ระบบป้องกันฟ้าผ่า (Lightning Protection System) เป็นระบบทางวิศวกรรมที่มีความสำคัญ ช่วยลดความเสียหาย จากปรากฏการณ์ฟ้าผ่าที่อาจเกิดกับโครงสร้างของอาคาร ชีวิตและทรัพย์สินที่อยู่ภายในอาคารนั้น หากไม่ได้มีการติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่าที่ครอบคลุมหรือมีการติดตั้งที่ไม่ได้เป็นไปตามมาตรฐานหรือขาดการตรวจสอบบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ ก็อาจทำให้อาคารนั้นๆ มีความเสี่ยงหรือได้รับความเสียหายจากปรากฏการณ์ฟ้าผ่า อาจทำให้เกิดความสูญเสียทั้งต่อชีวิตและทรัพย์สินได้  ซึ่งในปัจจุบันสามารถแบ่งตามรูปแบบการติดตั้งออกเป็น 2 แบบ ดังนี้

1. ระบบสายล่อฟ้า แบบ Early Streamer Emission (ESE)
หลักการทำงานของระบบสายล่อฟ้าแบบ ESE หรือ หัวล่อฟ้าแบบ ESE เมื่อมีลำประจุเริ่มจากก้อนเมฆลงมา ทำให้สนามแม่เหล็กมีค่าสูงขึ้นทำให้หัวล่อฟ้าแบบ ESE นั้นปล่อยประจุออกมา และสร้างลำประจุอย่างรวดเร็วทำให้ฟ้าผ่าลงมาที่หัวล่อฟ้าแบบ ESE โดยหัวล่อฟ้าแบบ ESE นั้นถูกสร้าง ออกแบบ และออกมาตรฐาน โดยประเทศฝรั่งเศส ระบบสายล่อฟ้า ESE นั้น 1 หัวสามารถป้องกันเป็นรัศมีวงกว้าง ตามแต่สเปคของแต่ละรุ่นแต่ละยี่ห้อ หากพื้นที่ที่เราต้องการให้มีการป้องกันฟ้าผ่านั้นกว้าง ระบบสายล่อฟ้าแบบ ESE ทำให้ลดต้นทุนในเรื่องของสายทองแดงและแท่งกราวด์ได้ การติดตั้งระบบสายล่อฟ้าแบบ ESE นั้น เริ่มจากคำนวณความกว้าง และความยาวของพื้นที่ที่ต้องการป้องกันฟ้าผ่า จากนั้นเลือกรุ่นของหัวล่อฟ้า กำหนดจุดติดตั้งหัวล่อฟ้า ทางเดินสายกราวด์ และจุดตอกแท่งกราวด์ ระบบสายล่อฟ้าแบบ Early Streamer Emission (ESE) ที่นิยมใช้ในปัจจุบัน  จะประกอบไปด้วย

รูปที่ 1 ระบบสายล่อฟ้าแบบ ESE

ระบบสายล่อฟ้า ( Lightning System)สามารถป้องกันอันตรายที่เกิดจากฟ้าผ่าได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยต้องคำนึงถึงหลักสำคัญ ทั้ง 4 คือ
1. สามารถตรวจจับประจุฟ้าผ่าให้ลงมายังจุดที่กำหนด
2. สามารถนำประจุฟ้าผ่าลงดินได้อย่างปลอดภัย
3. ระบบกราวด์ต้องกระจายประจุฟ้าผ่าได้อย่างรวดเร็ว
4. ป้องกันการเหนี่ยวนำของกระแสฟ้าผ่าที่จะทำให้เกิดอันตรายต่อบุคคล, วัตถุ อุปกรณ์ไฟฟ้าข้างเคียง

รูปที่ 2 หัวล่อฟ้า แบบ ESE

ระบบป้องกันไฟกระชาก (Surge Protection System)ในการป้องกันอันตรายที่เกิดขึ้นจากฟ้าผ่านั้น การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (สายล่อฟ้า) ให้กับตัวอาคารเป็นการป้องกันแบบภายนอกคือ ป้องกันตัวอาคาร, วัตถุที่อยู่โดยรอบ, บุคคลที่อยู่ในบริเวณป้องกันเป็นหลัก สำหรับไฟกระชากนั้นเป็นปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นในสายจ่ายไฟหรือสายสัญญาณ จากแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินชั่วขณะ ซึ่งมีขนาดแรงดันไฟฟ้าที่สูงมากในช่วงระยะเวลาที่สั้นมาก โดยเกิดจากหลายสาเหตุ เช่น การเหนี่ยวนำจากปรากฎการณ์ฟ้าผ่า, การสวิทชิ่งในระบบไฟฟ้า

รูปที่ 3 ระบบป้องกันไฟกระชาก

ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก เพื่อป้องกันอันตรายที่เกิดขึ้นซึ่งจะทำความเสียหายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าแบะอุปกรณ์สื่อสารภายในอาคารได้

ระบบเตือนฟ้าผ่า (Lightning Warning System) ได้ถูกออกแบบมาเพื่อตรวจสอบสภาวะอากาศ โดยการตรวจเช็คความเข้มของสนามไฟฟ้าโดยรอบพื้นที่นั้นภายในรัศมี 15 กิโลเมตร เมื่อค่าความเข้มสนามไฟฟ้ามีเพิ่มมากขึ้นถึงจุดที่กำหนดจะมีการแจ้งเตือนที่ตู้ควบคุม และในขณะเดียวกันจะมีการแจ้งเตือนออกไซเรนให้ผู้ที่อยู่ในที่โล่งแจ้งทราบ การแจ้งเตือนจะมีอยู่ 2 ระดับดังนี้

รูปที่ 4 ระบบแจ้งเตือนฟ้าผ่า

1) Warning Alert เป็นการแจ้งเตือนระดับแรก เมื่อค่าสนามไฟฟ้าภายในระยะ 10-15 กิโลเมตร เพิ่มขึ้นถึง 4 KV/m. ซึ่งประจุไฟฟ้าสามารถเคลื่อนเข้ามายังบริเวณพื้นที่ได้โดยภายใน 20-30 นาที โดยการแจ้งเตือนจะมีสัญญาณ Buzzer ดังขึ้นที่ตู้ควบคุม

2) Alert Alarm เป็นการแจ้งเตือนในระดับที่ 2 เมื่อค่าสนามไฟฟ้าภายในระยะ 8-10 กิโลเมตรเพิ่มขึ้นถึง 7 KV/m. ซึ่งประจุไฟฟ้าสามารถเคลื่อนเข้ามายังบริเวณพื้นที่ได้โดยภายใน 10-15 นาที โดยการแจ้งเตือนจะทำให้สัญญาณ Siren ที่ติดตั้งภายนอกอาคารดังขึ้น เพื่อแจ้งเตือนให้ผู้คนในที่โล่งแจ้งหลบเข้าที่กำบังได้ทันเวลา ภายหลังจากสภาพอากาศเข้าสู่สภาวะปกติจะมีสัญญาณแจ้งให้ทราบอีกครั้งหนึ่ง

ระบบสายดิน (Grounding System)การทำระบบGround มีความสำคัญเป็นอย่างยิ่งต่อความปลอดภัย และความถูกต้องแม่นยำในการทำงานของระบบไฟฟ้าต่างๆ สิ่งสำคัญคือเรื่องการเชื่อมต่อ Ground ของแต่ละระบบเพื่อให้เกิดศักย์ไฟฟ้าเดียวกัน (Equipotential Bonded), เพื่อทำให้เกิดความปลอดภัยต่อสิ่งมีชีวิตจากการเกิด “แรงดันช่วงก้าว” (Step Voltage) และการป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบไฟฟ้าจากการเกิดกระแสไหลวนจากจุดลงดินที่มีศักย์ไฟฟ้าที่สูงกว่าไปยังจุดลงดินที่มีมีศักย์ไฟฟ้าที่ต่ำกว่าหรือที่เรียกว่า “Earth Loop Current” ซึ่งจะต้องมีค่าความต้านทานการต่อลงดินที่ต่ํา คือ ไม่เกิน 10 โอห์ม เพื่อไม่ให้เกิดกระแสและแรงดันเกินจนเป็นอันตราย ระบบรากสายดินสามารถติดตั้งได้หลายรูปแบบตามความเหมาะสม เช่น แบบแนวดิ่ง แบบแนวนอน แบบวงแหวน เป็นต้น

รูปที่ 5 ระบบ Grond

สิ่งที่ควรคำนึงถึงเพื่อระบบ Ground ที่ดี
• ค่าความต้านทานที่ต่ำได้มาตราฐาน
• ขนาดสาย Ground ที่เหมาะสม
• Ground Rod ที่ได้มาตรฐาน เพื่อการนำไฟฟ้าที่ดีและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี
• การเชื่อมต่อระหว่างจุดเชื่อมต่อต่างๆ ที่สมบูรณ์ (Exothermic Welding)  

2. ระบบสายล่อฟ้าแบบ Faraday Cage หลักการทำงานของระบบสายล่อฟ้าแบบ Faraday Cage มีแท่งแฟรงกลิน เป็นตัวล่อ โดยมีการต่อเชื่อมกันของแท่งแฟรงกลิน ด้วยสายทองแดงเป็นตาราง แท่งแฟรงกลิน แต่ละแท่งนั้นจะห่างกันไม่เกิน 25-30 m ทำให้การติดตั้งระบบสายล่อฟ้าแบบ ฟาราเดย์ นั้นใช้สายทองแดง แท่งแฟรงกลิน และแท่งกราวด์เป็นจำนวนมาก การติดตั้งระบบสาล่อฟ้าแบบ ฟาราเดย์นั้นต้องติดตั้งให้เต็มพื้นที่ที่ต้องการป้องกัน ทำให้ใช้เวลาในการติดตั้งนาน หากพื้นที่ที่ต้องการป้องกันฟ้าผ่านั้นไม่กว้างมากทำให้การติดตั้งระบบสายล่อฟ้าแบบ ฟาราเดย์ นั้นประหยัดกว่า แบบ ESE

รูปที่ 6 ระบบสายล่อฟ้าแบบ Faraday Cage
รูปที่ 7 แท่งแฟรงกลิน(หัวล่อฟ้าแบบ Faraday Cage)

Visits: 10688

Comments

comments