บล็อก

หลักทางฟิสิกส์ของแรงดันไฟฟ้ากระชากในเหตุการณ์ฟ้าผ่า

เมื่อฟ้าผ่า จะมีการปล่อยพลังงานไฟฟ้าออกมาประมาณหนึ่งพันล้านโวลต์ภายในเสี้ยววินาที ซึ่งทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้ากระชากสูงแบบฉับพลันที่เคลื่อนที่ผ่านวัสดุที่นำไฟฟ้าได้ เช่น สายสัญญาณแบบโคแอกเชียล (coaxial cables) สิ่งที่เกิดขึ้นนั้นค่อนข้างเข้าใจได้ง่าย สนามแม่เหล็กไฟฟ้าจากฟ้าผ่าจะเหนี่ยวนำให้กระแสไฟฟ้าไหลในสายไฟและวัสดุนำไฟฟ้าอื่นๆ ที่อยู่ใกล้เคียง และมักจะทำให้วัสดุฉนวนทั่วไปและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ไม่สามารถรับมือได้ จากการวิจัยที่เผยแพร่โดยสมาคมผู้ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าแห่งชาติ (NEMA) เมื่อปีที่แล้ว พบว่าแม้แต่กรณีที่ฟ้าไม่ได้ผ่าโดยตรง แต่เพียงอยู่ใกล้ก็สามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าได้สูงกว่า 10,000 โวลต์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในบ้านส่วนใหญ่ถูกออกแบบมาให้รับแรงดันได้เพียงระหว่าง 1,000 ถึง 3,000 โวลต์เท่านั้นก่อนที่จะเริ่มเกิดความเสียหาย นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมการป้องกันไฟกระชากที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญอย่างมากต่ออุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับสายไฟฟ้าหรือระบบสื่อสารต่างๆ

บทบาทของการต่อพื้นในการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะสูง

ชุดต่อสายดินทำงานโดยการสร้างเส้นทางสำหรับกระแสไฟฟ้ากระชากให้ไหลตาม โดยเส้นทางนี้มีความต้านทานต่ำมาก โดยทั่วไปต่ำกว่า 25 โอห์ม ตามแนวทางของ IEEE 1100 เมื่อเราเชื่อมต่อชีลด์ของสายสัญญาณแบบโคแอกเชียลเข้ากับสายดินทองแดงที่มีขนาดไม่น้อยกว่า 10 AWG กระแสพลังงานกระชากส่วนใหญ่จะถูกเบี่ยงเบนไปยังพื้นดินอย่างปลอดภัย การทดสอบที่ดำเนินการตามมาตรฐาน UL 1449 แสดงให้เห็นว่า ระบบดังกล่าวสามารถเบี่ยงเบนไฟฟ้าอันตรายได้มากกว่า 95% จากอุปกรณ์ของเรา สิ่งนี้หมายความว่าความเสียหายที่เกิดขึ้นกับแผงวงจรไฟฟ้า ซึ่งอาจทำให้ลายวงจรระเหยหรือสารกึ่งตัวนำเกิดการเสียหายที่จุดต่อ จะมีความเป็นไปได้น้อยลงมาก

การต่อสายดินช่วยให้ศักย์ไฟฟ้าของระบบมีเสถียรภาพในช่วงเกิดกระแสกระชากได้อย่างไร

การต่อกราวด์อย่างเหมาะสมจะช่วยลดความต่างของแรงดันไฟฟ้าที่เป็นอันตรายระหว่างอุปกรณ์กับพื้นดินเอง ซึ่งจะช่วยป้องกันการเกิดอาร์กไฟฟ้าที่เป็นอันตรายข้ามผ่านชิ้นส่วนต่างๆ เราได้เห็นหลักการนี้ในระหว่างการทดสอบที่ฟลอริดาเมื่อปีที่แล้ว เมื่อระบบซึ่งถูกต่อกราวด์อย่างถูกต้องสามารถควบคุมแรงดันไว้ที่ประมาณ 500 โวลต์ แม้จะมีฟ้าผ่าใกล้เคียง ในขณะที่อุปกรณ์ที่ไม่ได้ต่อกราวด์นั้น แรงดันพุ่งสูงถึง 8,200 โวลต์! ความแตกต่างระดับนี้มีความสำคัญอย่างมากเมื่อเราพูดถึงการปกป้องวงจรประมวลผลสัญญาณที่ละเอียดอ่อน ซึ่งพบได้ในอุปกรณ์วิดีโอความละเอียดสูงและฮาร์ดแวร์เครือข่ายในปัจจุบัน หากปราศจากการปฏิบัติตามหลักการต่อกราวด์ที่ดี อุปกรณ์เทคโนโลยีราคาแพงเหล่านี้คงไม่มีทางต้านทานพลังงานไฟฟ้าจากธรรมชาติได้เลย

สายสัญญาณแบบ Coaxial นำแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากฟ้าผ่าไปยังอุปกรณ์ได้อย่างไร

เส้นทางที่แรงดันไฟฟ้าจากฟ้าผ่าเข้าสู่อุปกรณ์ผ่านสายแบบ Coaxial

สายสัญญาณแบบ Coaxial อาจกลายเป็นตัวนำฟ้าผ่าที่ไม่คาดคิด เนื่องจากมีโลหะป้องกันสัญญาณอยู่ภายใน เมื่อฟ้าผ่าเกิดใกล้กับบริเวณติดตั้ง จะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีกำลังสูงมาก ซึ่งสามารถดันแรงดันไฟฟ้าให้ไหลผ่านสายเคเบิลเหล่านี้ได้ บางครั้งอาจสูงถึงกว่า 100 กิโลโวลต์ แรงดันนี้จะเคลื่อนที่ไปตามสายเคเบิลโดยตรงสู่อุปกรณ์ที่ต่อกับปลายอีกด้านหนึ่ง ชั้นนอกของสายเคเบิลจะทำหน้าที่เหมือนทางหลวงสำหรับพลังงานนี้ จนกว่าจะมีสิ่งใดหยุดมัน นี่จึงเป็นจุดที่การต่อพื้น (Grounding) มีความสำคัญ การต่อพื้นที่มีคุณภาพดีจะช่วยรับพลังงานฟ้าผ่าที่อันตรายเหล่านี้ และส่งลงสู่พื้นดินอย่างปลอดภัย แทนที่จะปล่อยให้มันทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อแรงดัน

กรณีศึกษา: ความเสียหายจากแรงดันกระชากต่อโทรทัศน์และอุปกรณ์เครือข่าย

ในช่วงปลายปี 2023 ฟ้าผ่าได้โจมตีบ้านหลังหนึ่งในเมืองแทมปา รัฐฟลอริดา ส่งผลให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อมต่อผ่านสายสัญญาณแบบโคแอกเชียล (coaxial cables) เสียหายอย่างรุนแรง โดยกระแสไฟฟ้าจากฟ้าผ่าไหลผ่านเข้ามาทางจานดาวเทียม (satellite dish) แทนที่จะหยุดที่ช่องสัญญาณ HDMI ของทีวีตามที่คาดไว้ ในที่สุดทำให้ระบบโฮมเธียเตอร์เสียหาย และพอร์ตอีเทอร์เน็ต (Ethernet port) ของเราเตอร์ Wi-Fi เสียหายอย่างถาวร เจ้าของบ้านต้องเสียค่าซ่อมแซมมากกว่าสองพันแปดร้อยดอลลาร์สหรัฐ เพื่อเปลี่ยนอุปกรณ์ที่เสียหายจากเหตุการณ์พายุครั้งนี้เพียงครั้งเดียว ตัวอย่างจากประสบการณ์จริงนี้เป็นการเตือนใจอย่างชัดเจนว่าการต่อสายดิน (grounding) อย่างเหมาะสมยังคงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการติดตั้งระบบโคแอกเชียลทุกประเภท โดยเฉพาะเมื่อมีการพยากรณ์อากาศแปรปรวนรุนแรงในพื้นที่

ระดับแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เสียหาย

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคโดยเฉลี่ยนั้นไม่สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าได้เกินกว่า 1,000 โวลต์ แต่ฟ้าผ่ามักมีแรงดันมากกว่า 10,000 โวลต์ ซึ่งสร้างปัญหาร้ายแรงให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเราในช่วงพายุ โมเด็มเคเบิลมักจะเสียหายเมื่อเจอแรงดันไฟฟ้าระหว่าง 900 ถึง 1,200 โวลต์ ในขณะที่ตัวรับสัญญาณทีวีนั้นเปราะบางยิ่งกว่า โดยทนได้ประมาณ 800 โวลต์ ตัวที่ทนทานที่สุดในกรณีนี้คือ สวิตช์อีเทอร์เน็ตพร้อมวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบบูรณาการ (Integrated Circuit) ซึ่งจะเสียหายเมื่อแรงดันสูงถึงประมาณ 1,500 โวลต์ ระบบสายดินเข้ามาช่วยลดปัญหาโดยการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าที่อันตรายเหล่านี้ออกไปผ่านเส้นทางพิเศษที่ลดระดับแรงดันลงมาเหลือต่ำกว่า 100 โวลต์ มาตรการความปลอดภัยเหล่านี้ช่วยปกป้องอุปกรณ์ที่มีราคาแพงไม่ให้เสียหายจากพายุฝนฟ้าคะนองได้จริงๆ

องค์ประกอบและการออกแบบชุดสายดินสำหรับสายเคเบิลแบบ Coaxial

การแยกชิ้นส่วนของชุดสายดิน: บล็อก, แคลมป์ และตัวต่อ

ชุดต่อพื้นสายสัญญาณแบบแกนกลางโดยทั่วไปจะประกอบด้วยสามส่วนหลัก ได้แก่ บล็อกต่อพื้น อุปกรณ์ยึดแบบหนึ่ง และตัวเชื่อมต่อต่างๆ บล็อกต่อพื้นนั้นทำหน้าที่สร้างเส้นทางนำไฟฟ้าที่เชื่อมต่อชิลด์ด้านนอกของสายสัญญาณแบบแกนกลางเข้ากับระบบต่อพื้นที่มีอยู่ ในขณะเดียวกัน อุปกรณ์ยึดก็ทำหน้าที่สองอย่าง คือ ยึดชิ้นส่วนต่างๆ เข้าด้วยกันในเชิงกล และรักษาการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าให้สมบูรณ์ ส่วนตัวเชื่อมต่อนั้น คุณภาพมีความสำคัญมาก เพราะต้องมีค่าอิมพีแดนซ์ตรงกัน เพื่อช่วยลดการสูญเสียของสัญญาณ ซึ่งมีความสำคัญมากในช่วงเกิดแรงดันไฟฟ้ากระชาก หากอิมพีแดนซ์ไม่ตรงกัน ข้อมูลอาจถูกทำลายหรือสูญหายทั้งหมดในระหว่างเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าผิดปกติ

การเชื่อมต่อระหว่างสายสัญญาณแบบแกนกลางกับชุดต่อพื้นอธิบายไว้

การติดตั้งให้ถูกต้องหมายถึงการเชื่อมต่อส่วนนอกของสายสัญญาณแบบโคแอกเชียลเข้ากับบล็อกต่อสายดินโดยใช้ตัวเชื่อมที่เรียกว่าคอนเนคเตอร์แบบอัด (compression connector) การเชื่อมต่อนี้จะสร้างเส้นทางสำหรับกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากฟ้าผ่าหรือแรงดันไฟฟ้ากระชากให้ไหลผ่านไปยังพื้นดินอย่างปลอดภัย แทนที่จะทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีค่าของเราเสียหาย เมื่อต้องใช้งานอุปกรณ์หลายชิ้นภายในระบบเดียวกัน ผู้คนส่วนใหญ่มักติดตั้งบล็อกต่อสายดินร่วมกับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากไว้บริเวณที่สายสัญญาณเข้าสู่ตัวบ้าน ชุดอุปกรณ์นี้ทำงานร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพในการปกป้องอุปกรณ์ต่างๆ เช่น โทรทัศน์ โมเด็มอินเทอร์เน็ต และเราเตอร์ไวไฟ ให้ปลอดภัยในช่วงที่เกิดพายุฟ้าคะนองซึ่งไม่สามารถคาดเดาได้

ความสำคัญของขนาดสายดินที่เหมาะสม (เช่น สายทองแดงขนาด 10 AWG)

สายทองแดงสำหรับต่อสายดินจะต้องเป็นไปตามมาตรฐาน NEC ข้อ 810 10 AWG เป็นขนาดขั้นต่ำที่แนะนำสำหรับการติดตั้งในบ้านเรือน ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่ใหญ่ขึ้น (เช่น 6 AWG) จะจำเป็นสำหรับระบบเชิงพาณิชย์ที่ต้องรองรับกระแสไฟฟ้ากระชากที่สูงกว่า การเลือกใช้สายไฟที่มีขนาดเล็กเกินไปจะเพิ่มความต้านทาน (impedance) ทำให้ประสิทธิภาพในการกระจายกระแสไฟฟ้ากระชากลดลงสูงถึง 60% ตามโปรโตคอลการทดสอบของ UL 467

มาตรฐานวัสดุและความทนทานสำหรับการติดตั้งภายนอกอาคาร

ชุดต่อสายดินคุณภาพสูงมักมีวัสดุที่ต้านทานการกัดกร่อน เช่น สายไฟทองแดงชุบดีบุก และตัวต่อสแตนเลสที่ออกแบบมาให้ทนทั้งรังสี UV และสภาพแวดล้อมที่ชื้น เมื่อเลือกซื้อ ควรตรวจสอบว่าชิ้นส่วนมีการรับรองมาตรฐานความปลอดภัยด้านการต่อสายดิน UL 467 หรือไม่ หรือมองหาการปฏิบัติตามมาตรฐาน ANSI/TIA-607 โดยเฉพาะสำหรับการติดตั้งระบบโทรคมนาคม ชุดอุปกรณ์ที่ผลิตตามมาตรฐานเหล่านี้โดยทั่วไปมีอายุการใช้งานมากกว่าสองทศวรรษ แม้จะต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก เช่น บริเวณที่มีอากาศเค็มใกล้ชายฝั่งทะเล หรือพื้นที่ที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงจากอุณหภูมิที่หนาวจัด -40 องศาฟาเรนไฮต์ ไปจนถึงความร้อนระอุ 150 องศาฟาเรนไฮต์ โดยไม่เกิดความล้มเหลว

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการติดตั้งชุดต่อสายดินสายสัญญาณแบบโคแอกเชียล (Coaxial Cable Grounding Kit)

คู่มือการติดตั้งตัวป้องกันไฟกระชากสำหรับสายสัญญาณโคแอกเชียลอย่างเป็นขั้นตอน

เริ่มต้นด้วยการตัดสายสัญญาณแบบโคแอกเชียล (Coaxial cable) ที่ระยะห่างจากจุดที่สายเข้ามาในอาคารประมาณ 12 ถึง 18 นิ้ว จากนั้นใช้เครื่องมือบีบหัวต่อแบบโคแอกเชียลคุณภาพดี และติดตั้งหัวต่อแบบกันน้ำ (F-Connectors) ที่ทนทานต่อสภาพอากาศที่แต่ละปลายสาย อย่าลืมติดตั้งอุปกรณ์ต่อสายดิน (Grounding block) ด้วย โดยติดตั้งไว้ระหว่างผนังด้านนอกและอุปกรณ์ที่อยู่ภายในอาคาร ให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสกับวัตถุที่ต่อสายดินอย่างเหมาะสม เช่น แท่งโลหะที่ปักลงดิน หรือท่อระบบน้ำเย็นแบบดั้งเดิมที่ฝังอยู่ในผนังชั้นใต้ดิน เมื่อขันให้แน่นทุกจุดเชื่อมต่อ ควรเลือกใช้ตัวยึดที่ทนต่อการกัดกร่อนแทนแบบมาตรฐาน สำหรับการป้องกันรอยต่อที่ติดตั้งภายนอกอาคาร ให้ใช้ซิลิโคนที่ทนต่อรังสี UV ที่หาซื้อได้ตามร้านขายอุปกรณ์ทั่วไป ทาให้เพียงพอเพื่อสร้างเกราะกันน้ำโดยไม่ต้องมากเกินไปจนเกิดการเลอะเทอะในภายหลัง

วิธีการต่อสายดินสำหรับเสาอากาศและการติดตั้งบนหลังคา

เสาอากาศจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อที่เหมาะสมกับระบบต่อลงดินที่ใช้สำหรับสายสัญญาณโคแอกเชียล (Coaxial Cable) ในการติดตั้งบนดาดฟ้า แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดคือการปักเหล็กต่อลงดิน (Ground Rod) ทองแดงยาว 8 ฟุต ให้ลึกอย่างน้อยหกฟุตใต้ดิน ใกล้ฐานเสาอากาศโดยตรง การเชื่อมต่อที่ดีระหว่างเสาและเหล็กต่อลงดินสามารถทำได้โดยใช้ตัวหนีบแบบแยกกลาง (Split Bolt Clamp) พร้อมสายทองแดงขนาด 10 AWG การติดตั้งในพื้นที่ที่เป็นหินจะมีความซับซ้อนมากขึ้น ในกรณีนี้แผ่นต่อลงดิน (Grounding Plate) จะให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าหากวางเรียบๆ ใต้ดินประมาณสามสิบนิ้ว ซึ่งจะช่วยควบคุมความต้านทานไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ โดยมาตรฐาน National Electrical Code (ส่วน 250.52) แนะนำว่าควรต่ำกว่า 25 โอห์ม (Ohms) เป้าหมายหลักไม่ใช่เพียงแค่การปฏิบัติตามมาตรฐานเท่านั้น แต่ยังเป็นการสร้างเส้นทางที่ปลอดภัยสำหรับกระแสฟ้าผ่าด้วย

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับสายสัญญาณโคแอกเชียลและพอร์ตบนอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก

ตัวป้องกันไฟกระชากที่มีพอร์ตโคแอกเชียลเฉพาะ (RG6/RG11) จะช่วยเบี่ยงเบนกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากฟ้าผ่าไปยังระบบดิน โดยต้องมีการต่อระบบดินอย่างถูกต้อง ควรเลือกอุปกรณ์ที่มีค่าความสามารถในการรับไฟกระชาก ≥5 กิโลแอมป์ และแรงดันไฟฟ้าที่จุดล็อก (clamping voltage) ต่ำกว่า 500 โวลต์

ประเภทท่าเรือ	แรงดันไฟฟ้าในการยึด	คะแนนการกระเพื่อม
RG6 (TV)	≥ 500V	5kA
RG11 (เครือข่าย)	≥ 400V	10kA

จากผลการวิเคราะห์อุตสาหกรรมล่าสุด ตัวป้องกันไฟกระชากที่ไม่ได้ต่อระบบดินไว้ ไม่สามารถลดแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะได้ถึง 92% เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกินกว่า 1 กิโลโวลต์ ควรตรวจสอบความต่อเนื่อง (continuity) ระหว่างขั้วต่อระบบดินของตัวป้องกันไฟกระชากและขั้วต่อระบบดินหลักด้วยมัลติมิเตอร์ทุกครั้ง

ข้อจำกัดและความเสี่ยงจากการต่อระบบดินไม่เพียงพอ หรือไม่มีการต่อระบบดินเลย

ความเสี่ยงของตัวป้องกันไฟกระชากที่ไม่ได้ต่อระบบดินในช่วงเกิดฟ้าผ่า

หากสายสัญญาณแบบโคแอกเชียลไม่ได้ถูกต่อพื้นอย่างเหมาะสมโดยใช้ชุดต่อพื้นแบบพิเศษ สายสัญญาณเหล่านี้จะกลายเป็นปัญหาใหญ่เมื่อฟ้าผ่าลงมา ผู้คนส่วนใหญ่ไม่ทราบเรื่องนี้ แต่จากข้อมูลของ NEMA ในปี 2023 ประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานจากการฟ้าผ่าจะสามารถผ่านอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากไปได้ทั้งหมด หากไม่มีการต่อพื้นที่เหมาะสม สิ่งที่เกิดขึ้นต่อไปคืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต่อกับระบบไว้จะเผชิญกับแรงดันไฟฟ้ากระชากสูงมาก บางครั้งอาจสูงถึงกว่า 15,000 โวลต์ พลังงานไฟฟ้าที่เหลือไม่ได้หายไปไหนเลย มันลุกลามผ่านแผงวงจรของเราเตอร์และชิ้นส่วนของโทรทัศน์อย่างรวดเร็วมาก ผลจากการทดสอบภาคสนามพบว่าประมาณ 8 จาก 10 ครั้ง ความล้มเหลวในลักษณะนี้เกิดขึ้นภายในเวลาเพียงสามในล้านวินาทีหลังจากเกิดแรงดันกระชากครั้งแรก

ข้อมูลอุตสาหกรรมเกี่ยวกับความล้มเหลวของอุปกรณ์เนื่องจากการต่อพื้นไม่เหมาะสม

จากการพิจารณาเหตุการณ์ไฟกระชากมากกว่า 12,000 ครั้งในงานวิจัยของ IEEE ปี 2021 นักวิจัยพบว่า ประมาณ 7 จาก 10 ครั้งที่อุปกรณ์เสียหายเกิดจากการต่อพื้นดินที่ไม่เหมาะสม อุปกรณ์ที่ใช้สายต่อพื้นดินขนาดเล็กเกินไป เช่น สายขนาด 14 AWG มีแนวโน้มที่จะเกิดความล้มเหลวบ่อยกว่าประมาณ 2.5 เท่า เมื่อเทียบกับระบบที่ใช้สายทองแดงขนาด 10 AWG ที่เหมาะสม การแก้ไขปัญหาในระบบซึ่งไม่ได้ต่อพื้นดินอย่างเหมาะสมมีค่าใช้จ่ายเฉลี่ยต่อบริษัทประมาณ 1,200 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อครั้ง ในขณะที่การแก้ไขระบบซึ่งต่อพื้นดินอย่างถูกต้องจะมีค่าใช้จ่ายเพียงประมาณ 180 ดอลลาร์สหรัฐฯ เท่านั้น ซึ่งเมื่อพิจารณาในระยะยาวแล้ว ความแตกต่างของต้นทุนนี้มีความสำคัญอย่างมากต่องบประมาณในการบำรุงรักษา

ตัวป้องกันไฟกระชากจะทำงานได้โดยไม่มีการต่อพื้นดินหรือไม่? การคลายความเข้าใจผิด

ชุดต่อพื้นดินที่ดีไม่ใช่แค่สิ่งเสริมเพิ่มเติม แต่เป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของระบบที่เหมาะสมในการป้องกันไฟกระชาก การทดสอบที่ทำในห้องทดลองสามารถแสดงให้เห็นได้อย่างชัดเจนว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อไม่มีการต่อพื้นดิน เข้าไว้เกี่ยวข้อง เมื่อไม่มีการต่อพื้นดิน พลังงานจากฟ้าผ่าจะถูกปล่อยออกมาประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ไปยังอุปกรณ์ที่ต่อเข้าด้วยกันทั้งหมด แต่ถ้าทุกอย่างเป็นไปตามมาตรฐาน NFPA 780 สำหรับการต่อพื้นดิน ตัวเลขนี้จะลดลงเหลือประมาณ 8 เปอร์เซ็นต์ และพูดตามจริงแล้ว ตัวป้องกันไฟกระชากที่มีราคาแพงและมีคุณภาพสูง ก็แทบจะกลายเป็นเพียงแค่ปลั๊กไฟแบบธรรมดาเมื่อขาดการติดต่อกับระบบต่อพื้นดินที่เหมาะสม ตัวเลขก็ยืนยันเรื่องนี้เช่นกัน ซึ่งอุปกรณ์รุ่นที่มีราคาแพงเหล่านี้จะเริ่มเกิดความล้มเหลวในอัตราเดียวกันกับอุปกรณ์ที่ไม่มีการป้องกันเลยหลังจากเจอไฟกระชากครั้งใหญ่เพียงแค่สองครั้งเท่านั้น

คำถามที่พบบ่อย

อะไรคือสาเหตุที่ทำให้เกิดไฟกระชากในช่วงเกิดฟ้าผ่า

กระแสไฟฟ้ากระชากที่เกิดขึ้นระหว่างเหตุการณ์ฟ้าผ่าเกิดจากการปล่อยพลังงานไฟฟ้าพันล้านโวลต์อย่างกะทันหัน ซึ่งทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นชั่วขณะที่เคลื่อนที่ตามวัสดุที่นำไฟฟ้า เช่น สายสัญญาณแบบโคแอกเชียล

การต่อสายดินช่วยปกป้องจากระบบไฟฟ้ากระชากที่เกิดจากฟ้าผ่าได้อย่างไร

การต่อสายดินจะช่วยสร้างเส้นทางความต้านทานต่ำสำหรับกระแสไฟฟ้ากระชาก เพื่อเบี่ยงเบนไฟฟ้าอันตรายส่วนใหญ่ให้ไหลลงสู่พื้นดิน และลดความเสียหายกับอุปกรณ์ที่ไวต่อกระแสไฟฟ้า

ทำไมการต่อสายดินที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญต่อสายสัญญาณแบบโคแอกเชียล

การต่อสายดินที่เหมาะสมจะป้องกันกระแสไฟฟ้ากระชากที่เกิดจากฟ้าผ่าไม่ให้เคลื่อนที่ผ่านสายสัญญาณโคแอกเชียลเข้าสู่อุปกรณ์ที่ต่อกับมัน จึงช่วยป้องกันความเสียหายที่สำคัญ

องค์ประกอบหลักของชุดต่อสายดินสำหรับสายสัญญาณโคแอกเชียลคืออะไร

ชุดต่อสายดินสำหรับสายสัญญาณโคแอกเชียลมักประกอบด้วยบล็อกดิน ตัวหนีบ และตัวเชื่อมต่อ เพื่อสร้างเส้นทางให้กระแสไฟฟ้ากระชากสามารถลงดินได้อย่างปลอดภัย

เครื่องป้องกันกระแสไฟฟ้ากระชากสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องต่อสายดินหรือไม่

ไม่ การป้องกันแรงดันไฟฟ้ากระชากมีประสิทธิภาพลดลงอย่างมากหากไม่มีการต่อพื้น เนื่องจากการต่อพื้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินให้ห่างจากอุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออย่างปลอดภัย