ระบบป้องกันฟ้าผ่าที่ดีควรเป็นอย่างไร

คำตอบ : ระบบป้องกันฟ้าผ่ามีส่วนประกอบที่สำคัญๆ สามารถแบ่งได้เป็น 3 ส่วนดังนี้

1. หัวล่อฟ้า (Lightning Air-terminal)
2. ตัวนำลงดิน (Down Conductor/Down Lead)
3. แท่งกราวนด์ฟ้าผ่า (Lightning Ground)

1. หัวล่อฟ้า ในกรณีที่เกิดฟ้าผ่าขึ้นหัวล่อฟ้าจะเป็นตำแหน่งที่เราต้องการให้ฟ้ามาผ่าลง ดังนั้นหัวล่อฟ้าจึงควรติดอยู่ในตำแหน่งที่สูงสุดเท่าที่จะสามารถทำได้ เช่น อยู่เหนือจากจุดที่สูงที่สุดของอาคาร ( เสาอากาศทีวี, เสาอากาศวิทยุ, แท๊งค์น้ำ ฯลฯ ) ขึ้นไปอย่างน้อย 2 เมตร (ตามมาตรฐานของบริษัทสตาบิล) ตัวหัวล่อฟ้าควรทำด้วยโลหะที่มีคุณสมบัติการเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี ทนต่อการหลอมละลาย เช่น แท่งทองแดง แท่งสเตนเลส แท่งทองแดงชุบดีบุก แท่งเหล็ก หรือวัสดุตัวนำอื่นๆ ซึ่งการพิจารณาวัสดุที่นำมาใช้ สามารถพิจารณาได้จากพื้นที่ที่ติดตั้ง เช่น กรณีอยู่ใกล้ทะเลควรใช้วัสดุที่สามารถทนการกัดกร่อนได้ดี หรือพิจารณาจากงบประมาณที่ตั้งไว้เป็นต้น การติดตั้งหัวล่อฟ้าจะต้องไม่มีส่วนหนึ่งส่วนใดของหัวล่อฟ้าเชื่อมต่อกับตัวอาคาร ทั้งนี้เพื่อลดผลกระทบจากฟ้าผ่า ที่อาจเกิดขึ้นกับตัวอาคารและระบบไฟฟ้าในอาคารของท่านตัวหัวล่อฟ้าควรมีลักษณะเป็นปลายแหลม เนื่องจากจะมีคุณสมบัติในการถ่ายเทประจุไฟฟ้าในอากาศได้ดี และควรมีเส้นผ่าศูนย์กลางไม่น้อยกว่า 3/8 นิ้ว ยาวไม่น้อยกว่า 10 นิ้ว ( ตามมาตรฐาน UL96) ทั้งนี้เพื่อให้สามารถรองรับกระแสฟ้าผ่าขนาดใหญ่ได้ดี

2. ตัวนำลงดิน ควรใช้สายตัวนำที่มีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าได้ดี ทนต่อการหลอมละลาย เช่นสายไฟ THW, สายทองแดงเปลือย, สายเหล็ก หรือสายตัวนำอื่นๆ ขนาดพื้นที่หน้าตัดไม่น้อยกว่า 70 มม2.(ตามมาตรฐานของบริษัทสตาบิล) ซึ่งการพิจารณาวัสดุที่นำมาใช้ สามารถพิจารณาได้จากพื้นที่ เช่นกรณีอยู่ใกล้ทะเลควรใช้วัสดุ ที่สามารถทนการกัดกร่อนได้ดี พิจารณาจากความยากง่ายในการติดตั้ง และจากงบประมาณที่ตั้งไว้เป็นต้น การต่อลงดินควรหาแนวเดินสาย ( จากหัวล่อฟ้าจนถึงแท่งกราวนด์ฟ้าผ่า ) ที่สั้นที่สุดและเป็นแนวเส้นตรงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ทั้งนี้เพื่อลดการเกิด Flash over เข้าบริเวณด้านข้างของอาคาร การต่อสายตัวนำลงดินควรใช้ Down-lead Support ชนิดลูกถ้วย Ceramic ในการยึดสาย ทั้งนี้เพื่อให้ระบบนำลงดิน แยกจากตัวอาคารได้อย่างแท้จริง

3. แท่งกราวนด์ฟ้าผ่า   ในปัจจุบันหัวล่อฟ้าที่ใช้กันอยู่ในท้องตลาดมีอยู่หลายชนิดด้วยกัน เช่น หัวล่อฟ้าแบบ Faraday, หัวล่อฟ้าแบบ Early Streamer Emission, หัวล่อฟ้าแบบ Radio Active, หัวล่อฟ้าแบบร่ม และหัวล่อฟ้าแบบอื่นๆ เป็นต้น  และจะขอแนะนำนั้น เป็นหัวล่อฟ้าแบบ Faraday ซึ่งหัวล่อฟ้าแบบ Faraday นี้ เป็นหัวล่อฟ้าแบบที่สามารถใช้งานได้ดี มีราคาถูก และเป็นที่นิยมใช้กันแพร่หลายโดยทั่วไป มีมุมในการป้องกันฟ้าผ่าโดยเฉลี่ยประมาณ 45 องศา ( วัดจากปลายสุดของหัวล่อฟ้า ) จากประสบการณ์ของบริษัทสตาบิลที่ผ่านมาพบว่า การนำหัวล่อฟ้าแบบ Faraday มาต่อใช้งานร่วมกับระบบกราวนด์ฟ้าผ่าแบบกราวนด์ลึก จะทำให้ประสิทธิภาพและมุมในการป้องกันฟ้าผ่ามีมากยิ่งขึ้น เนื่องจากหัวล่อฟ้าจะสามารถถ่ายเทประจุไฟฟ้าระหว่างดินและประจุไฟฟ้าในอากาศผ่านแท่งกราวนด์ฟ้าผ่าแบบกราวนด์ลึกได้ดียิ่งขึ้นนั่นเอง

การติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่า จุดเชื่อมต่อทุกจุด เช่น ระหว่างหัวล่อฟ้ากับสายตัวนำลงดิน และระหว่างสายตัวนำลงดินกับแท่งกราวนด์ฟ้าผ่า จะทำการเชื่อมต่อด้วยวิธีหลอมละลายเนื้อโลหะเข้าด้วยกัน ( Exothermic Welding ) ซึ่งการเชื่อมต่อด้วยวิธีหลอมละลายเนื้อโลหะเข้าด้วยกันนี้ จะทำให้การถ่ายเทกระแสฟ้าผ่า ซึ่งเป็นกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ในระยะเวลาอันสั้นมีประสิทธิภาพสูงสุด จึงทำให้การเกิดผลกระทบจากฟ้าผ่าต่อตัวอาคารและระบบไฟฟ้า ในอาคารของท่านลดน้อยไปด้วยเช่นกัน.