Bảo vệ chống sét | An toàn điện | Trường Cao Đẳng Kỹ Nghệ II

Bảo vệ chống sét môn An toàn điện của Trường Cao Đẳng Kỹ Nghệ II. Hi vọng tài liệu này sẽ giúp các bạn học tốt, ôn tập hiệu quả, đạt kết quả cao trong các bài thi, bài kiểm tra sắp tới. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài viết dưới đây nhé.

lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD| 40651217
B LAO ĐỘNG, THƯƠNG BÌNH VÀ XÃ HỘI
TRƯỜNG CAO ĐẲNG K NGH II
CÔNG TY TNHH DCH V AN TOÀN LAO ĐỘNG VN
CAO ĐẲNG
BO H LAO ĐỘNG (HSE)
lOMoARcPSD|40651217
MÔN: AN TOÀN ĐIỆN
BÀI 7 : BO V CHNG SÉT
Bài 1: Đại cương về h thng in công nghip
Bài 2: Các khái nim v An toàn in
Bài 3: Tác hi ca dòng iện lên cơ thể ngưi
Bài 4: Phân tích an toàn trong các mng in
lOMoARcPSD|40651217
Bài 5: Các bin pháp phòng tai nn in
Bài 6: Các yêu cu an toàn i vi thiết b in
Bài 7: Bo v chng sét
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
Mc tiêu:
+ Nm ược hu qu ca sét ánh
+ Các k thut, bin pháp chng sét
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
1. Văn hóa Nhật Bn
Raijin v thn sm chớp trong tín ngưỡng dân gian
Thn o Nht Bn.
Quan nim dân gian cho rng Sugawara no Michizane,
mt quý tc, hc gi, thi nhân mt chính tr gia
thi Heian sau khi chết ã hóa thân thành v thn sm
chp ng nơi trời cao.
Raijin ưc t vi cái u mc sng trâu, mt qu,
mình qun kh da hổ, sau lưng dàn trng Taiko vi
"âm thanh 4D" phát ra sm chp khi gõ.
Trong thn thoi Hy Lp, v thn nm gi quyền năng sm sét không ai khác
chính là Zeus.
lOMoARcPSD|40651217
Ông cùng vi Hades Poseidon ã lt Cronus giành quyn cai tr Olympus.
Điu này dn ến cuc chiến gia các v thn tr tui và thế h Titan già ci.
Để giành thng li, Zeus ã nh các Cyclop
rèn cho mình i tầm sét ó cũng thứ
khí c quyn hùng mnh nht ca v thn ti
cao này.
1. Hin tưng sét
3. Văn hóa Trung Quốc
Theo truyn thuyết ca Trung Quc,
người nm gi sc mnh sm chp trong các
cơn mưa là Lôi Công và Điện Mu.
lOMoARcPSD|40651217
Lôi Công trước khi vào Bng Phong Thn tên là Lôi Chn T, con nuôi ca
Tây Bá Cơ Xương.
Sau khi hc phép thuật thành tài, ông cùng Khương Tử Nha phò tr Chu
Vương ánh bi Tr
Vương.
lOMoARcPSD|40651217
1. Hin tưng sét
3. Văn hóa Việt Nam
“Làm thế nào tránh ược lưỡi búa ca Thiên
Lôi?” Táo Quân áp: “Tối nay anh ng có i âu
c, Thiên Lôi xung thế nào cũng phải ng
trên nóc chòi.
Vy giá mt th c nhn t trên nóc
làm cho Thiên Lôi trượt ngã thì hay nht. Lúc
ó ch có vic cho hắn ăn òn”.
lOMoARcPSD|40651217
ng Bo nghe li, c theo cách y tr
Thiên Lôi. Bèn lấy rau mùng tơi giã ra lấy
c ri hòa vi du vng thành mt th
c nhn sn sệt như m.
Qu nhiên êm hôm y Thiên Lôi cùng vi
thần Mưa thần Gió m m lao xung. Va t
chân lên nóc lều Cường Bo, Thiên Lôi
tình gim phi th ớc trơn, trượt chân ngã lăn oạch xung t.
lOMoARcPSD|40651217
1. Hin tưng sét Sét thc cht là s phóng in
Theo thông tin ca Hc vin k thut Franklin (Mỹ), năm 1752, Benjamin (46
tui) con trai William (21 tui) cùng nhau thc hin mt thí nghim chng
minh nhng gi thuyết v tính cht ca sét: sét thc cht là s phóng in.
Ông th mt con diu lên tri, u trên
gn mt thanh st nh hút sét ( óng vai
trò như cột thu lôi). Con diều ược ct vào
mt si dây kh năng dẫn in, phía
cui si dây gn thêm mt chiếc chìa
khóa.
lOMoARcPSD|40651217
1. Hin tưng sét S hình thành tĩnh in ca ám mây
lOMoARcPSD|40651217
Không khí lnh có các tinh th c á.
Không khí m có nhng giọt nước.
Khi chúng gp nhau, không khí m áp
bay lên.
Khi ó các giọt nước tinh th va p vi
nhau.
S c xát này to ra các iện tích tĩnh
trong các ám mây.
lOMoARcPSD|40651217
trong ám mây nm trên cùng.
Các in tích âm, hoc âm, nm i cùng.
Khi in tích áy mnh, ám mây s gii phóng
năng lượng.
Bn cht : Phóng in trong không khí do tĩnh iện .
Điu kin :
"tr".
lOMoARcPSD|40651217
+ Các bn cc tích in trái du + , -
+ Cường trường E E
gh
(20 30Kv / cm)
Quá trình hình thành :
+ Mây giông
+ I
sét
= 200 kA - vài trăm
+ Nhit vài chc ngàn .
lOMoARcPSD|40651217
1. Hin tưng sét ng iện trường ca ám mây
Các o lường iện trường n trong mt ám mây
dông trưc khi phóng in cao 4 km (12,900
feet) là 3400 vôn / cm.
Trường cc i trung bình cho 9 ám mây dông khác
nhau là 1300 vôn / cm.
Cần lưu ý rằng các iện trường mạnh thường ch xy
ra bên trong ám mây và cao tương ương với
mức óng băng.
Các iện trường o lường bên trong mt ám mây n
nh không kết ta nh n 10 vôn / cm
lOMoARcPSD|40651217
1. Hin tưng sét Tình hình Sét Vit Nam
Vit Nam có th có ti 2 triu cú sét ánh xung t trong vòng
một năm.
Theo s liu thống chưa y ca Vin Vật Đa cu
thc hiện năm 2004, c c 820 v sét ánh trong
10 năm trở li ây gây thit hi nhiu t ng, làm gián
on dch v vin thông, in lc...
Ti mt s khu vực như Cổ Dũng (Hải Dương), Sơn Lc
(Hà Tĩnh), ng bng sông Cu Long, xy ra nhiu v sét
ánh làm thit hi mùa màng tính mạng con người,
gây tâm lý hoang mang trong nhân dân.
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
1. Hin tưng sét Các loi sét trên thế gii 1. Sét gia ám mây và mt t.
lOMoARcPSD|40651217
1. Hin tưng sét Các loi sét trên thế gii
1. Sét gia ám mây và mt t.
Đây loại sét con người thường nghĩ ến u tiên khi nghe ến t “sét ánh”,
ược to ra bi s phóng in trong khí quyn gia các ám mây và mt t. Tuy
nhiên, ây không phi hình thc duy nht ca tia sét.
Nghiên cu mi nhất ược ăng tải trên tp chí
Science cho thy, do nh hưởng ca hiện tưng biến
i khí hu, s ng tia sét gia ám mây mt t
M mỗi năm tăng lên 12% khi nhit tăng thêm một
C. Đến cui thế k 21, t l sét ánh mỗi năm thể
tăng tới 50%.
lOMoARcPSD|40651217
1. Hin tưng sét
2. Sét núi la.
Nhng tia sét ã ược quan sát thy trong ám khói ca nhiu núi
la phun trào khác nhau trên thế gii.
Năm 2010, các nhiếp nh gia chụp ưc cảnh tượng nhng tia sét xut
hin gia ám khói bi và dung nham trên ming núi la Eyjafjallajokull ti
Iceland. Cho ến nay, hiện tượng trên vn còn cha ng nhiu iu bí n và
cần ược khám phá thêm.
lOMoARcPSD|40651217
Các loi sét trên thế gii
lOMoARcPSD|40651217
1. Hin tưng sét 3.
Sét hòn.
Các loi sét trên thế gii
Đây hình thức n ca tia sét, trông sét hòn
giống như một qu cu ánh sáng trôi ni trong không
khí.
Năm 2012, các nhà nhiên cứu Trung Quc ã ghi
li bng video tc cao hiện ng sét hòn chp
nh quang ph phát x ca nó ln u tiên.
Kết qu phân tích cho thấy, sét hòn ược to ra
t các khoáng chất bay hơi t t. Tuy nhiên nhiu
người cho rng, một quan sát ơn lẻ như vậy không
th ưa ra ược toàn b nguyên nhân th gây ra sét
hòn.
lOMoARcPSD|40651217
1. Hin tưng sét
4. Sét khô.
Sét khô ược to ra trong những cơn mưa
giông hình thành tầng cao nhưng không gây ra
mưa.
Các giọt nước mưa b bốc hơi trước khi rơi
xung mt t, vì vy không bt k ợng mưa nào
gn ó.
Sét khô mt trong nhng nguyên nhân
chính gây ra cháy rng, nht ti nhng vùng t ang
thi k khô hn.
lOMoARcPSD|40651217
Các loi sét trên thế gii
1. Hin tưng sét
5. Sét trong ni b ám mây.
lOMoARcPSD|40651217
Đây là hình thức ph biến nht của tia sét và thường trông ging
như một ba tiệc khiêu vũ ang diễn ra sâu trong nhng ám mây.
Khi các vùng mang iện tích dương iện tích âm trong cùng mt
ám mây ln, mt tia la in khng l s xut hin, di chuyn gia các
khu vc mang
in tích trái du to thành tia sét
lOMoARcPSD|40651217
Các loi sét trên thế gii
1. Hin tưng sét
6. Sét Catatumbo.
Các loi sét trên thế gii
lOMoARcPSD|40651217
Sét Catatumbo là hiện tượng t nhiên xy
ra trên khu vc sông Catalumbo vào h
Maracaibo, phía tây Venezuela.
Đây a im xy ra nhiu sét nht thế
gii, vi các trn dông t nhiu sm sét din ra
khong 10 gi mi êm, 160 êm mỗi năm trong
suốt 100 m nay.
1. Hin tưng sét Các loi sét trên thế gii
7. Sét trong không gian.
lOMoARcPSD|40651217
Các trm quan sát của Cơ quan Hàng không Vũ tr M (NASA) ang nghiên
cu nhng tia chp hình thành trong thi gian rt
ngn phía trên nhng ám mây.
Hình nh trên nhng tia sét trong một cơn
bão Bolivia ược ly t Trạm trụ quc tế (ISS).
Năm 2013, NASA ã gửi mt công c c bit gi
Firestation ến ISS ghi li tt c nhng du hiu bt
thường liên quan ến hiện tượng sét, bao gm sét d
hình Elves, Sét d hình Sprites màu , sét xanh, chp
gamma.
Sét ánh trc tiếp :
Gây tổn thương hoặc t vong cho người và gia súc.
Các công trình: cháy, nt, gãy .
lOMoARcPSD|40651217
Sét ánh gián tiếp :
Gây iện áp bước rt nguy him
Sét cm ng làm các trm phát sóng các mng máy tính b chết
hàng lot
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
B tiêu chun TCVN 9888 (IEC 62305) - Bo v chng sét:
TCVN 9888-1:2013 (IEC 62305-1:2010),
Phn 1: Nguyên tc chung
TCVN 9888-2:2013 (IEC 62305-2:2010),
Phn 2: Qun lý ri ro
TCVN 9888-3:2013 (IEC 62305-3:2010),
Phn 3: Thit hi vt cht ến kết cu và nguy him tính mng
TCVN 9888-4:2013 (IEC 62305-4:2010),
Phn 4: H thng in và in t bên trong các kết cu
Không thiết b hoặc phương pháp nào kh năng biến i các hin
ng thi tiết t nhiên ến mc chúng th ngăn chặn vic phóng sét.
lOMoARcPSD|40651217
Sét ánh vào, hoc gn các kết cu (hoặc các ường dây ược ni ti các kết cu)
gây nguy hiểm cho con người, bn thân các kết cu, kiến trúc các trang b
chúng cũng như cho các ường dây. Đây do tại sao vic áp dng các bin
pháp chng sét là cn thiết.
Nhu cu bo v, các li ích kinh tế ca các bin pháp bo v ang lp t
vic la chn các bin pháp bo v thích hp phải ược xác nh trong mc v
qun lý ri ro. Qun lý ri ro là ch ca TCVN 9888-2 (IEC
62305-2).
Các bin pháp bo v ược xem xét trong IEC 62305 ưc chng minh
có hiu qu trong gim thiu ri ro.
Các bin pháp bo v ược xem xét trong IEC 62305 ược chng minh
có hiu qu trong gim thiu ri ro.
lOMoARcPSD|40651217
Tt c các bin pháp bo v chng t to thành bo v chng sét tng
th. Vi các lun thc tin các tiêu chun thiết kế, lp t bo trì ca các
bin pháp bo v chống sét ược xem xét hai nhóm riêng:
- Nhóm u tiên liên quan ến các bin pháp bo v gim thit hi vt
cht và nguy him tính mng trong mt kết cấu ược ưa ra trong TCVN 9888-3
(IEC 62305-3) => LPS (Lightning Protection System)
- Nhóm th hai liên quan ến các bin pháp bo v giảm hỏng các
h thng in và in t trong mt kết cấu ược ưa ra trong TCVN
9888-4 (IEC 62305-4). => SPM: (LEMP Protection Measures)
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
a. Bin pháp bo v gim tổn thương sinh vật do in git Các bin
pháp bo vth bao gm:
Cách ly thích hp cho các b phn dn in h;
Đẳng thế bng mt h thng tiếp t dng mắt lưới;
Hn chế vt lý và thông báo cnh cáo; Liên kết ng
thế chng sét (EB).
b. Bin pháp bo v gim thit hi vt cht
Bo v ược thc hin bi h thng bo v chng sét (LPS) các thành
phn sau:
lOMoARcPSD|40651217
H thng u thu sét;
H thng dn sét;
H thng u tiếp t;
Liên kết ng thế chng sét (EB);
Cách in (và do ó có khong cách ly) vi LPS bên ngoài.
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
c. Bin pháp bo v gim vic hng h thng in và in
t Các bin pháp bo v (SPM) có th có bao gm:
Bin pháp ni t và liên kết,
Màn chn t,
Định tuyến ường dây,
Giao din cách ly,
H thng SPD (Surge Protective Device) phi hp.
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
a. Bo v kiu c in (Flankin)
K t khi Benjamin Franklin xut kim thu sét (ct thu lôi) bo
v chng sét ánh trc tiếp cho các công trình t cách ây 250 năm về
trước, hiu qu của nó ã ược chng minh rõ ràng theo thi gian.
Rt nhiu công trình trên thế gii u s dụng phương pháp chng
sét theo nguyên lý Franklin:
Kim thu tạo thành nơi có iện trường cao thu hút sét khi có chênh lch
in tích ln gây phóng in gia các ám mây vi mt t.
Dòng sét ược dn xung h thng tiếp a thông qua dây dn, chúng có
nhim v dn dòng sét mt cách an toàn nhanh nht sao cho
không gây nguy him ến các khu vc xung quanh công trình.
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
a. Bo v kiu c in (Flankin)
Nguyên lý Franklin cũng là cơ sở cho rt nhiu tiêu chun chng sét trên
thế gii hin nay áp dụng như:
IEC62305:2010 (y ban quc tế v k thut in)
TCVN9888:2013 (Tiêu chun quc gia Vit Namv bo v chng sét)
NFPA 780: 2004 (Hip hi phòng cháy quc gia ca M)
Phm vi bo v ca h thng bo v chống sét theo nguyên lý này ược
tính toán bằng các phương pháp:
- phương pháp góc bảo v;
- phương pháp quả cu
lăn; - phương pháp lưới.
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
a. Bo v kiu c in (Flankin)
- phương pháp góc bảo v;
- phương pháp quả cu
lăn; - phương pháp lưới.
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Phương pháp Góc bảo v
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Phương pháp Góc bảo v
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Phương pháp Góc bảo v
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Phương pháp Góc bảo v
1. Phm vi bo v ca mt ct thu lôi c lp
Phm vi bo v ca mt ct thu lôi c lp min gii hn bi mt ngoài ca
hình chóp tròn xoay có ường sinh xác nh bởi phương trình:
Trong ó :
r
x
-Là phm vi bo v mc cao hx ca ct thu lôi .
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Phương pháp Góc bảo v
1. Phm vi bo v ca mt ct thu lôi c lp
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Phương pháp Góc bảo v
lOMoARcPSD|40651217
1. Phm vi bo v ca mt ct thu lôi c lp
Đưc tính toán theo công thc :
chiu cao hx
1
2
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Phương pháp Góc bảo v
1. Phm vi bo v ca mt ct thu lôi c lp
Lưu ý: Các công thức trên ch úng vi nhng cột thu lôi cao dưới 30 m.
Hiu qu ca cột thu lôi hơn 30 m sẽ gim do cao ịnh hướng ca sét hng
s .
Khi ct chiu cao trên 30m thì ta vn dùng công thc trên nhưng phải
nhân thêm vi h s hiu chnh:
lOMoARcPSD|40651217
Phm vi bo v ca hai
a≤7.h:
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Phương pháp Góc bảo v
2.a) Phm vi bo v ca hai ct thu lôi có cùng cao.
Khi hai ct thu lôi có cùng cao h t cách nhau mt khong cách là a ( vi
a ≤ 7.h) thì cao ln nht ca khu vc bo v gia hai ct thu lôi là h
0
ược xác
nh:
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Phương pháp Góc bảo v
2.a) Phm vi bo v ca hai ct thu lôi có cùng cao .
lOMoARcPSD|40651217
Bán kính phm vi bo v ti khong gia hai ct ược tính như sau:
Trong ó :
. h
0
- là cao ln nht ca khu vc bo v gia hai ct thu lôi
. r
0x
- là bán kính phm vi bo v ti khong gia hai ct thu lôi
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Phương pháp Góc bảo v
2.a) Phm vi bo v ca hai ct thu lôi có cùng cao .
lOMoARcPSD|40651217
Khi cao ca ct thu lôi lớn hơn 30 m thì ta cũng phải thêm h s hiu chnh p
như mục 1
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Phương pháp Quả cầu lăn
Qu cầu lăn ược ịnh nghĩa là một qu cu in hc trong không gian, bán
kính qu cầu ược xác nh theo công thc:
R = 10.I
0.65
Trong ó:
R: bán kính qu cầu lăn (m),
lOMoARcPSD|40651217
I: giá tr nh nht ca dòng sét (kA), tùy theo cp bo v chng sét t cao ến
thp I s có giá tr
khác nhau (3; 5; 10; 16).
Bán kính qu cu càng nh tương ứng là cp bo v càng cao.
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Phương pháp Quả cầu lăn
Phương pháp quả cầu lăn cho phép xác nh chính xác v trí nào mà dòng
sét th ánh trc tiếp vào công trình, bằng cách lăn quả cu t nhiều phương
khác nhau vào công trình, các im hay mt phng ca công trình tiếp xúc vi
qu cu thì ti các v trí ó có kh năng sét ánh vào cao nhất.
Trong thc tế các v trí này chính là v trí xác nh lp t kim thu sét, khi
ó thay vì sét có th ánh trc tiếp vào 1 trong các v trí ca công trình thì u kim
s m nhn chức năng thu hút và chịu tác ng t nhng cú sét giáng xung.
Vùng không gian ưc gii hn bi dc ca qu cầu lăn và các giao iểm
ca nó vi mt t, ầu kim thu ược gi là vùng bo v chng sét.
lOMoARcPSD|40651217
1 tòa nhà kích thước 40mx50m, cao 10 mét. Do yêu cu thm m nên
kim chng sét Flankin phi chính gia nhà cao H 20m. Hi kim chng
sét ó m bo bo v hiu qu toàn b tòa nhà hay không?
Mt bng Mt ng
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Phương pháp Góc bảo v
lOMoARcPSD|40651217
1. Phm vi bo v ca mt ct thu lôi c lp
Đưc tính toán theo công thc :
chiu cao hx
1
2
lOMoARcPSD|40651217
Bán kính yêu cu bo v ca kim chng sét là:
lOMoARcPSD|40651217
R
yc
=32,01 (m)
Bán kính bo vr
x
ca kim chng sét cao h
x
=10 mét là:
lOMoARcPSD|40651217
Do h
x
15 nên
r
x
1,5.15.( ) = 18,75 (m)
Ta thy r
x
nên kết lun: Kim
thu sét không bo v ược tòa nhà
lOMoARcPSD|40651217
1 tòa nhà kích thước 40mx50m, cao 10 mét. Ngưi ta b trí 2 kim
chông sét Flankin như vị trí như hình. cao H 20m. Hi kim chng sét
ó có m bo bo v toàn b toàn nhà không?
Mt bng Mt ng
https://forms.gle/cBwnMCSaB2XCErZDA
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
b. Chng sét trc tiếp theo nguyên lý điện t phát x sm -
(ESE)
Thế nào là kim thu sét tia tiên o?
Kim thu sét tia tiên o ESE ( Early Streamer Emission )
hay còn ược gi kim thu sét hin i s kế tha ca dòng
kim c in. V bản cũng một kết cu kim loại mũi nhọn
nhưng ưc tích hp thêm mt b phn c biết. B phn này
là b phn phát ion.
Chính b phận này làm gia tăng iện tích lên u kim. Qua
ó u kim thu sét hin i s sm phóng ra tia tiên ạo trước các
vt th xung quanh. Nh vy bán kính bo v ca dòng kim
này ược gia tăng áng kể.
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
b. Chng sét trc tiếp theo nguyên lý điện t phát x sm - (ESE)
Cu to ca kim thu sét tia tiên o
Kim thu sét tia tiên ạo ược cu thành t 3 b phn
chính sau:
Điểm thu sét: Được cu to dạng mũi nhọn
B phn phát tia tiên ạo. Đây bộ phn quan trng
nht ca kim thu sét hin i. giúp chúng
vùng bo v lớn hơn nhiều so vi dòng kim thu sét
c in
B phn c nh và kết ni vi dây cáp thoát sét
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
b. Chng sét trc tiếp theo nguyên lý điện t phát x sm - (ESE)
Cách tính bán kính bo v kim thu sét tia tiên o
AFNOR, t chc tiêu chun hóa của Pháp ã ưa ra tiêu chun NFC 17-102
tiêu chun hóa công ngh phát tia tiên o ESE này. Hin nay thì tiêu chun
này vẫn ang ưc áp dng và là tiêu chun gần như bắt buc cho các hãng sn
xut kim thu sét công ngh phát tia tiên o. Tiêu chun NFC 17-102:2011 quy
nh rõ cách tính bán kính bo v kim tiên o.
Bán kính này ưc quyết nh bi tham s ∆T. Tham s này ược chng
minh trong các cuc test ti các phòng thí nghim uy tín hàng u châu Âu
thế gii. Giá tr ∆T càng lớn thì bán kính bo v ca kim càng cao. Giá tr ln
nht của ∆T ghi nhận ược ti các phòng test là 60 µs.
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
b. Chng sét trc tiếp theo nguyên đin t phát x sm - (ESE)
Vùng bán nh bo v
ca kim thu sét hin i
ha bng hình v i
Trong ó:
Hn: Chiu cao t
ến im xa nht ca vt
th ược bo v
Rpn: Bán kính bo
v cp n ca kim thu
ng vi chiu cao
Hn tương ứng
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
b. Chng sét trc tiếp theo nguyên lý điện t phát x sm - (ESE)
Bán kính bo v ca kim tia tiên o liên quan ến chiu cao H so vi b
mt cao nht của công trình. Nó ược tính bng công thc sau:
Trong ó: •r (m):
•Rp(h) (m): Bán kính bảo v ti cao h • 20m cho mức bo v cp I
30m cho mc bo v cấp II H
(m): Độ cao t nh kim ến b mặt 45m cho mức bo v cp III cao nht ca
công trình
lOMoARcPSD|40651217
60m cho mc bo v cp IV
•∆(m): ∆= ∆T x 10^6
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Bán kính bo v kim thu sét Stormaster
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Bán kính bo v kim thu sét Liva
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Bán kính bo v kim thu sét Liva
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Bán kính bo v kim thu sét OPR
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Bán kính bo v kim thu sét Bakiral
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
c. Chng sét trc tiếp theo Công ngh phân tán tích điện - (DAS)
lOMoARcPSD|40651217
H thống phân tán năng lượng sét DAS do LEC (M) nghiên cu chế to,
nhằm ngăn nga s hình thành tia sét.
Khác vi các h thng chng sét ánh
trc tiếp dùng in cc Franklin hay in cc
phát tiên o sm (ESE), h thng này thc
hin bng cách liên tc gim chênh lch hiu
in thế gia mt t ám mây dông tích in
xuống i mc kh năng xuất hin tiên o
sét (không tiên o t mt t i lên) do ó
không xy ra sét.
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
c. Chng sét trc tiếp theo Công ngh phân tán tích điện - (DAS)
H thng DAS hot ng theo nguyên phóng in im da trên
lOMoARcPSD|40651217
hiện tượng corona, vi hàng nghìn im nhn bng kim loi to ra
ion bên trên h thống và ngăn ngừa s hình thành tiên o sét.
H thng liên tc dn in tích cm ng trên b mt t lên các u kim loi
nhn to ion vào khong không bên trên to ra mt không gian tích in
che chn gia ám mây dông và công trình cn bo v.
Nh không gian tích iện bên trên cường in
trường cc b bên dưới ược gim xung dn ến ngăn ngừa hin
ng tiên o do ó không gây ra sét ánh vào công trình trong
phm vi bo v ca h thống phân tán năng lượng.
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
c. Chng sét trc tiếp theo Công ngh phân tán tích điện - (DAS)
H thng DAS bao gm các b phận như sau:
lOMoARcPSD|40651217
+ B to ion (Ionizer);
+ Dây dn in tích
(Interconnecting charge conductor).
+ B tp trung in tích trong t -
GCC (Ground charge collector);
3.1. H thng bo v chng sét -
LPS A. Nguyên tc bo v
c. Chng sét trc tiếp theo Công ngh phân tán tích điện - (DAS)
B to ion: B to ion trong h thng DAS dựa trên nguyên “phóng in
iểm”. Bộ tạo Ion ược chế to bng vt liu c bit có hành nghìn
im nhn.
lOMoARcPSD|40651217
Dây dn in tích - ICC: Dây dn in tích - ICC phi bo m in tr thp
dn các in tích t GCC ến b to ion. Dây dn in tích trong h thng phân
tán năng lượng sét DAS khác vi dây thoát sét trong h thng thu lôi
Franklin hay phát x sm dn dòng iện cường thp do s chuyn
dch các in tích b nhim in trong t lên b to ion bằng con ường ngn
nht.
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
c. Chng sét trc tiếp theo Công ngh phân tán tích điện - (DAS)
B tp trung in tích trong t:
B tp trung in tích trong ất (GCC) thường làm bng dây ng chôn sâu
khong 25 cm và các thanh st tiếp t cách nhau khong 10 m.
lOMoARcPSD|40651217
Các tiếp t, th dùng các in cc tiếp t hoá hc (chem. Rod), phi bo
m thu hút hết các in tích xut hin trên mt t b nhim in do các ám
mây dông tích in to ra.
Khi các in tích dch chuyển vào vùng ưc bo vệ, ược b tp trung in
tích dn lên b to ion bng mt dây dẫn qua vùng ược bo vệ. Như vậy
khu vực ược bo vin thế thấp hơn các vùng xung quanh.
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS B. H thng ni t
Ni t tp trung: dùng nhiu cc
óng xung t sau ó ni các cc
vi nhau bng thanh ngang hay
cáp ng.
Khong cách gia các cc ti
thiu phi bng chiu dài cc
tránh hiu ng màn che.
Hiu ng màn che làm méo
dng vùng ng thế gia hai
in cc, làm gim kh năng tản
ca h thng ni t.
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS B. H thng ni t
Ni t mch vòng: các in cc t theo chu vi công trình cn bo v, cách mép
móng t 1-1.5m. Ni t mạch vòng cũng thể t ngay bên trong phm vi công
trình.
3.1. H thng bo v chng sét - LPS B. H thng ni ất Đin tr ni t ca
1 cc theo công thc:
lOMoARcPSD|40651217
L: chu dài cc
Ρo: Điện tr sut ca t
K: H s tăng cao i vi cc thng ng
D: ường kinh cc tiếp a
T: chiu sâu chôn cc (tinh t mt t ế im gia ca cc)
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
ĐIN TR SUT CA CÁC LOI ĐT (ohm.cm)
Than bùn: 0.02x10
4
Đất sét: 0.04x10
4
Đất vườn: 0.04x10
4
Đất sét va ln, phía bên dưới là á hay á dăm: 0.07x10
4
Đất pha sét: 1x10
4
Đất pha sét 50%, lp dày t 1-3m, bên dưới là á dăm: 2x10
4
Đất en: 2x10
4
Đất pha cát :2x10
4
Cát: 3x10
4
Đất vôi, á vôi, cát ht to ln á vn, si: 10x10
4
Đá, á vụn: 20x10
4
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Đin tr tn ca 1 thanh/ dây dn chôn cách 1 mt t 1 khoảng h ược
xác nh bng công thc sau:
Trong ó:
ρ: in tr tn ca h thng gm n cọc (Ωm)
L: chiu dài cc (m)
d: ường kính cc (m)
h: sâu chôn cc (m)
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Đin tr tn ca h thng thanh (dây) ni t t nm ngang kết ni n cc
chôn thng ứng ược xác nh bng công thc sau:
Trong ó:
Rth: in tr tn ca h thng thanh (dây) ni t t nm ngang kết ni n cc
chôn thng ng.
rt: in tr tn ca thanh (dây) ni t t nằm ngang chưa xét ến h s s
dng.
ηth: hệ s s dng ca thanh (dây) ni t t nm ngang kết ni n cc
chôn thng ng.
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
3.1. H thng bo v chng sét - LPS A. Nguyên tc bo v
Bài tp 7.3.
H thng tiếp a s dng các cc thép bc ng ường kính F18mm
dài 2,5m óng sâu dưi mt t 0,8m mi cc óng cách nhau 4,5m, dây ni
dùng ng dt 25x3mm hàn các u cc vi nhau (mi hàn ng chống ăn
mòn in hoá).
Tính toán giá tr ni t ca h thng tiếp a nêu trên?
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
3.2. H thng bo v chng sét - SPD
A. Khái nim v bo v chng sét lan truyn SPD:
Thiết b chng sét lan truyền SPD còn ược gi thiết b chng sét lan
truyn, tt c các thiết b chng sét lan truyn cho mt mc ích c th thc s
mt loi công tc nhanh thiết b chng sét lan truyền ược kích hot trong
mt phm vi in áp nht nh.
Sau khi ưc kích hot, thành phn trit tiêu ca b chng sét lan truyn
s b ngt khi trng thái tr kháng cao, cc L s chuyn sang trng thái in
tr thp. Bng cách này, dòng iện tăng năng ng cc b trong thiết b in t
có th ược gii phóng.
Trong toàn b quá trình chng sét, b chng sét lan truyn s duy trì mt
iện áp tương i n nh trên cực. Điện áp này m bo rng b chng sét lan truyn
luôn bt và có th x dòng in t biến xung t mt cách an toàn.
lOMoARcPSD|40651217
3.2. H thng bo v chng sét - SPD
B. Các ng dng ca bo v chng sét lan truyn SPD:
Sét có nhng mi e da rõ ràng i vi an toàn cá nhân và gây ra mi e da tim
tàng cho các thiết b khác nhau.
Thit hi ca s tăng iện i vi thiết b không ch gii hn bi sét anh trc tiếp.
Sét ánh c ly gn gây ra mi e da rt ln i vi các thiết b in t hin i
nhy cm;
Mt khác, hot ng ca sét khong cách xa phóng in gia các ám mây
dông th to ra dòng in xâm nhp mnh trong các mạng lưới cung cp in
tín hiu, do ó thiết b d b làm cho hỏng hoc rút ngn tui th ca
thiết b.
lOMoARcPSD|40651217
3.2. H thng bo v chng sét - SPD
B. Các ng dng ca bo v chng sét lan truyn SPD:
Sét thường gây ra một quá áp thoáng qua vượt quá in áp hot ng bình
thường. Do ó v bn cht, sét lan truyn mt xung mnh xy ra ch trong
vài phn triu giây th gây ra xung in trên các thết b in, ngn mch,
b chuyn i ngun hoc ộng cơ.
B chng sét lan truyền, còn ưc gi b chng sét, mt thiết b cung cp
kh năng bảo v an toàn cho các thiết b in t, dng c ường dây liên lc
khác nhau.
Khi dòng in hoc in áp t ngột ược to ra trong mch in hoặc ường dây
thông tin liên lc do nhiu n ngoài, b chng sét lan truyn th dn dòng
in ngt trong thi gian rt ngn, do ó tránh làm hng các thiết b khác trong
mch do dòng in gây ra.
lOMoARcPSD|40651217
3.2. H thng bo v chng sét - SPD
C. Các tinh năng cơ bản ca bo v chng sét lan truyn SPD:
B chng sét lan truyn dòng ct ln, iện áp
thp và thi gian áp ng nhanh;
S dng công ngh dp tt h quang mi nht
tránh hoàn toàn ha hon;
Mch bo v kim soát nhit vi bo v nhit tích
hp;
Vi ch báo trng thái ngun cho biết trng thái làm
vic ca b chng sét lan truyn;
Cu trúc cht ch và công vic n nh và áng tin cy.
Nơi nào phải lp h thng sét?
lOMoARcPSD|40651217
Ngh nh s 79/2014/NĐ-CP ngày 31/7/2014 ca Chính ph quy nh
sở nguy him v cháy, n phi h thng chng sét bo m
an toàn v phòng cháy và cha cháy.
Thi gian kim tra nh k?
Theo Tiêu chun Quc gia TCVN 9385:2012 vic kim tra h thng
chống sét ược tiến hành nh k, tt nht không quá 12 tháng;
Ai ược kim tra?
Vic tiến hành o kim tra nh k in tr tiếp a ca h thng chng
sét bt buc. Các ơn v ược o, kim tra in tr tiếp a ca h
thng chng sét: S Khoa hc và công nghệ, Công ty Điện lc, các
ơn vị có chức năng kim nh theo quy nh của Nhà nước.
lOMoARcPSD|40651217
Cnh sát PCCC kim tra kết qu o in tr tiếp a ca h thng thu
lôi chng sét.
lOMoARcPSD|40651217
lOMoARcPSD|40651217
1) Tác hi ca sét?
2) S ln sét ánh trung bình ti TPHCM bao
nhiêu?
3) Chng sét th ng là gì?
4) Chng sét ch ng là gì?
5) Đối vi các công trình bt buc phãi lp
h thng chng sét hay không?
6) Chúng ta có th t kim tra nh k h thng
chng sét hay không?
7) Cnh sát PCCC kim tra ni dung i vi h
thng chng sét
•TCN 68-140:1995: Tiêu chun ngành v Chng quá áp, quá dòng bo v ường
dây và thiết b thông tin - Yêu cu k thut.
lOMoARcPSD|40651217
•TCN 68-167:1997: Tiêu chun Thiết b chng quá áp, quá dòng do ảnh hưởng
của sét và ường dây ti in - Yêu cu k thut .
•TCN 68-141:1999: Tiêu chun ngành vTiếp t cho các công trình vin thông -
Yêu cu k thut.
•TCN 68-135:2001: Tiêu chun v Chng sét bo v các công trình vin thông -
Yêu cu k thut .
•TCN 68-174:2006: Tiêu chun v Quy phm tiếp t và chng sét bo v các
công trình và thiết b vin thông.
•TCXDVN 46-2007: Tiêu chun xây dng v Chng sét cho công trình xây dng -
ng dn thiết kế, kim tra và bo trì h thng.
•TCVN 8071-2009 : Công trình vin thông - Quy tc thc hành chng sét và tiếp
t.
•QCVN 9:2010/BTTTT : Quy chuẩn k thut quc gia v tiếp t cho các trm
vin thông
•QCVN 32:2011/BTTTT : Quy chuẩn k thut quc gia v chng sét cho các trm
vin thông và mng cáp ngoi vi vin thông
•TCVN 9385 : 2012 : Tiêu chuẩn Vit nam v Chng sét cho công trình xây dng
- ng dn thiết kế, kim tra và bo trì h thng
| 1/106

Preview text:

lOMoARcPSD| 40651217 lOMoAR cPSD| 40651217
BỘ LAO ĐỘNG, THƯƠNG BÌNH VÀ XÃ HỘI
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ NGHỆ II
CÔNG TY TNHH DỊCH VỤ AN TOÀN LAO ĐỘNG VN CAO ĐẲNG BẢO HỘ LAO ĐỘNG (HSE) lOMoARcPSD| 40651217 MÔN: AN TOÀN ĐIỆN
BÀI 7 : BẢO VỆ CHỐNG SÉT
Bài 1: Đại cương về hệ thống iện công nghiệp
Bài 2: Các khái niệm về An toàn iện
Bài 3: Tác hại của dòng iện lên cơ thể người
Bài 4: Phân tích an toàn trong các mạng iện lOMoARcPSD| 40651217 Bài 5: Các biện pháp ề phòng tai nạn iện
Bài 6: Các yêu cầu an toàn ối với thiết bị iện
Bài 7: Bảo vệ chống sét lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217 Mục tiêu:
+ Nắm ược hậu quả của sét ánh
+ Các kỹ thuật, biện pháp chống sét lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217 1. Văn hóa Nhật Bản
Raijin là vị thần sấm chớp trong tín ngưỡng dân gian và Thần ạo Nhật Bản.
Quan niệm dân gian cho rằng Sugawara no Michizane,
một quý tộc, học giả, thi nhân và là một chính trị gia
thời Heian sau khi chết ã hóa thân thành vị thần sấm chớp ngụ nơi trời cao.
Raijin ược mô tả với cái ầu mọc sừng trâu, mặt quỷ,
mình quấn khố da hổ, sau lưng là dàn trống Taiko với
"âm thanh 4D" phát ra sấm chớp khi gõ.
Trong thần thoại Hy Lạp, vị thần nắm giữ quyền năng sấm sét không ai khác chính là Zeus. lOMoARcPSD| 40651217
Ông cùng với Hades và Poseidon ã lật ổ Cronus ể giành quyền cai trị Olympus.
Điều này dẫn ến cuộc chiến giữa các vị thần trẻ tuổi và thế hệ Titan già cỗi.
Để giành thắng lợi, Zeus ã nhờ các Cyclop
rèn cho mình lưỡi tầm sét và ó cũng là thứ vũ
khí ộc quyền và hùng mạnh nhất của vị thần tối cao này. 1. Hiện tượng sét 3. Văn hóa Trung Quốc
Theo truyền thuyết của Trung Quốc,
người nắm giữ sức mạnh sấm chớp trong các
cơn mưa là Lôi Công và Điện Mẫu. lOMoARcPSD| 40651217
Lôi Công trước khi vào Bảng Phong Thần có tên là Lôi Chấn Tử, con nuôi của Tây Bá Cơ Xương.
Sau khi học phép thuật thành tài, ông cùng Khương Tử Nha phò trợ Chu Vũ Vương ánh bại Trụ Vương. lOMoARcPSD| 40651217 1. Hiện tượng sét 3. Văn hóa Việt Nam
“Làm thế nào ể tránh ược lưỡi búa của Thiên
Lôi?” Táo Quân áp: “Tối nay anh ừng có i âu
cả, Thiên Lôi xuống thế nào cũng phải ứng trên nóc chòi.
Vậy giá có một thứ nước nhờn ặt trên nóc
làm cho Thiên Lôi trượt ngã thì hay nhất. Lúc
ó chỉ có việc cho hắn ăn òn”. lOMoARcPSD| 40651217
Cường Bạo nghe lời, cứ theo cách ấy ể trị
Thiên Lôi. Bèn lấy rau mùng tơi giã ra lấy
nước rồi hòa với dầu vừng thành một thứ
nước nhờn sền sệt như mỡ.
Quả nhiên êm hôm ấy Thiên Lôi cùng với
thần Mưa thần Gió ầm ầm lao xuống. Vừa ặt
chân lên nóc lều Cường Bạo, Thiên Lôi vô
tình giẫm phải thứ nước trơn, trượt chân ngã lăn oạch xuống ất. lOMoARcPSD| 40651217 1. Hiện tượng sét
Sét thực chất là sự phóng iện
Theo thông tin của Học viện kỹ thuật Franklin (Mỹ), năm 1752, Benjamin (46
tuổi) và con trai William (21 tuổi) cùng nhau thực hiện một thí nghiệm chứng
minh những giả thuyết về tính chất của sét: sét thực chất là sự phóng iện.
Ông thả một con diều lên trời, ầu trên có
gắn một thanh sắt nhỏ ể hút sét ( óng vai
trò như cột thu lôi). Con diều ược cột vào
một sợi dây có khả năng dẫn iện, phía
cuối sợi dây gắn thêm một chiếc chìa khóa. lOMoARcPSD| 40651217 1. Hiện tượng sét Sự hình thành tĩnh iện của ám mây lOMoARcPSD| 40651217
Không khí lạnh có các tinh thể nước á.
Không khí ấm có những giọt nước.
Khi chúng gặp nhau, không khí ấm áp bay lên.
Khi ó các giọt nước và tinh thể va ập với nhau.
Sự cọ xát này tạo ra các iện tích tĩnh trong các ám mây. lOMoARcPSD| 40651217
trong ám mây nằm ở trên cùng.
Các iện tích âm, hoặc âm, nằm ở dưới cùng.
Khi iện tích ở áy ủ mạnh, ám mây sẽ giải phóng năng lượng.
Bản chất : Phóng iện trong không khí do tĩnh iện . Điều kiện : "trừ". lOMoARcPSD| 40651217
+ Các bản cực tích iện trái dấu + , -
+ Cường ộ trường E Egh (20 30Kv / cm) Quá trình hình thành : + Mây giông + Isét = 200 kA - vài trăm
+ Nhiệt ộ vài chục ngàn ộ . lOMoARcPSD| 40651217 1. Hiện tượng sét Cường ộ iện trường của ám mây
Các o lường iện trường bên trong một ám mây
dông trước khi phóng iện ở ộ cao 4 km (12,900 feet) là 3400 vôn / cm.
Trường cực ại trung bình cho 9 ám mây dông khác nhau là 1300 vôn / cm.
Cần lưu ý rằng các iện trường mạnh thường chỉ xảy
ra bên trong ám mây và ở ộ cao tương ương với mức óng băng.
Các iện trường o lường bên trong một ám mây ổn
ịnh không kết tủa nhỏ hơn 10 vôn / cm lOMoARcPSD| 40651217 1. Hiện tượng sét Tình hình Sét Việt Nam
Ở Việt Nam có thể có tới 2 triệu cú sét ánh xuống ất trong vòng một năm.
Theo số liệu thống kê chưa ầy ủ của Viện Vật lý Địa cầu
thực hiện năm 2004, cả nước có 820 vụ sét ánh trong
10 năm trở lại ây gây thiệt hại nhiều tỷ ồng, làm gián
oạn dịch vụ viễn thông, iện lực...
Tại một số khu vực như Cổ Dũng (Hải Dương), Sơn Lộc
(Hà Tĩnh), ồng bằng sông Cửu Long, xảy ra nhiều vụ sét
ánh làm thiệt hại mùa màng và tính mạng con người,
gây tâm lý hoang mang trong nhân dân. lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217
1. Hiện tượng sét Các loại sét trên thế giới 1. Sét giữa ám mây và mặt ất. lOMoARcPSD| 40651217 1. Hiện tượng sét
Các loại sét trên thế giới 1. Sét giữa ám mây và mặt ất.
Đây là loại sét con người thường nghĩ ến ầu tiên khi nghe ến từ “sét ánh”,
nó ược tạo ra bởi sự phóng iện trong khí quyển giữa các ám mây và mặt ất. Tuy
nhiên, ây không phải là hình thức duy nhất của tia sét.
Nghiên cứu mới nhất ược ăng tải trên tạp chí
Science cho thấy, do ảnh hưởng của hiện tượng biến
ổi khí hậu, số lượng tia sét giữa ám mây và mặt ất ở
Mỹ mỗi năm tăng lên 12% khi nhiệt ộ tăng thêm một
ộ C. Đến cuối thế kỷ 21, tỷ lệ sét ánh mỗi năm có thể tăng tới 50%. lOMoARcPSD| 40651217 1. Hiện tượng sét 2. Sét núi lửa. Những
tia sét ã ược quan sát thấy trong ám khói của nhiều núi
lửa phun trào khác nhau trên thế giới.
Năm 2010, các nhiếp ảnh gia chụp ược cảnh tượng những tia sét xuất hiện giữa
ám khói bụi và dung nham trên miệng núi lửa Eyjafjallajokull tại Iceland. Cho
ến nay, hiện tượng trên vẫn còn chứa ựng nhiều iều bí ẩn và
cần ược khám phá thêm. lOMoARcPSD| 40651217
Các loại sét trên thế giới lOMoARcPSD| 40651217 1. Hiện tượng sét 3. Sét hòn.
Các loại sét trên thế giới
Đây là hình thức bí ẩn của tia sét, trông sét hòn
giống như một quả cầu ánh sáng trôi nổi trong không khí.
Năm 2012, các nhà nhiên cứu Trung Quốc ã ghi
lại bằng video tốc ộ cao hiện tượng sét hòn và chụp
ảnh quang phổ phát xạ của nó lần ầu tiên.
Kết quả phân tích cho thấy, sét hòn ược tạo ra
từ các khoáng chất bay hơi từ ất. Tuy nhiên nhiều
người cho rằng, một quan sát ơn lẻ như vậy không
thể ưa ra ược toàn bộ nguyên nhân có thể gây ra sét hòn. lOMoARcPSD| 40651217 1. Hiện tượng sét 4. Sét khô.
Sét khô ược tạo ra trong những cơn mưa
giông hình thành ở tầng cao nhưng không gây ra mưa.
Các giọt nước mưa bị bốc hơi trước khi rơi
xuống mặt ất, vì vậy không có bất kỳ lượng mưa nào ở gần ó.
Sét khô là một trong những nguyên nhân
chính gây ra cháy rừng, nhất là tại những vùng ất ang thời kỳ khô hạn. lOMoARcPSD| 40651217
Các loại sét trên thế giới 1. Hiện tượng sét 5. Sét trong nội bộ ám mây. lOMoARcPSD| 40651217
Đây là hình thức phổ biến nhất của tia sét và thường trông giống
như một bữa tiệc khiêu vũ ang diễn ra sâu trong những ám mây.
Khi các vùng mang iện tích dương và iện tích âm trong cùng một
ám mây ủ lớn, một tia lửa iện khổng lồ sẽ xuất hiện, di chuyển giữa các khu vực mang
iện tích trái dấu tạo thành tia sét lOMoARcPSD| 40651217
Các loại sét trên thế giới 1. Hiện tượng sét 6. Sét Catatumbo.
Các loại sét trên thế giới lOMoARcPSD| 40651217
Sét Catatumbo là hiện tượng tự nhiên xảy ra trên khu vực sông Catalumbo ổ vào hồ
Maracaibo, phía tây Venezuela.
Đây là ịa iểm xảy ra nhiều sét nhất thế
giới, với các trận dông tố nhiều sấm sét diễn ra
khoảng 10 giờ mỗi êm, 160 êm mỗi năm trong suốt 100 năm nay. 1. Hiện tượng sét
Các loại sét trên thế giới 7. Sét trong không gian. lOMoARcPSD| 40651217
Các trạm quan sát của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) ang nghiên
cứu những tia chớp hình thành trong thời gian rất
ngắn ở phía trên những ám mây.
Hình ảnh trên là những tia sét trong một cơn
bão ở Bolivia ược lấy từ Trạm vũ trụ quốc tế (ISS).
Năm 2013, NASA ã gửi một công cụ ặc biệt gọi là
Firestation ến ISS ể ghi lại tất cả những dấu hiệu bất
thường liên quan ến hiện tượng sét, bao gồm sét dị
hình Elves, Sét dị hình Sprites màu ỏ, sét xanh, chớp gamma. Sét ánh trực tiếp :
Gây tổn thương hoặc tử vong cho người và gia súc.
Các công trình: cháy, nứt, ổ gãy . lOMoARcPSD| 40651217 Sét ánh gián tiếp :
Gây iện áp bước rất nguy hiểm
Sét cảm ứng làm các trạm phát sóng các mạng máy tính bị chết hàng loạt lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217
Bộ tiêu chuẩn TCVN 9888 (IEC 62305) - Bảo vệ chống sét:
TCVN 9888-1:2013 (IEC 62305-1:2010), Phần 1: Nguyên tắc chung
TCVN 9888-2:2013 (IEC 62305-2:2010), Phần 2: Quản lý rủi ro
TCVN 9888-3:2013 (IEC 62305-3:2010),
Phần 3: Thiệt hại vật chất ến kết cấu và nguy hiểm tính mạng
TCVN 9888-4:2013 (IEC 62305-4:2010),
Phần 4: Hệ thống iện và iện tử bên trong các kết cấu
Không có thiết bị hoặc phương pháp nào có khả năng biến ổi các hiện
tượng thời tiết tự nhiên ến mức mà chúng có thể ngăn chặn việc phóng sét. lOMoARcPSD| 40651217
Sét ánh vào, hoặc gần các kết cấu (hoặc các ường dây ược nối tới các kết cấu)
gây nguy hiểm cho con người, bản thân các kết cấu, kiến trúc và các trang bị
chúng cũng như cho các ường dây. Đây là lý do tại sao việc áp dụng các biện
pháp chống sét là cần thiết.
Nhu cầu bảo vệ, các lợi ích kinh tế của các biện pháp bảo vệ ang lắp ặt
và việc lựa chọn các biện pháp bảo vệ thích hợp phải ược xác ịnh trong mục về
quản lý rủi ro. Quản lý rủi ro là chủ ề của TCVN 9888-2 (IEC 62305-2).
Các biện pháp bảo vệ ược xem xét trong IEC 62305 ược chứng minh là
có hiệu quả trong giảm thiểu rủi ro.
Các biện pháp bảo vệ ược xem xét trong IEC 62305 ược chứng minh là
có hiệu quả trong giảm thiểu rủi ro. lOMoARcPSD| 40651217
Tất cả các biện pháp bảo vệ chống sét tạo thành bảo vệ chống sét tổng
thể. Với các lý luận thực tiễn các tiêu chuẩn thiết kế, lắp ặt và bảo trì của các
biện pháp bảo vệ chống sét ược xem xét ở hai nhóm riêng:
- Nhóm ầu tiên liên quan ến các biện pháp bảo vệ ể giảm thiệt hại vật
chất và nguy hiểm tính mạng trong một kết cấu ược ưa ra trong TCVN 9888-3
(IEC 62305-3) => LPS (Lightning Protection System)
- Nhóm thứ hai liên quan ến các biện pháp bảo vệ ể giảm hư hỏng các
hệ thống iện và iện tử trong một kết cấu ược ưa ra trong TCVN
9888-4 (IEC 62305-4). => SPM: (LEMP Protection Measures) lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217
a. Biện pháp bảo vệ ể giảm tổn thương sinh vật do iện giật Các biện
pháp bảo vệ có thể bao gồm:
Cách ly thích hợp cho các bộ phận dẫn iện ể hở;
Đẳng thế bằng một hệ thống tiếp ất dạng mắt lưới;
Hạn chế vật lý và thông báo cảnh cáo; Liên kết ẳng thế chống sét (EB).
b. Biện pháp bảo vệ ể giảm thiệt hại vật chất
Bảo vệ ược thực hiện bởi hệ thống bảo vệ chống sét (LPS) có các thành phần sau: lOMoARcPSD| 40651217 Hệ thống ầu thu sét; Hệ thống dẫn sét; Hệ thống ầu tiếp ất;
Liên kết ẳng thế chống sét (EB); Cách
iện (và do ó có khoảng cách ly) với LPS bên ngoài. lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217
c. Biện pháp bảo vệ ể giảm việc hỏng hệ thống iện và iện
tử Các biện pháp bảo vệ (SPM) có thể có bao gồm:
Biện pháp nối ất và liên kết, Màn chắn từ,
Định tuyến ường dây, Giao diện cách ly,
Hệ thống SPD (Surge Protective Device) phối hợp. lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ a. Bảo vệ kiểu cổ iển (Flankin)
Kể từ khi Benjamin Franklin ề xuất kim thu sét (cột thu lôi) ể bảo
vệ chống sét ánh trực tiếp cho các công trình từ cách ây 250 năm về
trước, hiệu quả của nó ã ược chứng minh rõ ràng theo thời gian.
Rất nhiều công trình trên thế giới ều sử dụng phương pháp chống
sét theo nguyên lý Franklin:
Kim thu tạo thành nơi có iện trường cao ể thu hút sét khi có chênh lệch
iện tích ủ lớn gây phóng iện giữa các ám mây với mặt ất.
Dòng sét ược dẫn xuống hệ thống tiếp ịa thông qua dây dẫn, chúng có
nhiệm vụ dẫn dòng sét một cách an toàn và nhanh nhất sao cho
không gây nguy hiểm ến các khu vực xung quanh công trình. lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ a. Bảo vệ kiểu cổ iển (Flankin)
Nguyên lý Franklin cũng là cơ sở cho rất nhiều tiêu chuẩn chống sét trên
thế giới hiện nay áp dụng như:
IEC62305:2010 (Ủy ban quốc tế về kỹ thuật iện)
TCVN9888:2013 (Tiêu chuẩn quốc gia Việt Namvề bảo vệ chống sét)
NFPA 780: 2004 (Hiệp hội phòng cháy quốc gia của Mỹ)
Phạm vi bảo vệ của hệ thống bảo vệ chống sét theo nguyên lý này ược
tính toán bằng các phương pháp:
- phương pháp góc bảo vệ; - phương pháp quả cầu
lăn; - phương pháp lưới. lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ a. Bảo vệ kiểu cổ iển (Flankin)
- phương pháp góc bảo vệ; - phương pháp quả cầu
lăn; - phương pháp lưới. lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Phương pháp Góc bảo vệ lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Phương pháp Góc bảo vệ lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Phương pháp Góc bảo vệ lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Phương pháp Góc bảo vệ
1. Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi ộc lập
Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi ộc lập là miền giới hạn bởi mặt ngoài của
hình chóp tròn xoay có ường sinh xác ịnh bởi phương trình: Trong ó :
rx-Là phạm vi bảo vệ ở mức cao hx của cột thu lôi . lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Phương pháp Góc bảo vệ
1. Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi ộc lập lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Phương pháp Góc bảo vệ lOMoARcPSD| 40651217
1. Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi ộc lập 1 2
Được tính toán theo công thức : ở chiều cao hx lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Phương pháp Góc bảo vệ
1. Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi ộc lập
Lưu ý: Các công thức trên chỉ úng với những cột thu lôi cao dưới 30 m.
Hiệu quả của cột thu lôi hơn 30 m sẽ giảm do ộ cao ịnh hướng của sét là hằng số .
Khi cột có chiều cao trên 30m thì ta vẫn dùng công thức trên nhưng phải
nhân thêm với hệ số hiệu chỉnh: lOMoARcPSD| 40651217
Phạm vi bảo vệ của hai a≤7.h: lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Phương pháp Góc bảo vệ
2.a) Phạm vi bảo vệ của hai cột thu lôi có cùng ộ cao.
Khi hai cột thu lôi có cùng ộ cao h ặt cách nhau một khoảng cách là a ( với
a ≤ 7.h) thì ộ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa hai cột thu lôi là h0 ược xác ịnh:
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Phương pháp Góc bảo vệ
2.a) Phạm vi bảo vệ của hai cột thu lôi có cùng ộ cao . lOMoARcPSD| 40651217
Bán kính phạm vi bảo vệ tại khoảng giữa hai cột ược tính như sau: Trong ó :
. h0 - là ộ cao lớn nhất của khu vực bảo vệ giữa hai cột thu lôi
. r0x - là bán kính phạm vi bảo vệ tại khoảng giữa hai cột thu lôi
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Phương pháp Góc bảo vệ
2.a) Phạm vi bảo vệ của hai cột thu lôi có cùng ộ cao . lOMoARcPSD| 40651217
Khi ộ cao của cột thu lôi lớn hơn 30 m thì ta cũng phải thêm hệ số hiệu chỉnh p như mục 1
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Phương pháp Quả cầu lăn
Quả cầu lăn ược ịnh nghĩa là một quả cầu iện học trong không gian, bán
kính quả cầu ược xác ịnh theo công thức: R = 10.I 0.65 Trong ó:
R: bán kính quả cầu lăn (m), lOMoARcPSD| 40651217
I: giá trị nhỏ nhất của dòng sét (kA), tùy theo cấp bảo vệ chống sét từ cao ến thấp I sẽ có giá trị khác nhau (3; 5; 10; 16).
Bán kính quả cầu càng nhỏ tương ứng là cấp bảo vệ càng cao. lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Phương pháp Quả cầu lăn
Phương pháp quả cầu lăn cho phép xác ịnh chính xác vị trí nào mà dòng
sét có thể ánh trực tiếp vào công trình, bằng cách lăn quả cầu từ nhiều phương
khác nhau vào công trình, các iểm hay mặt phẳng của công trình tiếp xúc với
quả cầu thì tại các vị trí ó có khả năng sét ánh vào cao nhất.
Trong thực tế các vị trí này chính là vị trí xác ịnh ể lắp ặt kim thu sét, khi
ó thay vì sét có thể ánh trực tiếp vào 1 trong các vị trí của công trình thì ầu kim
sẽ ảm nhận chức năng thu hút và chịu tác ộng từ những cú sét giáng xuống.
Vùng không gian ược giới hạn bởi ộ dốc của quả cầu lăn và các giao iểm
của nó với mặt ất, ầu kim thu ược gọi là vùng bảo vệ chống sét. lOMoARcPSD| 40651217
Có 1 tòa nhà kích thước 40mx50m, cao 10 mét. Do yêu cầu thẩm mỹ nên
kim chống sét Flankin phải ể chính giữa nhà và có ộ cao H là 20m. Hỏi kim chống
sét ó ảm bảo bảo vệ hiệu quả toàn bộ tòa nhà hay không? Mặt bằng Mặt ứng lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Phương pháp Góc bảo vệ lOMoARcPSD| 40651217
1. Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi ộc lập 1 2
Được tính toán theo công thức : ở chiều cao hx lOMoARcPSD| 40651217
Bán kính yêu cầu bảo vệ của kim chống sét là: lOMoARcPSD| 40651217 Ryc =32,01 (m)
Bán kính bảo vệ rxcủa kim chống sét ở ộ cao hx=10 mét là: lOMoARcPSD| 40651217 Do hx 15 nên rx 1,5.15.( ) = 18,75 (m) Ta thấy rx nên kết luận: Kim
thu sét không bảo vệ ược tòa nhà lOMoARcPSD| 40651217
https://forms.gle/cBwnMCSaB2XCErZDA
Có 1 tòa nhà kích thước 40mx50m, cao 10 mét. Người ta bố trí 2 kim
chông sét Flankin như có vị trí như hình. có ộ cao H là 20m. Hỏi kim chống sét
ó có ảm bảo bảo vệ toàn bộ toàn nhà không? Mặt bằng Mặt ứng lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
b. Chống sét trực tiếp theo nguyên lý điện từ phát xạ sớm - (ESE)
Thế nào là kim thu sét tia tiên ạo?
Kim thu sét tia tiên ạo ESE ( Early Streamer Emission )
hay còn ược gọi là kim thu sét hiện ại là sự kế thừa của dòng
kim cổ iển. Về cơ bản nó cũng là một kết cấu kim loại mũi nhọn
nhưng ược tích hợp thêm một bộ phận ặc biết. Bộ phận này là bộ phận phát ion.
Chính bộ phận này làm gia tăng iện tích lên ầu kim. Qua
ó ầu kim thu sét hiện ại sẽ sớm phóng ra tia tiên ạo trước các
vật thể xung quanh. Nhờ vậy bán kính bảo vệ của dòng kim
này ược gia tăng áng kể. lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
b. Chống sét trực tiếp theo nguyên lý điện từ phát xạ sớm - (ESE)
Cấu tạo của kim thu sét tia tiên ạo
Kim thu sét tia tiên ạo ược cấu thành từ 3 bộ phận chính sau:
Điểm thu sét: Được cấu tạo dạng mũi nhọn
Bộ phận phát tia tiên ạo. Đây là bộ phận quan trọng
nhất của kim thu sét hiện ại. Nó giúp chúng có
vùng bảo vệ lớn hơn nhiều so với dòng kim thu sét cổ iển
Bộ phận cố ịnh và kết nối với dây cáp thoát sét lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
b. Chống sét trực tiếp theo nguyên lý điện từ phát xạ sớm - (ESE)
Cách tính bán kính bảo vệ kim thu sét tia tiên ạo
AFNOR, tổ chức tiêu chuẩn hóa của Pháp ã ưa ra tiêu chuẩn NFC 17-102
ể tiêu chuẩn hóa công nghệ phát tia tiên ạo ESE này. Hiện nay thì tiêu chuẩn
này vẫn ang ược áp dụng và là tiêu chuẩn gần như bắt buộc cho các hãng sản
xuất kim thu sét công nghệ phát tia tiên ạo. Tiêu chuẩn NFC 17-102:2011 quy
ịnh rõ cách tính bán kính bảo vệ kim tiên ạo.
Bán kính này ược quyết ịnh bới tham số ∆T. Tham số này ược chứng
minh trong các cuộc test tại các phòng thí nghiệm uy tín hàng ầu châu Âu và
thế giới. Giá trị ∆T càng lớn thì bán kính bảo vệ của kim càng cao. Giá trị lớn
nhất của ∆T ghi nhận ược tại các phòng test là 60 µs. lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
b. Chống sét trực tiếp theo nguyên lý điện từ phát xạ sớm - (ESE) Vùng bán kính bảo vệ
của kim thu sét hiện ại
họa bằng hình vẽ dưới Trong ó: • Hn: Chiều cao từ
ến iểm xa nhất của vật thể ược bảo vệ • Rpn: Bán kính bảo vệ cấp n của kim thu ứng với chiều cao Hn tương ứng lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
b. Chống sét trực tiếp theo nguyên lý điện từ phát xạ sớm - (ESE)
Bán kính bảo vệ của kim tia tiên ạo liên quan ến chiều cao H so với bề
mặt cao nhất của công trình. Nó ược tính bằng công thức sau: Trong ó: •r (m):
•Rp(h) (m): Bán kính bảo vệ tại ộ cao h • 20m cho mức ộ bảo vệ cấp I
• 30m cho mức ộ bảo vệ cấp II •H
(m): Độ cao từ ỉnh kim ến bề mặt • 45m cho mức ộ bảo vệ cấp III cao nhất của công trình lOMoARcPSD| 40651217
• 60m cho mức ộ bảo vệ cấp IV •∆(m): ∆= ∆T x 10^6
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Bán kính bảo vệ kim thu sét Stormaster lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Bán kính bảo vệ kim thu sét Liva lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Bán kính bảo vệ kim thu sét Liva lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Bán kính bảo vệ kim thu sét OPR lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Bán kính bảo vệ kim thu sét Bakiral lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
c. Chống sét trực tiếp theo Công nghệ phân tán tích điện - (DAS) lOMoARcPSD| 40651217
Hệ thống phân tán năng lượng sét DAS do LEC (Mỹ) nghiên cứu chế tạo,
nhằm ngăn ngừa sự hình thành tia sét.
Khác với các hệ thống chống sét ánh
trực tiếp dùng iện cực Franklin hay iện cực
phát tiên ạo sớm (ESE), hệ thống này thực
hiện bằng cách liên tục giảm chênh lệch hiệu
iện thế giữa mặt ất và ám mây dông tích iện
xuống dưới mức khả năng xuất hiện tiên ạo
sét (không có tiên ạo từ mặt ất i lên) do ó không xảy ra sét.
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
c. Chống sét trực tiếp theo Công nghệ phân tán tích điện - (DAS)
Hệ thống DAS hoạt ộng theo nguyên lý phóng iện iểm dựa trên lOMoARcPSD| 40651217
hiện tượng corona, với hàng nghìn iểm nhọn bằng kim loại tạo ra
ion bên trên hệ thống và ngăn ngừa sự hình thành tiên ạo sét.
Hệ thống liên tục dẫn iện tích cảm ứng trên bề mặt ất lên các ầu kim loại
nhọn ể tạo ion vào khoảng không bên trên và tạo ra một không gian tích iện
che chắn giữa ám mây dông và công trình cần bảo vệ.
Nhờ có không gian tích iện bên trên mà cường ộ iện
trường cục bộ bên dưới ược giảm xuống dẫn ến ngăn ngừa hiện
tượng tiên ạo do ó không gây ra sét ánh vào công trình trong
phạm vi bảo vệ của hệ thống phân tán năng lượng.
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
c. Chống sét trực tiếp theo Công nghệ phân tán tích điện - (DAS)
Hệ thống DAS bao gồm các bộ phận như sau: lOMoARcPSD| 40651217 + Bộ tạo ion (Ionizer); + Dây dẫn iện tích
(Interconnecting charge conductor).
+ Bộ tập trung iện tích trong ất -
GCC (Ground charge collector);
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
c. Chống sét trực tiếp theo Công nghệ phân tán tích điện - (DAS)
Bộ tạo ion: Bộ tạo ion trong hệ thống DAS dựa trên nguyên lý “phóng iện
iểm”. Bộ tạo Ion ược chế tạo bằng vật liệu ặc biệt có hành nghìn iểm nhọn. lOMoARcPSD| 40651217
Dây dẫn iện tích - ICC: Dây dẫn iện tích - ICC phải bảo ảm có iện trở thấp ể
dẫn các iện tích từ GCC ến bộ tạo ion. Dây dẫn iện tích trong hệ thống phân
tán năng lượng sét DAS khác với dây thoát sét trong hệ thống thu lôi
Franklin hay phát xạ sớm là ể dẫn dòng iện có cường ộ thấp do sự chuyển
dịch các iện tích bị nhiễm iện trong ất lên bộ tạo ion bằng con ường ngắn nhất.
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
c. Chống sét trực tiếp theo Công nghệ phân tán tích điện - (DAS) Bộ tập trung iện tích trong ất:
• Bộ tập trung iện tích trong ất (GCC) thường làm bằng dây ồng chôn ở ộ sâu
khoảng 25 cm và các thanh sắt tiếp ất cách nhau khoảng 10 m. lOMoARcPSD| 40651217
• Các tiếp ất, có thể dùng các iện cực tiếp ất hoá học (chem. Rod), phải bảo
ảm thu hút hết các iện tích xuất hiện trên mặt ất bị nhiễm iện do các ám
mây dông tích iện tạo ra.
• Khi các iện tích dịch chuyển vào vùng ược bảo vệ, nó ược bộ tập trung iện
tích dẫn lên bộ tạo ion bằng một dây dẫn qua vùng ược bảo vệ. Như vậy
khu vực ược bảo vệ có iện thế thấp hơn các vùng xung quanh. lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS B. Hệ thống nối ất
Nối ất tập trung: dùng nhiều cọc
óng xuống ất sau ó nối các cọc
với nhau bằng thanh ngang hay cáp ồng.
Khoảng cách giữa các cọc tối
thiều phải bằng chiều dài cọc ể tránh hiệu ứng màn che.
Hiệu ứng màn che làm méo
dạng vùng ẳng thế giữa hai
iện cực, làm giảm khả năng tản
của hệ thống nối ất. lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS B. Hệ thống nối ất
Nối ất mạch vòng: các iện cực ặt theo chu vi công trình cần bảo vệ, cách mép
móng từ 1-1.5m. Nối ất mạch vòng cũng có thể ặt ngay bên trong phạm vi công trình.
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS B. Hệ thống nối ất Điện trở nối ất của 1 cọc theo công thức: lOMoARcPSD| 40651217 L: chều dài cọc
Ρo: Điện trở suất của ất
K: Hệ số tăng cao ối với cọc thẳng ứng
D: ường kinh cọc tiếp ịa
T: chiều sâu chôn cọc (tinh từ mặt ất ế iểm giữa của cọc) lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA CÁC LOẠI ĐẤT (ohm.cm)
Than bùn: 0.02x104 Đất sét: 0.04x104 Đất vườn: 0.04x104
Đất sét vỉa lớn, phía bên dưới là á hay á dăm: 0.07x104 Đất pha sét: 1x104
Đất pha sét 50%, lớp dày từ 1-3m, bên dưới là á dăm: 2x104 Đất en: 2x104 Đất pha cát :2x104 Cát: 3x104
Đất vôi, á vôi, cát hạt to lẫn á vụn, sỏi: 10x104 Đá, á vụn: 20x104 lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Điện trở tản của 1 thanh/ dây dẫn chôn cách 1 mặt ất 1 khoảng h ược
xác ịnh bằng công thức sau: Trong ó:
• ρ: iện trở tản của hệ thống gồm n cọc (Ωm) • L: chiều dài cọc (m)
• d: ường kính cọc (m)
• h: ộ sâu chôn cọc (m) lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ
Điện trở tản của hệ thống thanh (dây) nối ất ặt nằm ngang kết nối n cọc
chôn thẳng ứng ược xác ịnh bằng công thức sau: Trong ó:
• Rth: iện trở tản của hệ thống thanh (dây) nối ất ặt nằm ngang kết nối n cọc chôn thẳng ứng.
• rt: iện trở tản của thanh (dây) nối ất ặt nằm ngang chưa xét ến hệ số sử dụng.
• ηth: hệ số sử dụng của thanh (dây) nối ất ặt nằm ngang kết nối n cọc chôn thẳng ứng. lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217
3.1. Hệ thống bảo vệ chống sét - LPS A. Nguyên tắc bảo vệ Bài tập 7.3.
Hệ thống tiếp ịa sử dụng các cọc thép bọc ồng ường kính F18mm
dài 2,5m óng sâu dưới mặt
ất 0,8m mỗi cọc óng cách nhau 4,5m, dây nối
dùng ồng dẹt 25x3mm hàn các ầu cọc với nhau (mối hàn ồng chống ăn mòn iện hoá).
Tính toán giá trị nối ất của hệ thống tiếp ịa nêu trên? lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217
3.2. Hệ thống bảo vệ chống sét - SPD
A. Khái niệm về bảo vệ chống sét lan truyền – SPD:
Thiết bị chống sét lan truyền SPD còn ược gọi là thiết bị chống sét lan
truyền, tất cả các thiết bị chống sét lan truyền cho một mục ích cụ thể thực sự
là một loại công tắc nhanh và thiết bị chống sét lan truyền ược kích hoạt trong
một phạm vi iện áp nhất ịnh.
Sau khi ược kích hoạt, thành phần triệt tiêu của bộ chống sét lan truyền
sẽ bị ngắt khỏi trạng thái trở kháng cao, và cực L sẽ chuyển sang trạng thái iện
trở thấp. Bằng cách này, dòng iện tăng năng lượng cục bộ trong thiết bị iện tử
có thể ược giải phóng.
Trong toàn bộ quá trình chống sét, bộ chống sét lan truyền sẽ duy trì một
iện áp tương ối ổn ịnh trên cực. Điện áp này ảm bảo rằng bộ chống sét lan truyền
luôn bật và có thể xả dòng iện ột biến xuống ất một cách an toàn. lOMoARcPSD| 40651217
3.2. Hệ thống bảo vệ chống sét - SPD
B. Các ứng dụng của bảo vệ chống sét lan truyền – SPD:
Sét có những mối e dọa rõ ràng ối với an toàn cá nhân và gây ra mối e dọa tiềm
tàng cho các thiết bị khác nhau.
Thiệt hại của sự tăng iện ối với thiết bị không chỉ giới hạn bởi sét anh trực tiếp.
Sét ánh ở cự ly gần gây ra mối e dọa rất lớn ối với các thiết bị iện tử hiện ại nhạy cảm;
Mặt khác, hoạt ộng của sét ở khoảng cách xa và phóng iện giữa các ám mây
dông có thể tạo ra dòng iện xâm nhập mạnh trong các mạng lưới cung cấp iện
và tín hiệu, do ó thiết bị dễ bị làm cho hư hỏng hoặc rút ngắn tuổi thọ của thiết bị. lOMoARcPSD| 40651217
3.2. Hệ thống bảo vệ chống sét - SPD
B. Các ứng dụng của bảo vệ chống sét lan truyền – SPD:
Sét thường gây ra một quá áp thoáng qua vượt quá iện áp hoạt ộng bình
thường. Do ó về bản chất, sét lan truyền là một xung mạnh xảy ra chỉ trong
vài phần triệu giây và có thể gây ra xung iện trên các thết bị iện, ngắn mạch,
bộ chuyển ổi nguồn hoặc ộng cơ.
Bộ chống sét lan truyền, còn ược gọi là bộ chống sét, là một thiết bị cung cấp
khả năng bảo vệ an toàn cho các thiết bị iện tử, dụng cụ và ường dây liên lạc khác nhau.
Khi dòng iện hoặc iện áp ột ngột ược tạo ra trong mạch iện hoặc ường dây
thông tin liên lạc do nhiễu bên ngoài, bộ chống sét lan truyền có thể dẫn dòng
iện ngắt trong thời gian rất ngắn, do ó tránh làm hỏng các thiết bị khác trong
mạch do dòng iện gây ra. lOMoARcPSD| 40651217
3.2. Hệ thống bảo vệ chống sét - SPD
C. Các tinh năng cơ bản của bảo vệ chống sét lan truyền – SPD:
Bộ chống sét lan truyền có dòng cắt lớn, iện áp dư
thấp và thời gian áp ứng nhanh;
Sử dụng công nghệ dập tắt hồ quang mới nhất ể
tránh hoàn toàn hỏa hoạn;
Mạch bảo vệ kiểm soát nhiệt ộ với bảo vệ nhiệt tích hợp;
Với chỉ báo trạng thái nguồn cho biết trạng thái làm
việc của bộ chống sét lan truyền;
Cấu trúc chặt chẽ và công việc ổn ịnh và áng tin cậy.
Nơi nào phải lắp hệ thống sét? lOMoARcPSD| 40651217
Nghị ịnh số 79/2014/NĐ-CP ngày 31/7/2014 của Chính phủ quy ịnh
cơ sở có nguy hiểm về cháy, nổ phải có hệ thống chống sét bảo ảm
an toàn về phòng cháy và chữa cháy. Thời gian kiểm tra ịnh kỳ?
Theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9385:2012 việc kiểm tra hệ thống
chống sét ược tiến hành ịnh kỳ, tốt nhất không quá 12 tháng; Ai ược kiểm tra?
Việc tiến hành o kiểm tra ịnh kỳ iện trở tiếp ịa của hệ thống chống
sét là bắt buộc. Các ơn vị ược o, kiểm tra iện trở tiếp ịa của hệ
thống chống sét: Sở Khoa học và công nghệ, Công ty Điện lực, các
ơn vị có chức năng kiểm ịnh theo quy ịnh của Nhà nước. lOMoARcPSD| 40651217
Cảnh sát PCCC kiểm tra kết quả o iện trở tiếp ịa của hệ thống thu lôi chống sét. lOMoARcPSD| 40651217 lOMoARcPSD| 40651217 1) Tác hại của sét?
2) Số lần sét ánh trung bình tại TPHCM là bao nhiêu?
3) Chống sét thụ ộng là gì?
4) Chống sét chủ ộng là gì?
5) Đối với các công trình có bắt buộc phãi lắp
hệ thống chống sét hay không?
6) Chúng ta có thể tự kiểm tra ịnh kỳ hệ thống chống sét hay không?
7) Cảnh sát PCCC kiểm tra nội dung gì ối với hệ thống chống sét
•TCN 68-140:1995: Tiêu chuẩn ngành về Chống quá áp, quá dòng bảo vệ ường
dây và thiết bị thông tin - Yêu cầu kỹ thuật. lOMoARcPSD| 40651217
•TCN 68-167:1997: Tiêu chuẩn Thiết bị chống quá áp, quá dòng do ảnh hưởng
của sét và ường dây tải iện - Yêu cầu kỹ thuật .
•TCN 68-141:1999: Tiêu chuẩn ngành vềTiếp ất cho các công trình viễn thông - Yêu cầu kỹ thuật.
•TCN 68-135:2001: Tiêu chuẩn về Chống sét bảo vệ các công trình viễn thông - Yêu cầu kỹ thuật .
•TCN 68-174:2006: Tiêu chuẩn về Quy phạm tiếp ất và chống sét bảo vệ các
công trình và thiết bị viễn thông.
•TCXDVN 46-2007: Tiêu chuẩn xây dựng về Chống sét cho công trình xây dựng -
Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống.
•TCVN 8071-2009 : Công trình viễn thông - Quy tắc thực hành chống sét và tiếp ất.
•QCVN 9:2010/BTTTT : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếp ất cho các trạm viễn thông
•QCVN 32:2011/BTTTT : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chống sét cho các trạm
viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông
•TCVN 9385 : 2012 : Tiêu chuẩn Việt nam về Chống sét cho công trình xây dựng
- Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống