ไฟกระชาก AC ทำลายระบบออนกริดได้ยังไง
ก่อนจะเลือก SPD ต้องเข้าใจก่อนว่าภัยที่ป้องกันอยู่นั้นหน้าตาเป็นอย่างไร เพราะ SPD ที่เลือกผิด Type คือแทบไม่ได้ป้องกันอะไรเลย
Transient overvoltage คืออะไร และมาจากไหน
Transient voltage spike คือแรงดันที่พุ่งสูงเกินปกติในช่วงเวลาสั้นมาก ตั้งแต่ระดับไมโครวินาทีไปจนถึงไม่กี่มิลลิวินาที แล้วหายไป แรงดันปกติ 220V อาจพุ่งเป็นหลายพันโวลต์ชั่วขณะโดยที่มิเตอร์ไฟฟ้าทั่วไปจับไม่ได้เลย
แหล่งที่มาหลักมีสามทาง: ฟ้าผ่าในรัศมีใกล้เคียง (ไม่ต้องผ่าตรงบ้าน แค่ผ่าในรัศมีไม่กี่กิโลเมตรก็เหนี่ยวนำเข้าสายไฟได้), การสับสวิตช์โหลดหนักในระบบการไฟฟ้า เช่น ตัดต่อสายส่งหรือ capacitor bank switching, และการสตาร์ทมอเตอร์ขนาดใหญ่ในโรงงานใกล้เคียงที่ต่อกับสายเดียวกัน ต่างจากไฟตกไฟเกินที่เบรกเกอร์จัดการได้ เพราะเบรกเกอร์ตอบสนองเป็นมิลลิวินาที แต่ transient หายไปก่อนหน้านั้นแล้ว
ทำไมอินเวอร์เตอร์ถึงเสี่ยงกว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าทั่วไป
อินเวอร์เตอร์ออนกริดมีวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดมาก ทั้ง IGBT, MOSFET, และ DSP controller ที่ควบคุมการซิงค์เฟสกับกริด ความทนทานต่อแรงดันเกินของชิปพวกนี้อยู่ในช่วงแคบมาก เกินเพียงเล็กน้อยก็เสียหายได้ทันที ต่างจากมอเตอร์หรือฮีตเตอร์ที่มีความเฉื่อยทางกายภาพรับแรงกระชากได้มากกว่า
ที่น่ากลัวกว่าคือความเสียหายมักไม่เกิดทันที แต่สะสมไปเรื่อยๆ อินเวอร์เตอร์อาจทำงานปกติสักพักแล้วค่อย error หรือตายเงียบๆ ทีหลัง ทำให้หาสาเหตุยาก และมักพ้นระยะรับประกันไปแล้วเมื่อถึงเวลาเสีย ระบบที่ไม่มี SPD ac ออนกริด ป้องกันจึงเหมือนทิ้งอินเวอร์เตอร์ไว้กลางสนามโล่ง
SPD Type 1, Type 2, Type 3 ต่างกันยังไง เลือกให้ถูก Type ก่อน
SPD แบ่งตาม IEC 61643 เป็น 3 Type ตามตำแหน่งติดตั้งและระดับพลังงานที่รับได้ ระบบออนกริดบ้านส่วนใหญ่ต้องการ Type ที่ต่างจากระบบอุตสาหกรรม เลือกผิด Type คือเลือกผิดตั้งแต่ต้น
Type 1 — สำหรับหน้าตู้ MDB ที่รับสายจากการไฟฟ้าโดยตรง
Type 1 (Class I) ออกแบบมารับพลังงานจากฟ้าผ่าโดยตรงหรือกึ่งตรง ค่า Iimp สูงมาก ราคาก็สูงตาม ติดตั้งที่ main distribution board ก่อนเบรกเกอร์หลัก ใช้คู่กับระบบสายล่อฟ้าที่ติดตั้งถูกต้อง
ระบบออนกริดบ้านทั่วไปที่ไม่มีสายล่อฟ้าโดยตรง ส่วนใหญ่ ไม่จำเป็นต้องใช้ Type 1 เพราะพลังงานฟ้าผ่าโดยตรงจะไม่วิ่งเข้ามาทางสายไฟในลักษณะนั้น ซื้อมาก็แพงโดยไม่จำเป็น
Type 2 — ตัวหลักที่ระบบออนกริดบ้านต้องมี
Type 2 (Class II) คือตัวที่ระบบออนกริดบ้านต้องการ ป้องกัน transient ที่เดินทางเข้ามาทางสายไฟจากระบบการไฟฟ้า ติดตั้งที่ตู้ไฟย่อยหรือก่อนอินเวอร์เตอร์ ค่า In (nominal discharge current) มักอยู่ที่ 20-40 kA ซึ่งเพียงพอรับมือกับ transient จากฟ้าผ่าในรัศมีใกล้เคียงและ switching surge จากระบบการไฟฟ้า
นี่คือ SPD ขั้นต่ำที่ต้องมีก่อนอินเวอร์เตอร์ทุกตัว ไม่ว่าระบบจะขนาดเล็กแค่ไหน
Lumira SPD AC 2P — ยี่ห้อน่าเชื่อถือ rating 4.9 sold 12 ตัว ตรงกับข้อแนะนำของบทความในการเลือก SPD ที่มี status indicator และมาตรฐาน
ดูสินค้าType 3 — ป้องกันชั้นสุดท้ายใกล้อุปกรณ์
Type 3 ป้องกัน residual transient ที่รอดผ่าน Type 2 มาได้ ค่า Uc ต่ำกว่า ติดตั้งใกล้อุปกรณ์ที่ต้องการปกป้องเพิ่มเติม ใช้คู่กับ Type 2 เสมอ ไม่ใช่แทนกัน
ในระบบออนกริดบ้านทั่วไป Type 2 ตัวเดียวที่ติดตั้งใกล้อินเวอร์เตอร์ถือว่าพอสำหรับการป้องกันพื้นฐาน Type 3 พิจารณาเพิ่มได้ถ้าต้องการความมั่นใจสูงสุดหรืออินเวอร์เตอร์ราคาแพงมาก รู้จัก Type แต่ละตัวแล้ว ขั้นต่อไปคือเลือกตัวเลข kA ให้ถูก
เลือก kA เท่าไรถึงพอ — แดด-กริด-ฟ้า 3 แกนตัดสินใจ
หลังรู้ว่าต้องใช้ Type ไหน คำถามต่อมาที่คนสับสนมากที่สุดคือค่า kA ต้องเลือกเท่าไร ตัวเลขบนกล่อง 20 kA, 40 kA, 65 kA ต่างกันอย่างไรในทางปฏิบัติ และระบบออนกริดบ้านขนาดเล็กต้องการเท่าไรจริงๆ
ไล่ตาม แดด-กริด-ฟ้า ทีละจังหวะ จังหวะที่ห้ามข้าม
ขนาดระบบและตำแหน่งติดตั้ง — กำหนด kA ขั้นต่ำ
ระบบออนกริดบ้านขนาด 3-10 kWp ที่ต่อเข้ากริดการไฟฟ้าปกติ SPD Type 2 ค่า In 20 kA ขึ้นไปถือเป็นขั้นต่ำที่ยอมรับได้ตามมาตรฐาน IEC 61643-11 ตัวเลขนี้รองรับ transient ที่มาจาก switching surge และฟ้าผ่าในรัศมีไกลได้
ตำแหน่งติดตั้งสำคัญพอๆ กับขนาด SPD ที่ติดในตู้ย่อยก่อนอินเวอร์เตอร์โดยตรงป้องกันได้ดีกว่า SPD ที่ติดที่ตู้ MDB หลักแล้วมีสายยาวมาถึงอินเวอร์เตอร์อีกหลายเมตร ระยะสายระหว่าง SPD กับอินเวอร์เตอร์ไม่ควรเกิน 10 เมตร เพราะสายยาวเหนี่ยวนำแรงดันเพิ่มได้อีก
Schneider iPF K 20 แท้ — SPD AC Type 2 ระบุ 20kA ตรงกับเกณฑ์ขั้นต่ำที่บทความแนะนำสำหรับพื้นที่ปกติ เหมาะสำหรับตู้ย่อยก่อนอินเวอร์เตอร์ออนกริด
ดูสินค้าค่า Uc (แรงดันป้องกันต่อเนื่อง) สำคัญไม่แพ้ kA
Uc คือแรงดันสูงสุดที่ SPD ทนได้ต่อเนื่องโดยไม่ conduct ถ้า Uc ต่ำกว่าแรงดันระบบ AC ที่ใช้งานจริง SPD จะ conduct ตลอดเวลา ร้อน เสียเร็ว และไม่ได้ป้องกันอะไร
สำหรับระบบ 220V/230V ค่า Uc ขั้นต่ำต้องอยู่ที่ 275V ขึ้นไป ยิ่งสูงยิ่งปลอดภัยในกรณีไฟเกินชั่วคราว นี่คือจุดที่ของถูกมักตัดออก ตัวเลข kA หน้ากล่องสูงสวย แต่ Uc ต่ำกว่าเกณฑ์ ซื้อมาแล้วเสียเร็วกว่าที่ฟ้าผ่าจะมาถึงด้วยซ้ำ
ความเสี่ยงฟ้าผ่าในพื้นที่ — ตัดสินว่าต้องการ 20 หรือ 40 kA
จังหวะสุดท้ายของ แดด-กริด-ฟ้า คือประเมินพื้นที่ตัวเอง พื้นที่ราบในเมืองที่ฟ้าผ่าไม่บ่อย 20 kA พอ แต่ถ้าระบบอยู่ในภาคเหนือ ภาคอีสาน หรือพื้นที่สูงที่ฟ้าผ่าถี่ช่วงฤดูฝน ให้เลือก 40 kA เพื่อความปลอดภัย
ต้นทุนต่างกันไม่มาก แต่อินเวอร์เตอร์เสียหายจากการเลือก kA ต่ำเกินไปแพงกว่าหลายเท่า
SPD AC 2P 385V 40kA SUP1-40 — ระบุ 40kA เหมาะสำหรับพื้นที่ฟ้าผ่าบ่อยตามเกณฑ์ที่บทความแนะนำ ราคาต่ำสำหรับระบบที่ต้องการป้องกันสูง
ดูสินค้าSuntree SPD AC 4P 385V Type 1+Type 2 — ครอบคลุมทั้ง Type 1 และ Type 2 ในตัวเดียว เหมาะสำหรับระบบที่ต้องการป้องกันหลายชั้นตามที่บทความอธิบาย
ดูสินค้าดูเพิ่มที่: กันฟ้าผ่า โซล่าเซลล์
ของที่ควรเลือกและสิ่งที่ต้องระวังก่อนสั่ง
ตลาด SPD มีทั้งของมาตรฐานและของที่ตีตัวเลข kA สูงๆ แต่ไม่มีการรับรองจริง รู้จักสัญญาณเตือนก่อนจ่ายเงิน
สัญญาณของ SPD ที่ไม่ควรซื้อ
SPD ราคาถูกผิดปกติบน marketplace มักมีปัญหาที่จับได้จากหน้าร้านก่อนกดสั่ง ดูสี่จุดนี้ก่อนเสมอ:
- ไม่มีเครื่องหมาย IEC หรือ CE ที่ตรวจสอบได้จริง (มีแค่สติ๊กเกอร์ปริ้นมาแปะ)
- ไม่มี status indicator หน้าต่างแสดงสถานะ — ถ้า SPD เสียแล้วจะรู้ได้ยังไงว่าไม่ได้ป้องกันอะไรอยู่
- ไม่ระบุค่า Uc บนตัวสินค้าหรือในรายละเอียดสินค้า
- ราคาต่ำกว่าตลาดมากผิดปกติสำหรับค่า kA ที่อ้าง เช่น 40 kA ราคาหลักสิบบาท
ของที่มี status indicator และระบุ Uc ชัดเจนมักมาจากแบรนด์ที่รับผิดชอบสเปกตัวเอง ต่างจากของที่ตีตัวเลขสูงแล้วไม่มีข้อมูลอื่นเลย
SPD AC 2P ระบุ 20kA In และ 40kA Imax ที่ 385V — ครอบคลุมช่วงที่บทความแนะนำ ราคาถูกเหมาะสำหรับระบบออนกริดขนาดเล็ก
ดูสินค้าCT Electric SPD AC 1P 20kA — ยี่ห้อไทย rating 4.91 sold 6 ตัว ระบุป้องกันฟ้าผ่าทางตรงและอ้อม ตรงกับปัญหา transient ที่บทความเตือน
ดูสินค้าควรให้ช่างไฟที่มีใบอนุญาตติดตั้ง ไม่ใช่ทำเอง
งานต่อ SPD เข้าตู้ MDB หรือตู้ไฟย่อยที่ต่อกับระบบการไฟฟ้าคืองานไฟฟ้าแรงดันต่ำที่ต้องทำโดยช่างไฟที่มีใบอนุญาตตาม พ.ร.บ. ควบคุมการประกอบวิชาชีพวิศวกรรม ไม่ใช่งาน DIY แม้ SPD จะดูเหมือนแค่เสียบเข้ารางแล้วจบ
ระบบออนกริดต้องผ่านการขออนุญาตการไฟฟ้าก่อนขนานไฟอยู่แล้ว การติดตั้ง SPD ควรทำพร้อมกันในขั้นตอนนั้น ให้ช่างที่รู้ระบบเป็นคนจัดการ earth ground ให้ถูกต้องด้วย เพราะ SPD ที่ไม่มี earth ที่ดีคือ SPD ที่ป้องกันได้ไม่จริง ประหยัดค่าแรงช่างแล้วเสียอินเวอร์เตอร์ใหม่ไม่คุ้มกันเลย
