ระบบป้องกันฟ้าผ่า Lightning Protection System

• ระบบป้องกันฟ้าผ่า แบบ Early Streamer Emission (ESE)

หลักการทำงานของแท่ง ESE คือเมื่อมีประจุไฟฟ้าเริ่มจากก้อนเมฆลงมา ทำให้สนามไฟฟ้ามีค่าสูงเพิ่มขึ้นแท่ง ESE จะปล่อยประจุก่อนเพื่อเหนี่ยวนำ และสร้างประจุขึ้นมาได้อย่างรวดเร็วทำให้เกิดฟ้าผ่าลงที่แท่ง ESE แทนการลงที่จุดอื่นซึ่งไม่มีประจุล่อ

• ระบบป้องกันฟ้าผ่า แบบ กรงฟาราเดย์ (Faraday Cage)

หลักการทำงานของระบบสายล่อฟ้าแบบ Faraday Cage มีแท่งล่อฟ้า เป็นตัวล่อฟ้าผ่าโดยมีการต่อเชื่อมกันของแท่งล่อฟ้า ด้วยสายทองแดงเป็นตารางแท่งล่อฟ้าแต่ละแท่งนั้นจะห่างกันไม่เกิน 25-30 m การติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่าแบบ Faraday Cage นั้นต้องติดตั้งให้เต็มพื้นที่ ที่ต้องการป้องกันทำให้การติดตั้งนั้นใช้สายทองแดง แท่งล่อฟ้า และแท่งกราวด์เป็นจำนวนมาก

ระบบป้องกันฟ้าผ่ามีส่วนประกอบที่สำคัญๆ สามารถแบ่งได้เป็น 3 ส่วนดังนี้

1. หัวล่อฟ้า (Lightning Air-terminal) ในกรณีที่เกิดฟ้าผ่าขึ้นหัวล่อฟ้าจะเป็นตำแหน่งที่เราต้องการให้ฟ้ามาผ่าลง ดังนั้นหัวล่อฟ้าจึงควรติดอยู่ในตำแหน่งที่สูงสุดเท่าที่จะสามารถทำได้ หัวล่อฟ้าจะถูกติดตั้งอยู่บนเสา (Mast) ที่ทำด้วย Hotdip , Galvanized Steel หรือ วัสดุชนิดอื่นตามที่กำหนดในแบบ ความสูงของเสาไม่น้อยกว่า 5 เมตร ตัวหัวล่อฟ้าควรทำด้วยโลหะที่มีคุณสมบัติการเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีทนต่อการหลอมละลาย เช่น แท่งทองแดง แท่งสเตนเลส แท่งทองแดงชุบดีบุก แท่งเหล็ก หรือวัสดุตัวนำอื่นๆ ซึ่งการพิจารณาวัสดุที่นำมาใช้ สามารถพิจารณาได้จากพื้นที่ที่ติดตั้ง เช่น กรณีอยู่ใกล้ทะเลควรใช้วัสดุที่สามารถทนการกัดกร่อนได้ดี หรือพิจารณาจากงบประมาณที่ตั้งไว้เป็นต้น การติดตั้งหัวล่อฟ้าจะต้องไม่มีส่วนหนึ่งส่วนใดของหัวล่อฟ้าเชื่อมต่อกับตัวอาคาร ทั้งนี้เพื่อลดผลกระทบจากฟ้าผ่า ที่อาจเกิดขึ้นกับตัวอาคารและระบบไฟฟ้าในอาคาร
2. ตัวนำลงดิน (Down Conductor/Down Lead) ควรใช้สายตัวนำที่มีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าได้ดี ทนต่อการหลอมละลาย เช่นสายไฟ THW, สายทองแดงเปลือย การต่อลงดินควรหาแนวเดินสาย ( จากหัวล่อฟ้าจนถึงแท่งกราวนด์ฟ้าผ่า ) ที่สั้นที่สุด และเป็นแนวเส้นตรงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ทั้งนี้เพื่อลดการเกิด Flash over เข้าบริเวณด้านข้างของอาคาร การต่อสายตัวนำลงดินควรใช้ Down-lead Support ชนิดลูกถ้วย Ceramic ในการยึดสาย ทั้งนี้เพื่อให้ระบบนำลงดิน แยกจากตัวอาคารได้อย่างแท้จริง
3. แท่งกราวนด์ฟ้าผ่า (Lightning Ground) คือ ตัวนำซึ่งต่อโดยตรงเข้ากับดิน การต่อระบบไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าเข้ากับดิน ( โดยจะถือว่าดินถือมีศักดาเป็นศูนย์ ) เพื่อกระจายแรงดันไฟฟ้าลงดิน แท่งกราวด์ทำมาจากแท่งเหล็กหุ้มด้วยทองแดง หรือทำมาจากแท่งทองแดง โดยมาตรฐานกำหนดไว้ว่าจะต้องมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางไม่น้อยกว่าขนาด 5/8 นิ้ว และมีความ ยาวไม่ต่ำกว่า 2.4 เมตร

การติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่า จุดเชื่อมต่อทุกจุด เช่น ระหว่างหัวล่อฟ้ากับสายตัวนำลงดิน

และระหว่างสายตัวนำลงดินกับแท่งกราวด์ จะทำการเชื่อมต่อด้วยวิธีหลอมละลายเนื้อโลหะเข้าด้วยกัน (Exothermic Welding) การเชื่อมต่อด้วยวิธีหลอมละลายเนื้อโลหะเข้าด้วยกันนี้ จะทำให้การถ่ายเทกระแสฟ้าผ่า ซึ่งเป็นกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ ในระยะเวลาอันสั้นมีประสิทธิภาพสูงสุด