยที่สุดและไม่มีก๊าซกรดฮาโลเจนเมื่อสัมผัสกับไฟ สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในพื้นที่จำกัดซึ่งการอพยพเป็นเรื่องยาก: อุโมงค์ เรือ ชานชาลานอกชายฝั่ง ศูนย์ข้อมูล และระบบขนส่งมวลชน กฎระเบียบอาคารของยุโรป (CPR — กฎระเบียบผลิตภัณฑ์ก่อสร้าง) จำแนกสายเคเบิลตามประสิทธิภาพปฏิกิริยาต่อไฟ และสูตร LSZH มีอิทธิพลเหนือระดับ Cca, B2ca และประสิทธิภาพที่สูงกว่า ข้อเสียคือมีความเหนียวเชิงกล โดยทั่วไปสารประกอบ LSZH จะนุ่มกว่าและทนทานต่อการเสียดสีน้อยกว่า PVC ซึ่งต้องใช้การติดตั้งอย่างระมัดระวังมากขึ้น

ยางซิลิโคน

ฉนวนยางซิลิโคนครอบคลุมอุณหภูมิสุดขั้วที่ฉนวนเทอร์โมพลาสติกไม่สามารถเข้าถึงได้: พิกัดต่อเนื่อง –60°ซ ถึง 180°ซ โดยมีบางเกรดทนอุณหภูมิได้ 200°C ในระยะเวลาที่จำกัด ซิลิโคนมีความยืดหยุ่นแม้ในอุณหภูมิที่เย็นจัด เฉื่อยทางเคมี ทนต่อรังสียูวี และไม่เป็นพิษเมื่อถูกเผา คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เป็นมาตรฐานสำหรับการเดินสายไฟในเตาอบ การใช้งานเตาอุตสาหกรรม สายไฟอุปกรณ์ทางการแพทย์ และการเดินสายไฟในอวกาศ ต้นทุนเป็นข้อจำกัดหลัก — ลวดหุ้มซิลิโคนมีราคาสูงกว่าลวด PVC ที่เทียบเท่ากัน 3–8 เท่าต่อเมตร ซึ่งจำกัดเฉพาะการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพการระบายความร้อนอย่างแท้จริง

PTFE (โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน)

PTFE หรือที่รู้จักในเชิงพาณิชย์ในชื่อเทฟลอน ให้ความทนทานต่อสารเคมีสูงสุดในบรรดาฉนวนสายไฟ รวมกับระดับอุณหภูมิที่ต่อเนื่องที่ 260°ซ และคุณสมบัติไดอิเล็กตริกที่ดีเยี่ยมที่ความถี่สูง ลวดหุ้มฉนวน PTFE เป็นมาตรฐานในชุดสายไฟสำหรับการบินและอวกาศ (MIL-W-22759 และเทียบเท่า) สายโคแอกเซียลความถี่สูง และอุปกรณ์แปรรูปทางเคมีที่ตัวทำละลายหรือกรดที่มีฤทธิ์รุนแรงจะทำลายวัสดุฉนวนอื่นๆ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานและพื้นผิวกันติดที่ต่ำมากยังทำให้ลวดหุ้มฉนวน PTFE ดึงผ่านท่อได้ง่ายขึ้นและมัดรวมกันเป็นสายรัดที่แน่นหนา

ประเภทของสายไฟฟ้า: การก่อสร้างและการใช้งาน

สายไฟฟ้าแตกต่างจากสายไฟตรงที่รวมตัวนำหุ้มฉนวนหลายตัวเข้าด้วยกัน มักประกอบด้วยสายกราวด์ วัสดุตัวหุ้ม ตัวป้องกัน และแจ็กเก็ตด้านนอก ให้เป็นชุดเดียวที่ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมการติดตั้งและฟังก์ชันทางไฟฟ้าเฉพาะ โครงสร้างสายเคเบิลไม่สามารถใช้แทนกันได้ในทุกการใช้งาน: การใช้สายเคเบิลผิดประเภทในสภาพแวดล้อมที่กำหนดอาจทำให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้ การละเมิดรหัส หรือความล้มเหลวของฉนวนก่อนเวลาอันควร

NM-B (สายไฟหุ้มอโลหะ)

NM-B — ที่เรียกกันทั่วไปว่า Romex ตามชื่อแบรนด์ที่โดดเด่น — เป็นสายเคเบิลมาตรฐานสำหรับการเดินสายไฟในที่พักอาศัยในสถานที่แห้งภายในทั่วอเมริกาเหนือ ประกอบด้วยตัวนำทองแดงหุ้มฉนวนสองหรือสามตัว (โดยทั่วไปคือ THHN) พร้อมด้วยสายกราวด์เปลือย ห่อด้วยเครื่องแยกกระดาษและหุ้มด้วยปลอกด้านนอก PVC NM-B มีจำหน่ายในรุ่น 14/2, 12/2, 10/2 (ตัวนำสองตัวบวกกราวด์) และ 14/3, 12/3 (ตัวนำสามตัวบวกกราวด์ — จำเป็นสำหรับวงจรสวิตช์สามทาง) มีพิกัดอยู่ที่ 90°C ที่ตัวนำแต่ จะต้องลดลงเหลือ 60°C ความทึบแสง ในทางปฏิบัติเนื่องจากการกักเก็บความร้อนของเสื้อแจ็คเก็ตตัวนอก NM-B ไม่สามารถใช้งานได้ในสถานที่เปียก ฝังอยู่ในคอนกรีต หรือใช้งานในพื้นที่ที่อาจได้รับความเสียหายทางกายภาพ

UF-B (สายป้อนใต้ดิน)

สายเคเบิล UF-B ได้รับการออกแบบมาเพื่อการฝังโดยตรงในดินโดยไม่มีท่อร้อยสาย — ตัวนำถูกฝังอยู่ในสารประกอบ PVC สีเทาทึบ แทนที่จะห่อด้วยแจ็คเก็ตแยกต่างหาก ทำให้เกิดเป็นชุดที่ทนทานต่อความชื้นและทนต่อการกดทับ ใช้สำหรับวงจรกลางแจ้ง (ไฟแนวนอน อาคาร ปลั๊กไฟในสวน) และยังสามารถใช้ในอาคารในบริเวณที่มีความชื้นซึ่งห้าม NM-B ได้อีกด้วย ความลึกขั้นต่ำของการฝังศพภายใต้ NEC คือ 24 นิ้วสำหรับ UF-B แบบฝังโดยตรง ไม่มีการป้องกันท่อร้อยสาย ลดลงเหลือ 12 นิ้วเมื่อป้องกันด้วยท่อร้อยสาย

สายไฟ MC (สายไฟหุ้มโลหะ)

สายเคเบิล MC หุ้มตัวนำหุ้มฉนวนไว้ในอะลูมิเนียมประสานที่ยืดหยุ่นหรือเกราะเหล็กชุบสังกะสี ให้การป้องกันทางกลที่เหมาะสมสำหรับการทำงานแบบเปิดโล่งในอาคารพาณิชย์และอุตสาหกรรม และในการใช้งานในที่พักอาศัยซึ่งกฎหมายท้องถิ่นห้าม NM-B (เขตอำนาจศาลในเมืองและอาคารหลายครอบครัวหลายแห่ง) ชุดเกราะไม่สามารถใช้แทนตัวนำกราวด์ได้ - สายเคเบิล MC มีสายกราวด์อุปกรณ์หุ้มฉนวนโดยเฉพาะ สายเคเบิล MC ได้รับการอนุมัติให้ใช้ในสถานที่เปียก (พร้อมอุปกรณ์ตามรายการ) ในคอนกรีต และในการใช้งานแบบฝังโดยตรงบางประเภท ให้ความยืดหยุ่นในการติดตั้งที่ NM-B ไม่สามารถทำได้

สาย SE และ SER (ทางเข้าบริการ)

สายเคเบิลทางเข้าบริการเชื่อมต่อมิเตอร์ไฟฟ้าเข้ากับแผงไฟฟ้าหลัก SE-R (ทางเข้าบริการ แบบกลม) ประกอบด้วยตัวนำเฟสหุ้มฉนวน 2 ตัวและตัวนำอะลูมิเนียมที่เป็นกลางเปลือย โดยทั้งหมดหุ้มด้วยปลอกหุ้มด้านนอกแบบถักหรือ PVC สำหรับวางกลางแจ้ง SER ใช้สำหรับฟีด 100–400A จากมิเตอร์ไปยังแผง และสำหรับฟีดแผงย่อยภายในอาคารเดียวกัน ไม่ได้รับการอนุมัติให้ฝังโดยตรงโดยไม่มีท่อร้อยสาย สำหรับการขาดบริการสาธารณูปโภค - การเชื่อมต่อจากหม้อแปลงไปยังมิเตอร์ - สายเคเบิลสามสายเหนือศีรษะ (ตัวนำอะลูมิเนียมบิดเกลียวพร้อมฉนวน XLPE) ถือเป็นมาตรฐาน

สายเคเบิลข้อมูลแบบหุ้มเกราะและแบบคัดกรอง

สายเคเบิลข้อมูลและการสื่อสารแรงดันต่ำ — Cat6 Ethernet, โคแอกเชียล RG-6, ไฟเบอร์ออปติกพร้อมตัวตามรอยทองแดง — เป็นสายไฟฟ้าในแง่กฎระเบียบ ซึ่งอยู่ภายใต้มาตรา 800 และ 820 ของ NEC ในพื้นที่ช่องรับลม (เหนือเพดานตก ในช่องรับลม) สายเคเบิลเหล่านี้ต้องใช้แจ็คเก็ตที่ได้รับการจัดอันดับ CMP (Communications Plenum) ที่มีคุณสมบัติควันต่ำและกระจายเปลวไฟต่ำ ต้องใช้สายเคเบิลแบบ Riser-rated (CMR) ในการวิ่งแนวตั้งระหว่างพื้น สายเคเบิลมาตรฐานระดับ CM อนุญาตให้ใช้ได้เฉพาะในพื้นที่ภายในที่ไม่มีแผงกั้นและไม่ใช่ตัวยก การเปลี่ยนสายเคเบิลไรเซอร์ใน plenum เป็นข้อผิดพลาดในการติดตั้งที่พบบ่อยและเป็นอันตราย ซึ่งทำให้การตรวจสอบไฟล้มเหลว และอาจทำให้ควันพิษไหลเวียนผ่านระบบ HVAC ในกรณีที่เกิดเพลิงไหม้

สายไฟประเภทใดที่ใช้ในบ้านในปัจจุบัน?

การเดินสายไฟที่อยู่อาศัยสมัยใหม่ในสหรัฐอเมริกาเป็นไปตามระบบมาตรฐานที่กำหนดโดย NEC และบังคับใช้โดยรหัสอาคารท้องถิ่น วัสดุ ประเภทสายเคเบิล และการกำหนดค่าวงจรในบ้านที่สร้างหรือเดินสายใหม่หลังปี 2000 แตกต่างอย่างมากจากการเดินสายไฟก่อนปี 1970 และการทำความเข้าใจมาตรฐานปัจจุบันช่วยให้เจ้าของบ้านประเมินการเดินสายไฟเก่า วางแผนการปรับปรุง และสื่อสารกับช่างไฟฟ้าได้

ตัวนำทองแดงตลอด

การเดินสายวงจรสาขาทั้งหมดในการก่อสร้างที่อยู่อาศัยใหม่ใช้ตัวนำทองแดง การเดินสายไฟอะลูมิเนียม — ใช้กันอย่างแพร่หลายในบ้านที่สร้างขึ้นระหว่างปี 1965 ถึง 1973 เนื่องจากการขาดแคลนทองแดงและราคาพุ่งสูงขึ้น — ทำให้เกิดไฟไหม้บ้านหลายพันหลังเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อนที่มากขึ้น แนวโน้มที่จะออกซิไดซ์ที่จุดเชื่อมต่อ และการไหลเย็นใต้ขั้วสกรู อะลูมิเนียมยังคงใช้อยู่ในปัจจุบันสำหรับตัวนำทางเข้าบริการและสายป้อนขนาดใหญ่ (แผง 200A แผงย่อย พิสัย และวงจรเครื่องเป่า) ซึ่งต้นทุนต่อแอมแปร์ฟุตที่ต่ำกว่ามีความสำคัญมาก และในกรณีที่มีการเชื่อมต่อกับตัวเชื่อมที่เข้ากันได้กับอะลูมิเนียมที่ระบุไว้ แทนที่จะเป็นขั้วต่อสกรูมาตรฐาน

สายเคเบิล NM-B เป็นการเดินสายวงจรสาขาหลัก

วงจรย่อยส่วนใหญ่ในบ้านครอบครัวเดี่ยว เช่น ระบบไฟทั่วไป ปลั๊กไฟ เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็ก มีการเดินสายด้วยสายเคเบิล NM-B ที่ร้อยผ่านช่องผนัง ข้ามตง และเย็บเข้ากับโครง บ้านใหม่ตามแบบฉบับประกอบด้วย 1,000–2,000 ฟุตเชิงเส้นของสายเคเบิล NM-B ข้ามวงจรสาขา 20–40 เกจสายไฟเป็นไปตามจำนวนแอมแปร์ของวงจร: 14 AWG บนวงจร 15A (แจ็กเก็ตสีขาว NM-B), 12 AWG บนวงจร 20A (แจ็กเก็ตสีเหลือง), 10 AWG บนวงจร 30A (แจ็กเก็ตสีส้ม) รหัสสีของแจ็คเก็ตเป็นมาตรฐานที่ผู้ผลิตนำมาใช้และได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากผู้ตรวจสอบ แต่ NEC ไม่ได้กำหนดอย่างเป็นทางการ

วงจรเฉพาะสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีโหลดสูง

NEC ต้องใช้วงจรเฉพาะ — วงจรที่ให้บริการเพียงเต้ารับหรืออุปกรณ์เดียว — สำหรับการใช้งานที่อยู่อาศัยที่มีโหลดสูงหลายรายการ เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กแต่ละเครื่องในห้องครัวต้องใช้วงจรไฟฟ้า 20A และ 120V (ขั้นต่ำ 2 วงจรสำหรับเต้ารับบนโต๊ะ) ตู้เย็น เครื่องล้างจาน เครื่องกำจัดขยะ และไมโครเวฟ เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่ต้องใช้วงจรไฟฟ้า 240V: ช่วงไฟฟ้า (50A, 8 AWG หรือ 6 AWG), เครื่องอบผ้า (30A, 10 AWG), คอนเดนเซอร์ AC ส่วนกลาง (โดยทั่วไปคือ 30–60A ขึ้นอยู่กับขนาดหน่วย), เครื่องทำน้ำอุ่นไฟฟ้า (30A, 10 AWG) และที่ชาร์จ EV (50A, 6 AWG สำหรับ EVSE ระดับ 2 48A) วงจร 240V เหล่านี้ใช้เบรกเกอร์แบบ 2 ขั้วและใช้สายเคเบิล 10/3 หรือ 6/3 NM-B ที่มีขารับความร้อน สายนิวทรัล และกราวด์

ข้อกำหนดการป้องกัน GFCI และ AFCI

รหัสการเดินสายไฟในที่พักอาศัยสมัยใหม่จำเป็นต้องมีการป้องกันเพิ่มเติมสองประเภทนอกเหนือจากเบรกเกอร์มาตรฐาน การป้องกัน GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับร้านค้าทั้งหมดในห้องน้ำ ห้องครัวภายในระยะ 6 ฟุตจากอ่างล้างจาน โรงรถ สถานที่กลางแจ้ง พื้นที่คลาน ชั้นใต้ดินที่ยังไม่เสร็จ และใกล้สระว่ายน้ำ - สถานที่ใดๆ ที่สามารถสัมผัสกับพื้นผิวที่ต่อสายดินพร้อมกันและมีตัวนำไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าเป็นไปได้ อุปกรณ์ GFCI ตรวจจับความไม่สมดุลในปัจจุบันระหว่างความร้อนและความเป็นกลางแม้เพียงเล็กน้อย 4–6 มิลลิแอมป์ และเคลื่อนที่ภายใน 25 มิลลิวินาที ก่อนที่จะเกิดภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ NEC รุ่นปี 2017 และ 2020 จำเป็นต้องมีการป้องกัน AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter) สำหรับวงจรย่อย 15A และ 20A เกือบทั้งหมดในห้องนั่งเล่น ห้องนอน โถงทางเดิน และห้องครัว โดยจะตรวจจับลายเซ็นทางไฟฟ้าความถี่สูงของข้อบกพร่องของ Arcing ในสายไฟที่เสียหายซึ่งเบรกเกอร์มาตรฐานไม่สามารถตรวจจับได้

การระบุสายไฟแบบเดิมในบ้านเก่า

บ้านที่สร้างก่อนปี 1940 อาจมีสายไฟแบบลูกบิดและท่อ - ตัวนำไฟฟ้าหุ้มฉนวนด้วยผ้าแต่ละตัวเดินสายผ่านลูกบิดและท่อเซรามิก โดยไม่มีสายดิน สายไฟนี้ไม่เป็นอันตรายโดยธรรมชาติหากไม่ถูกรบกวนและไม่มีการดัดแปลง แต่ไม่สามารถรองรับเต้ารับที่มีการต่อสายดิน ไม่เข้ากันกับเครื่องใช้ไฟฟ้าสมัยใหม่ที่ต้องใช้สายดิน และถือเป็นโมฆะตามกรมธรรม์ประกันภัยของเจ้าของบ้านส่วนใหญ่ บ้านในช่วงทศวรรษที่ 1940-1960 มักมีวงจรแบบสองสาย (ไม่มีกราวด์) โดยมีตัวนำหุ้มฉนวนยางซึ่งมักจะเปราะ ทั้งสองสถานการณ์รับประกันการประเมินโดยช่างไฟฟ้าที่มีใบอนุญาตก่อนการปรับปรุงหรือก่อนที่จะเพิ่มวงจร บ้านใดๆ ที่แสดงสายไฟที่พันด้วยผ้า เต้ารับสองขาที่ไม่มีสายดินตลอดทั้งหลัง หรือแผงฟิวส์แทนที่จะเป็นเซอร์กิตเบรกเกอร์ ควรได้รับการประเมินเพื่อเดินสายไฟใหม่ — ไม่เป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด แต่เนื่องจากการเสื่อมสภาพของฉนวนในสายไฟอายุ 60–80 ปีแสดงถึงความเสี่ยงจากไฟไหม้อย่างแท้จริง