ข้อมูลสายทนไฟ Fire resistant cable (FEC)

ในการออกแบบวงจรไฟฟ้าที่เรียกว่า “วงจรช่วยชีวิต” ( วงจรช่วยชีวิต คือ วงจรที่จำเป็นต้องจ่ายไฟได้และใช้งานได้เมื่อเกิดเหตุเพลิงไหม้ได้อย่างดีและต่อเนื่องในภาวะฉุกเฉิน สายไฟฟ้าลัดวงจรดังกล่าวจะต้องสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ ระยะหนึ่งเมื่อเกิดเพลิงไหม้ 

อาคารแบบไหนที่จะต้องใช้สายทนไฟ ?

ในบทที่ 12 ของมาตรฐานทั้งปี 2556 และมาตรฐานใหม่ปี 2564 มีกำหนดอาคารที่จะต้องมีวงจรช่วยชีวิต และวงจรช่วยชีวิตดังกล่าวทั้งหมดจะต้องใช้สายทนไฟ  คือ

ข้อกำหนดการใช้สายทนไฟ ตามมาตรฐานใหม่ปี 2564 มีอะไรบ้าง

หลายคนกำลังสับสนระหว่าง สายทนไฟ (FRC : Fire resistance cable) กับสายต้านการลามไฟ (FD : Flame retar cable) และสายไม่ปล่อยควันและก๊าซกรด (LSHF : Low smoke halogen free) ว่ามันแตกต่างกันอย่างไรจริง ๆ ชื่อเรียกทั้ง 3 อย่างนี้มันเป็นคุณสมบัติของสายทนไฟ FRC 

คุณสมบัติและมาตรฐานของสายทนไฟ

1. ต้านการติดไฟ (Fire resistance) คือ สายไฟยังสามารถนำกระแสไฟฟ้าไปจ่ายโหลดได้อยู่แม้จะเกิดไฟไหม้สายนั้น ซึ่งปกติจะหุ้มตัวนำด้วยแผ่น Mica Tape ซึ่งสามารถทนไฟได้เป็นระยะเวลาและอุณหภูมิในการทดสอบต่าง ๆ

มาตรฐานทีใช้ในการทดสอบสายทนไฟคือ มาตรฐาน BS 6387 ที่มีการทดสอบทั้งความร้อน การสั่นสะเทือน และการฉีดน้ำ โดยแบ่งระดับการทดสอบที่ระดับต่าง ๆ กัน ซึ่งส่วนใหญ่สายทนไฟที่ผ่านการทดสอบตามมาตรฐาน BS 6387 ที่มีขาย จะมีคุณภาพในการทดสอบระดับ CWZ  เป็นส่วนใหญ่

และอีกมาตรฐานคือ มาตรฐาน IEC 60331 ก็จะเป็นการทดสอบแค่ความร้อนที่ 830^C และแรงกระแทก แต่จะไม่มีการพ่นน้ำ เหมือนของ มาตรฐาน BS 6387 (ดังนั้นการทดสอบตามมาตรฐาน BS 6387 จะเข้มข้นกว่ามาตรฐาน IEC 60331)

และก็มีมาตรฐาน มอก. 2757 – 2559 ออกมาซึ่ง มอก. ฉบับนี้อ้างอิงตามมาตรฐาน IEC 60331 (เป็น มอก.ไม่ใช่ภาคบังคับ) และมาตรฐาน มอก.3197-2564  ออกมา ซึ่ง มอก.ฉบับนี้ อ้างอิงตามมาตรฐาน BS 6387 ระดับการทดสอบ CWZ (เป็น มอก.ไม่ใช่ภาคบังคับ)

 2. ต้านการลุกไหม้หรือต้านการลามไฟ  (Flame Retardant) คือ ฉนวนของสายไฟเมื่อติดไฟแล้วจะไม่ลามไฟไปเรื่อย ๆ (ซึ่งติดไฟกับลามไฟไม่เหมือนกัน การติดไฟ คือถ้าจุดไฟจ่อที่ฉนวนสายไฟก็จะติดไฟได้ แต่ไม่ลามไฟ คือ ถ้าเอาไฟที่จ่อออก ไฟก็จะดับไปเองเรื่อย ๆ )

มาตรฐาน IEC 60332-1 คือการทดสอบสายทนไฟ โดยการใช้ตะเกียงเผาไปที่สายไฟแค่ 1 เส้น ยาว 600 มม. แล้วเผาตามเวลา เช่น สายที่เส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 25 มม. ก็ให้เผา 60 วินาที เมื่อเผาแล้ววัดจากปลายสายด้านบนลงมาถึงระยะที่เปลวไฟลามมาถึงต้องได้มากกว่า 50 มม.จึงถือว่าผ่าน เป็นต้น (ซึ่งมาตราฐานการทดสอบแบบนี้เป็นการทดสอบแบบเดียวกับการทดสอบการลามไฟของสายที่มีฉนวนเป็น PVC ตามมาตราฐาน มอก. 11-2553 เล่มที่ 2 นั้นเอง)

มาตรฐาน IEC 60332-3 คือการทดสอบสายทนไฟที่เข้มข้นขึ้น คือ จะเอาสายทนไฟหลายเส้นมาเผาใช้ไฟแรงขึ้น เชื้อเพลิงหรือสายที่ติดไฟได้มากขึ้น โดยการทดสอบสายทนไฟจะมีหลาย Category a, b, c, d ซึ่งส่วนใหญ่จะทดสอบกันที่ Cat.C คือเอาสายหรือวัถุดิบที่ติดไฟ 1.5 ลิตร/ม. เวลาที่ใช้ในการเผา 20 นาที เมื่อเผาแล้ว วัดระยะจากหัวไฟที่ใช้เผาต้องมีระยะถูกเผาไหม้ไม่เกิน 2.5ม. ถึงจะถือว่าผ่านการทดสอบสายทนไฟตามมาตราฐาน IEC 60332-3 Cat.C  (ซึ่ง มาตรฐานนี้เป็นการทดสอบการลามไฟของสายที่มีฉนวนเป็น XLPE เช่น สาย CV ซึ่งสาย CV ที่ผ่านการทดสอบนี้ก็จะมีชื่อว่าสาย FD-CV หรือบ้างผู้ผลิตอาจจะเรียกชื่อว่าสาย FR-CV) และ ก็มีมาตรฐาน มอก. 2756-2559 ออกมาซึ่ง มอก. ฉบับนี้ อ้างอิงตาม IEC 60332-3 Cat.C (เป็น มอก. ไม่ใช่ภาคบังคับ)

3. ด้านการไม่ปล่อยก๊าซกรด (Acid gas emission) คือ สายไฟเมื่อถูกไฟไหม้ส่วนสารประกอบที่ฉนวนสายไฟจำให้เกิดก๊าซขึ้น และก๊าซบ้างอย่างก็จะทำให้เกิดเป็นกรด ซึ่งมีคุณสมบัติการกัดกร่อนสูง ดังนั้นสายไฟจะต้องไม่มีสารฮาโลเจน (Zero Halogen หรือ Halogen free)

มาตรฐานที่ใช้ในการทดสอบสายทนไฟคือ มาตราฐาน IEC 60754-2 การทดสอบจากตัดฉนวนสายไฟเป็นชื้นเล็กๆประมาณ 1000mg แล้วมาใส่ถาดเผา แล้วนำน้ำที่ได้จากไอ มาวัดค่า Ph ต้องไม่น้อยกว่า 4.3 คือไม่เป็นกรด และมาวัดค่าการนำไฟฟ้า ต้องไม่เกิน 10us/mm. จึงจะถือว่าผ่าน และ ก็มีมาตรฐาน มอก.2757-2559 ออกมา ซึ่ง มอก.ฉบับนี้ อ้างอิงตามมาตราฐาน IEC 61034-2 (เป็น มอก.ไม่ใช่ภาคบังคับ)

4. ด้านการไม่ปล่อยควัน (Smoke emission หรือ Low smoke) คือ สายเมื่อเกิดไฟไหม้สายแล้วจะต้องไม่ก่อให้เกิดควัน หรือต้องไม่มากเกินไปจนไปลดการมองเห็น และทำให้คนสำลักควันเสียชีวิตได้

มาตรฐานที่ใช้ในการทดสอบสายทนไฟคือ มาตราฐาน IEC 601034-2 จะเป็นการทดสอบความหนาแน่นของควันที่เกิดจากการเผาไหม้สาย โดยจะทดสอบในห้องทึบ ทำการเผาสายไฟไปจนเปลวไฟดับ แล้วยิ่งแสงผ่านเข้าไปในห้อง แล้ววัดค่าความเข้มของแสงต้องไม่น้อยกว่า 60% จึงจะถือว่าผ่าน และ ก็มี มาตรฐาน มอก.2758-2559 ออกมา ซึ่ง มอก.ฉบับนี้ อ้างอิงตาม IEC 61034-2 (เป็น มอก.ไม่ใช่ภาคบังคับ)

วงจรอะไรบ้างที่ต้องใช้สายทนไฟ ? 

ในบทที่ 12 ของมาตรฐานทั้งปี 2556 และมาตรฐานใหม่ปี 2564 มีกำหนดให้ใช้สายทนไฟสำหรับวงจรช่วยชีวิต คือ วงจรดังต่อไปนี้

•  ระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้าสำหรับกรณีฉุกเฉินไปยังแผงจ่ายไฟฟ้าฉุกเฉินเพื่อการหนีภัย
• ระบบแจ้งเหตุเพลิงไหม้และระบบสื่อสารฉุกเฉินสำหรับแจ้งเหตุเพลิงไหม้ (อันนี้ไม่ใช่ทั้งระบบที่จะต้องเป็นสายทนไฟนะ หากเป็นวงจรเริ่มสัญญาณ เช่น วงจรอุปกรณ์ตรวจจับเพลิงไหม้ อันนี้ไม่ต้องใช้สายทนไฟก็ได้ แต่วงจรที่จำเป็นต้องใช้สายทนไฟคือวงจรที่ส่งสัญญาณแจ้งเตือนหรือวงจรที่ใช้สำหรับควบคุมระบบผจญเพลิงต่างๆ เช่น กระดิ่ง ลำโพง หรือระบบสื่อสาร เป็นต้น )
• ระบบไฟฟ้าแสงสว่างฉุกเฉิน (อันนี้ก็เหมือนกัน ถ้าใช้หรือออกแบบไฟแสงสว่างฉุกเฉินเป็นแบบมีแบตเตอรี่ในตัว สายไฟที่จ่ายมาให้ไม่จำเป็นต้องเป็นสายทนไฟ แต่ถ้าออกแบบเป็นไฟที่มีแบตเตอรี่ส่วนกลางต้องดุงสายมาหาโคมไฟแสงสว่างฉุกเฉินแบบนี้สายจะต้องเป็นสายทนไฟนะ)
•  ระบบอัดอากาศสำหรับบันไดหนีไฟ
• ระบบดูดและระบายควันรวมทั้งระบบควบคุมการกระจายไฟและควัน
• ระบบสูบน้ำและระบบดับเพลิงอัตโนมัติ
•  ระบบลิฟต์ดับเพลิง

ระบบที่ต้องการความปลอดภัยสูงมาก

• ระบบไฟฟ้าแสงสว่างฉุกเฉินทั้งในอาคารใต้ผิวดินและอุโมงค์ทางวิ่ง
• ระบบอัดอากาศสำหรับบันได้หนีไฟ
• ระบบดูดและระบายควันรวมทั้งระบบควบคุมการกระจายไฟและควัน
• ระบบสื่อสารฉุกเฉิน
• ระบบระบายควัน ทั้งในอาคารใต้ดินและอุโมงค์ทางวิ่ง
• ระบบเครื่องสูบน้ำดับเพลิงและการดับเพลิงทั้งหลาย

*โดยมาตรฐานใหม่ปี 2564 มีการเปลี่ยนแปลง จากมาตรฐานเดิมปี 2556 

 เดิม บทที่ 13 อาคารเพื่อการสาธารณะใต้ผิวดิน เปลี่ยนมาเป็น อาคารใต้ดิน

(เพื่อไม่ต้องตีความกันว่าอันนี้สาธารณะหรือส่วนบุคคลกัน เช่น ลานจอดรถใต้ดินของอาคาร หลายคนไปตีความว่าไม่ใช้สาธารณะก็ได้)

เดิม ไม่กำหนดขนาด แต่มาตรฐานใหม่ มีการกำหนดนิยามขนาดของอาคารใต้ผิวดินว่า ที่มีพื้นที่ใช้สอยตั้งแต่ 1,000 ตร.ม.ขึ้นไป ถึงจะต้องออกแบบและติดตั้งระบบต่าง ๆ ตามบทที่ 13

*โดยสายทนไฟที่ใช้จะต้องเป็นไปตาม BS 6387 ระดับชั้นการทดสอบ CWZ หรือ สายเคเบิลชนิด MI (สายทนไฟตาม IEC 60331 หรือ มอก.2755 ใช้ไม่ได้นะ)

การเดินสายทนไฟ

ในการเดินสายทนไฟในมาตรฐานปี 2556 กำหนดว่าถ้าสายทนไฟที่ใช้เป็นสายที่ไม่มีเปลือกหรือหุ้มด้วยโลหะ สายทนไฟจะต้องเดินในท่อหนามีเกลียวเท่านั้น คือต้องเดินในท่อ IMC เป็นอย่างต่ำ ห้ามใช้ท่อร้อยสายไฟ EMT

จากมาตรฐานเดิมปี 2556 สายทนไฟที่ไม่มีเปลือกหุ้มด้วยโลหะต้องเดินในท่อหนามีเกลียว หรือท่อร้อยสาย IMC  ตามมาตรฐานใหม่ปี 2564 ได้มีการปรับเป็น " การเดินสายทนไฟในท่อร้อยสาย อนุญาตให้เดินสายทนไฟใน ท่อร้อยสายไฟ EMT  ได้แล้วนะ แต่ถ้าเป็นอาคารใต้ผิวดินข้อต่อของท่อร้อยสายไฟ EMT จะต้องเป็นชนิดกันน้ำ (Rain tight) ด้วยนะ "

สามารถคลิ๊กเพื่อเลือกดูข้อต่อท่อร้อยสายไฟ EMT ชนิดกันน้ำ

แล้วสายทนไฟตามมาตรฐาน IEC 60331 หรือ มอก.2755 ใช้ที่ไหนบ้าง ? 

มีกำหนดให้ใช้อยู่ที่ อาคารใต้ผิวดิน ข้อ 13.2.2 ระบบที่ต้องการความปลอดภัยสูง 

• ระบบระบายอากาศ เฉพาะส่วนที่เกี่ยวกับการจ่ายลม
• ระบบระบายน้ำฉุกเฉิน
• ระบบลิฟต์และบันไดเลื่อน
• ระบบสัญญาณเตือนภัยต่างๆ
• ระบบควบคุมคอมพิวเตอร์
• ระบบทางหนีภัย 

แล้วสาย LSHF ใช้ที่ไหนบ้าง ?

โรงมหรสพ  สายไฟแรงต่ำ ในส่วนภายในที่ผู้นั่งชมการแสดง ห้องควบคุม เวที ช่องบันได ทางหนีไฟ ต้องใช้สาย LSHF  (ยกเว้นโรงมหรสพประเภท จ. ตามกฎหมายคสบ. คุมอาคาร คือโรงมหรสพที่ตั้งอยู่กลางแจ้ง)

สถานบริการ  สายไฟแรงต่ำ ในพื้นที่บริการ ต้องเป็นสาย LSHF  (ยกเว้นสถานบริการประเภท ก. น้อยกว่า 200 ตร.ม. และ ฉ. ไม่มีหลังคาคลุม ตามกฎหมายความคุมอาคาร )

อาคารใต้ผิวดิน ข้อ 13.2.1 ระบบที่ต้องการความปลอดภัยปกติ ได้แก่

•  ระบบแสงสว่างทั่วไป
• ระบบไฟฟ้ากำลัง ที่นอกเหนือจากระบบความปลอดภัยสูง และความปลอดภัยสูงมาก
• ระบบปั๊มน้ำขึ้นถังบนหลังคา
• ระบบระบายอากาศ
• ระบบระบายน้ำโดยทั่วไป

แล้วสาย FD ใช้ที่ไหนบ้าง ?

สรุป การใช้สายทนไฟต้องรู้คุณสมบัติ และชนิดของสาย