ทำไมสายไฟถึงมีหลายชั้น?

สายไฟเป็นสายเคเบิลที่พบได้ทั่วไปสำหรับการกระจายและส่งพลังงานไฟฟ้า โดยปกติจะใช้ในระบบสายส่งไฟฟ้าใต้ดินในเมือง ระบบจ่ายไฟภายในโรงงานอุตสาหกรรมและเหมืองแร่ และอื่นๆ ผู้ที่มีความรู้เกี่ยวกับสายเคเบิลจะพบว่าสายไฟมีหลายชั้น แล้วทำไมสายไฟจึงต้องมีหลายชั้น?

ชั้นนอกสุดของสายไฟที่เรามองเห็นได้โดยง่ายนั้นมักทำจากยางหรือปลอกยางสังเคราะห์ ซึ่งไม่เพียงแต่ทำหน้าที่เป็นฉนวนพื้นฐานเท่านั้น แต่ยังช่วยปกป้องสายไฟจากความเสียหายภายนอกอีกด้วย สายไฟสามารถแบ่งออกเป็นสายไฟแรงสูงและสายไฟแรงต่ำตามระดับแรงดันไฟฟ้า สายไฟแรงสูงจะมีชั้นฉนวนซึ่งคล้ายกับสารเติมเต็มเรซิน ในขณะที่สายไฟแรงต่ำไม่มีชั้นนี้ เพื่อเติมเต็มช่องว่างภายในสายไฟ จำเป็นต้องพันวัสดุคล้ายริบบิ้นรอบแกนแต่ละแกน

บทบาทของชั้นฉนวนในสายไฟแบ่งออกเป็นสองกรณี กรณีแรกคือ เนื่องจากกระแสไฟฟ้าปริมาณมากไหลผ่านสายไฟ จึงทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นรอบๆ กระแสไฟฟ้า เพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนประกอบอื่นๆ ได้รับผลกระทบจากกระแสไฟฟ้า จึงมีการเพิ่มชั้นฉนวนเข้าไปในสายไฟ นอกจากนี้ กรณีที่สองคือ หากแกนสายไฟเสียหาย กระแสไฟฟ้าจะรั่วไหลออกมาและไหลลงสู่ระบบสายดินผ่านชั้นฉนวน ซึ่งทำหน้าที่ในการป้องกันความปลอดภัยด้านการต่อลงดินในระดับหนึ่ง

ส่วนประกอบทั่วไปของสายไฟโดยคร่าวๆ ได้แก่ แกนนำไฟฟ้า ชั้นฉนวน และชั้นป้องกัน โดยรายละเอียดสามารถแบ่งออกได้เป็น แกนลวดนำไฟฟ้า ชั้นกึ่งตัวนำด้านใน ชั้นฉนวน ชั้นกึ่งตัวนำด้านนอก ฉนวนทองแดง วัสดุอุดช่องว่าง ชั้นบุภายใน ชั้นป้องกันด้วยเทปเหล็ก และชั้นป้องกันด้านนอก