รู้จัก ‘สายล่อฟ้า’ ตัวช่วยป้องกันอาคารจากฟ้าผ่า

‘สายล่อฟ้า’ เป็นอุปกรณ์ป้องกันที่สำคัญในการลดความเสี่ยงจากฟ้าผ่า ซึ่งเป็นภัยธรรมชาติที่เกิดขึ้นบ่อยในช่วงฤดูฝน แม้ฟ้าผ่าจะเกิดขึ้นเพียงชั่วขณะ แต่สามารถก่อให้เกิดความเสียหายรุนแรงต่อชีวิต ทรัพย์สิน และระบบไฟฟ้าภายในอาคาร โดยเฉพาะหากไม่มีการป้องกันที่เหมาะสม ความเสียหายอาจร้ายแรงถึงขั้นเกิดเพลิงไหม้หรือทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าพังทันที บทความนี้จะพาทุกคนไปรู้จักกับสายล่อฟ้า พร้อมเหตุผลว่าทำไมเราควรให้ความสำคัญกับการติดตั้งอุปกรณ์นี้เพื่อความปลอดภัยของชีวิตและทรัพย์สิน

ฟ้าผ่า พลังอันตรายที่ไม่ควรมองข้าม

ฟ้าผ่าเกิดจากการปล่อยประจุไฟฟ้าภายในเมฆฝนฟ้าคะนอง ซึ่งมีการเคลื่อนไหวของกระแสอากาศและอนุภาคน้ำอย่างรุนแรงจนเกิดประจุบวกและลบ เมื่อความศักย์สูงมากพอก็จะปลดปล่อยพลังงานในรูปของสายฟ้า
ฟ้าผ่ามีหลายประเภท ได้แก่ ฟ้าผ่าภายในก้อนเมฆ ฟ้าผ่าระหว่างก้อนเมฆ และฟ้าผ่าลงพื้นซึ่งถือว่าเป็นแบบที่อันตรายที่สุดเพราะสามารถผ่าได้ไกลถึง 40 กิโลเมตรในเวลาไม่กี่วินาที
หากฟ้าผ่าลงอาคารโดยไม่มีสายล่อฟ้าป้องกัน กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านโครงสร้าง เช่น เสา ท่อ หรือสายไฟ ก่อให้เกิดความเสียหายรุนแรง ได้แก่ การแตกหัก ความร้อนสูง ไฟไหม้ หรือทำลายอุปกรณ์ไฟฟ้า แม้ไม่ได้โดนฟ้าผ่าโดยตรง

สายล่อฟ้าคืออะไร?

สายล่อฟ้า หรือระบบป้องกันฟ้าผ่า เป็นชุดอุปกรณ์ที่ช่วยล่อให้กระแสไฟฟ้าจากฟ้าผ่าลงมายังจุดที่กำหนดไว้บนอาคาร เช่น ดาดฟ้า และส่งผ่านกระแสไฟฟ้าลงสู่ดินอย่างปลอดภัย แทนที่จะปล่อยให้ฟ้าผ่าลงมาสู่จุดอื่น ๆ โดยไม่สามารถควบคุมได้ ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อโครงสร้างหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน โดยระบบสายล่อฟ้าที่สมบูรณ์จะประกอบด้วย

1. ตัวนำล่อฟ้า

ตัวนำล่อฟ้า (Air Terminal) คือ อุปกรณ์ที่ติดตั้งบนจุดสูงสุดของอาคารหรือโครงสร้าง เพื่อทำหน้าที่รับประจุไฟฟ้าจากฟ้าผ่า แล้วถ่ายเทลงดินผ่าน ‘ตัวนำลงสู่ดิน’ เพื่อป้องกันไม่ให้กระแสฟ้าผ่าทำลายอาคารหรืออุปกรณ์ภายในอาคาร โดยทั่วไปทำจากโลหะที่นำไฟฟ้าได้ดี เช่น ทองแดงหรืออะลูมิเนียม

2. ตัวนำลงสู่ดิน

ตัวนำลงสู่ดิน (Ground Connections) คือส่วนหนึ่งของระบบสายล่อฟ้าที่ทำหน้าที่นำกระแสไฟฟ้าจากฟ้าผ่าซึ่งถูกดักจับโดยตัวนำล่อฟ้า ส่งต่อผ่านสายล่อฟ้าและสายตัวนำลงสู่พื้นดินอย่างปลอดภัย เพื่อกระจายพลังงานไฟฟ้าสู่พื้นดิน และป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าทำอันตรายต่ออาคาร บุคคล หรืออุปกรณ์ไฟฟ้า
โดยทั่วไป ตัวนำลงสู่ดินจะใช้สายทองแดงเปลือย ขนาดไม่น้อยกว่า 35 ตารางมิลลิเมตร เดินเชื่อมต่อระหว่างตัวนำล่อฟ้า บริเวณหลังคาหรือจุดสูงสุดของอาคาร และยึดด้วยอุปกรณ์ที่แข็งแรงทนต่อแรงกระชากจากฟ้าผ่า สำหรับอาคารขนาดเล็ก นิยมติดตั้งจุดลงดินอย่างน้อย 2 จุด เดินสายผ่านท่อเหล็กเคลือบ (IMC) หรือท่อ PVC ขนาด ¾ นิ้ว ส่วนรากสายดินมักใช้แท่งเหล็กชุบทองแดงหรือหุ้มทองแดง ยาว 3 เมตร ขนาด 5/8 นิ้ว ตอกเป็นรูปสามเหลี่ยมห่างกัน 6 เมตร เพื่อช่วยให้กระแสฟ้าผ่ากระจายสู่ดินได้อย่างรวดเร็วและปลอดภัย

3. กับดักฟ้าผ่า

กับดักฟ้าผ่า (Lightning Arrester) เป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อปกป้องระบบไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากความเสียหายที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าแรงสูงชั่วขณะ เช่น จากฟ้าผ่าหรือการสลับระบบไฟฟ้าในวงจร ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายร้ายแรง โดยเฉพาะกับอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนอย่างคอมพิวเตอร์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่น ๆ
เมื่อเกิดฟ้าผ่าหรือไฟฟ้ากระชากขึ้น กระแสไฟฟ้าจะพยายามหาทางไหลลงสู่พื้นดินผ่านเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุด ซึ่งกับดักฟ้าผ่าจะทำหน้าที่จัดการกระแสไฟฟ้าที่เกินเข้ามา โดยนำพาออกจากระบบไฟฟ้าและส่งต่อไปยังพื้นดินอย่างปลอดภัยผ่านตัวนำที่เชื่อมต่อกับระบบกราวด์ เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความเสียหายต่อระบบหรือบุคคล
อุปกรณ์เหล่านี้สามารถติดตั้งได้ทั้งในระดับสาธารณูปโภค และในกล่องระบบไฟฟ้าภายในอาคารหรือบ้านเรือน เพื่อเสริมความปลอดภัยและลดความเสี่ยงจากฟ้าผ่าหรือแรงดันไฟเกิน

ประเภทของระบบสายล่อฟ้า

1. ระบบสายล่อฟ้าแบบ Early Streamer Emission (ESE)

ระบบสายล่อฟ้าแบบ ESE มีหัวล่อฟ้าที่สามารถประจุไฟฟ้าขึ้นไปในอากาศได้รวดเร็วกว่าหัวล่อฟ้าทั่วไป ช่วยเพิ่มโอกาสในการดึงฟ้าผ่ามาที่ตำแหน่งที่ต้องการ เหมาะกับพื้นที่เปิดโล่งหรืออาคารสูง โดยระบบนี้ได้รับการพัฒนาและรับรองมาตรฐานจากประเทศฝรั่งเศส

2. ระบบสายล่อฟ้าแบบ Faraday Cage

ระบบสายล่อฟ้าแบบ Faraday Cage เป็นระบบที่ใช้แท่งแฟรงกลินจำนวนมาก เชื่อมต่อกันด้วยสายทองแดงแบบตาข่ายครอบคลุมตัวอาคาร ช่วยให้พลังงานจากฟ้าผ่าถูกส่งผ่านอย่างสม่ำเสมอ ไม่ก่อให้เกิดการสะสมของกระแสไฟในจุดใดจุดหนึ่ง จึงเหมาะกับอาคารขนาดใหญ่ โรงงาน หรือคลังสินค้า

4 ประโยชน์ของสายล่อฟ้า

การติดตั้งสายล่อฟ้าในอาคาร บ้านเรือน หรือโรงงาน เป็นหนึ่งในวิธีปฏิบัติที่จำเป็นตามมาตรฐานความปลอดภัย เพราะไม่เพียงแต่ช่วยลดความเสี่ยงจากการถูกฟ้าผ่าโดยตรง แต่ยังช่วยปกป้องทั้งชีวิตและทรัพย์สินที่มีค่าของคุณได้อีกด้วย

1. ลดความรุนแรงเมื่อเกิดฟ้าผ่า

เมื่อสายฟ้าพุ่งลงยังตัวอาคาร ระบบสายล่อฟ้าจะทำหน้าที่เป็นเส้นทางนำกระแสไฟฟ้าจากฟ้าผ่าให้ไหลลงสู่พื้นดินอย่างรวดเร็วและควบคุมได้ ช่วยหลีกเลี่ยงการเกิดประกายไฟหรือเปลวเพลิงจากกระแสไฟฟ้าที่เข้าสู่โครงสร้างอาคารโดยตรง ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายต่อโครงสร้างได้

2. ปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้าที่เกิดจากไฟฟ้าไม่เพียงแต่สิ่งผ่านโครงสร้างอาคาร แต่ยังอาจส่งผ่านทางสายสื่อสารหรือสายไฟไปทำลายอุปกรณ์ภายในบ้าน เช่น คอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่น ๆ การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Protection Device: SPD) ร่วมกับสายล่อฟ้า จะช่วยป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินที่อาจเกิดขึ้น

3. เพิ่มความปลอดภัยให้ผู้พักอาศัย

สายล่อฟ้าทำหน้าที่เป็น ‘กับดัก’ ให้สายฟ้าพุ่งลงจุดที่กำหนดบนหลังคา แทนที่จะผ่าลงมากระทบคนหรือสัตว์ ระบบตัวนำลงดินที่ได้มาตรฐานจะช่วยกระจายกระแสไฟฟ้าไปยังพื้นดินอย่างปลอดภัย ลดโอกาสเกิดไฟฟ้าลัดวงจรหรือไฟดูดจากกระแสไฟฟ้า รวมถึงช่วยลดความเสี่ยงจากอันตรายที่ร้ายแรงที่สุดอย่าง อัคคีภัย จากการที่กระแสไฟฟ้าวิ่งผ่านวัสดุที่เป็นตัวนำไฟฟ้าอย่างไม้ ฉนวนโลหะ หรือสายไฟ ซึ่งก่อให้เกิดความร้อนสูงจนลุกติดไฟได้

4. ปฏิบัติตามข้อกำหนดของกฎหมาย

ตามกฎหมายกฎกระทรวง ฉบับที่ 47 พ.ศ. 2540 ออกตามความในพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ. 2552 ระบุให้อาคารบางประเภท เช่น อาคารสูงตั้งแต่ 23 เมตรเป็นต้นไป อาคารขนาดใหญ่พิเศษ หรือโรงงานอุตสาหกรรม ต้องมีการติดตั้งระบบสายล่อฟ้าที่ได้มาตรฐานและต้องมีการตรวจสอบเป็นประจำทุกปีโดยผู้ชำนาญการ

ข้อควรรู้เกี่ยวกับสายล่อฟ้า

1. การติดตั้งระบบสายล่อฟ้าควรติดตั้งโดยผู้เชี่ยวชาญ

เพื่อให้สายล่อฟ้าทำงานได้อย่างเหมาะสมและเต็มประสิทธิภาพ ควรดำเนินการติดตั้งด้วยผู้เชี่ยวชาญ เนื่องจากจำเป็นต้องมีการออกแบบและคำนวณตำแหน่งอย่างละเอียด

2. การตรวจสอบระบบสายล่อฟ้าเป็นประจำ

การตรวจสอบการทำงานของระบบสายล่อฟ้าควรดำเนินการเป็นประจำ เพื่อให้มั่นใจว่าระบบสายล่อฟ้ายังใช้งานได้ดีหรือไม่

3. การเลือกใช้อุปกรณ์ที่ได้มาตรฐาน

ถึงแม้ว่าระบบสายล่อฟ้าจะไม่สามารถปกป้องอาคารหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าจากความเสียหายได้ 100% แต่ประสิทธิภาพในการป้องกันมักขึ้นอยู่กับราคาและคุณภาพของอุปกรณ์ที่ใช้ในการติดตั้ง

4. การใช้สายล่อฟ้าควบคู่กับอุปกรณ์อื่น

การใช้สายล่อฟ้าควบคู่กับอุปกรณ์เสริม เช่น อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (Surge Protective Devices: SPD) จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานได้ดียิ่งขึ้น

ถึงแม้ว่าเราจะไม่สามารถควบคุมสายฟ้าได้ แต่การเตรียมตัวรับมืออย่างเหมาะสมด้วยสายล่อฟ้าและระบบป้องกันฟ้าผ่าที่ได้มาตรฐาน ก็เป็นหนึ่งวิธีที่จะช่วยลดความเสียหายและเสริมความปลอดภัยให้ชีวิตและทรัพย์สินได้เป็นอย่างดี หากคุณกำลังวางแผนจะสร้างบ้านหรือปรับปรุงอาคารขนาดใหญ่ อย่าลืมให้ความสำคัญกับการติดตั้งสายล่อฟ้ากันด้วยนะ

ที่มา:
https://www.jorportoday.com/lightning-rod/
https://worldmachinerystore.com/install-lightning-rod/