ฉนวนสายเคเบิลคืออะไร? รู้จักวัสดุ Thermoplastic ยอดนิยมที่สายไฟเลือกใช้

ฉนวนสายเคเบิ้ล (CABLE INSULATION) คืออะไร

ฉนวนเป็นวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้าและอยู่ภายในโครงสร้างของสายเคเบิล จัดเป็นสิ่งที่สำคัญต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าเป็นอย่างมาก เพราะฉนวนมีคุณสมบัติในการกีดกั้นหรือขัดขวางการไหลของกระแสไฟฟ้า ป้องกันกระแสไฟฟ้าของสายไฟไม่ให้สัมผัสกับสายไฟและสายเคเบิลอื่นๆ ที่อยู่ใกล้เคียง รักษาความสมบูรณ์ของวัสดุของสายไฟ โดยการปกป้องสายไฟจากอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและภัยคุกคาม เช่น น้ำ ความร้อน สารเคมี หรือความเสียหายทางกายภาพ

วัสดุของฉนวนสายไฟและสายเคเบิลมีหลายประเภทให้เลือกใช้งาน ซึ่งประสิทธิภาพจะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับวัสดุของฉนวน วัสดุกันฉนวนหลักๆ มีสามชนิด ได้แก่ พลาสติก(Plastic), ยาง(Rubber), และฟลูออโรโพลีเมอร์(Fluoropolymer) ในบทความนี้ จะมากล่าวถึง วัสดุกันฉนวนประเภทเทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic) ดังนี้

1.โพลิไวนิลคลอไรด์ [Polyvinyl chloride (PVC)]

ฉนวนสายไฟฟ้าชนิด PVC เป็นฉนวนใช้สำหรับห่อหุ้มตัวนำของสายไฟ (wire insulation) หรือห่อหุ้มสายไฟชั้นนอก (cable jacketing) โดยคุณสมบัติเฉพาะ มีค่า Dielectric strength สูง และค่า Dielectric Constant โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 3.5 ถึง 6.5 ส่งผลให้ฉนวน PVC ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการป้องกันไฟฟ้าและรักษาความปลอดภัยของระบบไฟฟ้าได้ดีขึ้น อุณหภูมิการทำงานที่แนะนำตั้งแต่ -20° องศาเซลเซียส ถึง +105° องศาเซลเซียส ถือว่าเป็นฉนวนที่มีความทนทาน ทนต่อรังสียูวี และทนทานต่อสารเคมีและน้ำได้ดี

2.โพลีเอทิลีน (Polyethylene) (PE)

ฉนวนสายไฟฟ้าชนิด PE เป็นฉนวนใช้สำหรับห่อหุ้มตัวนำของสายไฟ (wire insulation) และไม่ใช้เป็นฉนวนห่อหุ้มสายไฟชั้นนอก (cable jacketing) โดยคุณสมบัติเฉพาะ มีค่า Dielectric Constant ต่ำ, ค่า Dielectric constant เสถียรทุกความถี่, ค่า Dielectric strength สูง, ค่าความนำไฟฟ้าต่ำ (Electric Conductivity) และค่าความต้านทานของฉนวนสูง (Insulation Resistance) ประโยชน์ของ ฉนวน PE ดังนี้

• ป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้าข้ามระหว่างสายไฟหรือส่วนอื่น ๆ ของระบบไฟฟ้า
• ความต้านทานต่อการไหลของกระแสไฟฟ้าสูง คงทนต่อสัญญาณไฟฟ้า นิยมนำมาใช้ในสายสัญญาณ เช่น สายไฟ Hosiwell พวกสายcoaxi
• อุณหภูมิการทำงานที่แนะนำตั้งแต่ -60° องศาเซลเซียส ถึง +80° องศาเซลเซียส

3.ครอสลิงกด์โพลิเอทิลีน (Cross-Linked Polyethylene: XLPE)

ฉนวนสายไฟฟ้าชนิด XLPE ฉนวนที่ทำจากโพลีเอทิลีน (Polyethylene) (PE) ที่ผ่านกระบวนการ (Cross-linking) พัฒนาคุณสมบัติทางกล (Mechanical) มีความต้านทานแรงดึงที่สูงขึ้น,ความต้านทานต่อแรงกระแทกการยืดตัว นอกจากนี้สามารถทำงานได้ทั้งที่อุณหภูมิสูงและต่ำ (Max.90°C ), ทนทานต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อมได้ดีขึ้น เนื่องจากคุณสมบัติทางไฟฟ้าของฉนวน PE เมื่อผ่านกระบวนการ Cross-linking จนกลายเป็น ฉนวน XLPE ทำให้เพิ่มช่วงอุณหภูมิของฉนวนในขณะที่ยังคงคุณสมบัติทางไฟฟ้า

4.โฟมโพลีเอทิลีน (Polyethylene Foam Skin)

ฉนวนสายไฟฟ้าชนิด Foam PE ถูกผลิตโดยการนำแก๊สเข้าสู่โพลีเอทิลีน (Polyethylene) (PE) ในระหว่างกระบวนการผลิต ทำให้วัสดุขยายขนาดและเปลี่ยนเป็นโครงสร้างรูพรุนที่มีช่องอากาศ (air pockets) ขนาดเล็กอยู่ภายใน จึงมีประสิทธิภาพการสื่อสาร/ส่งผ่าน (Transmission Performance) ที่ดีเยี่ยม พัฒนาคุณสมบัติทางกายภาพดังนี้ ฟองลึกและค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ (Deep foaming and low dielectric constant)

• ค่าความจุต่ำ (Low capacitance) สัญญาณสามารถถูกส่งผ่านไปยังปลายทางโดยมีความเสถียรและแม่นยำมากขึ้น และลดสัญญาณรบกวนจากสัญญาณอื่นๆ
• ความเร็วในการส่งข้อมูลสูง (High transmission speed)
• Low loose การลดการสูญเสียนี้ยังช่วยให้สามารถส่งสัญญาณไฟฟ้าได้ไกล
• Stable structure and long service life. ความเสถียรและทนทานต่อการใช้งานในระยะยาว เช่น การป้องกันการสึกกร่อน การกันน้ำ การกันทำลายจากสภาวะอากาศ และการรับมือกับสภาวะแวดล้อมอื่น ๆ

5.Polypropylene (PP)

ฉนวนสายไฟฟ้าชนิด PP วัสดุฉนวนสายเคเบิลกระแสตรงแรงดันสูง (high-voltage) ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุฉนวนโพลีเอทิลีน (PE) แบบเชื่อมขวางแบบดั้งเดิม สามารถทำงานในอุณหภูมิที่สูง, การนำไฟฟ้าต่ำ (low conductivity,) นอกจากนี้มีความแข็งเป็นพิเศษ, มีความสามารถในการผลิตผนังบางได้ โดยมีความคงทนและแข็งแรงอย่างเหมาะสม ซึ่งทำให้เหมาะกับการใช้งานในงานที่ต้องการผนังของฉนวนบาง

#สรุป

ฉนวนหุ้มสายไฟแต่ละชนิดมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริก (Dielectric constant) และคุณสมบัติที่แตกต่างกันออกไป ซึ่งโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) หรือโพลีเอทิลีน (PE) ยิ่งค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูง-ความจุก็จะยิ่งมากขึ้น ยิ่งค่าคงที่ต่ำ-ความจุก็จะยิ่งน้อยลง ทำให้วัสดุเหมาะเป็นฉนวนของแกนไฟฟ้ายิ่งดีขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุฉนวน PE มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริก (Dielectric constant) ต่ำมาก จึงเหมาะแก่การนำมาเป็น วัสดุฉนวนของ สายเคเบิล Hosiwell อาทิ LAN, BUS หรือ Coaxial Cables เพื่อปรับปรุงคุณภาพการถ่ายโอนให้ดียิ่งขึ้น สายเคเบิล Hosiwell จะใช้วัสดุฉนวนจาก โฟม PE แต่ถ้าเป็นสายเคเบิลทั่วไป สายเคเบิล Hosiwell จะใช้วัสดุฉนวนจาก PVC แต่ถ้าต้องการวัสดุฉนวนที่ทนความร้อนเป็นพิเศษ สายเคเบิล Hosiwell จะใช้ วัสดุฉนวนจาก XLPE เป็นหลัก

โดยทั่วไปความจุของสายเคเบิลจะวัดเป็น pf/m (พิโกฟารัดต่อเมตร) หรือ pf/ ft (พิโกฟารัดต่อฟุต) ยิ่งความจุต่ำเท่าใดประสิทธิภาพของสายเคเบิลก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น แต่ความจุเป็นปัญหาเฉพาะกับสายข้อมูลหรือสัญญาณ

หากคุณกำลังสนใจสายเคเบิลหรือต้องการ OEM สามารถติดต่อพวกเรา KP Trading Group เพราะที่นี่มีทีมผู้เชียวชาญและโรงงานผลิตสายเคเบิลในประเทศไทยภายใต้ Hosiwell