การพัฒนาระบบระบุตำแหน่งฟ้าผ่าด้วยวิธีเสาอากาศแบบลูปกากบาทหลายอัน

Abstract

งานวิจัยชิ้นนี้ได้ทำการศึกษาหาระยะห่างที่เหมาะสมในการตั้งเสาอากาศแบบบ่วงเพื่อให้ได้ตามเงื่อนไขมาตรฐาน IEC 62858 Ed.1 โดยการพิจารณาประสิทธิภาพการตรวจจับฟ้าผ่าและความแม่นยำในการระบุตำแหน่งฟ้าผ่า ซึ่งประสิทธิภาพการตรวจจับฟ้าผ่าของเสาอากาศแบบบ่วงจะอยู่ในรูปของฟังก์ชันขนาดกระแส ระยะทาง และทิศทางที่เกิดฟ้าผ่า โดยฟ้าผ่ามีขนาดกระแสตั้งแต่ 5 kA - 300kA เนื่องจากประสิทธิภาพการตรวจจับฟ้าผ่าทั้งระบบคือเหตุการณ์ที่ระบบระบุตำแหน่งฟ้าผ่าสามารถหาตำแหน่งฟ้าผ่าได้ เพราะฉะนั้นประสิทธิภาพการตรวจจับจึงคำนึงถึงระเบียบวิธีที่ใช้ในการระบุตำแหน่งฟ้าผ่า สำหรับความแม่นยำในการระบุตำแหน่งฟ้าผ่า จะกำหนดตำแหน่งฟ้าผ่าและขนาดกระแสเท่ากับ 31 kA และใช้หลักการ MDF และ TOA ในการหาตำแหน่งฟ้าผ่าที่เหมาะสม โดยค่าความผิดพลาดในการระบุตำแหน่งฟ้าผ่าคือ ระยะห่างระหว่างจุดที่เกิดฟ้าผ่ากับจุดที่ได้มากจากการคำนวณหาตำแหน่งฟ้าผ่าที่เหมาะสม โดยจะพิจารณาถึงจำนวนเสาอากาศแบบบ่วงในระบบระบุตำแหน่งฟ้าผ่าตั้งแต่ 2 ตัว จนถึง 4 ตัว และพัฒนาซอฟท์แวร์ที่ใช้ในการจำลองจากโปรแกรม MATLAB 20121a จากการศึกษาพบว่าวิธี MDF นั้นใช้เสาอากาศแบบบ่วงเพียงแค่ 2 ตัวจึงทำให้มีประสิทธิภาพการตรวจจับฟ้าผ่ามากกว่าวิธี TOA ซึ่งใช้ 4 ตัว แต่อย่างไรก็ตามวิธี TOA จะให้ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งฟ้าผ่าที่ดีกว่า MDF เนื่องจากความคลาดเคลื่อนทางเวลานั้นมีค่าน้อยกว่าความคลาดเคลื่อนเนื่องมาจากมุมอะสิมัท และยังพบว่าระยะห่างระหว่างเสาอากาศที่น้อยที่สุดคือ 200 กิโลเมตร และมากที่สุด424.26 กิโลเมตร เพราะว่าจะทำให้ทำให้ประสิทธิภาพการตรวจจับและความแม่นยำเป็นไปตามเงื่อนไข สำหรับระบบการกำหนดตำแหน่งและขนาดกระแสฟ้าผ่า ให้ครอบคลุมประเทศไทยอย่างเหมาะสม และมีความแม่นยำ ควรใช้สถานีเพือติดตั้งเสาอากาศแบบบ่วงจำนวนทั้งสิ้น 12 จุด