ตัวกันฟ้าผ่า(Surge Protection) คืออะไร?

ตัวกันฟ้าผ่า(Surge Protection)คืออะไร?

Surge Protection หรือ SPD (Surge Protective Device) หรือที่บางที่เรียกว่า TVSS (Transient Voltage Surge Suppressor) คืออุปกรณ์ที่ใช้ ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะ (surge/transient) จากแหล่งต่าง ๆ เช่น ฟ้าผ่า, การสลับโหลด, การทำงานของหม้อแปลง หรือการเหนี่ยวนำทางไฟฟ้า

หลักการทำงานคือสร้างทางให้กระแสไฟส่วนเกินไหลลงดิน ผ่านช่องทางที่มีความต้านทานต่ำ เพื่อให้แรงดันตกคร่อม load อยู่ในช่วงปลอดภัย

พิกัดตัวกันฟ้าผ่าในชอปปี้: https://s.shopee.co.th/6VDD0qFLLI
พิกัดตัวกันฟ้าผ่าในลาซาด้า: https://c.lazada.co.th/t/c.cc5eN9

ประเภทของ Surge Protector (SPD / TVSS)

• Filter Type: เป็นตัวกรอง (เหมือน low-pass filter) รับคลื่น high‑frequency surge แล้วปล่อยไฟ low‑frequency ผ่านเหมือนเดิม
• Diverter Type: ยอดนิยมที่สุด ใช้วัสดุที่เมื่อตรวจพบแรงดันสูง จะเปิดทางให้กระแสไหลลงดิน เช่น MOV, GDT, SAD

ส่วนมาตรฐาน IEC/IEC 61643 แบ่ง SPD เป็น Type 1 / 2 / 3 ตามตำแหน่งติดตั้ง แต่หลักการ Diverter ยังเหมือนกันกับ Diverter Type ตามข้างต้น

ส่วนประกอบและหลักการทำงานซึ่งแต่งละประเภทอาจใช้แตกต่างกันออกไป

• MOV (Metal Oxide Varistor) ทำจาก zinc oxide granular ช่วยให้แรงดันสูงกว่าค่าที่กำหนดแล้วนำกระแสไปลงดินทันที
  
  ตอบสนองในระดับ nanoseconds แต่ degrade ทีละนิดเมื่อมี surge ซ้ำๆ จน threshold ใกล้แรงดันระบบ → เสี่ยงร้อนหรือลัดวงจร
• GDT (Gas Discharge Tube) คือ หลอดแบบปิดมีแก๊สภายใน เมื่อแรงดันถึงจุด breakdown (เช่น 400–600 V) จะ ionize แล้วเป็นทางให้กระแสไหลลงดิน ซึ่งGDT คือ Spark Gap แบบปิด ที่มีแก๊สควบคุมแรงดันและจุด break arc อย่างแม่นยำ แต่เมื่อก่อนจะมี Spark Gap แบบที่เปิดโล่ง และอิงธรรมชาติของอากาศมากกว่า
  
  ตอบสนองช้ากว่า MOV (micro‑seconds) แต่รองรับพลังงานสูง (kA
• TVS Diode / SAD (Silicon Avalanche Diode) สำหรับวงจร data/signal, ตอบสนองเร็วมาก (picoseconds) แต่รองรับพลังงานต่ำ
  
  เหมาะกับ application ที่ต้องการ response สูง เช่น LAN, RS‑232/48
• Series‑Mode Suppressor ใช้นำเหนี่ยวนำ (inductors) และ capacitor สร้าง low‑pass filter ลด surge โดยตรง ไม่ได้ช็อตลงดิน
  
  มักใช้ในงานที่มีความ sensitive สูงหรือร่วมกับแบบ diverte
• Thermal fuse / Disconnect, Indicator LED / Alarm ใช้ตัดตัว MOV เมื่อร้อนเกิน ป้องกันไฟไหม้ และสัญญาณให้ทราบสถานะอุปกรณ์ว่าควรเปลี่ยนหรือยัง

การติดตั้ง และความเหมาะสม

ก่อนอื่นเลยในประเทศไทยมาตรฐานยังไม่มีเขียนไว้ชัดเจนว่าต้องติด บ้างครั้งก็ขึ้นอยู่กับงานหรือผู้ว่างจ้างเป็นผู้กำหนด ซึ่งสอดคล้องกับมตรฐานสากล IEC 62305-4 : Protection against lightning-Electrical and electronic systems within structures

ซึ่งในกฎกระทรวงกำหนดมาตรฐานในการบริหาร จัดการ และดำเนินการด้านความปลอดภัย อาชีวอนามัย สภาพแวดล้อมในการทำงานเกี่ยวกับการป้องกัน และระงับอัคคีภัย พ.ศ. 2555 (ที่ยังมีผลบังคับใช้อยู่)

มีเขียนเรื่องนี้ไว้ใน หมวดที่ 7 ข้อ 25 ว่า

"ให้นายจ้างจัดให้มีมาตรการป้องกันผลกระทบจากฟ้าผ่าเข้าสู่ระบบไฟฟ้าของอาคาร"

ซึ่งหมายถึงการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระโชกจากฟ้าผ่า หรือ Surge protection device (SPD)

ส่วนสำหรับบ้านพักอาศัยทั่วไปอย่างเราๆ ผมขอสรุปคร่าวๆเป็นประมาณนนี้นะครับไว้เป็นข้อมมูล

ติดตั้งคามประเภทและความเหมาะสม

Type 1: ติดตั้งที่เมนหลังมิเตอร์ (service entrance) ป้องกันแรงดันจากฟ้าผ่าโดยตรง

Type 2: ติดที่ตู้ย่อย (DB) ช่วยลด surge จากระบบภายใน

Type 3: ติดใกล้อุปกรณ์ sensitive เช่น คอมพิวเตอร์, UPS, PLC (มักร่วมกับ Type 2)

แนวทาง:

สายดิน (Earth) ต้องมีค่าความต้านทาน < 10 โอห์ม

สายเชื่อมต่อ SPD ต้อง สั้นที่สุด (ideally ≤ 0.5 m) ลด inductive impedance

เชื่อมแบบ Parallel ระหว่าง Phase‑Neutral และ Neutral‑Earth

ห้ามม้วนสาย ต้องต่อดินไปแท่งกราวด์จริงด้วย

ข้อควรทราบและข้อควรระวัง

• ห้ามใช้ SPD แทน Breaker SPD ทำงานได้เฉพาะกับแรงดันเกินชั่วขณะ ไม่ใช่การป้องกัน short circuit
• ต้องมีสายดินคุณภาพ หาก SPD ต่อแต่ไม่มีดิน จะทำให้ surge ถูกย้อนกลับ
• เลือกอุปกรณ์ที่ได้มาตรฐาน IEC หรือ มอก. เช่น IEC 61643‑11, มอก. 2879‑2560 หรือ UL 1449 สำหรับสากล
• เปลี่ยนอุปกรณ์เมื่อหมดอายุ MOV อายุเฉลี่ย 2–5 ปี (ขึ้นกับจำนวน surge) และ LED status ไฟโชว์ว่าสายเสียหรือยัง
• ระวังโหลด inductive หรือสัญญาณร่วมสาย signal SPD เช่น LAN/RS‑232 ควรเลือก component แยก หรือแบบร่วมสายที่ออกแบบสำหรับ task นั้น

ตารางสรุปตัวกันฟ้าผ่า(Surge Protection)คืออะไร?เพื่อให้ดูเข้าใจง่ายขึ้น