สายเคเบิลใต้ดินคืออะไร?

ลองนึกภาพสายไฟพันกันยุ่งเหยิงที่เคยห้อยอยู่เหนือถนนของเรา ทีนี้ ลองนึกภาพโลกที่ไฟฟ้าเดินทางอย่างปลอดภัย ซ่อนอยู่ใต้ฝ่าเท้าของเรา! นั่นแหละคืองานอันน่าทึ่งของ สายเคเบิลใต้ดิน สายเคเบิลเหล่านี้เปรียบเสมือนเส้นทางลับสู่พลังงานไฟฟ้า คอยรับประกันว่าบ้านเรือน โรงเรียน และโรงงานต่างๆ จะมีไฟฟ้าใช้ทุกวัน

ทำไมเราถึงต้องฝังมันไว้ใต้ดิน? สายไฟเหนือศีรษะอาจขาดได้เมื่อเจอพายุใหญ่ หรือดูไม่สวยงามเมื่อลอยอยู่เหนือเมือง สายเคเบิลใต้ดินปลอดภัยจากสภาพอากาศเลวร้ายอย่างลม ฝน และฟ้าผ่า แถมยังทำให้เมืองของเราดูดีขึ้นอีกเยอะ! แต่ประเด็นคือ การติดตั้งและซ่อมแซมหากเกิดปัญหามีค่าใช้จ่ายสูงกว่ามาก

ในคู่มือนี้ เราจะเจาะลึกลงไป เราจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับสายเคเบิลใต้ดินประเภทต่างๆ ว่าทำจากอะไร มีวิธีรักษาความเย็นอย่างไร วิศวกรนำสายเคเบิลลงดินอย่างไร ซ่อมแซมอย่างไร และสิ่งที่เราต้องคำนึงถึงเพื่อโลกของเรา

วิธีการจัดเรียงสายเคเบิลใต้ดินของเรา

วิศวกรมีวิธีการจัดกลุ่มสายเคเบิลอย่างชาญฉลาด คล้ายกับการจัดเรียงหนังสือในห้องสมุด ซึ่งช่วยให้พวกเขาเลือกสายเคเบิลที่เหมาะสมกับงานแต่ละงานได้อย่างเหมาะสม เราจะมาดูสามวิธีหลักที่พวกเขาทำกัน

มีสายไฟกี่เส้นอยู่ข้างใน

ก่อนอื่น ลองนึกถึงหัวใจของสายเคเบิล ซึ่งก็คือสายไฟที่นำไฟฟ้า สายเคเบิลมีสายหลักกี่เส้น?

• สายเคเบิลแกนเดียว: ลองนึกภาพสายเคเบิลที่มี สายหลักเพียงเส้นเดียว อยู่ภายใน นั่นคือสายเคเบิลแกนเดียว! สายเคเบิลเหล่านี้เปรียบเสมือนเลนเดียวที่วิ่งเร็วสุดขีดบนทางหลวง เหมาะสำหรับการส่งพลังงานจำนวนมาก ตัวอย่างเช่น สายเคเบิลเหล่านี้ใช้เชื่อมต่อเครื่องจักรกำลังสูงหรือส่งไฟฟ้าในระยะทางไกล ข้อดีของสายเคเบิลเหล่านี้คืออะไร? สายเคเบิลเหล่านี้ไม่หนักเกินไปและงอได้ง่าย แต่จำไว้ว่าสายเคเบิลเหล่านี้ส่งพลังงานหลักเพียงเส้นเดียวเท่านั้น
• สายเคเบิลสามแกน: ทีนี้ ลองนึกภาพ สายไฟหลัก 3 เส้น มัดรวมกันเป็นเส้นเดียวที่แข็งแรง นี่คือสายเคเบิลสามแกน ทำไมต้องเป็นสามแกน? เพราะระบบไฟฟ้าขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ของเรา (เช่น ในโรงงานหรือทั้งชุมชน) ทำงานได้ดีที่สุดกับระบบไฟฟ้าแบบ "สามเฟส" ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงมาก สายเคเบิลเหล่านี้แข็งแรงและเรียบร้อยกว่าการใช้สายไฟเส้นเดียวสามเส้นแยกกัน พวกมันเหมือนกับสามเลนบนทางหลวงสายเดียว ที่ทำงานร่วมกัน!
• สายเคเบิลมัลติคอร์: แล้วถ้าคุณต้องการการเชื่อมต่อแยกกันมากขึ้นล่ะ? สายเคเบิลมัลติคอร์มี สายหลักสี่เส้นหรือมากกว่า อยู่ภายใน สายเหล่านี้ใช้เมื่อคุณต้องควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ มากมายในระบบไฟฟ้าที่ซับซ้อนพร้อมๆ กัน พวกมันเปรียบเสมือนเครือข่ายเส้นทางลับที่เชื่อมต่อกันภายในสายเคเบิลเส้นเดียว!

  ตามความแรงของกระแสไฟฟ้า (ระดับแรงดันไฟฟ้า)

  ขั้นต่อไป วิศวกรจะจัดเรียงสายเคเบิลตามแรงดัน (ซึ่งเราเรียกว่า แรงดันไฟฟ้า ) ของกระแสไฟฟ้า ลองนึกภาพว่าเปรียบเสมือนสายยางขนาดเล็กกับสายยางดับเพลิงขนาดยักษ์ ซึ่งทั้งสองสายมีน้ำเหมือนกัน เพียงแต่มีแรงดันต่างกันมาก!

  • สายเคเบิลแรงดันต่ำ (LV): สายเคเบิลเหล่านี้รองรับไฟฟ้าได้สูงสุด 1 กิโลโวลต์ มีอยู่ทุกที่! คุณจะพบสายเคเบิลเหล่านี้ได้ในบ้าน ที่โรงเรียน และในร้านค้า ใช้สำหรับไฟส่องสว่าง คอมพิวเตอร์ และสิ่งของต่างๆ ในชีวิตประจำวัน สายเคเบิลเหล่านี้เป็นสายเคเบิลที่คุณเห็นบ่อยที่สุดในเมืองต่างๆ
  • สายเคเบิลแรงดันปานกลาง (MV): สายเคเบิล ชนิดนี้มีความแข็งแรงทนทานกว่า! ใช้งานได้กับไฟฟ้าตั้งแต่ 1 กิโลโวลต์ไปจนถึง 35 กิโลโวลต์ สายเคเบิลเหล่านี้เปรียบเสมือนถนนสายหลักที่เชื่อมต่อโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่กับอาคารขนาดใหญ่หรือเขตอุตสาหกรรม สายเคเบิลเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในโครงข่ายไฟฟ้าของเรา
  • สายไฟฟ้าแรงสูง (HV): นี่แหละยักษ์ใหญ่ตัวจริง! สายไฟฟ้าแรงสูงสามารถรองรับไฟฟ้าได้ตั้งแต่ 35 กิโลโวลต์ บางครั้งอาจสูงถึงหลายแสนโวลต์! สายไฟฟ้าแรงสูงเปรียบเสมือนทางด่วนสำหรับส่งไฟฟ้า ขนส่งไฟฟ้าปริมาณมหาศาลในระยะทางไกล ตั้งแต่แหล่งผลิตไฟฟ้า (เช่น โรงไฟฟ้าขนาดใหญ่) ไปจนถึงเมืองใหญ่ๆ

  โดยวิธีการวางลงดิน

  สุดท้ายแล้ว วิศวกรจะซ่อนสายเคเบิลเหล่านี้ไว้ใต้ดินได้อย่างไร? สายเคเบิลมีหลายแบบ และแต่ละแบบก็มีข้อดีข้อเสียต่างกัน

  • สายเคเบิลฝังดินโดยตรง: วิธีนี้เป็นวิธีที่ตรงไปตรงมาที่สุด วิศวกรจะขุดคูน้ำ วางสายเคเบิลลงในดินโดยตรง แล้วกลบไว้ เมื่อฝังแล้ว คุณจะมองไม่เห็นสายเคเบิลเลย ซึ่งดีต่อรูปลักษณ์! วิธีนี้ประหยัดกว่า แต่ประเด็นคือ หากสายเคเบิลขาดในภายหลัง การหาตำแหน่งที่ขาดก็เหมือนกับงมเข็มในมหาสมุทร และการขุดมันขึ้นมาก็เป็นงานใหญ่
  • การติดตั้งแบบรางน้ำ: ลองนึกภาพการวางสายเคเบิลในกล่องคอนกรีตเปิดยาวๆ ที่วางอยู่บนพื้น นี่คือการติดตั้งแบบรางน้ำ สายเคเบิลเหล่านี้มองเห็นได้ชัดเจนและเข้าถึงได้ง่าย ดังนั้นการตรวจสอบหรือซ่อมแซมจึงไม่ใช่เรื่องยาก เหมาะอย่างยิ่งหากคุณคิดว่าคุณอาจต้องติดตั้งสายเคเบิลเพิ่มเติมในภายหลัง
  • การติดตั้งอุโมงค์: สำหรับโครงการขนาดใหญ่จริงๆ เช่น การส่งกระแสไฟฟ้าใต้แม่น้ำหรือผ่านใจกลางเมืองขนาดใหญ่ วิศวกรบางครั้งอาจสร้างอุโมงค์ใต้ดินขึ้นมาเพื่อวางสายเคเบิลโดยเฉพาะ! ในตอนแรกการก่อสร้างอาจใช้งบประมาณค่อนข้างสูง แต่เมื่อสร้างเสร็จแล้ว การตรวจสอบ ซ่อมแซม หรือเพิ่มสายเคเบิลภายในอุโมงค์จะง่ายขึ้นมาก เหมือนกับมีทางเดินใต้ดินส่วนตัวสำหรับวางกระแสไฟฟ้า ซึ่งเจ๋งมาก!

  สายเคเบิลใต้ดินทำมาจากอะไร?

  ลองนึกภาพสายเคเบิลใต้ดินเป็นเหมือนหัวหอมที่แข็งแรงมาก มีหลายชั้น แต่ละชั้นมีหน้าที่สำคัญอย่างยิ่งยวด คือดูแลให้กระแสไฟฟ้าไหลอย่างปลอดภัยและสายเคเบิลจะใช้งานได้ยาวนานใต้ดิน

  • แกนหรือตัวนำไฟฟ้า: นี่คือแกนกลาง เครื่องยนต์ และเป็นส่วนหลักที่ส่งกระแสไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้วมักทำจากลวดทองแดงหรืออะลูมิเนียมเส้นเล็กจำนวนมากที่บิดเข้าด้วยกัน ทำไมต้องบิด? เพราะมันทำให้สายงอได้ จึงติดตั้งได้ง่ายขึ้น! บางครั้งลวดทองแดงก็เคลือบดีบุกบางๆ คล้ายเงินเพื่อช่วยให้เชื่อมต่อได้ดีขึ้นและป้องกันสนิม
  • ชั้นฉนวน: ชั้นนี้เป็นชั้นป้องกันความปลอดภัยที่สำคัญมากที่หุ้มสายไฟแต่ละเส้น ทำจากพลาสติกหรือยางชนิดพิเศษ หน้าที่ของชั้นนี้คือการป้องกันไฟฟ้ารั่ว (หรือที่เรียกว่าไฟฟ้ารั่ว!) และป้องกันไม่ให้สายไฟสัมผัสกัน ซึ่งอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรหรือไฟไหม้ได้ ยิ่งชั้นนี้หนามากเท่าไหร่ ก็ยิ่งสามารถกักเก็บไฟฟ้าได้อย่างปลอดภัยมากขึ้นเท่านั้น
  • ปลอกโลหะ: หุ้มฉนวนด้วยโลหะที่แข็งแรง ซึ่งมักทำจากตะกั่วหรืออะลูมิเนียม ชั้นนี้เปรียบเสมือนเกราะป้องกันสายเคเบิล! ช่วยป้องกันน้ำ ก๊าซ และสารเคมีอันตรายที่พบในดินไม่ให้เข้าถึงส่วนสำคัญภายใน ปลอกโลหะนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งยวดในการทำให้สายเคเบิลมีอายุการใช้งานยาวนานหลายปีในที่ซ่อนตัวอยู่ใต้ดิน
  • วัสดุรองนอน: ด้านบนของแผ่นโลหะมีชั้นนุ่มๆ อยู่ ซึ่งมักทำจากผ้าเนื้อแข็ง เช่น ปอกระเจา จุดประสงค์ของแผ่นโลหะคืออะไร? มีหน้าที่เพียงปกป้องแผ่นโลหะไม่ให้เป็นรอยขีดข่วนหรือถูกกดทับเมื่อเพิ่มชั้นที่แข็งกว่าเข้าไป ลองนึกถึงแผ่นโลหะเป็นแผ่นรองป้องกันดูสิ
  • เกราะ: นี่คือที่มาของความแข็งแกร่งขั้นสุดยอดของสายเคเบิล! เกราะนี้ทำจากลวดเหล็กแข็งแรงหนึ่งหรือสองชั้นหรือเทปพันรอบสายเคเบิล ชั้นนี้จะช่วยปกป้องสายเคเบิลจากอันตรายทางกายภาพ เช่น หากมีของมีคมทิ่มแทงโดยไม่ได้ตั้งใจระหว่างการติดตั้ง หรือหากมีคนขุดใกล้ๆ ในภายหลัง สายเคเบิลบางสายอาจไม่จำเป็นต้องใช้ชั้นนี้หากอยู่ในจุดที่ปลอดภัยมาก
  • เสิร์ฟ: สุดท้ายคือชั้นนอกสุด ซึ่งมักทำจากปออีกครั้ง “เสิร์ฟ” นี้เปรียบเสมือนผิวด้านนอกของสายเคเบิล ช่วยปกป้องเกราะเหล็กอันแข็งแกร่งจากสนิมและผลกระทบจากสภาพอากาศ ถือเป็นแนวป้องกันสุดท้าย!

  วัสดุฉนวนที่ทันสมัย

  • โพลีเอทิลีนแบบครอสลิงค์ (XLPE): วัสดุนี้เปรียบเสมือนซูเปอร์ฮีโร่แห่งฉนวน! ทนความร้อนได้อย่างยอดเยี่ยม ไม่ผสมสารเคมี และกันน้ำได้อย่างดีเยี่ยม จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสายไฟกำลังสูง นอกจากนี้ XLPE ยังสามารถใช้งานได้ในสภาวะที่ร้อนจัด ซึ่งหมายความว่าสายไฟที่ทำจากวัสดุชนิดนี้สามารถเก็บกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น!
  • ยางเอทิลีนโพรพิลีน (EPR): อีกหนึ่งตัวเลือกที่ยอดเยี่ยม! EPR มีความยืดหยุ่นสูงและทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้ดีเยี่ยม ดังนั้น ไม่ว่าพื้นดินจะร้อนจัดในฤดูร้อนหรือหนาวจัดในฤดูหนาว สายเคเบิล EPR ก็ยังคงทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ นี่คือตัวเปลี่ยนเกมสำหรับสถานที่ที่มีสภาพอากาศแปรปรวน!

  ฉนวนพลาสติกขั้นสูงเหล่านี้ทำให้สายไฟมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นมาก ซ่อมแซมน้อยลง และทำงานได้ดีขึ้นกว่าวัสดุเดิมมาก เปรียบเสมือนการยกระดับจากรถเก่าที่วิ่งช้าๆ ไปสู่รถสปอร์ตสุดแรงรุ่นใหม่ที่ใช้ไฟฟ้า!

  บทสรุป

  แล้วเราได้เรียนรู้อะไรบ้างเกี่ยวกับสายเคเบิลใต้ดินอันน่าทึ่งที่ซ่อนอยู่เหล่านี้? พวกมันเป็นวิธีที่ชาญฉลาดและสำคัญอย่างยิ่งในการส่งไฟฟ้าให้เราทุกคน พวกมันทำให้เมืองของเราดูดีขึ้น ปกป้องพลังงานของเราจากพายุรุนแรง และปลอดภัยต่อผู้คนมากขึ้นอีกมาก มันเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ยอดเยี่ยม!

  ใช่ การติดตั้งสายเหล่านี้มีค่าใช้จ่ายสูงกว่าและซ่อมแซมยากกว่าหากมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น แต่วิศวกรได้คิดค้นวิธีที่ชาญฉลาดในการจัดกลุ่มสายเหล่านี้ (ตามจำนวนสายไฟ ความแรงของไฟฟ้า และวิธีการติดตั้ง) และวัสดุใหม่ ๆ เช่น XLPE และ EPR ทำให้สายเหล่านี้แข็งแรงขึ้นและใช้งานได้ยาวนานขึ้นกว่าที่เคย

  สิ่งสำคัญที่สุดสำหรับวิศวกรคือการรับมือกับความร้อน ความร้อนที่มากเกินไปอาจก่อให้เกิดปัญหาใหญ่ได้! ดังนั้น พวกเขาจึงต้องคำนึงถึงชนิดของดินรอบสายเคเบิล ความลึกที่ฝังอยู่ และจำนวนสายเคเบิลที่มัดรวมกันอยู่เสมอ รายละเอียดเหล่านี้คือหัวใจสำคัญของการรักษาพลังงานของเราให้ปลอดภัย

  ในขณะที่เมืองต่างๆ ทั่วโลกเลือกที่จะซ่อนสายไฟฟ้าเพื่ออนาคตที่ปลอดภัยและสวยงามยิ่งขึ้น เราจำเป็นต้องเรียนรู้อย่างต่อเนื่อง เราต้องศึกษาต่อไปว่าสายเคเบิลเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อโลกของเราอย่างไรในระยะยาว ด้วยวิธีนี้ เราจะสามารถพัฒนาอย่างต่อเนื่องและทำให้มั่นใจว่าอนาคตพลังงานของเราทั้งปลอดภัยและดีต่อโลกของเรา นี่เป็นงานใหญ่ แต่เป็นงานที่ผู้คนทุ่มเททำงานกันทุกวัน!