ปัจจุบัน ผู้ที่ทำงานหรือเกี่ยวข้องกับการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอาคารสำนักงาน หรือในโรงงานอุตสากรรมต่าง ๆ เช่น อุปกรณ์คอมพิวเตอร์สื่อสาร หรืออุปกรณ์ที่ใช้สำหรับควบคุมเครื่องจักรในระบบกระบวนการผลิต มักจะประสบปัญหาอุปกรณ์ดังกล่าวมีการชำรุดเสียหายบ่อยครั้ง ในขณะมีเหตุการณ์ฝนตกฟ้าผ่าหรือเกิดจากการผิดพร่อง (Fault) ในระบบไฟฟ้า จากสาเหตุมีแรงดันไฟฟ้าเกินเข้ามาในอาคารมากกว่าที่อุปกรณ์จะสามารถทนได้ และมักจะคิดว่าระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกไม่ดีพอ หรือเป็นเหตุการณ์สุดวิสัยที่ไม่สามารถจะทำการป้องกันได้ ซึ่งโดยความจริงแล้ว จุดประสงค์ของการป้องกันฟ้าผ่าภายนอกอาคารนั้น เพื่อป้องกันความเสียหายทางกลและการเกิดเพลิงไหม้กับอาคารหรือสิ่งปลูกสร้างจากฟ้าผ่า แต่ไม่สามารถป้องกันความเสียหายให้กับอุปกรณ์ที่อยู่ภายในอาคารเนื่องจากเสิร์จได้ และอุปกรณ์ป้องกันต่าง ๆ ในที่อยู่ในอาคาร เช่น เซอร์กิตเบรกเกอร์ หรืออุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว ไม่สามารถที่จะทำการป้องกันเสิร์จดังกล่าวได้เช่นเดียวกัน

.

.

การเข้ามาของแรงดันไฟฟ้าเกินในอาคาร

แรงดันไฟฟ้าเกินที่เข้ามาในอาคารซึ่งเกิดขึ้นจากเหตุการณ์ฟ้าผ่า ที่เป็นสาเหตุทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าเกิดการชำรุดนั้น  สามารถเข้ามาในอาคารได้ดังนี้ 

1.  ทางสายตัวนำไฟฟ้า ที่ใช้สำหรับจ่ายไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าในอาคาร ซึ่งเป็นจุดสำคัญที่เสิร์จจะใช้เป็นทางผ่านเข้ามาในอาคารมากที่สุด โดยมีสาเหตุหลักจากเหตุการณ์ฟ้าผ่าที่อาจเกิดขึ้นโดยตรง หรือใกล้ในระบบส่งจ่ายหรือจำหน่ายไฟฟ้า ส่งผลทำให้เกิดกระแสเสิร์จขนาดใหญ่วิ่งตามสายตัวนำไฟฟ้าเพื่อหาจุดลงดิน หรือมีเหตุการณ์ฟ้าผ่าที่ตำแหน่งล่อฟ้าใกล้กับตัวอาคาร ซึ่งผลของสนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในบริเวณนั้น ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำระหว่างกระแสฟ้าผ่ากับสายตัวนำไฟฟ้า ทำให้เกิดเสิร์จที่สายดังกล่าวขึ้นและผ่านเข้าสู่ภายในอาคาร   เป็นผลทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าชำรุดเนื่องจากได้รับแรงดันไฟฟ้าเกินได้  

2.  ทางสายโทรศัพท์ สายนำสัญญาณและสายสื่อสารข้อมูล เป็นอีกทาง หนึ่ง ที่กระแสเสิร์จเข้ามา โดยเกิดจากการเหนี่ยวนำเข้ามาของกระแสเสิร์จจากเหตุการณ์ฟ้าผ่า เช่นเดียวกับสายตัวนำไฟฟ้า  

3.  จากสนามแม่เหล็กที่เกิดจากฟ้าผ่าเข้าไปเหนี่ยวนำวงรอบ (Loop) ใด ๆ  ในอาคาร เช่น วงรอบระบบไฟฟ้าหรือระบบสื่อสาร เป็นผลทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกินในอาคาร 

4.  จากระบบการต่อลงดิน ในกรณีระบบมีการต่อลงดินหลายจุด เมื่อมีกระแสฟ้าผ่าไหลลงระบบรากสายดินจุด หนึ่ง    อาจก่อให้เกิดศักย์ไฟฟ้าของจุดลงดินสูงกว่าอีกจุด หนึ่ง เป็นผลทำให้เกิดกระแสไหลวนขึ้นจากระบบดินจุด หนึ่ง ผ่านอุปกรณ์ต่าง ๆ ไปลงดินอีกจุด หนึ่ง เป็นผลทำให้อุปกรณ์ในระบบเกิดการเสียหายได้

.

ย่านป้องกันฟ้าผ่า (Zone of Protection) 

มาตรฐาน IEC 1312-1-1995 ได้กำหนดย่านการป้องกันแรงดันเกินไฟฟ้าจากฟ้าผ่า (Lightning Protection Zone: LPZ) ออกเป็นส่วนต่าง ๆ ภายในอาคาร และในแต่ละย่านการป้องกันจะมีการต่อประสานแต่ละย่านการป้องกัน (ตามรูปที่ 5.27) เพื่อการลดทอนของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Field) และทำให้ศักย์ไฟฟ้าในแต่ละย่านการป้องกันเท่ากัน   ซึ่งการกำหนดย่านการป้องกันต่าง ๆ จะเป็นประโยชน์ต่อการออกแบบ และการเลือกใช้อุปกรณ์ป้องกันเสิร์จ ให้เหมาะสมกับขนาดของเสิร์จที่ผ่านเข้ามา การแบ่งโซนดังกล่าวมีรายละเอียดดังนี้ คือ

LPZ 0_B คือ โซนที่ไม่มีโอกาสรับฟ้าผ่าโดยตรง แต่ยังได้รับผลของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า โดยยังไม่มีการลดทอนจากผลของแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าว  

LPZ 1 คือ โซนที่มีการสวิตชิ่งของอุปกรณ์ภายใน หรือจากการรับกระแสเสิร์จของการเหนี่ยวนำจากฟ้าผ่าเข้า  มาตามสายตัวนำไฟฟ้า และสายสัญญาณต่าง ๆ และ

จากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเนื่องจากกระแสฟ้าผ่าที่เข้ามา เหนี่ยวนำวงอบที่อยู่ในอาคาร เช่น วงรอบระหว่างระบบไฟฟ้าและระบบสื่อสาร ซึ่งสามารถลดทอนสนามแม่

เหล็กดังกล่าวได้ด้วยวิธีการต่อประสาน (Bonding) และการกำบัง (Shielding) ภายในอาคาร

LPZ 2 คือ โซนที่มีการลดกระแสและสนามแม่เหล็กไฟฟ้ามากกว่าโซนดังกล่าวข้างต้น

                                                     รูปที่ 1 การแบ่งโซนการป้องกันแรงดันเกินจากฟ้าผ่า

มาตรฐาน IEC 1024-1 กล่าวถึง การต่อประสานเพื่อลดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างชิ้นส่วนโลหะและระบบภายในบริเวณที่จะป้องกันจากฟ้าผ่า ในการประสานนั้น ส่วนที่เป็นโลหะจะประสาน (Bond) เข้ากับแท่งตัวนำต่อประสาน (Bonding Bar) ส่วนที่เป็นสายตัวนำไฟฟ้าหรือสายสัญญาณสื่อสารต่าง ๆ จะประสานโดยอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จของแต่ละโซนป้องกัน สำหรับแท่งตัวนำต่อประสานเหล่านี้ จะต้องเชื่อมต่อกับระบบรากสายดิน (Earth Termination System) ภายในอาคารและระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกอาคารด้วย  

การกำบัง (Shielding)

สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เข้ามาภายในอาคารจากฟ้าผ่า สามารถลดทอนสนามแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าวลงได้ด้วยการกำบังห้องหรืออาคาร ด้วยวิธีตาข่าย (Mesh) เป็นการเชื่อมต่อส่วนเหล็กโครงสร้างเข้าด้วยกันทั้งพื้น ผนัง เพดาน บางครั้งอาจเพิ่มเติมลวดตาข่ายบนหลังคาแล้วต่อเชื่อมเข้ากับระบบการต่อลงดิน ผลการลดทอนสนามแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าว จะมากหรือ น้อย ขึ้นอยู่กับขนาดความถี่ของตาข่าย ถ้าตาข่ายมีความถี่มาก การลดทอนสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะลดมากขึ้นด้วย    

การจัดเดินสายตัวนำและสายสัญญาณ   

การจัดการเดินสายที่เหมาะสม สามารถลดผลกระทบจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เข้ามาภายในอาคารได้ ดังรูปที่ 5.28 แสดงการเดินสายตัวนำไฟฟ้ากับสายสัญญาณสื่อสารของคอมพิวเตอร์ที่ลักษณะเป็น Loop เมื่อมีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเข้ามาทำให้เกิดวงรอบการเหนี่ยวนำขึ้นระหว่างสายตัวนำไฟฟ้าและสายสัญญาณสื่อสาร ส่งผลทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกินเกิดขึ้นที่สายตัวนำไฟฟ้าและสายสัญญาณสื่อสาร การแก้ไข ต้องพยายามจัดการเดินสายต่าง ๆ ภายในอาคารไม่ให้มีลักษณะเป็น Loop ดังรูปที่ 5.29

                                                                         รูปที่ 2 การวางสายแบบ Loop         

รูปที่ 3 การวางสายไม่ให้มีลักษณะเป็น Loop

.

ชนิดอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จ (Surge Protection Device: SPD)

อุปกรณ์ป้องกันเสิร์จในอาคาร มีไว้เพื่อลดหรือขจัดกระแสไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วครู่ ตามมาตรฐาน IEC มีการแบ่งประเภทของอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จตามลักษณะการทดสอบ โดยจำลองคลื่นอิมพัลส์ในรูปกระแสและแรงดัน ดังรูปที่ 5.30  

อุปกรณ์ป้องกันเสิร์จจะแบ่งเป็น 2 ประเภท ตามลักษณะการใช้งานคือ อุปกรณ์ป้องกันเสิร์จทางด้าน Power และด้าน Communication และแบ่งตามย่านการติดตั้งใช้งานได้เป็น 2 ชนิดคือ 

1. Lightning Current Arrester คุณสมบัติมีความสามารถ Discharge กระแสฟ้าผ่าบางส่วนที่มีขนาดพลังงานมาก   โดยที่ตัวมันเองหรืออุปกรณ์ป้องกันเสิร์จตัวอื่น ๆ ไม่ได้รับความเสียหาย ตำแหน่งติดตั้งอยู่ระหว่างย่าน LPZO_B กับ LPZO₁ จะถูกทดสอบด้วยกระแสอิมพัลส์ 10/350 ms 

สำหรับความแตกต่างของรูปคลื่นทดสอบอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จทั้ง 2 ชนิด แสดงได้ดังรูปที่ 5.31

               รูปที่ 4 ลักษณะรูปคลื่นทดสอบอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จด้วยกระแสอิมพัลส์ 10/350 ms และ 8/20 ms

ตามมาตรฐาน IEC 60664 -1 ได้ระบุว่า ในแต่ละย่านการป้องกันฉนวนของอุปกรณ์ ควรจะทนแรงดันไฟฟ้าเกินในภาวะชั่วครู่ได้ในระดับกี่ kV เช่น ในย่าน LPZ1 ฉนวนของอุปกรณ์ควรจะทนได้ 6 kV และลดลงตามลำดับย่าน ดังนั้นการเลือกอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จสำหรับแต่ละย่าน จึงควรเลือกให้จำกัดค่าแรงดันไม่ให้เกินค่าที่กำหนดตามมาตรฐานดังกล่าวดังแสดงในรูปที่ 5.32

รูปที่ 5 แสดงการแบ่งประเภทแรงดันไฟฟ้าเกินตามความสัมพันธ์ทางฉนวน (Insulation Coordination) โดยควบคุมแรงดันแต่ละ                 ประเภทการติดตั้ง (Installation Category)         

อุปกรณ์ป้องกันเสิร์จทางสายตัวนำไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ

1. Air Spark Gap เป็นอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จแบบ Lightning Current Arresters จะติดตั้งที่ตำแหน่งหน้าตู้เมนเซอร์กิตเบรกเกอร์ โดยคุณสมบัติการทำงานของอุปกรณ์เสิร์จดังกล่าวต้องมีความสามารถรับกระแสฟ้าผ่าบางส่วน (Partial Lightning Current) จากย่าน LPZO_B และ LPZO₁ และมีความสามารถดับอาร์คซึ่งเกิดจาก Main Follow Current ของระบบด้วย และลดแรงดันเกินที่เกิดจากเสิร์จให้เหลือ น้อย จนกระทั่งอุปกรณ์ป้องเสิร์จตัวถัดไป (Overvoltage Arrester) สามารถทนต่อแรงดันเสิร์จได้และไม่เกิดความเสียหาย ซึ่งในขณะที่อุปกรณ์ป้องกันเสิร์จดังกล่าวทำงาน จะมีกระแสบางส่วนจากระบบไฟฟ้าไหลลงดิน ซึ่งถ้าปล่อยให้ไหลเป็นเวลานาน จะทำให้เกิดการลัดวงจรที่มีพลังงานมากและเซอร์กิตเบรกเกอร์อาจจะทริปได้ ดังนั้นการออกแบบที่ดีจึงจำเป็นต้องควบคุม Spark Gap ให้สามารถดับอาร์คได้ในระดับ หนึ่ง หรือต้องติดฟิวส์ป้องกันที่ตำแหน่งหน้าอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จดังกล่าว 

2. MOV (Metal Oxide Varistor) จะติดตั้งที่ตำแหน่งหน้าตู้เมนเซอร์กิตเบรกเกอร์ หรือแผงเมนย่อยไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จแบบ Overvoltage Arrester ประกอบด้วย Zinc-Oxide–Varistor (ZnO) ทำหน้าที่จำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินไม่ให้เกินค่าที่อุปกรณ์ป้องกันเสิร์จตัวถัดไปทนได้ หรือเกินค่าที่อุปกรณ์ (ประเภทอิเล็กทรอนิกส์) ทนได้ จะติดตั้งในย่าน LPZO₁ และ LPZO₂ และในกรณีเมื่อมีการเสื่อมของ ZnO จะมีกระแสรั่วไหลผ่านอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จดังกล่าวลงสู่สายดิน   หรือในกรณีที่ไม่ได้ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จแบบ Lightning Current Arrester เมื่อเกิดเสิร์จเข้ามาจนทำให้เกิดการ Overload ขึ้นที่ ZnO

จากทั้งสองกรณีข้างต้น อุปกรณ์ป้องกันเสิร์จดังกล่าวจะต้องมี Thermal Disconnected Switch เพื่อทำหน้าที่ตัดออกจากระบบ บางครั้งมีการออกแบบให้เป็นชนิด Plug-in Module หรือมี Free-Contact เพื่อส่งสัญญาณบอกสถานะแสดงว่าอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จต้องทำการเปลี่ยนได้แล้ว 

การจัดอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินอย่างสัมพันธ์กัน

การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินในอาคารทางสายไฟฟ้าจากนอกอาคารจำเป็นต้องกำหนดให้การทำงานของอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินแต่ละระดับการป้องกันทำงานอย่างสัมพันธ์กัน เพื่อการป้องกันที่ถูกต้องสมบรูณ์ตามคุณลักษณะการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันดังกล่าวที่ออกแบบไว้ โดยใช้ค่า L (Inductance) ของสายไฟ หรือจะติดตั้งเพิ่มเติม ซึ่งลำดับการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินแสดงได้ดังรูปที่ 5.33

.

รูปที่ 6 การจัดความสัมพันธ์การทำงานของอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินในอาคาร

จากรูปที่ 5.33 สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อมีเสิร์จเข้ามาในระบบแรงดันที่เพิ่มขึ้นของเสิร์จจนถึงค่า หนึ่ง จะทำให้อุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินชนิด Zener Diode ที่ติดตั้งหน้าอุปกรณ์ (คอมพิวเตอร์) ในอาคารมีการทำงาน โดยการดึงกระแสลงสู่ระบบการต่อลงดิน ขณะเดียวกันก็รักษาระดับแรงดันไม่ให้สูงจนอุปกรณ์ที่ถูกป้องกันเกิดความเสียหายจากแรงดันเกิน แรงดันตกคร่อมอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน ชนิด Zener Diode ในขณะนั้นมีค่าเท่ากับ

เมื่อมีเสิร์จผ่านสายตัวนำไฟฟ้าที่มีค่า L (Inductance) ผลทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมสายมีค่าเท่ากับ DU₁ = L. di/dt และหากค่า DU₁ เมื่อรวมกับค่า แล้วมีค่าแรงดันมากพอ ตัวอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินชนิด MOV ก็จะทำงานดึงกระแสเสิร์จลงสู่ระบบที่ต่อลงดิน ในลักษณะเช่นเดียวกันกับการทำงานข้างต้น อุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินชนิด MOV มีค่าแรงดันตกคร่อม มีค่าเท่ากับ U_V เมื่อรวมกับแรงดันตกคร่อมในสาย DU₂ แล้ว มีค่าแรงดันมากพอจะทำให้อุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน ชนิด Air Spark Gap ทำงานดึงกระแสเสิร์จที่มีขนาดใหญ่ลงสู่ระบบต่อลงดิน

การต่อลงดินของอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินทุกตัวจะต้องต่อถึงกันและลงดินเพียงจุดเดียว เพื่อที่จะอ้างศักย์ไฟฟ้าเดียวกันของการจัดความสัมพันธ์ในการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินทุกตัวในระบบให้ทำงานถูกต้องสมบรูณ์ตามที่ออกแบบไว้ และการจัดลำดับการทำงานนั้น โดยใช้ค่า L ของสายไฟจะคำนึงถึงความยาวของสายไฟมากกว่าขนาดของสายดังกล่าว ซึ่งมีข้อแนะนำให้มีการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินชนิด Air Spark  Gap ห่างจากอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินไฟฟ้าเกินชนิด MOV อย่าง น้อย 10-15 เมตร เพื่อที่จะให้ค่า Inductance ที่เหมาะสม (ประมาณ 7.5-15 mH ซึ่งค่าดังกล่าวขึ้นอยู่กับการออกแบบคุณสมบัติการทำงานอุปกรณ์ป้องกันแต่ละผลิตภัณฑ์) และระหว่างอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินชนิด MOV กับอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าชนิด Zener  Diode ที่ตัวอุปกรณ์ ต้องมีระยะห่างอย่าง น้อย 10-15 เมตร แต่ถ้าในกรณีระบบไฟฟ้าของอาคารคอมพิวเตอร์และอาคารสื่อสารไม่มีระยะดังกล่าวตามที่กำหนดได้ สามารถที่จะใช้อุปกรณ์ประเภท Inductance เสริมแทนสายได้

การเลือกอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน

การเลือกขนาดของอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินทางสายไฟ พิจารณาตามมาตรฐาน IEC 1312-1 โดยกำหนดกระแสฟ้าผ่าสูงสุดมีค่าถึง 200 kA ที่รูปคลื่น10/350 ms และมาตรฐาน IEC 1024–1 ได้มีการแสดงให้เห็นว่าเมื่อมีฟ้าผ่าต่อสิ่งปลูกสร้างขึ้น กระแสฟ้าผ่า 50 % จะกระจายสู่ระบบลงดินส่วนที่เหลือจะกระจายเข้าสู่ระบบต่าง ๆ ในอาคารเช่น ระบบไฟฟ้า ระบบคอมพิวเตอร์หรือระบบสื่อสาร ดังรูปที่ 5.34

                                                       รูปที่ 7 กระแสฟ้าผ่าที่กระจายไปตามระบบต่าง ๆ

เมื่อพิจารณาระบบไฟฟ้าของโรงงานอุตสาหกรรมและอาคารสำนักงานต่าง ๆ จะมีการต่อลงดินเป็นแบบระบบ TN-C-S ดังนั้นโอกาสกระแสฟ้าผ่าสูงสุดที่ไหลเข้าสู่ภายในอาคารแต่ละเฟสจะมีค่าเท่ากับ 100 kA/3 เท่ากับ 33 kA และเนื่องจากได้มีการศึกษากรณีข้างต้นดังกล่าวโดย Professor Peter Hasse โดยได้ทำการทดลองจำลองการเกิดเหตุการณ์ขึ้นจริง โดยมีการกำหนดค่าความต้านทานของจุดต่อลงดินมีค่าต่าง ๆ กันไป ตามรูปที่ 8 และพบว่ากระแสฟ้าผ่ามีโอกาสเข้าสู่ระบบมากกว่า 50 % ของกระแสฟ้าผ่า 

ดังนั้นการเลือกใช้ Lightning Current Arrester เพื่อใช้สำหรับติดตั้งป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินทางสายไฟจากภายนอกอาคารก่อนเข้าตู้เมนไฟฟ้าสำหรับโอกาสที่เกิดฟ้าผ่ารุนแรง อาจเลือกขนาดไม่ น้อย กว่า 50 kA (10/350 ms) ต่อเฟส และที่ตำแหน่งแผงเมนไฟฟ้าย่อยอาจจะเลือกใช้ Surge Arrester ที่มีขนาดไม่ น้อย กว่า 20 kA (8 20 ms) ต่อเฟสเป็นอย่างต่ำ ทั้งนี้ในทางปฏิบัติการเลือกขนาดของอุปกรณ์ป้องกันดังกล่าว ต้องมีการคำนึงถึงความสำคัญของอุปกรณ์ที่ต้องการจะป้องกัน อาจเพิ่มขนาดของอุปกรณ์ป้องกัน (kA) ให้มีค่าสูงขึ้น เพื่อระดับการป้องกันที่ดีขึ้น และทำการเปรียบเทียบราคาที่ระดับ (kA) ต่าง ๆ โดยพิจารณาทางด้านการลงทุนด้วย

การเลือกใช้อุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟจากภายนอกอาคารและทางสายสัญญาณ จำเป็นต้องทราบรายละเอียดข้อกำหนดของอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินแต่ละตัว เพื่อความสามารถในการทำงานของตัวอุปกรณ์ป้องกัน และความปลอดภัยของอุปกรณ์ที่ถูกป้องกันตามที่ออกแบบไว้ โดยมีข้อพิจารณาดังนี้คือ

- Nominal Voltage คือ ค่าแรงดันของระบบ เช่น 120 V, 230 VAC เป็นต้น  

- Rate Voltage คือ ค่าแรงดันสูงสุดต่อเนื่องก่อนที่ตัวอุปกรณ์ป้องกัน ฯ จะมีการทำงาน เช่น 250 V, 275 V เป็นต้น - Nominal Discharge Current คือ ค่ากระแสทดสอบรูปคลื่น 8/20 ms ที่ไหลผ่านตัวอุปกรณ์ป้องกัน ฯ เช่น 2.5 kA, 15 kA เป็นต้น  

- Maximum Norminal Discharge Current คือ ค่ากระแสทดสอบรูปคลื่น 8/20 ms ที่ไหลผ่านตัวอุปกรณ์ป้องกัน ฯ ที่ตัวมันเองไม่ได้รับความเสียหาย เช่น 25 kA, 40 kA เป็นต้น  

- Lightning Impulse Current คือ ค่าความสามารถของตัวอุปกรณ์ป้องกัน ฯ ดิสชาร์จกระแสอิมพัลส์ ทดสอบรูปคลื่น 10/350 ms ที่ตัวมันเองไม่ได้รับความเสียหายเช่น 60 kA, 75 kA, 100 kA เป็นต้น

- Protection Level Up (Maximum Residual Voltage) คือ ค่าแรงดันที่หลังจากอุปกรณ์ป้องกัน ฯ มีการทำงาน เช่น £  2.5 kV, £ 4 kV เป็นต้น  

- Response Time คือ ค่าการตอบสนองการทำงานของอุปกรณ์ป้องกัน ฯ เช่น £ 25 nS, £ 100 mS เป็นต้น

ส่วนอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินทางสายสัญญาณจากภายนอกอาคาร ต้องมีการพิจารณาถึงข้อกำหนดดังนี้

-   แรงดันของระบบ เช่น 5, 12, 24, 48, 60 และ 10 Vdc  

-   กระแสของสัญญาณ เช่น 10, 100 mA  

-   ช่วงความถี่ เช่น VHF, UHF, Microwave

-   พิกัดการส่งสำหรับสายสัญญาณดิจิตอล เช่น 2 bit/sec  

-   ค่าความต้านทานของสาย เช่น 2.2 W

การต่อลงดิน

การต่อลงดินของระบบไฟฟ้า ระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกอาคาร ระบบป้องกันฟ้าผ่าภายในอาคาร อุปกรณ์ต่าง ๆ รวมถึงส่วนที่เป็นโลหะที่อยู่ภายในอาคาร ระบบการลงต่อดินควรมีการเชื่อมต่อถึงกัน เพื่อทำให้ศักย์ไฟฟ้าในระบบเท่ากันตามหลักการ Equipotential Bonding

จากที่กล่าวมาทั้งหมดดังข้างต้น คงจะทำให้ท่านผู้อ่านเข้าใจเกี่ยวการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินภายในอาคารมากขึ้น และอาจเป็นประโยชน์ในการนำไปใช้ในการป้องกันอุปกรณ์ของท่านต่อไป

เอกสารอ้างอิง

[1] IEC 1312-1/1995: Protection Against Lightning Electromagnetic Impulse, Part 1 General Principles  

[2] IEC 1024-1/1990: Protection Against Lightning Electromagnetic Impulse 

[3] IEC 664-1/1992: Insulation Coordination for Equipment within Low Voltage System, Part 1 Requirements and Test