Chống Sét

Hệ thống chống sét đánh thẳng là một trong những thiết bị chống sét có nhiều ưu điểm trong quá trình sử dụng chống sét hiện nay. Việc lắp đặt hệ thống này cũng khá dễ dàng mà mang lại hiệu quả cao trong quá trình vận hành hằng ngày. Dưới đây là những ưu nhược điểm mà chúng tôi đã tổng hợp được.

Cấu hình hệ thống chống sét đánh thẳng

Hệ thống chống sét đánh thẳng là công nghệ chống sét kim cổ điển được ứng dụng trong rất nhiều công trình để bảo vệ thiết bị điện và con người vào những ngày mưa gió, sấm sét. Một hệ thống chống sét đánh thẳng sẽ bao gồm các bộ phận thiết bị chống sét quan trọng sau đây:

Kim thu sét

Chất liệu để làm kim thu sét là thép mạ đồng hoặc đồng thau được đúc bằng inox. Tùy vào cấu trúc của mỗi công trình để người ta lựa chọn chiều dài của kim thu sét cho phù hợp và đảm bảo được chức năng bảo vệ.

Dây dẫn sét

Dây điện dẫn sét được sử dụng để dẫn dòng sét từ đầu kim thu đến các hệ thống tiếp đất, nguyên liệu được sử dụng để làm dây dẫn sét là đồng lá hoặc cáp đồng trần với tiết diện được quy định theo đúng tiêu chuẩn Quốc tế từ 50mm2 đến 75mm2.

Hệ thống tiếp đất

Chức năng của hệ thống tiếp đất là sử dụng để tản dòng điện sét vào trong đất, tránh làm nguy hại đến các thiết bị điện khi đang hoạt động.

Hệ thống tiếp đất bao gồm:

  • Các cọc tiếp đất: thường dài từ 2,4 mét đến 3 mét . Đường kính ngoài thường là 14 – 16mm . Được chôn thẳng đứng & cách mặt đất từ 0,5 đến 1 mét . Khoảng cách cọc với cọc từ 3 đến 15 mét.
  • Dây tiếp đất: thường là cáp đồng trần có tiết diện từ 50 đến 75mm2 dùng để liên kết các cọc tiếp đất này lại với nhau. Cáp này nằm âm dưới mặt đất từ 0,5 đến 1 mét .
  • Ốc siết cáp hoặc mối hàn hóa nhiệt CADWELD: dùng để liên kết dây tiếp đất & các cọc tiếp đất với nhau.

Ưu điểm của hệ thống chống sét đánh thẳng

Hệ thống chống sét đánh thẳng sử dụng công nghệ tiêu tán đám mây điện tích không cho hình thành tia tiên đạo sét. Cấu hình của công nghệ này bao gồm:

Các đầu phát ion dương

Chất liệu để làm đầu phát ion dương là thép mạ đồng hoặc inox có hình dạng như một quả cầu nhiều gai hoặc giống hình một chiếc dù với nhiều gai, hoặc hình cánh dơi nhiều gai.

Dây dẫn sét

Chức năng của dây dẫn sét là dùng để dẫn dòng ion dương từ mặt đất đi lên các thiết bị phát ion dương. Dây dẫn sét thường được làm bằng cáp đồng trần với tiết diện được quy định đạt tiêu chuẩn từ 50mm2 đến 75 mm2.

Hệ thống tiếp đất

Hệ thống tiếp đất được sử dụng để dẫn dòng điện sét vào trong đất. Cấu hình của chúng bao gồm những bộ phận sau:

Các cọc tiếp đất: có độ dài từ 2,4 – 3 m và đường kính từ 14 – 16mm. Cọc tiếp đất được chôn thẳng đứng, cách mặt đất từ 0,5 -1 m và khoảng cách giữa các cọc với nhau là từ 3 – 15 m.

Dây tiếp đất là dây cáp đồng trần với tiết diện từ 50 – 75 mm2 được sử dụng để liên kết các cọc tiếp đất lại với nhau. Độ sâu của cáp là từ 0,5 – 1m. Yêu cầu kỹ thuật khi lắp cáp là nối cáp thành một mạch vòng kín trước khi nối với dây dẫn sét.

Ốc siết cáp hoặc mối hàn hóa nhiệt cadweld có chức năng liên kết dây tiếp đất và các cọc tiếp đất với nhau.

Các hệ thống chống sét này đã được đưa vào một số tiêu chuẩn chống sét mà không thông qua các thử nghiệm trên chúng cũng như cho người tiêu dùng. Với một hệ thống chống sét đánh thẳng bạn sẽ không phải bận tâm nhiều đến việc bảo vệ các thiết bị của mình trong mùa mưa bão.

chong-set-lan-truyen

Thiết bị chống sét lan truyền cần được lắp ở vị trí tốt nhất để đảm bảo thu sét hiệu quả, triệt tiêu nguồn xung điện từ sét xuống đất hoàn toàn. Để giúp khách hàng có thể chọn được vị trí cho thiết bị chống sét, chúng tôi xin đưa ra những hướng dẫn sau.

Lưu ý khi chọn vị trí cho thiết bị chống sét

Nhằm giúp cho thiết bị chống sét hoạt động hiệu quả, bảo đảm sự an toàn của cácthiết bị điện mà không ảnh hưởng đến hoạt động của mạch điện, bạn nên chú ý đến 4 yếu tố sau:

+ Xác định nguồn điện, đo điện áp cực đại của mạch điện đảm bảo sao cho thiết bị chống sét lan truyền chịu được tín hiệu tối đa của nguồn điện, không ảnh hưởng đến các tín hiệu điện khác.

+ Tần số của thiết bị chống sét lan truyền phải đủ để cho hệ thống điện hoạt động, không vượt quá giới hạn cho phép.

Lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền đúng kỹ thuật, đảm bảo tiêu chuẩn.

+ Hệ thống bảo vệ quá áp của thiết bị chống sét lan truyền phải đảm bảo với vị trí dòng điện lắp đặt. Ví dụ, đối với dòng điện bên trong tòa nhà, mức bảo vệ tối thiểu là 0,25kA. Mạch đường dây bên ngoài cần 10-20kA.

Vị trí lắp thiết bị chống sét lan truyền

Trước khi xác định vị trí lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền, bạn nên nắm rõ những yếu tố sau:

+ Sử dụng thiết bị chống sét lan truyền cho mạch nào, thiết bị điện nào. Từ đó, chọn loại thiết bị chống sét lan truyền có công suất đảm bảo nhất.

+ Vị trí tốt nhất cho thiết bị điện công nghiệp này là để đảm bảo sự an toàn của các thiết bị điện.

Thông thường, thiết bị điện bị ảnh hưởng của xung cảm ứng nên mới bị hỏng hóc, thế nên, khi sử dụng thiết bị chống sét lan truyền, bạn nên đặt ở cả 2 đầu đường dây nối vào thiết bị để giảm thiểu ảnh hưởng của xung cảm ứng tốt nhất.

Tùy vào thiết bị điện cần bảo vệ mà bạn xác định vị trí tốt nhất cho thiết bị chống sét lan truyền. Ví dụ, nếu hệ thống điện của nhà cấp 4, nhà riêng, bạn nên lắp thiết bị chống sét tại điểm đi vào của hệ thống dây điện hoặc ở đầu các thiết bị.

Đối với thiết bị trong xí nghiệp, nhà máy, bạn nên lắp thiết bị chống sét riêng cho từng thiết bị để đảm bảo an toàn tối đa cho thiết bị đắt tiền. Hoặc bạn cũng có thể lắp đặt hệ thống chống sét cho cả xí nghiệp.

Trên đây là những lưu ý cơ bản giúp bạn có thể chọn được vị trí lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền hiệu quả mà chúng tôi đã tổng hợp được. 

2.5.1. Đặc tính của sét
– Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa đám mây với đất, đám mây với đám mây mang các điện tích trái dấu.
– Biên độ sét là 50 ÷ 100 kA.
2.5.2. Bảo vệ các công trình xây dựng đối với sét đánh trực tiếp – Bảo vệ chống sét kiểu cổ điển
2.5.3. Chống sét cho các công trình bằng hệ thống chống sét mới
– Sữ dụng đầu kim dẫn sét Prevectron2
– Đón bắt sét đánh trên những đầu thu sét đặt trên không trung

– Hiện nay các công trình chóng sét đa số sử dụng dây đồng trần có tiết diện 2×70 mm2 để dẫn dòng sét. Dây được trong ống cách điện PVC.
– Bán kính bảo vệ R
p của đầu kim dẫn sét Prevectron2 được tính theo công thức:
R p = h( ) 2D h + ΔL(2D + ΔL)
Trong đó: D = 20m, 45m, 60m tùy thuộc vào cấp bảo vệ yêu cầu. h – chiều cao thực của đầu kim
∆L(m) = 10
6 . ∆T(μs )
– Để biết được giá trị độ lợi thời gian ∆T(
μs ) ta tra bảng 2.2 

– Để xác định được cấp bảo vệ cho công trình ta tìm hiểu bảng 1, phụ lục 4 (GT kỹ thuật an toàn).

* Cấp bảo vệ cao nhất (I): D = 20m

h(m) >2 3 4 5 6 7 8 10 15Max 20
m
S6.60 31 47 63 79 79 79 79 79 80 80
S4.50 27 41 55 68 69 69 69 69 70 70
S3.40 23 35 46 58 58 59 59 59 60 60
TS3.40 23 35 46 58 58 59 59 59 60 60
TS2.25 17 25 34 42 43 43 43 44 45 45

2.5.4. Nối đất
– Đối với nối đất chống sét trang bị nối đất phải thõa mãn Rđ 0,5 Ω.
– Đối với nối đất an toàn điện trở nối đất R
đ 10 Ω.
– Ta chỉ cần xây dựng một hệ thống nối đất cho cả chống sét và an toàn.
– Có thể sử dụng hệ thống cốt thép của công trình làm trang bị nối đất.

Thiết bị chống sét lan truyền là một trong những thiết bị hỗ trợ đắc lực cho người dùng vào mùa mưa bão để tránh bị sét đánh gây hư hại các thiết bị điện khác. Theo các chuyên gia, khi một luồng sét đánh xuống mặt đất, nó sẽ cảm ứng điện từ lên các dây điện, đường dữ liệu gần đó, .v.v…nếu không có thiết bị chống đỡ lúc này thiệt hại sẽ cực kì to lớn.

Hệ thống chống sét lan truyền là gì?

Bạn có thể hiểu nôm na là khi sét đánh ở khu vực gần nhà bạn hay hệ thống điện gần khu vực nhà sẽ ảnh hưởng tới thiết bị điện trong gia đình bạn.

Do đó ngoài việc chống sét trực tiếp, chống sét lan truyền sẽ giúp cho hệ thống điện, thiết bị điện tử được bảo vệ tối đa các nguy hiểm do sét gây ra.

Vì sao phải lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền ?

Bạn đừng nghĩ chống sét trực tiếp mới quan trọng và nguy hiểm. Bạn nên nhớ là tia sét không cần phải đánh trực tiếp lên đường dây nguồn mới gây hư hỏng; một tia sét đánh cách xa vài trăm feet cũng có thể gây xung cảm ứng lan truyền lớn có khả năng phá hủy, thậm chí đến đường cáp ngầm…

Những lưu ý quan trọng khi lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền

  1. Tầng cắt sét sơ cấp (tầng bảo vệ thứ nhất): tại ngõ vào của công trình, mọi người cần lắp đặt một thiết bị chống sét thích hợp để bảo vệ cho những thiết bị điện của mình. Thông thường vị trí này sẽ có thể phải chịu dòng sét trực tiếp đánh vào, do đó các bạn cần phải lắp đặt một thiết bị với khả năng cắt sét lớn nhất tại đây. Khả năng cắt sét được đề nghị ở vị trí này được yêu cầu là ≥ 100kA 8/20µs. Thiết bị chống sét sơ cấp được lắp đặt 1 mình thường chỉ thích hợp để bảo vệ cho những thiết bị như đèn chiếu sáng, lò sưởi hoặc là những động cơ… những thiết bị điện/thiết bị điện cơ không dễ bị hư hỏng.
  2. Trường hợp muốn bảo đảm an toàn cho những thiết bị điện tử, thiết bị điện nhạy cảm hơn thì đòi hỏi bạn phải lắp thêm một tầng cắt sét thứ cấp (tầng bảo vệ thứ 2), thiết bị thứ cấp này có tác dụng làm giảm điện áp dư từ tầng sơ cấp. Các thiết bị ở tầng thứ cấp này cũng cần phải đảm bảo cho thiết bị mạch nhánh từ những xung đột biến được tạo nên trong nội bộ mạch từ chính những thiết bị trong mạch đó chẳng hạn như là những thiết bị đóng cắt, thiết bị gây nhiễu xung (xung này có thể chiếm khoảng 70 đến 85% lượng xung có khả năng gây tổn hại đến các thiết bị điện, điện tử nhạy cảm).
  3. Các thiết bị công nghiệp và máy biến tần, hoặc là những mạch có các thiết bị điện gây nhiễu cũng được khuyến nghị nên được bảo vệ để hạn chế các vấn đề về nhiễu điện cấp ngược trở lại. Nếu trường hợp này xảy ra, những thiết bị ở các mạch khác có khả năng sẽ bị hư hỏng nặng.
  4. Trong trường hợp các thiết bị điện tử nhạy cảm của bạn ở vị trí xa hơn 9m tính khoảng cách từ thiết bị chống sét gần nhất ở phía trước thì nên lắp đặt thêm một thiết bị bảo vệ bổ sung. Những thiết bị như này thường được lắp đặt tại vị trí gần thiết bị điện nhạy cảm nhất có thể, chúng thường được gọi là thiết bị bảo vệ “ngõ vào điểm sử dụng”.
  5. Điện áp dư là lượng là điện áp còn lại của thiết bị chống sét sau khi chúng đã chịu tác động đến từ xung sét, xung đột biến. Lượng điện áp dư này nếu được kiểm soát càng nhỏ thì càng tốt.

Với khí hậu gió mùa thường xuyên xảy ra bão lũ, sấm sét như ở Việt Nam rất nguy hiểm cho tính mạng con người và tài sản xung quanh.  Hiểu công dụng và nguyên tắc hoạt động của thiết bị chống sét lan truyền sẽ giúp các bạn tránh được những tổn thất không đáng có từ thiết bị cực kì hữu ích này

Với một nước nhiệt đới như tại Việt Nam thì sấm sét là hiện tượng mà bạn đã không còn quá xa lạ thậm chí ở nhiều nơi vào mùa mưa bão hiện tượng này có sảy ra thường xuyên hơn, gây ảnh hưởng rất lớn đối với người dân trong sinh hoạt. Đối với các thiêt bị điện thì sét lại là một kẻ thù nguy hiểm dễ dàng gây ra hư hỏng nếu bị đánh trúng. Vì vậy việc lắp đặt hệ thống thiết bị chống sét lại càng được phải quan tâm triệt để.

Với mỗi thiết bị đều có yêu cầu và quy cách chuẩn chuyên biệt, các thiết bị chống sét cũng vậy, nếu không nắm được những thông tin này thì việc chọn mua và sử dụng của bạn sẽ gặp những khó khăn đáng kể.

Kim thu sét

Có thể làm bằng thép tròn, thép dẹt, thép ống hoặc thép góc với tiết diện của phần kim loại ở mũi kim không nhỏ hơn 100 mm2 (nếu thép dẹt, bề dày không nhỏ hơn 3,5mm; nếu thép ống, bề dày không nhỏ hơn 3mm) và chiều dài hiệu dụng của kim không ngắn hơn 200mm.

Công trình có kim thu sét nằm ở môi trường có ăn mòn, tiết diện đỉnh kim không nhỏ hơn 150mm2(thép dẹt chiều dày không nhỏ hơn 4mm và thép ống, chiều dày thành ống không mỏng hơn 3,5mm).

Dây thu sét

Tiết diện không được nhỏ hơn 50mm. Dây cũng không nên làm có tiết diện lớn hơn 75mm và phải được sơn dẫn điện. Dây thu sét đặt ở môi trường không khí có hóa chất ăn mòn thì tiết diện phải mở đến 75mm2. Dây thu sét có thể tạo thành hình lưới đặt trên cọc đỡ bằng thép tròn cách nhau từ 1 – 1,5m và phải đặt cao trên mái công trình ít nhất 0,6m.

Cọc đỡ dây hoặc lưới thu sét phải được kiểm tra đảm bảo cho:

  • Mái không bị chọc thủng sinh dột,
  • Không làm hư hỏng các lớp chống thấm,
  • Không cản trở đến việc thoát nước trên mái khi mưa,
  • Dây không căng quá và khi dây qua khe lún phải có đoạn uốn cong từ 100mm đến 200mm.

Dây dẫn, dây nối và cầu nối

Dây dẫn sét xuống đất có thể làm bằng thép tròn, thép dẹt tiết diện không được nhỏ hơn 35mm2 và bề dày thép dẹt không được nhỏ hơn 3mm. Nếu từ bộ phận thu sét chỉ đặt một dây dẫn xuống đất thì tiết diện dây này không được nhỏ hơn 50mm.

Những nơi môi trường không khí có lẫn hóa chất ăn mòn thì tiết diện không nhỏ hơn 50mm và thép dẹt không nhỏ hơn 3,5mm.

Cầu nối và dây nối của thiết bị chống sét và đai san bằng điện áp có thể làm bằng thép tròn, thép dẹt tiết diện không nhỏ hơn 28mm2 và bề dày thép dẹt không mỏng hơn 3mm. Nơi không khí có hóa chất ăn mòn tiết diện dây không bó hơn 35mm2 và thép dẹt không mỏng hơn 3,5mm.

Dây nối, cầu nối và dây dẫn cần được sơn chống gỉ.

Dây nối từ bộ phận thu sét xuống bộ phận tiếp đất phải chọn lộ nào ngắn nhất.

Khoảng cách các cọc đỡ dây gắn kết vào công trình phải nhỏ hơn 1,5m và khoảng cách từ dây đến mặt kết cấu phải lớn hơn 50mm.

Hai đầu dây của bộ phận nối và bộ phận tiếp đất phải hàn với hai thanh nối bằng thép dẹt dày trên 6mm, rộng trên 30mm có lỗ bắt bu lông nối, với số lỗ ít nhất là 2 để lắp 2 bu lông nối loại M12. Khoảng cách giữa 2 lỗ bu lông là 40mm.

Bộ phân nối đất chống sét

Bộ phận nối đất chống sét có thể làm bằng thép tròn, thép dẹt, thép ống với phần tiết diện kim loại không nhỏ hơn 100mm2. (Bề dày thép dẹt, thép góc và thành ống không mỏng hơn 4mm). Nếu đất có tính chất ăn mòn thì tiết diện trên phải lớn hơn 100 mm2.

Cần kiểm tra lại trị số điện trở suất của đất tại hiện trường, thông thường nên chọn hình thức nối đất theo chỉ dẫn dưới đây:

  • Khi trị số điện trở suất đất không lớn quá 3.104 Ω.cm thì sử dụng hình thức nối đất cọc chôn thẳng đứng, chiều dài cọc từ 2,5m đến 3m, đầu trên của cọc phải đóng ngập sâu trong đất từ 0,5 – 9,8m.
  • Nếu lớp đất ở sâu có điện trở nhỏ, từ 3.104  Ω.cm trở xuống hoặc có mạch nước ngầm cần sử dụng hình thức cọc chôn sâu và có thể tăng chiều dài cọc đến 6m.
  • Trường hợp lớp đất trên có trị số điện trở nhỏ, các lớp đất dưới là đá, sỏi hoặc có điện trở suất lớn thì dùng hình thức nối đất thành tia đặt nằm ngang theo kiểu nối đất kéo dài chôn ở độ sâu 0,5 – 0,8m dưới mặt đất, chiều dài mỗi thanh không nên lấy quá trị số chiều dài tới hạn, ứng với các trị số điện trở suất như bảng sau đây:

 

ρ, Ω.cm

4

5.104

10.104

20.104

40.104

Lth, m

25

35

50

80

100

Khi điện trở suất của đất từ 3 đến 7.104  Ω.cm, cần sử dụng hình thức nối đất hỗn hợp. Các cọc chỉ nên đóng trong khoảng 2/3 chiều dài của thanh, tính từ đầu thanh, phía nối với dây xuống.

Khi trị số điện trở suất của đất lớn hơn 7.104  Ω.cm hoặc đất có nhiều đá tảng, đá vỉa cho phép kéo dài thanh tới chỗ có trị số điện trở suất nhỏ như hồ, ao, sông, suối nhưng không nên kéo quá 100m.

Có thể dùng biện pháp nhân tạo để cải thiện độ dẫn điện ở những vùng có điện trở suất cao. Một trong những điều hết sức chú ý khi kiểm tra chất lượng hệ chống sét là kiểm tra chất lượng mối hàn. Mối hàn phải đảm bảo chiều dài đường hàn, đảm bảo không rỗ, không ngắt quãng, không bọt xỉ, chiều cao đường hàn phải đáp ứng đầy đủ.

Qua quá trình tổng hợp ý kiến của các khách hàng đã tiến hành lắp đặt hệ thống chống sét của chúng tôi, lợi ích mà hệ thống này mang lại cực kì to lớn. Với nhà có chống sét cấp I, cấp II phải: Chống sét đánh thẳng, cảm ứng tĩnh điện và cảm ứng điện từ và chống sét từ các đường dây và đường ống bằng kim loại dẫn vào công trình. Với nhà chống sét cấp III phải: Chống sét đánh thẳng và từ các đường dây, đường ống bằng kim loại dẫn vào công trình.