การจำแนกกระแสฟ้าผ่า

การจำแนกกระแสฟ้าผ่า

โดยปกติระยะเวลาคืนทุนของอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์คือ 20 ปี ในช่วงระยะเวลาคืนทุน ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ไม่เสียหายเพื่อสร้างคุณประโยชน์ด้านพลังงานสีเขียวที่มั่นคง บทความนี้จะกล่าวถึงการออกแบบการป้องกันฟ้าผ่าของอุปกรณ์สร้างพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ขนาดกลาง ก่อนอื่นให้ทำความเข้าใจธรรมชาติของกระแสฟ้าผ่าก่อนเพื่อเลือกอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (ป้องกันไฟกระชาก) ที่เหมาะสม

ประเภทของกระแสฟ้าผ่าสามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็น 3 ประเภท คือ

ประเภทหนึ่งคือฟ้าผ่าโดยตรงที่เข้าสู่ตัวอาคารโดยตรง ดังแสดงในรูปที่ 2-1;

อย่างที่สองคือการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต (หรือการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า) ที่เกิดขึ้นใกล้อาคารซึ่งเรียกว่าฟ้าผ่าแบบเหนี่ยวนำ ดังแสดงในรูปที่ 2-2

ประการที่สามคือการเข้ามาของคลื่นฟ้าผ่าจากการเดินสายไฟติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับประเภทแรก

กระแสฟ้าผ่าทั้งสามข้างต้นจะทำให้เกิดความเสียหายต่ออาคารรองรับสำหรับการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ อุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพิ่มเติมสำหรับการติดตั้งไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ทำให้เกิดกระแสไฟเกินและแรงดันไฟเกิน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการป้องกันเพิ่มเติม

รูปที่ 2-1 ฟ้าผ่าโดยตรงที่เข้าสู่อาคารโดยตรง รูปที่ 2-2 ฟ้าผ่าแบบเหนี่ยวนำใกล้อาคาร

รูปคลื่นต่างๆ ของฟ้าผ่าโดยตรงมีดังต่อไปนี้:

ฟ้าผ่าโดยตรงที่เข้ามาโดยตรงจากสายล่อฟ้าของผู้ใช้หรือบุกรุกโดยตรงจากสายกระจายหลักของผู้ใช้

ในกรณีนี้ แอมพลิจูดของพัลส์กระแสฟ้าผ่ามีขนาดใหญ่มาก ดังนั้นความเสียหายของมันก็ยิ่งใหญ่เช่นกัน และก็เป็นเช่นนั้น

มันอาจทำให้ฉนวนของอุปกรณ์ของผู้ใช้เสียหายและทำให้อุปกรณ์ไหม้ได้ แต่ความถี่ของฟ้าผ่าโดยตรงนั้นไม่สูง ด้วยเหตุนี้ IEC (International Electrotechnical Commission) จึงกำหนดว่ารูปคลื่นของฟ้าผ่าโดยตรงควรเป็น 10 μs สำหรับเวลาที่มาถึงของหัวคลื่น และ 350 μs สำหรับเวลาที่ขยายไปถึงหางคลื่น (แอมพลิจูดสูงของฟ้าผ่า คลื่นปัจจุบันสลายไปครึ่งหนึ่ง) รูปคลื่นมาตรฐานที่กำหนดโดยสถิติ IEC (International Electrotechnical Commission) คือ 10/350μs

ฟ้าผ่าเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นใกล้กับผู้ใช้

สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสฟ้าผ่าจะถูกประกอบเข้ากับส่วนลูปของวงจรในอุปกรณ์เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าเกินเนื่องจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสที่ไหลเรียกว่ากระแสฟ้าผ่าเหนี่ยวนำ และความเสียหายที่เกิดจากกระแสเหนี่ยวนำประเภทนี้มีเพียงประมาณ 1/10 เมื่อเทียบกับฟ้าผ่าโดยตรงเนื่องจากมีพลังงานเพียงเล็กน้อย ถึงกระนั้นก็ไม่ควรประมาทเนื่องจากมีความถี่ในการเกิดสูงและมีอิทธิพลในวงกว้าง รูปคลื่นของกระแสฟ้าผ่าเหนี่ยวนำจะแตกต่างจากรูปคลื่นของฟ้าผ่าโดยตรง ซึ่งตั้งค่าไว้ที่ 8/20μs ความแตกต่างระหว่างรูปคลื่นนี้กับฟ้าผ่าโดยตรงคือเวลาที่คลื่นมาถึงนั้นอยู่ใกล้กัน แต่การลดทอนนั้นค่อนข้างเร็วเพียง 20μs เท่านั้น

อุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ถูกฟ้าผ่า

หากอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ถูกฟ้าผ่าโดยรวม ควรพิจารณาเป็นสองส่วน

ส่วนหนึ่งคือส่วนอุปกรณ์ปลายทาง (วงจรเรียงกระแส อินเวอร์เตอร์ หม้อแปลงไฟฟ้า ฯลฯ)

ส่วนที่สองคือส่วนปัจจุบันของอาร์เรย์เซลล์แสงอาทิตย์ส่วนหน้า

อุปกรณ์ด้านท้ายได้รับความเสียหายน้อยที่สุดเนื่องจากพลังงานกระแสฟ้าผ่าต่ำ โดยทั่วไป รูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าเกินจะถูกตั้งค่าเป็น 1.2/50μs และรูปคลื่นกระแสเกินจะถูกตั้งค่าเป็น 8/20μs