Surge Protection สำคัญและจำเป็นกับ โคมไฟถนน LED อย่างไร

Surge Protection ความจำเป็นในการป้องกันป้องกันไฟกระชาก  สำหรับหลอดไฟ LED, โคมไฟถนน LED

เทคโนโลยี LED กลายเป็นเทคโนโลยีอ้างอิงสำหรับการให้แสงสว่างส่วนใหญ่เป็นเพราะคุณสมบัติ  ได้แก่ ประสิทธิภาพความคล่องตัวการประหยัดพลังงานและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น

แม้จะมีประโยชน์เหล่านี้ แต่เทคโนโลยีก็มีข้อเสียอยู่หลายประการ: ต้นทุนในการใช้งานที่สูงขึ้น (การลงทุนครั้งแรก) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภายใน (เลนส์ LED และไดรเวอร์) มีความซับซ้อนและไวต่อแรงดันไฟฟ้าเกินกว่าในกรณีของแหล่งกำเนิดแสงแบบเดิมด้วย

การใช้ระบบป้องกันแรงดันไฟฟ้าจึงเป็นการลงทุนที่คุ้มค่ามากเนื่องจากช่วยยืดอายุการใช้งานของโคมไฟทำให้มั่นใจได้ถึงความคุ้มทุน (ROI) ของโครงการ LED และลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและการเปลี่ยนโคมไฟอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ที่เชื่อมต่อกับต้นน้ำของไดรเวอร์ช่วยเติมเต็มภูมิคุ้มกันภายในของโคมไฟสร้างการป้องกันที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นจากผลกระทบจากฟ้าผ่าและแรงดันไฟฟ้าเกิน

ความหมายของ Surge Protector

ไม่ว่าจะเป็นคำว่า Surge Protection Device (SPD), Surge Suppression Equipment (SSE) หรือ Transient Voltage Surge Suppressor (TVSS) จะหมายถึงอุปกรณ์ชนิดเดียวกันคือ Surge Protector หรือ “อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันสูงชั่วขณะ”  อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันสูงชั่วขณะ เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยลดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาสั้นๆ ได้ ซึ่งพลังงานที่สูงมากเช่นนี้สามารถสร้างความเสียหายต่ออุปกรณ์ไฟฟ้า, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ และเครื่องมือ-เครื่องใช้ในการควบคุมการประมวลผล ฯลฯปัญหาไฟกระชากหรือไฟเกินซึ่งพบเจอได้บ่อยและทำให้อุปกรณ์ตัว Driver เสียหายได้ ลักษณะแรงดันไฟเกินจะเกิดขึ้นเพียงชั่วขณะเท่านั้น  หากไม่มีวงจรป้องกัน Surge protection หรือแรงดัน Transient สูงเกินกว่าวงจรป้องกันทำงานได้ก็จะส่งผลกระทบให้วงจรพังเสียหาย และอาจส่งผลกระทบไปยังวงจรภาคอื่นๆใน Driver ได้อีกด้วย  แรงดันไฟที่สูงเกินชั่วขณะเกิดขึ้นได้จากหลายปัจจัย เช่น ฟ้าฝ่า หรือมีอุปกรณ์จำพวกมอเตอร์ใช้งานเป็นจำนวนมาก ขณะหยุดการทำงานของมอเตอร์ยังมีกระแสไฟฟ้าค้างอยู่ที่ขดลวดมอเตอร์และไหลย้อนกลับมาที่แหล่งจ่ายไฟกระจายไปสู่อุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆที่เปิดใช้งานอยู่

ไฟตก ไฟกระชาก คืออะไร

อาการไฟตก เกิดขึ้นเมื่อมีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 220V ในช่วงเวลาหนึ่งอย่างรวดเร็ว ทำให้มีแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงพอต่อการใช้งาน ส่งผลให้เครื่องใช้ไฟฟ้าหยุดทำงานในระยะเวลาสั้น ๆ หรือไม่สามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ เช่น หลอดไฟอาจมีการกระพริบหรือลดความสว่างลง หรือพัดลมที่หมุนช้าลง

อาการไฟกระชาก เกิดขึ้นเมื่อมีแรงดันไฟฟ้านั้นขาด ๆ เกิน ๆ จาก 220V ในช่วงเวลาหนึ่งอย่างรวดเร็ว ซึ่งแรงดันไฟฟ้าที่ไม่เสถียรและกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นอย่างรวดเร็วนี้อาจสร้างความเสียหายต่อเครื่องใช้ไฟฟ้าที่กำลังทำงานอยู่ โดยเฉพาะอุปกรณ์ที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันเกินหรือมีความคงทนต่ำ ซึ่งหากไม่มีการป้องกันหรือแก้ไข อาจส่งผลให้วงจรไฟฟ้ามีปัญหารุนแรงและนำไปสู่สาเหตุของเพลิงไหม้ได้

โดยสาเหตุของการเกิดไฟตกและไฟกระชากอาจเกิดได้จากหลายปัจจัยคล้ายกัน เช่น ปรากฎการณ์ทางธรรมชาติอย่างฟ้าผ่า หรือการวางระบบไฟฟ้าที่ไม่ได้มาตรฐาน สายไฟชำรุดทำให้เสียแรงดันไฟฟ้า สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า หรือการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีอัตราการกินไฟในปริมาณมากพร้อมกัน เป็นต้น

Surge Protection (ระบบป้องกันไฟกระชาก) คืออะไรและมีความสำคัญอย่างไร ในบางครั้งอาจจะมีเหตุการไม่ปกติในการใช้ไฟฟ้า เช่นไฟตก ไฟกระชาก ซึ่งอาจจะเป็นสาเหตุทำให้เกิดอันตรายในการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าได้ในบางครั้ง วันนี้ทาง LEDKOREA เราจะมาอธิบายให้ทุกๆท่านเข้าใจ

Surge Protector  สามารถเรียกได้หลายชื่อไม่ว่าจะเป็นคำว่า Surge Protection Device (SPD), Surge Suppression Equipment (SSE) หรือ Transient Voltage Surge Suppressor (TVSS)

ประโยชน์ของ Surge Protector

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันสูงชั่วขณะ มีประโยชน์ในด้านการปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิคส์ ที่มีสาเหตุมาจากสภาวะ Transient และ Surge เช่น ปัญหาทางไฟฟ้าที่เกิดจากปรากฏการณ์ธรรมชาติ เช่น ฟ้าผ่า , ปัญหาที่เกิดจากระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้าจากการไฟฟ้า, อุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีการเหนี่ยวนำไฟฟ้าม สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า เป็นต้น

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันสูงชั่วขณะ มีหน้าที่หลักอยู่ 2 ประการ คือ

1. สร้างบริเวณหนึ่งให้มีความต้านทานต่ำ เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นกลับอยู่ในสภาวะปกติ ได้แก่ สายดิน

2. ทำการเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่สูงเกินไปยังบริเวณที่สร้างขึ้น (สายดิน) เพื่อป้องกันความเสียหายที่สามารถเกิดขึ้นได้

ชนิดของ Surge Protector  แบ่งออกเป็น 2 ชนิดหลักๆ ดังนี้
1. Filter เป็นอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันสูงชั่วขณะที่มีลักษณะเป็นตัวกีดขวาง คอยสกัดกั้นพลังงานไฟฟ้าที่มีความถี่สูงในขณะเดียวกันก็จะปล่อยให้พลังงานไฟฟ้าที่มีความถี่ต่ำไหลผ่านได้โดยสะดวก

2. Transients Diverters เป็นอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันสูงชั่วขณะที่มีการสร้างแนวซึ่งมีความต้านทานต่ำสำหรับให้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นชั่วขณะไหลไปตามแนวนั้นลงสู่สายดิน

หลักการทำงานทั่วไปของ Surge Protector
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันสูงชั่วขณะ ได้รับการออกแบบให้สามารถเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นในช่วงเวลาอันสั้นออกจากอุปกรณ์ไฟฟ้า โดยสร้างแนวที่มีความต้านทานต่ำเชื่อมต่อไปสู่ตำแหน่งของสายดิน เพื่อให้แรงดันที่สูงขึ้นชั่วขณะไหลไปตามแนวความต้านทานต่ำไปยังสายดิน

Surge Protector ประกอบด้วย

การใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันสูงชั่วขณะสำหรับแต่ละลักษณะการใช้งาน จะมีความแตกต่างกัน ดังนั้น ชิ้นส่วนที่ประกอบอยู่ภายในอุปกรณ์ก็จะแตกต่างกันด้วย แต่มีจุดมุ่งหมายเช่นเดียวกัน คือ เพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นในระยะเวลาอันรวดเร็วได้อย่างมีประสิทธิภาพ, เชื่อถือได้ และตอบสนองต่อพลังงานสูงได้อย่างรวดเร็วส่วนมากชิ้นส่วนที่ใช้เป็นส่วนประกอบของอุปกรณ์ฯ ที่พบ จะต้องมีหน้าที่ทำให้เกิดความต้านทานต่ำ เช่น MOV (Metal Oxide Varistor), Gas Discharge Tube (GDT) และ Silicon Avalanche Diode (SAD) ฯลฯ หรือรวมเอาชิ้นส่วนของอุปกรณ์เหล่านี้เข้าไว้ด้วยกัน

ชิ้นส่วนที่ใช้เป็นส่วนประกอบของอุปกรณ์แต่ละชนิด มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้

- MOV (Metal Oxide Varistor) จะมีการตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นในช่วงเวลาสั้นได้เร็ว (ประมาณ 20 นาโนวินาที) แต่ถ้ารับกระแสไฟฟ้าสูง (100 A) เข้ามา จะทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์ลดลง ภายใต้สภาวะปกติ MOV จะมีความต้านทานสูง แต่เมื่อมีการรับแรงดันไฟฟ้าสูงเข้ามา ความต้านทานของ MOV จะลดต่ำลงอย่างรวดเร็ว เพื่อสร้างแนวที่มีความต้านทานต่ำสำหรับให้แรงดันไฟฟ้าสูงไหลไปสู่สายดิน นอกจากนี้ MOV ยังมีความสามารถในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าอีกด้วย

- Gas Discharge Tube (GDT) มีความสามารถในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่สูงมาก (20 kV) และกระแสไฟฟ้าที่สูงมาก (2500 A) แต่มีการตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นในช่วงเวลาสั้นได้ช้า

- Silicon Avalanche Diode (SAD) จะมีการตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นในช่วงเวลาสั้นได้เร็วมาก (ประมาณ 5 นาโนวินาที) และสามารถควบคุมกระแสไฟฟ้าในปริมาณมาก (1000 A) แต่มีความไวต่ออัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้า (dv/dt) และสภาวะเกิดข้อผิดพลาดเมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงสุด (Peak Voltage Failure Modes

คลิกอ่านบทความ https://bit.ly/3K88zGb