energy-news


ฟ้าผ่าเกิดขึ้นได้อย่างไร

ฟ้าผ่าเกิดขึ้นเนื่องจากมีการถ่ายเทประจุไฟฟ้าระหว่างกันของก้อนเมฆกับพื้นดิน เกิดเป็นลำฟ้าผ่าซึ่งอาจเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวหรือหลายครั้งก็ได้ ซึ่งผลที่เกิดขึ้นนั้นจะทำให้เกิดกระแสและแรงดันที่มีขนาดสูงมาก ดังนั้นไม่ว่าจะเป็นสิ่งใดที่อยู่ตามแนวสายฟ้าผ่า ก็จะเกิดความร้อนในปริมาณที่สูงจนเกิดไฟลุกไหม้ได้ การป้องกันฟ้าผ่า แม้จะทำตามมาตรฐานการติดตั้งทุกอย่าง ก็ไม่สามารถประกันได้ว่าจะป้องกันสิ่งปลูกสร้าง ชีวิตและทรัพย์สินต่างๆ ได้อย่างสมบูรณ์ แต่จะลดความเสี่ยงต่อความเสียหายจากการเกิดฟ้าผ่าได้ ขอทำความเข้าใจอีกนิด เกี่ยวกับการป้องกันฟ้าผ่าไม่ได้ หมายถึง การป้องกันไม่ให้เกิดหรือห้ามไม่ให้ฟ้าผ่าลงมา แต่เป็นการทำให้ฟ้าผ่าลงมาในสิ่งที่เรากำหนด ไม่ให้ไปผ่าลงในสิ่งที่เรารักษาไว้นั่นเอง หากเกิดฟ้าฝ่าสิ่งที่เราควรกระทำมากที่สุดคือ อย่าให้เราเป็นจุดเด่นในที่โล่ง เพราะฟ้าฝ่าจะวิ่งมาที่เรา

ส่วนการคิดที่จะหลบอยู่ใกล้ต้นไม้ใหญ่ก็ไม่ถูกต้องนัก เนื่องจากเมื่อมีฟ้าฝ่าเกิดขึ้นมันจะวิ่งไปที่ต้นไม้และกระจายไปสู่พื้นดินรอบๆต้นไม้นั้นเอง ดังนั้นถ้าเราไปอยู่ใกล้ต้นไม้นั้นเราก็สามารถได้รับอันตรายได้เช่นกัน ทางที่ดีที่สุดคือพยายามที่จะรักษาตัวเราให้ต่ำที่สุดและหาที่ป้องกัน เช่นหลบอยู่ในรถยนต์ เป็นต้น ต่างทางที่ดีที่สุดคือไม่ออกไปไหนช่วงเวลามีพายุฝน พูดง่ายๆก็คืออยู่บ้าน ปลอดภัยไม่โดนฟ้าฝ่า แถมยังไม่เปียกฝนให้เสี่ยงกับการเป็นหวัดด้วย

ฟ้าผ่าเกิดขึ้นได้อย่างไร

1. เริ่มก่อตัวของประจุไฟฟ้าทั้งประจุบวก (P) และประจุลบ (N) ภายในก้อนเมฆฟ้าผ่า
2. การถ่ายเทประจุบวกและลบภายในก้อนเมฆชั้นต่างๆ โดยชั้นที่ ไม่เกิดความแปรปรวนจะแสดงศักย์ไฟฟ้าเป็นบวก และชั้นที่อยู่ต่ำ เกิดความแปรปรวนจะแสดงศักย์ไฟฟ้าเป็นลบและเคลื่อนตัวต่ำลง ตามแรงดึงดูดของโลก
3. ที่ฐานก้อนเมฆแสดงศักย์ไฟฟ้าเป็นลบเคลื่อน ตัวต่ำลงสู่พื้นดินที่มีศักย์ไฟ

 

4. เมื่อก้อนเมฆเคลื่อนตัวลงต่ำทำให้ความต่างศักย์ระหว่างก้อนเมฆ กับพื้นดินเพิ่มสูงขึ้น
5. เกิด step leader ขึ้น มีศักย์ไฟฟ้าเป็นลบ เคลื่อนที่ลงสู่พื้นดินที่มีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวก
6. เกิด upward streamers ขึ้น มีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกเคลื่อนที่ เข้าหา step leader ที่มีศักย์

 

7. step leader เคลื่อนที่ชนกับ upward streamers เกิด lightning channel current ขึ้นและกระแสจะเริ่มไหล
8. ประจุบวกที่พื้นดินซึ่งมีจำนวนมากเคลื่อนที่ขึ้นสู่ก้อนเมฆที่มีประจุ บวกน้อยกว่าเรียกกระบวนการนี้ว่า return stroke ซึ่งจะมี กระแสไหล
9. ศักย์ไฟฟ้าบริเวณฐานก้อนเมฆพยายามถ่าย ประจุ เพื่อกลับสู่สภาวะสมดุลเรียกกระบวนการ นี้ว่า J & K phenomena

 

10. ศักย์ไฟฟ้าลบที่อยู่สูงกว่า ส่งถ่ายประจุลบมายัง ฐานก้อนเมฆ ซึ่งแสดงศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกมากกว่า เกิดเป็นลำแสงเรียกว่า Dart leader ถ้าการส่งถ่ายยังเหลือศักย์ไฟฟ้าลบอยู่บริเวณฐานก้อน เมฆมีปริมาณมากเมื่อเทียบกับพื้นดินจะทำให้เกิด ฟ้าผ่าซ้ำได้
จากรูปจะพบว่าขั้นตอนที่ 8 จะมีกระแสฟ้าผ่าไหลสูงสุดซึ่งเหมาะสมที่จะวัดค่ากระแสและนำมากำหนดค่าความต้านทาน ระหว่างแท่งกราวด์กับ remote earth เพื่อใช้ในการออกแบบระบบกราวด์ของระบบ