อุปกรณ์การป้องกันความเสียหายจากฟ้าผ่า คือนิยามที่สมบูรณ์ที่สุด

แต่ที่นี่ Thailand only มีชื่อเรียกมากมาย #หัวล่อฟ้า #สายล่อฟ้า #ระบบล่อฟ้า #อุปกรณ์ล่อฟ้า ไม่ว่าจะเรียกอะไรก็ตามถือได้ว่าเป็นการนำความปลอดภัยจากฟ้าผ่าสู่เราได้ทั้งสิ้น

เมื่อเรา #ห้ามฟ้าผ่าไม่ได้ แต่เรา #รับมือฟ้าผ่าได้ เพื่อความปลอดภัยสูงสุด และเสียหายน้อยที่สุด

หลักการพิจารณาในการป้องกันแบ่งเป็น 3 ส่วน

1. ติดตั้งหัวล่อฟ้า Lightning air terminals เพื่อป้องกันความเสียหายจากฟ้าผ่าโดยตรงต่อ ชีวิต ทรัพย์สิน อาคารสถานที่ 

โดย หัวล่อฟ้า ทำหน้าที่ ดักจับ และรับพลังงานของประจุฟ้าผ่าไม่ให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งที่เราต้องการป้องกัน และนำงส่งพลังงานประจุฟ้าผ่าส่งต่อให้ตัวนำลงดินต่อไป คุณสมบัติที่ดีของหัวล่อฟ้ามีดังนี้

1. เป็นโลหะที่มีค่าความนำไฟฟ้าที่ดี เนื่องจากมีกระแสไฟฟ้าจำนวนมากไหลผ่านในขณะเกิดฟ้าผ่า
2. มีความคงทนสูงต่อการกัดกร่อนต่อสภาพสิ่งแวดล้อม สารเคมี เพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนาน และไม่ยุ่งยากในการดูแลรักษาเนื่องจากอุปกรณ์ถูกติดตั้งอยู่บนที่สูง
3. มีพื้นผิวที่ลื้น และมันวาวเนื่องจากประจุฟ้าผ่าเป็นพลังงานไฟฟ้าที่มีความถี่สูงเส้นทางของพลังงานจะเกิดขึ้นบริเวณพื้นผิวของตัวนำมากกว่าภายในของวัสดุ

ในบ้านเราใช้งานหัวล่อฟ้าอยู่ 2 ประเภทคือ

1. ระบบหัวล่อฟ้าในรูปแบบต่างๆไม่ว่าจะเป็นระบบพื้นฐาน หรือ Conventional ที่จะใช้หลักการออกแบบโดยใช้ ทรงกลมกลิ้ง มุมป้องกัน และตาข่ายป้องกัน ที่เราเรียกกันติดปากว่า ฟาราเดย์ Faraday

รูปตัวอย่างการออกแบบป้องกันฟ้าผ่าโดยใช้หลักการของ ทรงกลมกลิ้ง หรือ Rolling sphere lightning protection ตาข่ายป้องกัน Mesh protection และมุมป้องกัน Cone protection ถือได้ว่าเป็นระบบป้องกันฟ้าผ่าตัวอาคารได้ดีที่สุด

ขอบคุณภาพจาก www.electrical-knowhow.com

2. ระบบหัวล่อฟ้าปล่อยประจุเร็ว รัศมีทำการไกลที่บ้านเรา เรียกว่า ระบบ Early Streamer Emission (ESE) ตามที่แสดงดังรูปตัวอย่าง

 รูปตัวอย่างหัวล่อฟ้าแบบ ESE เป็นหัวล่อฟ้าที่มีการพัฒนามาจากระบบ conventional เดิม

เพื่อให้มีประสิทธิภาพในการปล่อยประจุไฟฟ้าเพื่อล่อประจุฟ้าผ่ามาลงที่หัวล่อฟ้าได้เร็ว และไกลมากขึ้น

สามารถป้องกันได้ทั้งตัวอาคาร และบริเวณสถานที่โดยรอบของตำแหน่งที่มีการติดตั้งหัวล่อฟ้าไว้ รูปตัวอย่างจาก www.aconplus.co.th/

หัวล่อฟ้าจะต่อกับ ตัวนำลงดิน ทำหน้าที่รับพลังงานไฟฟ้าสูงต่อจากหัวล่อฟ้าส่งผ่านลงดินได้อย่างปลอดภัยควรคำนึงถึง

1. ขนาด และชนิดของสายตัวนำลงดินให้เหมาะสมกับชนิด และปริมาณของระบบป้องกันฟ้าผ่า
2. มีความต่อเนื่องทางไฟฟ้าควรมีจุดต่อน้อยที่สุด ระยะสายสั้นที่สุด
3. จุดโค้งจะต้องมีรัศมีในมุมป้านไม่น้อยกว่า 50 เซ็นติเมตร อยู่ห่างจากระบบไฟฟ้าหรือโครงสร้างอย่างน้อย 20 เซ็นติเมตร เพื่อป้องกันปัญหาการเหนี่ยวนำทางไฟฟ้า
4. ในบริเวณที่คนสามารถจับสัมผัสได้จะต้องมีฉนวนไฟฟ้าห่อหุ่มสายนำลงดินเพื่อป้องกันอันตรายในกรณีระบบกราวด์ชำรุด

2. ติดตั้งอุปกรณ์ ป้องกันไฟฟ้ากระโชก เข้าสู่ระบบไฟฟ้า หรือ Surge Protection Devices (SPD) 

เพราะเป็นผลที่จะเกิดขึ้นหลังจากมีฟ้าผ่า ที่มีผลกระทบต่อระบบไฟฟ้า สายส่งพลังงานทำให้ไฟดับ สายสัญญาณที่ทำให้สัญาณผิดเพี้ยน หรือขาดหาย ความเสียหายที่เกิดขึ้นเป็นอย่างน้อยหลายๆท่านคงสงสัย อธิบายโดยภาพเป็นตัวอย่างด้านล่างนี้

ตัวอย่างความเสียหายที่เกิดกับอุปกรณ์แยกสัญญาณโทรทัศน์พังเสียหาย

ทำให้ นายโทนี่ อดดูคู่สำคัญแดงเดือดในคืนนั้น ขอบคุณภาพจาก electrical-engineering-portal.com

อุปกรณ์ ป้องกันไฟฟ้ากระโชกแบ่งออกได้ 2 ประเภทคือ

Power Surge Protection อุปกรณ์ดับจับพลังงานไฟฟ้ากระโชกทางด้านสายส่งกำลังไฟฟ้าที่ต่อเข้าไปในระบบไฟฟ้าภายในอาคาร

Data Surge Protection อุปกรณ์ดับจับพลังงานไฟฟ้ากระโชกทางด้านสายสื่อสารข้อมูลที่ต่อเข้าไปในระบบไฟฟ้าภายในอาคาร

3. ติดตั้งระบบกราวด์ไฟ Grounding Systemฟ้า หรือ ระบบกราวด์ดิน หรือ Grounding system หรือสายกราวด์ หรือ สายดิน  ก็สุดแต่จะเรียกแต่ให้เข้าใจตรงกันว่าเป็นสายไฟฟ้าที่ต่อลงดินผ่านหลักดิน หรือแท่งกราวด์ ตาข่าย แผ่นโลหะ ที่เรานำมาใช้เป็นตัว อิเล็กโทรด Electrode

ภาพตัวอย่างลักษณะของ หลักดิน หรือ Electrode ที่ทำหน้าที่กระจายประจุไฟฟ้าส่วนเกินลงดิน

Thank to images form esgroundingsolutions.com

เพื่อตัวกระจายพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินให้ลงดินไปไม่มีโอกาสย้อนกลับมาสร้างความเสียหายต่อ ระบบไฟฟ้า หรือ แม้แต่ชีวิต ให้จะต้องมาเดือดร้อนกันอีก โดยจะพิจารณากันที่ ค่ากราวด์ หรือ ค่าความต้านทานดินต่อกระแสไฟฟ้าสลับ ที่ต้องการจะต้องวัดแล้วอ่านค่าได้ไม่เกิน 5 โอห์ม โดยเป็นที่นิยมกัน แต่ทั้งนี้ค่าความต้านทานที่ควรจะเป็นขึ้นกับระบบไฟฟ้าที่ใช้งานว่าเป็นระบบอะไร สภาพสิ่งแวดล้อมบริเวณนั้นเป็นอย่างไรเป็นต้น

ระบบกราวด์ไฟฟ้า หน้าที่หลักคือกระจายพลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากฟ้าผ่าลงดินให้มาก และเร็วที่สุดกราวด์ที่ดีควรมีคุณสมบัติดังนี้

         1. ค่าความต้านทานทางไฟฟ้าที่ต่ำ

• • • 10 โอห์ม ในงานระบบไฟฟ้า
    • 5 โอห์ม ในงานป้องกันฟ้าผ่า
    • 1 โอห์มในงานระบบสื่อสาร

            ซึ่งค่าความต้านทานดังกล่าวเป็นเพียงค่าแนะนำทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพสิ่งแวดล้อม และลักษณะของงานที่ใช้

         2. มีค่าความต้านทานคงที่แม้จะผ่านช่วงฤดูที่แตกต่างกัน

         3. วัสดุที่นำมาทำระบบกราวด์จะต้องมีความคงทนแข็งแรงต่อการกัดกร่อนสูง และมีช่องเปิดหรือจุดทดสอบวัดค่าความต้านทานได้โดยง่าย

ในกรณีมีระบบกราวด์อยู่หลายตำแหน่งในระบบเดียวกัน หรือต่างกันจะต้องมีการจัดการ โดยเชื่อมโยงทางไฟฟ้ากัน หรือ แยกกัน ให้เป็นไปตามทฤษฎีระบบกราวด์ตามหลักวิศกรรมเพื่อประสิทธิภาพการทำงานสูงสุด