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.
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