สายไฟเบอร์ออฟติก (fiber optic cable) มีวิธีการป้องกันจากการโดนฟ้าผ่าอย่างไร

20 October 2021 740

สายไฟเบอร์ออฟติกมีวิธีการป้องกันจากการโดนฟ้าผ่าอย่างไร

ฟ้าผ่าส่งผลกระทบเป็นอย่างมากกับเสาส่งสัญญาณหรือสายส่งสัญญาณต่าง ๆ เพราะจะส่งผลกระทบต่อช่องสัญญาณไฟเบอร์ DWDM และหากมีกระแสไฟฟ้าที่ผ่านั้นสูงก็อาจจะทำให้เกิดไฟไหม้ได้อีกด้วย เนื่องจากสายไฟเบอร์ออฟติกส่วนใหญ่ที่ใช้จะมีแกนที่ห่อหุ้มออปติคัลได้ แต่ก็ยังได้รับความเสียหายอยู่ดี ดังนั้นควรสร้างระบบการป้องกันสายไฟเบอร์ออฟติกจากการโดนฟ้าผ่า

Figure 1 Construction of An Armored Optical Cable.png

วิธีป้องกัน

วิธีการป้องกันมีหลัก ๆ อยู่ 2 วิธีด้วยกันคือ การต่อสายดินระดับกลาง (intermediate grounding) และการต่อสายดินขั้วของอาคาร (terminal grounding) ซึ่งทั้ง 2 วิธีนี้ใช้สำหรับการเชื่อมโยงสายเคเบิลแบบออปติคัลทั้งในมาตรฐานในประเทศและต่างประเทศ มีทั้งการเชื่อมต่อไฟฟ้าอย่างเต็มรูปแบบที่ต่อกราวด์ในห้องเครื่องและฉนวนชิ้นส่วนโลหะของสายเคเบิลออปติคัลแต่ละอันที่ข้อต่อและทำให้สายเคเบิลเข้าสู่ห้องอุปกรณ์

การต่อสายดินระดับกลาง (Intermediate Grounding)

การต่อสายรูปแบบนี้ได้รับการออกแบบมาเป็นหลักสำหรับสาย burial fiber และสาย aerial fiber โดยสามารถวางสายโดยตรงด้วยสายป้องกันฟ้าผ่าตามสภาพต้านทานของดินและต่อสาย aerial fiber กับเสากราวด์เพื่อแขวน

การต่อสาย Burial Fiber Cables

สายไฟเบอร์ออฟติกจะเป็นตัวนำไฟฟ้าได้ดี ถ้าฟ้าผ่าถึงพื้นก็จะเป็นไอออนเพื่อสร้างให้เป็นตัวนำ ยิ่งตรงที่พื้นเปียกจะเป็นที่ที่มีกระแสไฟฟ้ามาก ยิ่งจะทำให้ฟ้าผ่าตรงนั้น ซึ่งในแต่ละที่ก็จะต้องมีการป้องกันที่ต่างกัน โดยมีตารางวัดความต้านทานของการป้องกันดังนี้

Soil Resistivity (Ω·m)	Direct Burial Fiber Cables	Field Silicon Core Plastic Pipe	Note
	No need of lightning protection wires	No need of lightning protection wires	/
100~500	Set 1 lightning protection wire	Set 1 lightning protection wire	Continuous laying length should not be less than 2 km
>500	Set 2 lightning protection wires	Set 1 lightning protection wire	Continuous laying length should not be less than 2 km

การต่อสาย Aerial Fiber Cable

ในต่างจังหวัดถิ่นทุรกันดานหรือบนยอดเขานั้นมีความเสี่ยงที่จะเกิดฟ้าผ่ามากกว่าในเมือง ซึ่งสาย Aerial Fiber นั้นเหมาะสำหรับการใช้ในสถานที่แบบนี้ สาย Aerial Fiber แบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือการต่อสายดินแบบขั้วและการต่อสายดินแบบแขวน

ในการต่อสายดินลงที่เสาจะต้องมีสายป้องกันฟ้าผ่าทุก ๆ 250 เมตร หากความยาวของเสาเกิน 12 เมตรหรือความลึกเสามากกว่า 1 เมตร จะต้องมีลวดป้องกันฟ้าผ่า ควรติดตั้งสายป้องกันฟ้าผ่าโดยมีระยะห่างคงที่ 50 มม. เมื่อตั้งเสาไว้ที่ทางแยกของสายส่งไฟฟ้าแรงสูง

ส่วนต่อขยายใต้ดินของสายป้องกันฟ้าผ่าควรฝังไว้ต่ำกว่า 700 มม. บนพื้น ซึ่งจะมีตารางความยาวของส่วนขยายและความต้านทานของสายไฟให้ดูดังนี้

Soil Texture	Lightning Protection Wire Requirements for General Poles		Wire Requirements for Poles Set at the Junction of High Voltage Power Transmission Lines
	resistance (Ω)	extension (m)	resistance (Ω)	extension (m)
Boggy Soil	80	1.0	25	2
Black Soil	80	1.0	25	3
Clay	100	1.5	25	4
Gravel Soil	150	2	25	5
Sandy Soil	200	5	25	9

ในการต่อลงกราวด์ของลวดแขวน ลวดแขวนจะต่อสายดินผ่านสายป้องกันฟ้าผ่าในดินเสาทุกๆ 300-500 เมตร และฉนวนไฟฟ้าจะถูกเพิ่มทุกๆ 1 กม. หรือมากกว่านั้นสำหรับการตัดการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า มีค่าขนาดและสายตามตารางด้านล่าง

Soil Texture	Common Soil	Gravel Soil	Clay	Chisley Soil
Electrical Resistivity (Ω.m)	≤100	101~300	301~500	>500
Resistance of the Suspension Wires	≤20	≤30	≤35	≤45
Resistance of the Lightning Protection Wires	≤80	≤100	≤150	≤200

การต่อสายดินขั้วของอาคาร (terminal grounding)

การต่อแบบนี้เป็นอุปกรณ์ปลายทางของสายเคเบิลออปติคัลควรต่อสายดินทั้งหมด ซึ่งจะมีการต่อที่คล้ายกันกับการต่อสายดินทั่ว ๆ ไป ภาพตัวอย่างการต่อสายดินขั้วของอาคาร (terminal grounding) โดยใช้ ODF

Figure 2 Lightning Protection System of Terminal Grounding.png

การต่อสายออปติคัลส่วนประกอบของสายควรเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าแรงสูงด้วยสายกราวด์ทองแดงซึ่งมีพื้นที่หน้าตัดไม่น้อยกว่า 6 ตารางมิลลิเมตรจากนั้นก็ใช้สายเคเบิลทองแดงแบบหลายเกลียวที่มีพื้นที่หน้าตัดไม่น้อยกว่า 35 ตารางมิลลิเมตร เพื่อต่ออุปกรณ์กราวด์และขยายไปยังระบบกราวด์ที่มีอยู่ในห้องเครื่อง ซึ่งพื้นที่ของสายทองแดงต้องมีหน้าตัดไม่น้อยกว่า 16 ตารางมิลลิเมตร เพื่อขยายระบบ

ขอขอบคุณ

ที่มา : https://community.fs.com/blog/how-to-build-lightning-protection-system-for-fiber-optic-cables.html

แปลภาษาและแก้ไขโดย : PBA Supply