Tải bản đầy đủ

Tìm hiểu các mũi kim thu sét

Các mũi kim thu sét đều có dạng mũi nhọn, lý do là như sau:
khi có đám mây mang điện đến gần, xảy ra hiện tượng
nhiễm điện do hưởng ứng với bộ phận thu sét nên các điện
tích, điện tử tự do sẽ tập trung lại tại mũi nhọn, do diện tích
mũi nhọn nhỏ nên mật độ điện tử, điện tích tại đó rất lớn tạo
điều kiện cho phóng điện tiên đạo diễn ra dễ dàng hơn.
Vì lẽ đó mũi nhọn bắt buộc phải có.

hi ta dùng dây dẫn điện nối các thiết bị điện với đất (dùng thanh kim
loại dẫn điện tốt cắm sâu trong đất) thì khi các thiết bị điện bị hỏng
cách điện rò điện ra võ thiết bị thì lập tức dòng điện rò sẻ tháo xuống
đất bảo vệ cho người sử dụng thiết bị không bị điện giật. lý do là điện
thế đất luôn luôn là bằng 0.Mà dòng điện thì luôn đi từ điện thế cao
đến điện thế thấp( võ thiết bị là điện thế 220V và đất là 0V). như vậy
ta
gọi

nối
đất
an
toàn

đấy
bạn
ạ.
Còn nối đất trung tính là người ta nối điểm trung hòa của 3fa máy
biến (phần hạ áp được nối hình Y ). trong lý thuyết nếu 3 fa đối xứng
thì điểm trung hòa = 0. Nhưng thực tế mạng hạ áp của trạm biến do
người sử dụng điện không cân đối về dòng điện.Nên mạng điện 3fa
hạ áp luôn là mạng điện 3fa không đối xứng. Từ đó mà dây trung tính
luôn luôn có dòng điện, dòng điện đó lớn hay nhỏ phụ thuộc vào mức
sử dụng điện của các thiết bị có cân đối không. Cho nên người ta
phải nối đất trung tính để tháo dòng trung tính xuống đất an toàn cho
con người. Bên cạnh đó điều quang trọng nhất là khi có dòng điện
sét đánh khi trời mưa, dòng điện và điện áp của sét rất lớn lan tỏa
trên đường dây và xà điện sẻ được dây trung tính tiếp đất và trung
tính tiếp đất lặp lại thu toàn bộ dòng điện sét xuống đất bảo vệ cho
trạm biến áp và dây dẫn. nhưng bạn không đươc nối thiết bị điện với
dây trung tính. Vì khi mạng điện 3 fa không đối xứng khi có sự lệch fa
lớn dòng trung tính sẻ lớn mà điện trở đất nơi bạn đặt thiết bị cao sẻ
dẫn sự chênh lệch điện áp giữa thiết bị và đất rất nguy hiểm cho
người sử dụng thiết bị. Rộng hơn nữa người ta có thể lợi dụng dòng
điện trung tính và máy biến dòng chống hiện tượng ngắn mạch 1fa
và 3fa bảo vệ cho mạng điện. Còn tại sao bảo vệ được ngắn mạch
hẹn bạn kỳ sau tôi sẻ trả lời. Bạn hãy xem kỹ những gì tôi giải trên
đây thì bạn sẻ phân biệt được giữa nối đất an toàn và nối đất trung
tính. Chúc bạn thành công.


/ Nối đất an toàn: Được đấu nối từ vỏ máy biến áp xuống đất, nhằm
mục đích bảo vệ an toàn cho công nhân làm việc gần máy biến áp.
Như vậy, khi một loại tiếp đất nào bị hư hỏng sẽ gây ra tình trạng mất
an toàn, mất ổn định hệ thống điện cung cấp và có thể làm hư hỏng
thiết
bị
điện
nối
chung.
Tuy nhiên để tăng cường độ an toàn, người ta đấu nối chung giữa dây
trung hòa hệ thống điện với nối đất làm việc và nối đất an toàn.

I. Sét là gì?




Sét là một hiện tượng trong tự nhiên, được tạo nên do sự phóng điện giữa các đám mây mang điện tích trái
dấu hoặc giữa các đám mây và một điểm trên mặt đất hoặc trong nội bộ một đám mây khi điện trường khí
quyển đạt đến một giá trị nhất định. Việt Nam thuộc vùng khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm nên chịu nhiều ảnh
hưởng của sét. Khi hai đám mây mang điện tích trái dấu ở gần sẽ phóng điện tích tạo ra các tia hồ quang
điện.
Ánh sáng phát ra từ hiện tượng đó gọi là tia sét. Nếu các đám mây bay gần mặt đất và gặp môi trường dẫn
điện thuận lợi chẳng hạn như các tòa nhà, nhà máy,… có độ cao hơn so với các khu vực lân cận thì sẽ có
hiện tượng phóng tia lửa điện giữa đám mây và mặt đất. Đó là hiện tượng sét đánh. Dòng sét thường có
cường độ rất lớn, mang theo nhiệt độ rất cao, có thể gây ra các hiểm họa như cháy, nổ dẫn đến phá hỏng
các công trình xây dựng, điện lực, giao thông, thủy lợi, nhà máy công nghiệp,... Các thiết bị điện, điện tử
trong công trình cũng có thể bị phá hỏng do trường điện từ của dòng sét cảm ứng hoặc do dòng sét lan
truyền [2]. Trong thực tế hàng năm sét đã phá hoại nhiều công trình và là thiên tai gây nên cái chết cho con
người.
II. Phân loại sét đánh và mục đích bảo vệ
1. Phân loại sét đánh
Dựa vào vị trí và đặc tính của sét đánh, người ta phân biệt ra làm ba loại sét khác nhau, đó là sét đánh trực
tiếp, sét đánh gián tiếp và sét cảm ứng [2].
- Sét đánh trực tiếp là loại sét đánh thẳng vào tòa nhà, nhà máy,… ở những nơi có vị trí cao hơn so với mặt
bằng xung quanh. Đây là loại sét đánh nguy hiểm nhất. Do dòng sét đánh trực diện vào công trình, nhà cửa
và con người với cường độ và nhiệt độ rất cao nên gây nên sự phát hủy rất lớn.
- Sét đánh gián tiếp là loại sét đánh vào đường dây điện, dây điện thoại,…ở một nơi nào đó rồi lan truyền
theo đường dây vào công trình làm hư hỏng thiết bị điện, điện tử, công nghệ thông tin được kết nối với dây.
- Sét cảm ứng được chia làm hai loại là cảm ứng tĩnh điện và cảm ứng điện từ. Sét cảm ứng tĩnh điện sẽ
tạo ra các tia lửa điện nhỏ và dễ dàng gây ra các thảm họa cháy, nổ khi nó tiếp xúc với các môi trường như
xăng dầu, hóa chất, khí đốt,.... Sét cảm ứng điện từ có thể tạo ra những xung điện, sóng hài gây nguy hiểm
đối với các thiết bị điện tử.

2. Mục đích bảo vệ sét đánh cho nhà máy
Nhà máy sản xuất là nơi mà các hệ thống, thiết bị điện, điện tử, nhiệt lạnh, cơ khí, công nghệ thông tin, điều
khiển và tự động hóa hoạt động liên tục. Ngoài ra, nhà máy cũng là nơi tập trung nhiều các nguồn nguyên
vật liệu và thành phẩm dễ gây cháy nổ như dầu, gas, khí, hộp carton,... Các hệ thống, thiết bị này lại dễ bị
phá hỏng bởi các quá điện áp do xung sét lan truyền từ các đường dây điện, viễn thông, điều khiển gây ra
bởi các loại sét cảm ứng, cũng như sự phá hủy bởi sét đánh trực tiếp. Vì vậy, việc xây dựng một phương
pháp phòng chống sét cho hệ thống nhà máy là công việc quan trọng và cần thiết. Việc trang bị hệ thống
chống sét trực tiếp và lan truyền cho nhà máy sẽ đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị. Đồng thời đảm
bảo cho các hoạt động sản xuất, giao dịch và cung cấp dịch vụ cho khách hàng được hoạt động liên tục,
hiệu quả, giảm thiểu các thiệt hại về nhân lực và tài sản.


Hình 1 : Minh họa tổng quan các hệ thống chống sét của hãng Ingesco [3].
III. Giải pháp chống sét và phương án lựa chọn thiết bị
Quy trình triển khai một dự án hệ thống chống sét cũng tương tự như triển khai các hệ thống công nghệ
khác bao gồm các bước là: khảo sát, thiết kế hệ thống; thi công hệ thống; kiểm định và nghiệm thu hệ
thống. Một hệ thống chống sét thường được thiết kế trên cơ sở tham khảo một số các tiêu chuẩn như liệt kê
trong [5], [6], [7], [8]. Căn cứ vào các loại sét đánh, các tiêu chuẩn chống sét, ta có thể phân thành hai loại
giải pháp/hệ thống chống sét cho các công trình, nhà máy. Thứ nhất là hệ thống chống sét đánh trực tiếp
hay còn gọi là hệ thống bảo vệ vòng ngoài. Đây là mức bảo vệ cao nhất. Thứ hai là hệ thống chống sét lan
truyền hoặc hệ thống bảo vệ vòng trong với hai mức bảo vệ là cắt sét và lọc sét [1].
1. Hệ thống chống sét đánh trực tiếp
Hệ thống chống sét đánh trực tiếp có mức bảo vệ cao và thường được thiết kế để bảo vệ vòng ngoài cho
toàn bộ nhà máy như các khu nhà xưởng, khu văn phòng, trạm xử lý nước, xử lý nước thải, silo, tank, ống
khói,… Dưới đây là một số giải pháp chống sét trực tiếp được ứng dụng rộng rãi trong thực tế.
- Giải pháp dùng lồng Faraday
Giải pháp này tạo ra một hệ thống bảo vệ được hình thành từ một mạng lưới kim loại dày bao quanh khu
vực cần bảo vệ (lồng Faraday). Mạng lưới kim loại này được nối bởi các dây dẫn đến khu vực tiếp địa. Khi
sét đánh vào lồng bảo vệ này thì sẽ được thoát xuống bãi tiếp địa thông qua các dây dẫn để trung hòa dòng
sét. Giải pháp này thích hợp cho các khu vực thường xuyên có tia sét xuất hiện hoặc các khu bảo tàng, lịch
sử.
- Giải pháp dùng kim cổ điển Franklin
Giải pháp này tạo ra một hệ thống bảo vệ cho một khu vực nằm trong bán kính tương đương với chiều cao
từ mặt bằng cần bảo vệ đến đầu của kim thu sét. Kim thu sét loại cổ điển là một thanh kim loại dẫn điện tốt
có đầu nhọn dài, được lắp tại những nơi cao nhất trong khu vực cần bảo vệ. Kim thu sét này tạo ra một
vùng điện trường lớn hơn những vùng xung quanh để chủ động thu hút dòng sét tiên đạo từ đám mây đi


xuống. Thông qua dây dẫn, dòng sét sẽ được thoát xuống bãi tiếp địa để trung hòa và tiêu tán năng lượng,
tạo ra sự an toàn cho công trình cần bảo vệ. Giải pháp này thích hợp cho các khu vực cần bảo vệ có chiều
cao vượt hơn hẳn so với mặt bằng xung quanh.
- Giải pháp dùng kim thu sét phóng điện sớm
Giải pháp này cũng là giải pháp chủ động thu hút sét nhưng sử dụng kim thu sét là loại hiện đại, có khả
năng phóng điện sớm. Đặc tính của các loại kim này là nó phát ra dòng mồi khá sớm khi điện trường khí
quyển chưa đạt đến trị số tới hạn. Điều này có nghĩa là nó chủ động đón bắt dòng sét ở một điểm nào đó
trong không gian cách xa công trình mà nó bảo vệ. Tùy từng loại kim thu sét, chiều cao lắp đặt của kim so
với mặt bằng cần bảo vệ mà ta có thể tính được bán kính bảo vệ của kim thu sét (bán kính của khu vực
được bảo vệ). Đây là giải pháp hiện tại thường được sử dụng để bảo vệ các nhà máy và các tòa nhà cao
tầng.
Một hệ thống chống sét sử dụng kim chống sét cổ điển hay hiện đại đều phải có đầy đủ ba phần chính: kim
chống sét, dây dẫn sét và hệ thống tiếp địa (nối đất).
- Kim chống sét là điểm đầu tiên tiếp nhận tia sét. Tùy vào yêu cầu của từng công trình cụ thể ta sẽ chọn
loại kim phù hợp. Trên thị trường có nhiều loại kim thu sét phóng điện sớm của các hãng như Ingesco, Liva,
LPI,…
- Dây dẫn sét có tác dụng chuyển tải dòng sét xuống đất dễ dàng và phải chịu được nhiệt độ phát nóng cục
bộ để không bị biến dạng. Ta có thể chọn cáp đồng thoát sét loại có tiết diện 50mm² trở lên hoặc cáp thoát
sét chống nhiễu chuyên dụng.
- Hệ thống nối đất đóng vai trò rất quan trọng trong việc trung hòa dòng sét, đảm bảo hiệu quả bảo vệ của
hệ thống chống sét. Các thiết bị của hệ thống nồi đất bao gồm các cọc nối đất bằng thép bọc đồng, cáp
đồng thoát sét và hóa chất làm giảm điện trở đất. Để kết nối các cọc đồng tiếp đất và dây đồng trần thoát
sét, ta sử dụng các mối hàn hóa nhiệt. Mối hàn này có tác dụng dẫn dòng điện (tốt hơn cả dây dẫn), không
bị lão hóa, bị ăn mòn trong một thời gian dài. Hóa chất làm giảm điện trở được pha trộn lẫn nhau trong
nước và đổ lên vùng chôn các điện cực để tạo ra một lớp khô cứng đồng nhất. Lớp hóa chất này sẽ có tác
dụng làm giảm thấp điện trở hệ thống tiếp đất; không bị rửa trôi và bền vững ( không đòi hỏi phải bảo trì)
trong nhiều năm; giúp hệ thống cọc tiếp đất chống lại sự ăn mòn của môi trường tự nhiên. Sử dụng hóa
chất giảm điện trở đất và hàn hóa nhiệt, các hệ thống tiếp đất chống sét phải đảm bảo yếu tố có tổng trở
nhỏ hơn10 Ohm đối với chống sét trực tiếp và nhỏ hơn 4 Ohm đối với chống sét lan truyền.
Ngoài các thành phần như trên, một hệ thống chống sét trực tiếp có thể trang bị thêm các thiết bị đếm sét
và hộp kiểm tra điện trở.


Hình 2: Một trong những hệ thống chống sét trực tiếp bằng kim thu sét phóng điện
sớm đã được Công ty ELANI thiết kế và lắp đặt trong thực tế.
2. Hệ thống chống sét lan truyền
Hệ thống chống sét lan truyền là hệ thống bảo vệ các thiết bị bên trong nhà máy với hai mức là bảo vệ cắt
sét và lọc sét. Trong thực tế, sét lan truyền theo đường cấp nguồn là nguyên nhân chính gây ra hư hỏng
các thiết bị dùng điện. Do vậy, biện pháp để bảo vệ các thiết bị này là sử dụng các hệ thống cắt sét và lọc
sét cho tất cả các đường nguồn cấp điện và các hệ thống, dây chuyền của nhà máy. Biên độ xung sét và
năng lượng của dòng sét sẽ bị cắt giảm khi nó chạy qua các thiết bị cắt sét. Khi dòng sét lan truyền đi qua
các thiết bị lọc sét thì tốc độ biến thiên dòng và áp và biên độ xung sét của nó cũng sẽ bị cắt giảm [4].
Thông thường, với một hệ thống chống sét lan truyền thì biên độ tín hiệu điện áp ở ngõ ra không được vượt
quá 240V và tốc độ biến thiên của điện áp không được vượt quá 5V/ms.
Khi lựa chọn thiết bị cắt sét và lọc sét cho hệ thống chống sét lan truyền trên đường cấp nguồn cho nhà
máy cần chú ý các đặc tính sau ([4], [7]):
- Biên độ xung sét cực đại của thiết bị lọc sét;
- Điện áp vận hành định mức của thiết bị lọc sét;
- Dòng điện vận hành định mức của thiết bị lọc sét;
- Số pha cần bảo vệ;
- Cấu hình bảo vệ
- Khả năng cắt xung;
- Khả năng hiển thị tình trạng làm việc của thiết bị.
Căn cứ vào các điều kiện chọn lựa thiết bị cắt lọc sét và các điều kiện vận hành, sơ đồ kết cấu mạng điện
và thông số tải mạng điện sinh hoạt, các sơ đồ kết cấu của các hệ thống, thiết bị của nhà máy, một giải
pháp chống sét lan truyền có hiệu quả cho toàn bộ nhà máy cần phải bao gồm:
- Chống sét lan truyền cho trạm biến áp;


- Cắt lọc sét cho tất cả các đường nguồn vào nhà máy;
- Cắt lọc sét đường nguồn cho các thiết bị sử dụng điện như: dây chuyền sản xuất, hệ thống IT, hệ thống
thông tin liên lạc, hệ thống an ninh, trạm cân,…;
- Cắt lọc sét đường tín hiệu cho các thiết bị như: dây chuyền sản xuất, hệ thống IT, hệ thống thông tin liên
lạc, hệ thống an ninh, trạm cân,…;
- Cắt lọc sét đường điều khiển cho các thiết bị như: dây chuyền sản xuất, trạm cân,…
Giải pháp chống sét nêu trên đảm bảo tính hiệu quả cao trong việc ngăn cản dòng sét lan truyền vào các hệ
thống thiết bị bên trong nhà máy. Năng lượng sét khi đi qua các hệ thống này sẽ bị truyền dẫn và tiêu tán
nhanh vào đất. Trong quá trình đề ra phương án chống sét, một nhà máy cần phải thực hiện đầy đủ các
điểm nêu trên.
Tương tự như chống sét trực tiếp, một hệ thống chống sét lan truyền cũng bao gồm 3 phần:
- Thiết bị cắt, cắt lọc sét là thiết bị giúp loại bỏ, cắt giảm biên độ xung sét, đồng thời giảm tốc độ biến thiên
dòng và áp của sét. Tùy thuộc vào thiết bị cần bảo vệ ta chọn thiết bị cắt, cắt lọc sét phù hợp. Trên thị
trường có nhiều loại thiết bị cắt lọc sét của nhiều hãng như Ingesco [1], Phonenix Contact [3],…
- Dây dẫn sét (như đã trình bày ở mục 1)
- Hệ thống nối đất (như đã trình bày ở mục 1)

Hình 3: Giải pháp chống sét lan truyền cho hệ thống điện thoại và mạng LAN.


Hình 4: Giải pháp chống sét lan truyền cho hệ thống Camera.

Hình 5: Phần tiếp địa chống sét lan truyền cho hệ thống điện thoại, mạng LAN và
Camera.
Sét là một hiện tượng trong tự nhiên mà khi xuất hiện nó có thể gây ra những thiệt hại lớn về kinh tế cho
các công trình xây dựng, nhà máy,… cũng như hiểm họa khôn lường cho con người. Để ngăn chặn và giảm
thiểu các tổn thất không mong muốn do sét đánh gây ra, các nhà khoa học và kỹ sư đã nghiên cứu và phát
triển ra nhiều giải pháp chống sét được ứng dụng rộng rãi trong thực tế. Bài viết này tổng hợp sơ lược một
số giải pháp và hệ thống chống sét điển hình được đã được công ty ELANI ứng dụng và triển khai cho các
nhà máy công nghiệp tại Việt Nam (Các hình 3, 4, 5 minh họa giải pháp chống sét lan truyền cho hệ thống
điện thoại, mạng LAN và Camera do Công ty ELANI thiết kế và triển khai tại Nhà máy Bia Sài Gòn Vĩnh
Long). Việc đầu tư lắp đặt các hệ thống chống sét trực tiếp và lan truyền như vậy cho các nhà máy là cần
thiết. Các hệ thống này khi được trang bị và đi vào hoạt động sẽ góp phần hạn chế tối đa thiệt hại do sét
gây ra cho con người và thiết bị của nhà máy, đảm bảo cho hoạt động sản xuất và kinh doanh của nhà máy
được hiệu quả và liên tục.q




Hệ một kim thu lôi độc lập[sửa | sửa mã nguồn]

Phạm vi bảo vệ của các hệ thu lôi: cột thu lôi độc lập, hệ 2 cột cao bằng nhau, hệ 2 cột cao khác
nhau.

Theo lý thuyết của Benjamin Franklin, phạm vi bảo vệ của một kim thu lôi độc lập là phần
không gian nằm bên trong mặt tròn xoay quanh trục là kim thu lôi chiều cao H, tạo bởi
đường sinh là đường cong có phương trình là:
rx=1,6pH(H-hx)/(H+hx) với p=1,0 khi 0≤hx≤H≤30,0 (m) và p=5,5/H0,5 khi H>30 (m).


trong đó: hx và rx là cao độ và bán kính đường tròn trên mặt chiếu bằng tâm là kim thu
lôi, của từng điểm x trên đường sinh.
Lý thuyết hiện đại, lấy gần đúng đường sinh tạo thành phạm vi bảo vệ của kim thu lôi, là
đường thẳng (TCXDVN 46:2007) hay đường thẳng gãy khúc (TCXD 46:1984). Tiêu
chuẩn thiết kế chống sét Việt Nam TCXD 46:1984, coi đường sinh phạm vi bảo vệ cột
thu lôi độc lập là đường gãy khúc có phương trình là:
rx=1,50(H-1,25hx) ; với 0≤hx≤0,667H, góc bảo vệ là 56,310o
rx=0,75(H-1,00hx) ; với 0,667H≤hx≤H, góc bảo vệ là 36,870o
Tiêu chuẩn thiết kế chống sét Việt Nam TCXDVN 46:2007, coi đường sinh
phạm vi bảo vệ cột thu lôi độc lập là đường thẳng nghiêng với phương thẳng
đứng của kim một góc bảo vệ là 45o.[1] Tiêu chuẩn TCVN 46:2007, xem xét tới
diện tích mặt bằng phạm vi bảo vệ ở cao độ chân cột thu lôi (có thể ở cốt nền
mặt đất hoặc có thể là mái công trình).
Nếu so sánh trên cùng một diện tích hình tròn mặt bằng phạm vi bảo vệ ở cao
độ chân cột thu lôi, của các trường hợp áp dụng TCXD 46:1984 và TCXDVN
46:2007 và tiêu chuẩn TCVN 9385-2012 với nhau, thì chiều cao yêu cầu của cột
thu lôi độc lập theo tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007 và tiêu chuẩn TCVN 93852012 làHc, cao gấp rưỡi chiều cao cột yêu cầu theo tiêu chuẩn 1984 là H,
(Hc=1,5H). Như vậy, để bảo vệ chống sét cho cùng một diện tích mặt bằng chân
cột thu lôi đơn, thì tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007 và tiêu chuẩn TCVN 93852012, yêu cầu an toàn hơn.

Hệ hai kim thu lôi cao bằng nhau kết hợp bảo
vệ[sửa | sửa mã nguồn]


Phạm vi bảo vệ của hệ thu lôi 2 kim cao bằng nhau H hoặc Hc=1,5H, nằm cách
nhau một khoảng A≤5,0H. (H là theo tiêu chuẩn thiết kế chống sét Việt Nam TCXD
46:1984, trang 23-24, và Hc là theo Tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007).

Theo TCXD 46:1984, khi hai kim thu lôi cao bằng nhau, đặt cách nhau một
khoảng cách đủ nhỏ (nhỏ hơn giới hạn được xác định bên dưới), nhưng có thể
vẫn lớn hơn đường kính hình tròn mặt bằng phạm vi bảo tại chân cột (bằng 3H),
thì ngoài các phạm vi bảo vệ hình nón quanh từng cột (giống như cột độc lập),
ở giữa khoảng 2 cột phạm vi bảo vệ còn được mở rộng tạo thành vùng phạm vi
bảo vệ kết hợp là không gian nằm bên dưới mộtmặt bậc hai có dạng yên ngựa.
Đường sinh trên mặt đứng đi qua trục nối 2 cột, của mặt cong yên ngựa này
được lấy là đường cung tròn có tâm nằm trên trung trực của khoảng cách hai
cột trên mặt bằng, và nằm ở cao độ 4H (4 lần chiều cao cột thu lôi). Theo tiêu
chuẩn TCXD 46:1984, đường sinh trên mặt đứng đi qua trục nối 2 cột, của mặt
cong yên ngựa (hyperbolic paraboloid) này được lấy là đường cung tròn bán
kính R, có tâm nằm trên đường trung trực của khoảng cách hai cột trên mặt
bằng A, và nằm ở cao độ 4H (4 lần chiều cao cột thu lôi). Điểm thấp nhất của
đường sinh này, nằm tại trung điểm khoảng cách 2 cột trên mặt bằng A, có cao
độ hođược xác định là:


ho=4H – ((0,25A2+9H2)1/2)=
Với A là khoảng cách 2 cột trên mặt bằng. Khoảng cách A càng lớn h o càng
nhỏ (khi ho=0 thì 2 cột trở về trường hợp độc lập không còn tạo thành hệ kết
hợp nữa). Do đó, điều kiện để hai cột bằng nhau kết hợp bảo vệ là:
A≤((28)1/2)H=5,29H[2]
Tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007 lấy đường sinh trên là đường thẳng gẫy
khúc, hợp bởi góc bảo vệ 60o từ đỉnh mỗi cột, vào bên trong khoảng 2
cột. Do đó, tg60o=1,732=A/(2(Hc – ho)), điều kiện để 2 cột bằng nhau kết
hợp bảo vệ theo tiêu chuẩn 2007, là:
A≤3,4641Hc
(và nếu lấy chiều cao cột thu lôi theo tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007
gấp rưỡi chiều cao cột theo tiêu chuẩn 1984, (Hc=1,5H),
thì:A≤5,196H=3,464Hc).
Phạm vi bảo vệ kết hợp bên trong giữa hai cột mặc dù được giới
hạn bởi mặt bậc hai, nhưng trong các tiêu chuẩn chống sét 1984 và
2007 đều coi gần đúng giao tuyến của mặt cong này với mặt bằng
cao độ chân cột là đường thẳng gấp khúc đối xứng vơi nhau qua
trục nối hai cột và qua đường trung trực của trục này. Các đường
thẳng này tạo thành vùng diện tích mặt bằng bảo vệ kết hợp ở chân
cột thu lôi, mở rộng và nối liền hai diện tích hình tròn phạm vị bảo
vệ tại chân mỗi cột với nhau, trong khoảng giữa hai cột. Phương
trình của các đoạn thẳng biên được xác định là:
bx=1,5(H – 2(H – ho)x/A) ; Với 0≤x≤A/2, bx là bán kính (hay bề rộng) phạm vi bảo vệ
kết hợp trong khoảng giữa 2 cột tại cao độ chân cột về mỗi phía của trục 2 cột (b x tại
tâm chân cột bằng 1,5H, và tại điểm giữa khoảng cách 2 chân cột bằng 1,5h o).
Tiêu chuẩn chống sét mới nhất là TCVN 9385-2012 kế thừa
TCXDVN 46:2007 và bổ sung điều kiện áp dụng vùng bảo vệ
và góc bảo vệ nghiêm ngặt hơn cho tiêu chuẩn TCXDVN
46:2007.

Hệ hai kim thu lôi cao khác nhau kết hợp
bảo vệ[sửa | sửa mã nguồn]


Hệ hai cột thu lôi cao khác nhau kết hợp bảo vệ, theo TCVN
46:1984.

Hệ nhiều kim thu lôi cao bằng nhau kết
hợp bảo vệ[sửa | sửa mã nguồn]


Phạm vi bảo vệ của hệ thu lôi 3 kim đều cao bằng H (theo tiêu
chuẩn TCXD 46:1984), và hệ thu lôi 4 kim đều cao Hc=1,5H (theo
tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007), cùng nằm trên đường tròn ngoại
tiếp đường kính là D=8bmin=4,1676H.

Phạm vi bảo vệ của hệ 3 cột (kim) thu lôi thành tam giác hay
nhiều cột thành đa giác kết hợp bảo vệ, được hình thành bởi
sự kết hợp tất cả các phạm vi bảo vệ kết hợp của các cặp đôi
kim thu lôi đặt tại các đỉnh của tam giác hay đa giác đó. Nếu là
các đa giác thì hệ luôn có thể chia thành các tam giác kim thu
lôi. Trong một tam giác kim thu lôi luôn có duy nhất một đường
tròn ngoại tiếp tam giác thu lôi đi qua chân của tất cả các cột.
Để đảm bảo an toàn thì tất cả 3 cặp đôi phạm vi bảo vệ kết hợp
(trên các cạnh tam giác) phải kết hợp phủ kín hết vùng diện tích
mặt bằng bên trong hình tam giác kim thu lôi đó. Điều này liên
quan tới 3 bán kính nhỏ nhất (bmin1, bmin2, bmin3) của phạm vi bảo
vệ kết hợp trên mỗi cạnh tam giác (là khoảng các giữa 2 cột
trong 1 cặp) tại cao độ chân cột về mỗi phía của trục 2 cột
(cạnh tam giác). Các bán kính nhỏ nhất này đạt được tại vị trí
trung điểm của mỗi cạnh tam giác thu lôi và bmin1=1,5ho1=1,5(4H
- ((0,25(A1)2+9H2)1/2)), bmin2=1,5ho2=1,5(4H - ((0,25(A2)2+9H2)1/2)),
bmin3=1,5ho3=1,5(4H - ((0,25(A3)2+9H2)1/2)). Với H là chiều cao
cần thiết của các cột thu lôi; và A1, A2, A3 là các cạnh của tam
giác thu lôi. Các bán kính nhỏ nhất này càng nhỏ khi các cạnh
tam giác càng lớn. Cạnh tam giác lớn nhất khi nó đạt tới giá trị
là đường kính D của đường tròn ngoại tiếp tam giác, tức là
trường hợp 2 trong 3 cột thu lôi nằm trên đường kính D của
đường tròn ngoại tiếp, hay tam giác thu lôi là tam giác vuông.
Trường hợp tam giác thu lôi là tam giác vuông cân, thì bán kính
bảo vệ bmin =1,5(4H - ((0,25D2+9H2)1/2))=
sẽ đảm bảo việc phủ
kín hết vùng diện tích mặt bằng bên trong hình tam giác kim thu
lôi, khi D=8bmin=4,1676H. Do đó, Tiêu chuẩn chống sét TCVN
46:1984 quy định điều kiện D≤8bmin và bmin≥0 để đảm bảo
phạm vi diện tích mặt bằng chân cột ở phía trong tam giác thu
lôi được hoàn toàn bảo vệ. Khi đó, chiều cao cột thu lôi yêu cầu
H được xác định là:


H≥(D/4,1676) (theo TCXD 46:1984), với D là đường kính đường tròn ngoại tiếp tam
giác thu lôi.
Theo tiêu chuẩn TCVN 9385-2012 thì khoảng cách L của
lưới ô vuông 4 cột thu lôi cao bằng nhau, (nằm trên đường
tròn ngoại tiếp, có đường kính D) phải đảm bảo L ≤ 2Hc[3].
(Hc là chiều cao cột thu sét theo TCXDVN 46:2007 và
TCVN 9385-2012.) Do đóD=

≤ 2,828Hc (Theo tiêu

chuẩn TCVN 9385-2012) (mà 2,828Hc=2,828.(1,5H)=
4,243H, với H là chiều cao cột thu lôi theo tiêu chuẩn TCXD
46:1984).

Hệ dây và lưới thu lôi[sửa | sửa mã nguồn]
Côt thu lôi rất có tác dụng trong việc ngăn ngừa và giảm
thiểu những thiệt hại do sét gây ra. Tuy nhiên, do sét là
dòng điện lên đến hàng triệu vôn nên cột thu lôi không thể
nào ngăn chặn hoàn toàn sự đáng sợ của sét. Chính vì
vậy, để an toàn đến mức tối đa, chúng ta cần thực hiện các
phương pháp an toàn như:


Rút hết các phích cắm khi cơn giông tới.



Không sử dụng máy tính xách tay, điện thoại hay máy
tính bảng khi sét đến



Tránh những vật bằng kim loại hoặc ẩm ướt có thể gây
nguy hại cho bản thân và người thân như vòi hoa sen.

Tiêu chuẩn chống sét[sửa | sửa mã
nguồn]



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×