รางปลั๊กไฟ สายไฟ อุปกรณ์ตัดกระแสเกิน MO Memoir : Monday 18 May 2563

เมื่อราว ๆ สองสัปดาห์ที่แล้ว เห็นมีการแชร์กันเรื่องการนำเอาปลั๊กพ่วงหลายตัวมาต่ออนุกรมกัน ว่าจะเกิดอันตรายอย่างไร ซึ่งผมอ่านดูแล้วเห็นว่าเหตุผลที่เขาอธิบายนั้นมันดูเผิน ๆ ก็น่าจะดี แต่เอาเข้าจริง ๆ มันอาจจะไม่ถูกก็ได้

  

เรื่องการเอาปลั๊กพ่วงหลายตัวมาต่ออนุกรมกันนั้น จะว่าไปแล้วไม่ใช่ว่าจะทำไม่ได้ คือถ้าจำเป็นก็ทำได้ แต่ต้องเข้าใจข้อพึงระวังในการใช้ด้วย เพราะปลั๊กพ่วงบ้านเรามีหลากหลายแบบ แต่ละแบบรับกระแสได้ไม่เท่ากัน ดังนั้นถ้าต่อพ่วงไม่ดีก็อาจเกิดเรื่องได้ง่าย หรือแม้แต่ไม่ได้มีการต่อพ่วงกันหลายตัว ปลั๊กพ่วงเพียงตัวเดียวแต่ใช้ผิดวิธี ก็ทำให้ไฟไหม้ได้ง่ายเหมือนกัน หรือแม้แต่ไม่ต้องใช้ปลั๊กพ่วงเลย แค่เสียบปลั๊กไม่แน่น ก็ทำให้ไฟไหม้ได้เช่นกัน

  

แต่ก่อนอื่นเราลองมาดูการเดินสายไฟกันหน่อย (อาศัยความรู้พื้นฐานไฟฟ้าที่พอจะเคยเรียนมาบ้าง และประสบการณ์ที่ต้องทำงานกับช่างไฟฟ้าตอนที่เขามาเดินสายไฟให้กับห้องปฏิบัติการ)

  

สายไฟที่เข้าบ้าน (หรือที่แยกออกมาจาก Bus Bar เข้าไปยังแต่ละชั้นของอาคาร) จะต้องเข้ายัง Circuit Breaker หลักก่อนที่ทำหน้าที่ตัดไฟหรือเปิดให้ไฟเข้าบ้านได้ (แต่ก่อนจะใช้ฟิวส์กระปุก แต่ปัจจุบันจะไม่เห็นกันแล้ว) จากนั้นไฟจะแยกจาก Circuit Breaker (หรือบางทีก็เรียกว่า Safety Breaker) เข้าไปยัง Circuit Breaker (ต่อไปขอย่อว่า CB) ย่อยแต่ละตัวที่ควบคุมการจ่ายไฟไปยังส่วนต่าง ๆ หรืออุปกรณ์ต่าง ๆ ภายในบ้าน เช่น เครื่องปรับอากาศ ไฟแสงสว่างชั้นบน ไฟแสงสว่างชั้นล่าง เต้ารับชั้นบน เต้ารับชั้นล่าง เครื่องทำน้ำอุ่น ฯลฯ

  

สายที่เดินไปยังอุปกรณ์ต่าง ๆ ก็มักจะเดินตรงไปยังอุปกรณ์ตัวนั้นเลย แต่สายที่เดินไปยังเต้ารับต่าง ๆ ในบ้านหรือในอาคารนั้น ที่เคยเห็นในบ้านเราก็เห็นอยู่สองรูปแบบด้วยกัน (รูปที่ ๑ ข้างล่าง) โดยรูปแบบแรกนั้นจาก CB ย่อยจะเดินสายไปยังเต้ารับ ๑ ก่อน (เช่น CB1 ในรูปที่ ๑) จากนั้นก็จะต่อไปจากจุดต่อที่อยู่ทางด้านหลังเต้ารับ ๑ ไปยังเต้ารับ ๒ และทำอย่างนี้ไปเรื่อย ๆ ที่เคยเห็นแบบนี้ก็เป็นกรณีของเต้ารับที่อยู่ฟากเดียวกันของผนัง คือเดินสายจากเพดานลงมาเพียงแค่ตำแหน่งเดียว จากนั้นก็ค่อยเดินสายในแนวระดับไปยังตำแหน่งต่าง ๆ ที่ต้องการติดตั้งเต้ารับ ส่วนรูปแบบที่สองนั้น (CB2 ในรูปที่ ๑) จะเดินสายไปยังกล่องแยกสายไฟ (Junction box) จากนั้นจึงค่อยแยกสายจากกล่องนี้ไปยังเต้ารับที่ตำแหน่งต่าง ๆ เช่นสายไฟที่เดินมาตามเพดานแล้วแยกลงเต้ารับที่อยู่คนละฟากของผนัง

  

รูปที่ ๑ ตัวอย่างการเดินสายไฟสำหรับเต้ารับที่แยกออกมาจาก Main Circuit Breaker

ทีนี้ถ้าเราไปดูที่สายไฟ เราจะไม่เห็นข้อความระบุว่าสายไฟเส้นนี้รับกระแสได้กี่ "แอมแปร์" (แต่เรามันจะเรียกอย่างย่อ ๆ ว่า "แอมป์" หรือ A) แต่จะระบุพื้นที่หน้าตัดของสายทองแดง (หน่วยเป็นตารางมิลลิเมตร) เอาไว้ เหตุผลก็เพราะความสามารถของสายไฟฟ้าในการรับกระแสขึ้นอยู่กับวิธีเดินสายไฟ เวลาที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวทำจะเกิดความร้อนในปริมาณ I²R เมื่อ I คือกระแสไฟฟ้าและ R คือความต้านทาน (Ohm) ความร้อนที่เกิดขึ้นนี้จะระบายผ่านฉนวนหุ้มแกนทองแดงออกไป

  

ถ้าความร้อนระบายออกไปได้ไม่ดี ฉนวนหุ้มสายไฟก็อาจร้อนจนหลอมละลายได้ ส่วนความร้อนจะระบายออกได้ดีแค่ไหนก็ขึ้นอยู่กับว่าเดินสายไฟเส้นนั้นอย่างไร สายไฟที่เดินแบบตีกิ๊ฟ เดินลอย หรือเดินเปลือย ความร้อนที่เกิดขึ้นจะระบายออกสู่อากาศล้อมรอบได้โดยตรง ในขณะที่การเดินร้อยท่อนั้นการระบายความร้อนจะแย่กว่า และยิ่งท่อนั้นมีสายไฟร้อยอยู่หลายเส้นด้วย ความร้อนที่สะสมภายในท่อก็จะมากขึ้นด้วย สายไฟขนาดเดียวกันที่กระแสไหลผ่านเท่ากัน สายไฟที่เดินลอยหรือเดินเปลือยจะร้อนน้อยกว่า กล่าวอีกอย่างก็คือที่อุณหภูมิสูงสุดที่ฉนวนสายไฟรับได้ สายไฟที่เดินลอยหรือเดินเปลือยจะรับกระแสได้มากกว่า ซึ่งเรื่องนี้ช่างไฟฟ้าที่มีความรู้เขาจะคำนึงถึงอยู่แล้วเวลาออกแบบ เวลาที่เขาเลือกขนาด CB เขาก็จะเลือกขนาด CB ให้ตัดกระแสไฟก่อนที่สายไฟจะไหม้

  

ทีนี้เราลองกลับไปพิจารณารูปที่ ๑ กรณีของการต่อเต้ารับจากตัวหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่ง (แถวบน) ที่มีการติดตั้ง CB1 ขนาด 10 A สมมุติว่าที่เต้ารับ ๓ มีเครื่องใช้ไฟฟ้าที่กินไฟ 5 A และเต้ารับ ๒ มีเครื่องใช้ไฟฟ้าที่กินไฟ 5 A ดังนั้นสายไฟ C จะมีกระแสไหลผ่าน 5 A ในขณะที่สายไฟ A และ B มีกระแสไหลผ่าน 10 A ทีนี้พอมีการเสียบเครื่องใช้ไฟฟ้าที่กินไฟ 5 A ที่เต้ารับ ๑ (หรือ ๒ หรือ ๓ ก็ได้) สิ่งที่เกิดก็คือ CB1 จะตรวจพบกระแสไหลผ่านสูงเกินค่ากำหนด ก็จะทำการตัดไฟ แต่ถ้าพบว่าสายไฟไหม้โดยที่ CB1 ไม่ตัดกระแส ก็แสดงว่าตัว CB1 มีปัญหา หรือสายไฟมีปัญหา ก็ต้องหาสาเหตุกันต่อไป ในกรณีของแถวล่าง (ที่มีการติดตั้ง CB2) ก็จะเป็นแบบเดียวกัน

  

ต่อไปเรามาลองพิจารณากรณีของการต่อปลั๊กพ่วงหรือรางปลั๊กไฟหลายตัวอนุกรมกันบ้าง ดังแสดงในรูปที่ ๒ ข้างล่าง โดยสมมุติให้ปลั๊กพ่วงแต่ละตัวนั้นสามารถรับกระแสไฟฟ้าได้ 10 A โดยปลั๊กพ่วง ๑ นั้นต่อเข้ากับเต้ารับ ๗ ที่มี CB3 ขนาด 10 A ที่จำกัดปริมาณกระแสสูงสุดอยู่

รูปที่ ๒ แผนผังการต่อปลั๊กพ่วงหลายตัวอนุกรมกัน

การต่อตามรูปที่ ๒ นี้มัน "คล้าย" กับแถวบนในรูปที่ ๑ เพียงแต่ว่าการต่อระหว่างเต้ารับนั้นใช้การเสียบเต้าเสียบ (ก็คือปลั๊กตัวผู้นั่นแหละ) เข้ากับเต้ารับ (ซึ่งก็คือปลั๊กตัวเมียนั่นแหละ) แทนที่จะเป็นการต่อสายไฟจากจุดต่อที่อยู่ทางด้านหลังของเต้ารับ ในกรณีตามรูปที่ ๒ นี้ สมมุติว่าปลั๊กพ่วง ๒ และ ๓ แต่ละมีอุปกรณ์ดึงกระแสไฟรวมกันตัวละ 5 A ดังนั้นสายไฟช่วง (3) ก็จะมีกระแสไฟไหลผ่าน 5 A ในขณะที่สายไฟช่วง (1) (2) และ (4) จะมีกระแสไฟไหลผ่าน (10 A)

  

และถ้ามีการเสียบอุปกรณ์ไฟฟ้าที่กินกระแสไฟฟ้า 5 A เข้ากับปลั๊กพ่วง ๑ สิ่งที่เกิดนั้นไม่ใช่ว่าสาย (1) และ (4) จะมีกระแสไหลผ่าน 15 A ซึ่งจะทำให้ร้อนจัดจนไหม้ แต่ตัว CB3 ต่างหากที่ควรทำงานโดยตัดการจ่ายกระแสไฟไปยังเต้ารับ ๗

  

ที่บอกว่าการต่อตามรูปที่ ๒ นี้มันเพียงแค่ "คล้าย" กับแถวบนในรูปที่ ๑ นั่นก็เพราะการต่อตามรูปที่ ๑ นั้นมักจะใช้สายไฟที่เป็นลวด "ทองแดง" แข็ง (ไม่ใช่แบบเส้นเล็ก ๆ มาตีเกลียว) และการสัมผัสระหว่างสายไฟกับขั้วต่อนั้นจะแนบแน่นดี (ถ้าต่อถูกวิธี) และเมื่อมันแนบสนิทดีแล้วมันก็จะเป็นอย่างนั้นไปเรื่อย ๆ ตราบที่ไม่มีใครไปยุ่ง แต่การเอาเต้าเสียบไปเสียบเข้าไปในรูปของเต้ารับ การนำไฟฟ้าเกิดผ่าน "พื้นที่สัมผัส" ระหว่างขาของเต้าเสียบและขั้วโลหะของเต้ารับ ซึ่งตรงนี้มันมีเรื่องของวัสดุที่ใช้ทำขาเต้าเสียบและขั้วโลหะเต้ารับ ขนาดของพื้นที่สัมผัส และรูปร่างของขาของเต้าเสียบเข้ามาเกี่ยวข้อง วัสดุที่ใช้ทำขาเต้าเสียบและขั้วโลหะเต้ารับนั้นทำจาก "ทองเหลือง" หรือโลหะอื่นที่มีความต้านทานไฟฟ้าสูงกว่าทองแดง และในกรณีของเต้าเสียบที่เป็นชนิดขาแบนด้วย พื้นที่ผิวสัมผัสนั้นจะต่ำกว่าชนิดขากลม และในกรณีของเต้ารับที่มีการใช้เสียบใช้งานและถอดออกไปเรื่อย ๆ ตัวขั้วโลหะก็จะเกิดการหลวม สิ่งเหล่านี้ทำให้ความต้านทานไฟฟ้าตรงบริเวณจุดต่อระหว่างเต้าเสียบกับเต้ารับนี้สูงมากขึ้น และถ้ามันมากพอ ความร้อนที่เกิดขึ้นก็สามารถทำให้ปลั๊กตรงจุดนี้ไหม้ได้โดยที่สายไฟนั้นยังไม่ไหม้

  

ปัญหาเรื่องการไหม้ที่ตัวเต้ารับเนื่องจากการสัมผัสกันไม่ดีนั้น ไม่จำเป็นต้องมีปลั๊กพ่วงเข้ามาเกี่ยวข้อง เวลาผมคุมนิสิตทำแลปเคมี เมื่อใดก็ตามที่มีการใช้ hot plate หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าใด ๆ ก็ตาม จะต้องเดินตรวจและย้ำนิสิตอยู่เสมอว่าเวลาเสียบปลั๊กต้องเสียบให้แน่นสนิท ไม่ใช่ยังเห็นขาโลหะโผล่อยู่ เพราะถ้าเสียบไม่แน่นสนิท ความร้อนที่เกิดตรงจุดนี้สามารถทำให้ตัวเต้ารับนั้นไหม้ได้ง่าย ๆ เช่นกัน เรื่องนี้เคยเขียนเอาไว้ตั้งแต่เดือนกรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๕๑ ในเรื่อง "นานาสาระเรื่องไฟฟ้ากำลัง : วางเพลิงแลปไม่ใช่เรื่องยาก"

  

เรื่องความต้านทานที่จุดสัมผัสนี้ผมทำการทดลองเล่น ๆ เองที่บ้านด้วยการใช้อุปกรณ์ตามรูปที่ ๓ ข้างล่าง โดยเริ่มจากวัดความต้านทานจากขาเต้าเสียบ 1 กับรูที่เต้ารับ 2 ก่อน วัดได้ 0.6 โอห์ม จากนั้นก็เสียบเต้าเสียบลงในรางปลั๊กตัวซ้ายและวัดความต้านทานระหว่างจุด 3 กับจุด 2 พบว่าทำได้ต่ำสุดคือ 1.2 โอห์ม (คือถ้าเสียบปลั๊กไม่ดีค่ามันก็จะสูงกว่านี้) นั่นแสดงว่าความต้านทานที่จุดสัมผัสในกรณีนี้นั้นอยู่ที่ประมาณ 0.6 โอห์ม ซึ่งถ้ามีกระแสไหลผ่านเต็มที่ (10 A) ความร้อนที่เกิดขึ้นตรงนี้ก็จะมีค่าประมาณ 60 Watt

  

รูปที่ ๓ ชุดการทดลองวัดความต้านทานที่จุดสัมผัส

อีกสาเหตุหนึ่งที่ทำให้การต่อปลั๊กพ่วงหลายตัวต่อกันตามรูปที่ ๒ นั้นก่อให้เกิดไฟไหม้ได้ก็เป็นเพราะใช้ปลั๊กพ่วงที่รับกระแสได้ต่ำกว่ากระแสที่ CB3 จะตัด มาใช้เป็นปลั๊กพ่วง ๑ และปลั๊กพ่วงตัวนั้นไม่มีระบบฟิวส์หรือ CB ป้องกัน

  

กล่าวคือสมมุติว่าสายไฟของปลั๊กพ่วง ๑ นั้นรับกระแสได้เพียง 5 A ในขณะที่ปลั๊กพ่วง ๒ และ ๓ นั้นรับกระแสไฟได้ 10 A ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่มีการดึงไฟออกจากปลั๊กพ่วง ๒ และ ๓ รวมกัน 10 A สายไฟช่วง (2) จะไม่มีปัญหา เพราะมันทนได้อยู่แล้ว แต่สายไฟช่วง (1) จะไหม้ เพราะมันทนไม่ได้ และ CB3 ก็จะไม่ทำงานด้วย เพราะกระแสไฟฟ้าไม่เกิน 10A แต่ถ้าปลั๊กพ่วง ๑ นั้นมีฟิวส์หรือ CB ป้องกัน สิ่งที่เราควรจะเห็นก็คือฟิวส์ที่ปลั๊กพ่วง ๑ จะขาดหรือ CB ทำงาน นั่นแสดงว่ามีปัญหาเรื่องการดึงกระแสมากเกินไป เรื่องแบบนี้มีโอกาสเกิดในกรณีที่มีการใช้ปลั๊กพ่วงหลากหลายชนิดโดยที่ไม่รู้ขีดจำกัดของปลั๊กพ่วงแต่ละตัว

  

ปลั๊กพ่วงอีกแบบที่ทำให้เกิดไฟไหม้ได้ง่ายแม้ว่าจะใช้งานที่กระแสต่ำกว่าที่ผู้ผลิตระบุได้ก็คือพวกที่ม้วนเก็บได้แบบในรูปที่ ๔ ข้างล่าง ปลั๊กพ่วงแบบนี้แต่ก่อนจะเห็นขายกันเกลื่อนแต่เดี๋ยวนี้ไม่ค่อยเห็นแล้ว ความยาวสายไฟมีให้เลือก (ถ้าจำไม่ผิดนะ) ขนาด 3, 5 และ 10 เมตร ที่นี้ราคาขายมันไม่ได้แปรผันตามความยาวสายไฟ คือไม่ใช่ชนิดสายไฟยาว 10 เมตรจะมีราคา 3 เท่าของชนิดสายไฟยาว 3 เมตรหรือ 2 เท่าของชนิดสายไฟยาว 5 เมตร แต่มันแพงกว่ากันนิดหน่อย ดังนั้นเมื่อผู้ซื้อมาเห็นเข้าก็จะเห็นว่าเพิ่มตังค์อีกนิดก็ได้สายไฟเพิ่มขึ้นเท่าตัว ก็เลยมีการซื้อชนิดสายไฟที่ยาว ๆ เอาไว้ก่อน

  

รูปที่ ๔ ปลั๊กพ่วงแบบนี้ เวลาใช้งานโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่กินกระแสสูง "จำเป็น" ที่ต้องดึงสายไฟออกจากม้วนให้หมด เพื่อป้องกันไม่ให้สายไฟร้อนจัดจนฉนวนหลอมไหม้ได้

สายไฟที่ใช้กับปลั๊กแบบในรูปที่ ๔ นี้มันเป็นสายอ่อน (แบบสายไฟพัดลม ตู้เย็น ทีวี) ที่เหมาะสำหรับการเดินเปลือย แต่เวลามันถูกม้วนเก็บอยู่นั้นมันจะพันทับตัวมันเอง อันที่จริงผู้ผลิตก็มักจะระบุเอาไว้ที่ตัวปลั๊กแล้วว่าเวลาที่ใช้กับเครื่องไฟฟ้าที่กินกระแสไฟสูง ให้คลี่สายไฟออกจากม้วนให้หมด ซึ่งถ้าทำตามที่เขาบอกมันก็จะไม่มีปัญหาอะไร แต่สิ่งที่เกิดขึ้นคือบางทีใช้ชนิดสายยาว 5 เมตรหรือ 10 เมตรโดยคลี่สายออกมาเพียงแต่เมตรเดียวหรือสั้นกว่านั้น พอใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่กินกระแสไฟสูง (แม้ว่าจะต่ำกว่าที่ตัวปลั๊กไฟระบุไว้ก็ตาม) สายไฟที่ยังคงม้วนอยู่ข้างในจะไม่สามารถระบายความร้อนออกมาได้ เพราะมันถูกตัวมันเองที่ระบายความร้อนออกมาเช่นกันนั้นพันทับอยู่ ทำให้ฉนวนสายไฟหลอม เกิดไฟฟ้าลัดวงจรและตามด้วยการเกิดไฟไหม้

เมื่อ ๒๐ กว่าปีที่แล้ว ระหว่างเดินตรวจแลปวิจัย พบนิสิตรายหนึ่งใช้ปลั๊กพ่วงแบบนี้ในการต่อ hot plate โดยไม่มีการคลี่สายออกให้หมด ก็เลยรีบจัดการถอดปลั๊กทันที พอทดลองดึงสายไฟออกจากม้วนก็ไม่สามารถดึงได้ เพราะฉนวนสายไฟเริ่มหลอมติดกันแล้ว เรียกว่าถ้าไม่มีใครไปเห็นหรือไปเห็นช้ากว่านี้ ก็คงเกิดเรื่องแล้ว