Hệ thống chống sét trực tiếp system 3000 (glt)

CHÖÔNG II HEÄ THOÁNG CHOÁNG SEÙT TRÖÏC TIEÁP SYSTEM 3000 (GLT) I. GIÔÙI THIEÄU . ERICO laø taäp ñoaøn ñöùng ñaàu theá giôùi veà cung caáp giaûi phaùp choáng seùt toaøn dieän vaø tieáp ñaát, caùc thieát bò choáng seùt tieân tieán… Caùc saûn phaåm cuûa ERICO ñöôïc thieát keá vaø ñaët haøng theo coâng ngheä hieän ñaïi, ñaùp öùng caùc yeâu caàu cuûa vuøng nhieät ñôùi, nôi maø hoaït ñoäng cuûa doâng seùt raát cao, trong ñoù coù nöôùc ta. Töø nhöõng nghieân cöùu veà caùc ñieåm noåi baäc cuûa phöông phaùp choáng seùt hieän ñaïi. Taäp ñoaøn ERICO ñaõ saûn xuaát cheá taïo nhöõng thieát bò, vaät lieäu vaø coâng ngheä môùi veà heä thoáng choáng seùt hieän ñaïi coù chaát löôïng toát. Ñaëc bieät laø giaûi phaùp choáng seùt toaøn dieän 6 ñieåm “ SIX POINT PLAN “, ñöôïc aùp duïng treân khaép theá giôùi vaø keát quaû ñem laïi raát khaû quan vaø ñaùng tin caäy. Giaûi phaùp naøy bao goàm: choáng seùt tröïc tieáp ( SYSTEM-3000 ), choáng seùt lan truyeàn treân ñöôøng caáp nguoàn vaø choáng seùt lan truyeàn treân ñöôøng tín hieäu. Hình 2-1:Moâ hình choáng seùt toaøn dieän 6 ñieåm GLT ( Global Lightning Technologies Pty.Ltd. ) laø coâng ty chuyeân cheá taïo caùc thieát bò choáng seùt haøng ñaàu cuûa UÙc GLT thaønh laäp vaøo naêm 1978, tieàn thaân laø vieän choáng seùt (LPI), thaønh laäp 1955. II. HEÄ THOÁNG CHOÁNG SEÙT SYSTEM 3000 . Giôùi thieäu . Söï ra ñôøi cuûa heä thoáng choáng seùt S3000 laø moät tieán boä trong vieäc phoøng choáng seùt. Heä thoáng ñöôïc thieát keá ñeå thu seùt töø moät theå tích vuøng thu ñöôïc quyeát ñònh tröôùc vaø daãn doøng seùt xuoáng ñaát moät caùch an toaøn. Heä thoáng choáng seùt goàm caùc boä phaän sau: Ñaàu thu Dynasphere: laø ñieåm ñaàu tieân ñeå baét seùt ñaùnh vaøo caáu truùc maø noù baûo veä. Dynasphere hoaøn toaøn caùch ñieän khoûi kieán truùc vaø ñöôïc noái vôùi daây thu seùt Ericore, ñeå cung caáp moät heä thoáng caùch ñieän toaøn dieän. Thanh choáng ( keát caáu ñôõ ): duøng ñeå gaén ñaàu Dynasphere vaø caùch ñieän giöõa Dynaphere khoûi caáu truùc. Daây daãn xuoáng ( ERICORE ): taûi ñieän xuoáng ñaát khoâng laøm ñieän hoùa caáu truùc caàn baûo veä,vieäc naøy ñaûm baûo an toaøn cho ngöôøi vaø thieát bò. Daây daãn loaïi boû ruûi ro phoùng ñieän bieân vì boä phaän truyeàn ñieän ôû trung taâm ñöôïc che chaén khoûi caùc vaät khaùc. Thieát bò ñeám seùt: theo doõi soá laàn Dynasphere ñaõ thu seùt. Heä thoáng noái ñaát: goàm caùc coïc ñaát, baêng ñoàng vaø hoùa chaát laøm giaûm ñieän trôû ñaát. Vieäc thieát keá caùc boä phaän ñaõ ñöôïc nghieân cöùu theo doõi trong phoøng thí nghieäm vaø thöïc teá ngoaøi töï nhieân. 1. Kim thu seùt phoùng ñieän sôùm Dynasphere . Hình 2-2:Kim thu seùt Dynasphere Vaät lieäu kích thöôùc ñaàu thu . 355mm Ñaàu tieáp ñaát Baàu thu Dynasphere f60mm Hình 2.3: Caùc boä phaän ñaàu thu seùt phoùng ñieän sôùm Dynasphere. Vaät lieäu cuûa ñaàu Dynasphere khoâng aên moøn trong khoâng khí bình thöôøng. Ñaàu tieáp ñaát coù tieát dieän 300mm2 ñöôïc laøm baèng vaät lieäu khoâng chöùa saét. Quaû caàu beân ngoaøi ñöôïc laøm baèng nhoâm anod hoùa coù kích thöôùc: Daøi (L) x Roäng(R) = 335mm x 280mm Troïng löôïng toaøn boä cuûa Dynasphere treân 4 Kg. b) Ñaëc ñieåm kyõ thuaät . Ñieän cöïc seõ phaûn öùng moät caùch ñoäng hoïc vôùi söï xuaát hieän cuûa luoàng seùt baèng caùch taïo ra caùc ñieän töû töï do ( taïo ion ) vaø hieän töôïng quang ion hoùa ( giaûi phoùng ion) giöõa beà maët quaû caàu vaø muõi nhoïn cuûa coïc tieáp ñaát nhaèm chuû ñoäng phaùt ra tia phoùng ñieän sôùm leân phía treân nhanh hôn baát kì moät ñænh nhoïn naøo gaàn ñoù. Ñaàu thu khoâng gaây phoùng xaï ñeán moâi tröôøng xung quanh. Hình daïng beân ngoaøi cuûa ñaàu thu nhaèm giaûm nhoû söï hình thaønh vaàng quang (corona) döôùi tröôøng tónh ñieän cuûa côn doâng. Ñaàu thu khoâng caàn nguoàn cung caáp naêng löôïng baát kyø boä phaän naøo cho noù, ñaàu thu khoâng chöùa phaàn ñoäng. Ñaàu thu ñöôïc laøm baèng vaät lieäu khoâng bò aên moøn trong ñieàu kieän khí quyeån bình thöôøng. Ñaàu thu ñöôïc caùch ñieän khoûi caáu truùc caàn ñöôïc baûo veä. Theå tích vuøng thu vaø baùn kính haáp daãn cuûa ñaàu thu ñöôïc ñöa ra töø thoáng keâ vaø nhöõng nghieân cöùu veà seùt ñöôïc chaáp nhaän vaø bieát ñeán. Ñaàu thu ñöôïc ñaët toái thieåu 10m töø maët ñaát. Ñaàu thu ñöôïc laép ñaët nghieâm ngaët theo höôùng daãn cuûa nhaø saûn xuaát. Doøng seùt XX Möùc baûo veä YY Khaû naêng xuaát hieän 3kA Raát cao 99% 6kA Cao 98% 10kA Trung bình 93% 15kA Chuaån 85% 20kA Thaáp 75% Baûng 2.1 : Söï lieân quan cuûa doøng seùt vaø möùc baûo veä Vuøng baûo veä ñöôïc qui ñònh bôûi ñieän cöïc phaûi thích hôïp vôùi ñieåm seùt ñaùnh cho taát caû caùc seùt vöôït quaù bieân ñoä cuûa doøng ñieän XXÑaëc tröng giaù trò doøng ñieän seùt. KA theo möùc baûo veä YY Ñaëc tröng cho möùc baûo veä. . Thieát keá phaûi tính toaùn ñeán söï phoùng moät tia ñi leân cuûa ñieåm caïnh tranh ( muõi nhoïn, gôø maùi,…) töø coâng trình töø baûo veä. Z Z c) Nguyeân lyù hoaït ñoäng ôû ñaàu thu . Hinh 2.4: Moâ taû nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa Dynasphere. ÔÛ daïng ñôn giaûn Dynasphere goàm moät thanh kim loaïi nhoïn ñaàu ñöôïc noái ñaát vaø moät quaû caàu kim loaïi boïc laáy thanh. Noái giöõa quaû caàn vaø thanh nhoïn laø moät trôû khaùng cao. Trong ñieän tröôøng töông ñoái oån ñònh coøn goïi laø ñieän tröôøng tónh (thöôøng xaûy ra döôùi moät côn doâng) thì Dynasphere laø moät thieát bò thuï ñoäng. Trong tröôøng hôïp tónh ñieän naøy quaû caàu ñöôïc noái ñaát qua trôû khaùng vaø cöïc tieåu hoùa Corona do daïng hình hoïc cuûa noù. Trong tröôøng ñieän ñoäng, khi coù söï gia taêng nhanh choùng vaø ñoät ngoät cuûa ñieän tröôøng khí quyeån, quaù trình quaù ñoä xaûy ra, vieäc tieáp caän moät tia phoùng xuoáng vaø maët caàu . Maët caàu seõ phaûn öùng laïi söï taêng nhanh ñieän tröôøng baèng caùch taêng theá do haèng soá thôøi gian daøi taïo bôûi keânh trôû khaùng cao. Moät khe phoùng ñieän ñöôïc hình thaønh do söï cheânh leäch theá giöõa quaû caàu vaø thanh. Taùc ñoäng naøy laøm thieát bò giaûi phoùng naêng löôïng ñaõ tích luõy döôùi daïng ion, taïo ra moät ñöôøng daãn tieân ñaïo leân phía treân chuû ñoäng daãn seùt. d) Nguyeân lyù xaùc ñònh vuøng baûo veä . Xaùc ñònh vuøng baûo veä cuûa ñaàu thu Dynaphere döïa treân nguyeân lyù theå tích haáp thu. Vuøng baûo veä ñöôïc xaây döïng töø moät baùn caàu phoùng ñieän coù baùn kính phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä seùt vaø moät Parabol giôùi haïn baùn caàu ñoù. Tuøy theo möùc ñoä baûo veä coâng trình, töông öùng vôùi ñieän löôïng hay cöôøng ñoä doøng seùt, maø ta xaùc ñònh vuøng baûo veä khaùc nhau. Cöôøng ñoä seùt (kA) Ñieän löôïng (C) Möùc baûo veä Phaàn traêm baûo veä 6 0,5 Cao 98% 10 1 Trung bình 93% 15 1,5 Tieâu chuaån 85% Baûng 2.2: Söï lieân quan cuûa doøng seùt vaø ñieän löôïng. Kim thu seùt Dynaphere ñöôïc ñaët treân coâng trình sao cho vuøng baûo veä cuûa noù phuû khaép vuøng thu seùt cuûa caùc ñieåm caïnh tranh cuûa caáu truùc caàn baûo veä Rbv cuûa Dynasphere phaûi bao truøm baùn kính vuøng caïnh tranh Rct cuûa caùc ñieåm caïnh tranh. Baùn kính vuøng baûo veä tuøy thuoäc vaøo ñoä cao coâng trình, ñoä cao thanh ñôõ vaø möùc baûo veä. e).Öu ñieåm cuûa ñaàu thu . Tính chuû ñoäng taïo ñöôøng daãn seùt : Taát caû caùc caáu truùc treân coâng trình ñeàu coù khaû naêng taïo ra keânh daãn veà phía treân. Tuy nhieân, vaàn ñeà thôøi gian taïo ra chuùng môùi laø quan troïng. Moät ñaàu thu seùt taïo tia tieân ñaïo coù theå taïo moät ñöôøng daãn seùt veà phía treân sôùm hôn moät khoaûng thôøi gian so vôùi kim thu seùt thoâng thöôøng. Ñaïi löôïng naøy ñöôïc xaùc ñònh trong phoøng thí nghieäm cao aùp vaø ngoaøi hieän tröôøng giöõa moät ñaàu thu seùt taïo tia tieân ñaïo vaø moät kim thu seùt thoâng thöôøng ôû trong cuøng moät ñieàu kieän. DL D Hình 2.4 : Moâ taû ñoä lôïi L cuûa kim phoùng ñieän sôùm. D: Khoaûng caùch phoùng ñieän phuï thuoäc vaøo yeâu caàu caàn baûo veä. : Laø thôøi gian taïo ra ñöôøng daãn seùt veà phía treân cuûa moät kim thu thoâng thöôøng. TD : Laø thôøi gian taïo ra ñöôøng daãn seùt veà phía treân cuûa ñaàu thu Dynasphere. Ñoä daøi cuûa keânh daãn veà phía treân so vôùi kim thu seùt thoâng thöôøng, ñaàu thu Dynasphere coù theå taïo ra ñöôøng daãn tieân ñaïo sôùm hôn moät khoaûng thôøi gian DT vaø do ñoù taïo ra moät ñoä lôïi DL: DL (m) = V (m/s). DT(s) i). Choïn caáp baûo veä . Caùc döõ lieäu ñöôïc thu nhaäp töø caùc keát quaû nghieân cöùu treân toaøn theá giôùi ñöa ra keát quaû giuùp cho vieäc thieát keá choáng seùt ñaït hieäu quaû kinh teá, kyõ thuaät cao. Ñieän tích tieân ñaïo (Q) Doøng tieân ñaïo (I) Khaû naêng xuaát hieän Caáp baûo veä 0,5C 6,5kA 98% Cao 0,9C 10kA 93% Trung bình 1,5C 16kA 85% Chuaån Baûng 2-5:Quan heä giöõa möùc baûo veä vôùi bieân ñoä doøng seùt vaø ñieän tích tieân ñaïo seùt Baûng 2.5 ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh caùc möùc baûo veä, caùc caáp baûo veä lieân heä tröïc tieáp vôùi doøng phoùng I vaø ñieän tích tieân ñaïo Q töông öùng. Moät moái lieân heä thöïc nghieäm ñöôïc cho: I = 10,6.Q0,7 Vôùi I ño baèng kA ; Q ño baèng Comlombs. Moät doøng seùt coù bieân ñoä 6,5 kA seõ öùng vôùi moät ñieän tích tieân ñaïo xaáp xæ 0,5C. Töø tính toaùn vaø ngoaïi suy khaùc (baûng 2.2), ñöôïc moái quan heä möùc baûo veä vôùi bieân ñoä doøng seùt ñieän tích tieân ñaïo nhö vaø trình baøy trong baûng 2.6 * Tuøy thuoäc vaøo taàm quan troïng cuûa coâng trình xaây döïng ñeå quyeát ñònh choïn möùc baûo veä thích hôïp trong thieát keá choáng seùt. Nhö vaäy töø baûng 2.6 ta coù theå xaùc ñònh möùc baûo veä theo caùc ñaëc tính thoáng keâ veà seùt cuûa coâng trình caàn baûo veä. k). Baùn kính baûo veä . - Vuøng thu laø vuøng khoâng gian treân ñaàu thu maø khi coù moät tia seùt ñi vaøo vuøng ñoù, seõ ñöôïc moät tia phoùng leân ñoùn laáy ( phöông phaùp theå tích haáp thu ). - Vuøng seùt ñöôïc xaây döïng töø moät baùn caàu khoaûng caùch phoùng (baùn caàu coù baùn kính laø khoaûng caùch phoùng leân moät tieân ñaïo cuûa ñaàu thu) vaø moät Parabol giôùi haïn baùn caàu ñoù.(hình 2-5) Hình 2.5 cho thaáy caùch xaùc ñònh baùn kính baûo veä Ra cuûa ñaàu thu töø theå tích vuøng thu. -Baùn kính baûo veä cuûa Dynasphere theo caùc tham soá thoáng keâ thay ñoåi theo töøng döï aùn choáng seùt, cuï theå thay ñoåi theo caáp baûo veä, chieàu cao cuûa coâng trình,… ( Soá lieäu cho trong baûng 2.6). Ñoä cao coâng trình (m) Ñoä cao cuûa coät ñôõ dynasphere(m) Ñoä cao toång(m) Baùn kính thu huùt seùt (m) theo möùc baûo veä Raát cao 98% Cao 93% Chuaån 85% (1) (2) (3) (4) (5) (6) 5 5 10 35 47 60 10 5 15 45 60 77 15 5 20 48 66 84 20 5 25 55 75 97 25 5 30 60 83 107 30 5 35 62 86 112 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 40 5 45 67 95 120 50 5 55 69 100 120 60 5 65 71 100 120 70 5 75 73 100 120 80 5 85 73 100 120 90 5 95 73 100 120 100 5 105 73 100 120 Baûng 2.6: Baùn kính thu huùt seùt cuûa ñieän cöïc phaùt xaï sôùm Dynasphere l).Xaùc ñònh vò trí ñaët ñaàu thu . Ñaàu thu seùt Dynasphere ñöôïc laép ñaët ôû ñoä cao 5m, ñöôïc ñaët treân ñieåm cao nhaát cuûa coâng trình caàn baûo veä vaø coù ñoä cao caùch maët ñaát toái thieåu laø 10m. RCT RBV Hình 2.6 : Moâ hình ñaët vò trí kim thu. Moät hay nhieàu ñaàu thu cuûa Dynasphere ñöôïc ñaët treân coâng trình sao cho vuøng thu cuûa noù phuû laáp caùc vuøng thu cuûa caùc ñieåm caïnh tranh cuûa caáu truùc (ñænh nhoâ ra, goùc nhoïn, gôø maùi, …) hay noùi caùch khaùc, baùn kính vuøng thu cuûa Dynasphere phaûi bao truøm caùc baùn kính vuøng thu cuûa caùc ñieåm caïnh tranh .Baùn kính caïnh tranh laø thoâng soá phuï thuoäc vaøo ñoä cao,ñaëc ñieåm cuûa ñieåm caïnh tranh,cöôøng ñoä doøng seùt,…( Soá lieäu cho trong baûng 2.7). H(m) Rct(m) H(m) Rct(m) H(m) Rct(m) 3 12 14 30 26 37 4 17 16 31 28 38 6 20 18 33 32 39 8 23 20 34 34 40 10 26 22 35 45 41 12 28 24 36 70 42 Baûng 2.7:Baùn kính caïnh tranh tuøy thuoäc vaøo ñoä cao H. 2. Daây Ericore: Kyõ thuaät gaàn ñaây nhaát trong vieäc daãn naêng löôïng seùt xuoáng ñaát laø duøng moät daây daãn xuoáng boïc caùch ñieän. Daây Ericore ñöôïc thieát keá vôùi 2 maøng chaén vaø 1 maøng boïc daãn ñieän beân ngoaøi, vaät lieäu khoâng daãn ñieän ñöôïc choïn loïc kyõ löôõng ñaûm baûo söï caùch ñieän döôùi ñieàu kieän xung ñieän cao. Hình2.7:Daây daãn Ericore a).Caáu taïo daây Ericore: Goàm moät daây daãn caêng ôû giöõa bao boïc baèng loõi nhöïa. Lôùp thöù 2 laø moät daây ñoàng xoaén oác, tieát dieän hieäu duïng 50 mm2 laø lôùp daãn doøng chính, ñöôïc caùch ñieän sô caáp bao boïc. Baêng boïc baèng ñoàng boïc beân ngoaøi caùch ñieän sô caáp vaø noù ñöôïc caùch ñieän thöù caáp bao boïc. Caùch ñieän thöù caáp ñöôïc moät laù kim loaïi bao boïc maø beân ngoaøi coù boïc daãn ñieän. Neáu boû phaàn ôû giöõa laø loõi nhöïa, keát caáu gioáng nhö moät vaät daãn trung theá. Ñöôøng kính ngoaøi cuûa daây Erecore nhoû hôn 40mm. Ñieän aùp xung daïng soùng 1.2/50ms giöõa caùc lôùp daãn ñieän khoâng nhoû hôn 250 kV. Lôùp daãn ñieän chính ñöôïc noái tröïc tieáp vôùi phaàn cuûa moät ñaàu tieáp ñieän treân khoâng. Trong 3m cuoái tieáp ñaát daây thu loâi ñöôïc ñaët trong oáng baûo veä PVC daøy toái thieåu 3mm ñeå traùnh hö haïi veà cô vaø taêng ñoä an toaøn cho ngöôøi . Daây tieáp ñaát ñöôïc laép theo söï chæ daãn cuûa nhaø cheá taïo, coù baùn kính uoán cong cho pheùp khoâng ñöôïc nhoû hôn 0,5m. Daây daãn xuoáng ñöôïc gaén chaët vaøo coâng trình xaây döïng baèng caùc keïp kim loaïi, khoaûng caùch giöõa caùc keïp ít nhaát laø 2m hoaëc ñi aâm trong töôøng. b).Öu ñieåm cuûa daây Ericore . Daãn doøng xung seùt xuoáng ñaát an toaøn. Chæ caàn moät daây daãn. Löïa choïn ñöôïc ñöôøng daãn seùt, ñi ngaàm beân trong coâng trình. Kín ñaùo vaø thaåm myõ. Khaû naêng phoùng ñieän bieân ñöôïc loaïi boû. Khoâng caàn noái ñaëc bieät, tröø khi noái theùp xaây döïng hay vôùi tieáp ñòa choáng seùt. Söï laép ñaët daây daãn Ericore vôùi heä thoáng tieáp ñaát ñôn coù chi phí thaáp hôn baát cöù heä thoáng choáng seùt naøo cuûa kyõ thuaät coå ñieån. 3. Thieát bò ñeám seùt . Thieát bò ñeám seùt laø moät maùy ghi cô hoïc giaùm saùt baèng ñieän töû, nhaèm ghi laïi söï hoaït ñoäng cho moãi laàn seùt taïi ñieåm ño. Moãi cuoän daây Toroidal ñaëc bieät laép ñaët ñôn giaûn treân boä phaän tieáp ñaát cuûa daây Ericore, ñeå caûm öùng vôùi naêng löôïng seùt vaø taùc ñoäng maïch ñeám. Thoâng soá kyõ thuaät (thieát bò ñeám seùt LEC 3) : Xung seùt kích hoaït 1,5kA 8/20ms Chæ thò xung seùt ghi nhaän ñöôïc treân maøn hình LCD Nhieät ñoä moâi truôøng laøm vieäc töø –100C 4+500C Deå daøng laép ñaët cho heä thoáng seùt ñaõ coù hay ñang xaây döïng Tuoåi thoï pin laø 7 naêm. Ñoä kín caáp IP67 Hình 2-12:thieát bò ñeám seùt LEC 3 4. Heä thoáng tieáp ñaát . a) Ñieän cöïc tieáp ñaát . Hieän nay söû duïng phoå bieán nhaát laø coïc theùp boïc ñoàng ñöôøng kính 13mm vì noù coù ñoä daãn ñieän toát, choáng aên moøn cao do taùc ñoäng cuûa khí quyeån hay ñaát boïc xung quanh, beàn vöõng cho keát noái vaø laép ñaët. ÔÛ moät soá nôi do vuøng ñaát thuûy trieàu, ñaàm muoái, ñaát phuû tro, vuøng ñaát phuû than caùm vaø caùc moâi tröôøng aên moøn khaùc, coïc theùp khoâng ræ ñöôïc khuyeán khích söû duïng. Caùc coïc naøy raát beàn vôùi khí haäu vaø aên moøn. Ñieån hình cho loaïi naøy laø theùp khoâng ræ vôùi haøm löôïng croâm tinh chaát laø 17% vaø phuû moät lôùp austenitic. Ñöôøng kính coïc caøng taêng thì ñieän trôû ñaát caøng giaûm, tuy nhieân caùc keát quaû thöïc nghieäm cho thaáy ñöôøng kính coïc taêng gaáp ñoâi thì ñieän trôû noái ñaát chæ giaûm 12,5%. Vì vaäy, ñöôøng kính coïc ñöôïc choïn chuû yeáu theo ñieàu kieän ñoä beàn veà cô hoïc ñeå ñoùng xuoáng ñaát khoâng bò cong hay gaõy. Hình 2-13: Coïc vaø baêng ñoàng tieáp ñaát. Quan heä ñieän trôû noái ñaát theo chieàu daøi coïc 13mm, ñoùng ôû ñaát coù ñieän trôû suaát 10Wm. Nhaän thaáy raèng neáu chieàu daøi coïc lôùn hôn 5m thì ñieän trôû noái ñaát giaûm khoâng ñaùng keå. Vì vaäy, thöïc teá caùc coïc chuaån thöôøng coù kích thöôùc 1,4m42,4m vaø 3m. Trong tröôøng hôïp taàng ñaát treân coù ñieän trôû suaát lôùn thì coù theå söû duïng coïc noái ñaát saâu cho pheùp vöôn tôùi taàng ñaát coù ñieän trôû nhoû hôn vaø khoâng bò phuï thuoäc theo muøa. Nhaèm muïc ñích taêng dieän tích tieáp xuùc giöõa ñaát vaø ñieän cöïc, ta coù theå söû duïng baêng ñoàng noái ñaát (0,5mm x 0.5mm ) ñeå lieân keát caùc coïc noái ñaát thay cho daây caùp ñoàng traàn. Ngoaøi coïc theùp baèng ñoàng,hieän nay treân thò tröôøng cuõng ñaõ coù loaïi coïc hoùa chaát tieáp ñaát CHEMROD ñöôïc öùng duïng roäng raõi trong caùc lónh vöïc:Vieãn thoâng, phaùt thanh-truyeàn hình, coâng nghieäp, haøng khoâng,hoùa daàu, quaân söï,… Nhaèm ñaït ñöôïc ñieän trôû thaáp, oån ñònh vaø hieäu quaû laâu daøi trong nhöõng ñieàu kieän noái ñaát khoù khaên, Erico khuyeán khích duøng loaïi coïc naøy. Nhöõng öu ñieåm vöôït troäi cuûa coïc hoùa chaát Chemrod bao goàm: Coïc ñöôïc ñoå ñaày hoùa chaát phaân li ñieän tích nhaèm giaûm ñieän trôû suaát cuûa ñaát. Toång trôû noái ñaát thaáp, taûn hieäu quaû doøng seùt vaø doøng ngaén maïch Thay theá cho heä thoáng cuõ nhieàu coïc maø heä thoáng naøy chæ thích hôïp nhöõng nôi coù dieän tích laép ñaët roäng. Coù caáu truùc chaéc chaén bao goàm: OÁng ñoàng loaïi K, hoùa chaát phaân li ñieän tích thaåm thaáu vaøo ñaát, moái haøn hoùa nhieät CADWELD vaø vaät lieäu laáp loaïi toát. Deã daøng keát noái vôùi daây noái ñieän cöïc Cung caáp heä thoáng noái ñaát tin caäy, oån ñònh theo muøa Kieåu coïc L coù theå laép naèm ngang trong raõnh, thích hôïp vôùi nhöõng nôi khoâng theå choân saâu. Hoäp noái kieåm tra noái ñaát baûo veä coïc cho pheùp khoâng khí vaø hôi aåm ñi vaøo, deå daøng môû kieåm tra vaø boå sung hoùa. Caùc thanh daãn daøi saép hình tia ñính keøm theo coïc, cho pheùp giaûm toång trôû seùt vôùi taàn soá cao vaø kieåm soaùt ñöôïc höôùng tieâu taùn naêng löôïng. Chieàu daøi lieân tuïc cuûa coïc coù theå leân ñeán 610cm vaø caùc coïc daøi hôn coù theå ñöôïc laép raùp töø nhöõng ñoaïn 305cm. Thoûa nhieàu tieâu chuaån, coù theå ñöôïc cung caáp moät phaàn hay nguyeân boä theo yeâu caàu khaùch haøng. b) Lieân keát caùc boä phaän noái ñaát . Caùc moái noái thöôøng laø ñieåm yeáu cuûa maïch ñieän, do chuùng coù theå bò laõo hoùa, bò aên moøn nhanh vaø haïn cheá khaû naêg daãn doøng. Khaû naêng baûo veä an toaøn cho ngöôøi vaø thieát bò cuûa heä thoáng noái ñaát cuõng tuøy thuoäc vaøo chaát löôïng caùc moái noái. Ñeå khaéc phuïc caùc nhöôïc ñieåm naøy, moät kyõ thuaät keát noái môùi ñaõ ra ñôøi nhaèm ñaït ñöôïc moät heä thoáng noái ñaát hoaøn haûo. CADWELD laø teân thöông maïi moâ taû coâng ngheä haøn moái noái baèng hoùa nhieät. Phaûn öùng hoùa nhieät giöõa Oâxit ñoàng vaø nhoâm ñöôïc phaùt hieän bôûi TS Charles Cadweld vaø ñem veà cho coâng ty Erico baèng phaùt minh naøy: 3Cu2O + 2Al ® 6Cu +Al2O3 +Q (25370C) Cho ñeán nay haøn hoùa nhieät CADWELD ñaõ trôû thaønh tieâu chuaån raát ñöôïc tin caäy vaø öùng duïng treân phaïm vi toaøn theá giôùi. Haøn CADWELD coù khaû naêng taïo ra moái noái giöõa caùc phaân töû ñoàng - ñoàng, ñoàng -nhoâm, ñoàng - theùp maø khoâng caàøn naêng löôïng ngoaøi hay nguoàn nhieät. Nguyeân lyù laø keát hôïp troän ñaày chaát haøn vaø taùc nhaân chaùy trong moät khuoân haøn baèng graphite thích hôïp. Thaønh phaàn boät haøn tuøy thuoäc vaøo kim loaïi ñöôïc haøn (oxyt ñoàng vaø nhoâm cho moái haøn ñoàng – ñoàng). Söï phaân huûy cuûa oxyt ñoàng bôûi nhoâm ôû nhieät ñoä cao hôn 20000C seõ taïo ra ñoàng chaûy vaø oxyt nhoâm. Hình daïng, kích thöôùc cuûa khuoân vaø côõ kim loaïi caàn haøn ñöôïc cheá taïo cho thích hôïp töø chi tieát ñöôïc haøn vaø kích côõ cuûa noù. Caùc moái haøn CADWELD coù ñaëc ñieåm sau: Taûi doøng ñieän hieäu quaû hôn baûn thaân daây daãn. Laø moái noái phaân töû neân khoâng hö hoûng hay giaûm chaát löôïng vôùi thôøi gian Chòu ñöôïc doøng söï coá vaø xung laëp laïi Thieát bò nheï, khoâng ñoøi hoûi kyõ naêng ñaëc bieät khoâng ñoøi hoûi nguoàn ngoaøi vaø khoâng ñaét tieàn. Hình daïng kích thöôùc cuûa khuoân ña daïng thích hôïp vôùi moïi chi tieát ñöôïc haøn. Chaát löôïng coù theå nhaän thaáy roõ raøng baèng quan saùt. Hình 2-14:Coâng ngheä haøn CADWELD c). Hoùa chaát caûi thieän ñaát . Ñaït ñöôïc moät trò soá ñieän trôû ñaát ñaït yeâu caàu trong vuøng ñaát coù ñieän trôû suaát cao laø moät vaán ñeà khoù khaên . Neáu chæ ñôn thuaàn söû duïng caùc coïc ñoàng, laù hay löôùi ñoàng coù theå khoâng nhaän ñöôïc keát quaû nhö mong muoán. Trong tröôøng hôïp naøy phaûi söû duïng caùc loaïi hoùa chaát giaûm ñieän trôû ñaát .Coâng ty Erico Lighting Technologies cung caáp moät loaïi hoùa chaát coù nhieàu öu ñieåm söû duïng ôû nhöõng nôi coù ñieän suaát cao nhaèm caûi thieän trò soá ñieän trôû ñaát. Gem (Ground Enhancement Material) laø loaïi hoùa chaâùt caûi thieän ñaát raát toát, thöôøng ñöôïc duøng ôû vuøng ñaát ñoài, ñaát caùt vaø ñaát daãn ñieän keùm. Gem ñöôïc pha vôùi nöôùc ñeå söû duïng ôû daïng nhaõo hay söû duïng ôû daïng khoâ. Gem taïo thaønh moät khoái oån ñònh bao quanh ñieän cöïc noái ñaát, laøm taêng ñaùng keå kích thöôùc ñieän cöïc vaø giaûm toång trôû noái ñaát. Hình 2-15:Hoùa chaát caûi thieän ñaát GEM. Nhöõng öu ñieåm noåi baäc cuûa hoùa chaát Gem: Beàn vöõng vaø khoâng caàn baûo trì (khoâng bò aên moøn do phaûn öùng vôùi muoái hay hoùa chaát). Khoâng bò phaân huûy hay muïc röûa vaø giöõ ñieän trôû ñaát laø haèng soá oån ñònh theo thôøi gian. Khoâng phuï thuoäc vaøo söï hieän dieän cuûa nöôùc ñeå duy trì tính daãn ñieän cuûa noù. Boå sung ion daãn ñieän,len loûi vaøo ñaát laøm taêng ñoä aåm vaø doä keát dính cuûa ñaát Vieäc söû duïng hoùa chaát GEM, soá löôïng GEM caàn duøng , trò soá tính toaùn ñieän trôû noái ñaát caàn thieát cuûa moät heä thoáng noái ñaát cuï theå raát tieän lôïi (sau khi nhaäp caùc thoâng soá: ñieän trôû suaát cuûa ñaát, chieàu daøi baêng ñoàng hay caùp ñoàng, soá löôïng coïc, chieàu daøi coïc, caáu truùc heä thoáng noái ñaát,…) baèng vieäc öùng duïng phaàn meàm GEM ñöôïc cung caáp bôæ coâng ty Erico Lighting Technologies (seõ ñöôïc giôùi thieäu vaø trình baøy ôû phaàn sau). d). Ñaúng theá caùc heä thoáng noái ñaát . Nhö ñaõ trình baøy trong chöông “choáng seùt theo phöông phaùp hieän ñaïi”, vieäc ñaúûng theá heä thoáng noái ñaát cuõng laø moät vieäc voâ cuøng quan troïng. Muïc ñích cuûa vieäc naøy laø taïo ra söï caân baèng ñieän theá, traùnh nguy cô phoùng ñieän cuûa boä phaän daãn seùt vaø caùc caáu truùc khaùc trong phaïm vi baûo veä, gaây nguy hieåm cho ngöôøi vaø thieát bò. Nhöng vieäc naøy laø khoâng hoaøn toaøn ñôn giaûn vì caùc maïng truyeàn thoâng, thoâng tin tín hieäu trong khi laøm vieäc yeâu caàu veà ñoä oån ñònh cuûa heä thoáng raát cao traùnh söï “nhieãu” töø caùc yeáu toá beân ngoaøi. Nhö vaäy neân moät yeâu caàu ñaêït ra nöõa laø khi khoâng coù hieän töôïng seùt xaûy ra, caùc boä phaän noái ñaát khaùc nhau (noái ñaát choáng seùt, noái ñaát ñieän löïc, noái ñaát vieãn thoâng,…)phaûi laøm vieäc taùch bieät, caùc heä thoáng noái ñaát chæ lieân keát khi coù seùt xaûy ra. Moät saûn phaåm (TEC) do Erico saûn xuaát ñaùp öùng ñöôïc nhöõng yeâu caàu ñoù, ñaây laø thieát bò duøng vaøo vieäc ñaúng theá caùc heä thoáng noái ñaát raát hieäu quaû. Hình 2-16 :Thieát bò ñaúng theá heä thoáng tieáp ñaát Caùc ñaëc ñieåm vaø öu ñieåm cuûa TEC: Thieát bò TEC bình thöôøng vaän haønh hôû maïch. Khi coù söï cheânh leäch ñieän theá vöôït quaù 350V hay do coù quaù aùp noäi boä thì TEC ñoùng kín maïch töùc khaéc vaø ñieän theá ñöôïc caân baèng nhaèm baûo ñaûm an toaøn cho ngöôøi vaø theát bò. Töï ñoäng phuïc hoài sau moãi laàn hoaït ñoäng Chaéc chaén , an toaøn coù theå laép ñaët ngoaøi coâng trình. Tuoåi thoï cao ( > 10.000 laàn) Khaû naêng chòu doøng seùt 100kA An toaøn,deã laép ñaët. 5. Choáng seùt baèng ñieän cöïc Interceptor . Söï phaùt trieån cuûa ñieän cöïc thu seùt interceptor gaàn ñaây nhaát theo moät nguyeân taéc hoaøn toaøn môùi. Ñieän cöïc thu seùt naøy coù caùc ñaëc tính sau: Hình 2.11: Interceptor a. Caùc öu ñieååm . *Vuøng thu seùt taêng leân: Vuøng thu seùt ñaït ñöôïc baèng caùch laøm giaûm hieäu quaû tieáp ñaát khi khoâng coù maët cuûa ñieän tích khoâng gian tónh. Söï kích hoaït caùc ion daãn ñieän xaûy ra chæ khi kinh seùt ñeán gaàn. Caùc ion taïi ñieåm ñaát phía treân giuùp cho vieäc kích hoaït tia caûn ñi ngöôïc leân. *Caùc nguyeân taéc thieát keá ñôn giaûn: Interceptor ñöôïc thieát keá rieâng cho caùc nhaø coù ñoä cao thaáp hoaëc trung bình, neân cöïc tuøy thuoäc vaøo kích thöôùc cuûa coâng trình. Baùn kính baûo veä cuûa ñieän cöïc Interceptor phuï thuoäc vaøo möùc baûo veä ( Trình baøy ôû baûng 2.8 ) Chieàu cao ñaët kim (m) Möùc baûo veä Baûo veä caáp 3 Baûo veä caáp 2 Baûo veä caáp 1 10 70 58 45 15 76 63 48 20 84 70 56 25 87 72 63 30 94 78 67 35 100 83 70 40 100 92 73 45 - 92 73 55 - - - 65 - - - 75 - - - 85 - - - 95 - - - Baûng 2.8: Baùn kính baûo veä cuûa moät ñieän cöïc Interceptor. Khoâng gaây nhieãu voâ tuyeán . Do thieát bò laø thuï ñoäng, chæ ñöôïc kích hoaït trong vaøi ms tröôùc khi seùt ñaùnh xuoáng ñaát ñeán gaàn. Interceptor khoâng laøm taêng baát kyø nhieãu voâ tuyeán naøo treân möùc cuûa baûn thaân keânh seùt gaây ra. Khoâng caàn Acquy , Pin maët trôøi hoaëc caùc thieát bò ñieän aùp khaùc. Interceptor laø thieát bò thuï ñoäng, thaäm chí khi coù moät côn doâng treân ñaàu. Noù seõ kích hoaït vaø sinh ra caùc ion töø naêng löôïng lôùn chöùa trong keânh seùt ñeán gaàn trong khoaûng vaøi ms tröôùc luùc seùt ñaùnh xuoáng ñaát. Hoaøn toaøn ñoäc laäp . Interceptor khoâng yeâu caàu daây rieâng, duøng caùc daây daãn xuoáng thoâng thöôøng theo caùc tieâu chuaån vaø quy taéc khaùc nhau ñöôïc khuyeán nghò. Khoâng phaûi baûo quaûn . Interceptor coù keát caáu thuï ñoäng vaø chaéc chaén veà cô hoïc neân coù tuoåi thoï phuïc vuï baèng hoaëc toát hôn caùc thanh Franklin. Vieäc laép ñaët ñôn giaûn . Interceptor coù theå laép ñaët khoâng caàn lao ñoäng laønh ngheà, khoâng caàn caùc duïng cuï hoaëc daây rieâng, khoâng caàn theâm caùc ñoà ngheà hoaëc caùc vaät lieäu caùch ñieän. Interceptor noái moät caùch deã daøng vôùi moät oáng kim loaïi vaø vôùi heä thoáng tieáp ñaát coù ñieän trôû lôùn nhaát laø 10W theo caùc tieâu chuaån vaø qui taéc thích hôïp. Chi phí thaáp . Do thieát keá cöïc kyø ñôn giaûn neân chi phí saûn xuaát thaáp khoâng caàn caùc vaät lieäu hoaëc duïng cuï ñieän trôû ôû ngoaøi ñöa vaøo ta. Interceptor laø moät trong caùc heä thoáng choáng seùt coù hieäu quaû kinh teá nhaát treân thò tröôøng, noù coù nhieàu öu vieät hôn so vôùi caùc thanh Franklin thoâng thöôøng hoaëc caùc loaïi daây daãn seùt coå ñieån khaùc. Vuøng baûo veä . Vuøng baûo veä thöïc teá ñöôïc bieåu dieãn baèng baùn kính thu seùt nhö trong baûng 2.9.Ñoái vôùi caùc coâng trình xaây döïng coù kích thöôùc vöôït quaù vuøng baûo veä cuûa moät ñieän cöïc Inteceptor, moät caùch ñôn giaûn ta coäng theâm soá caùc ñieän cöïc yeâu caàu cho ñeán khi toaøn boä coâng trình xaây döïng hoaëc vuøng ñöôïc baûo beä ñaït möùc ñeà ra. b) Laép ñaët . Vieäc laép ñaët choáng seùt söû duïng ñieän cöïc Interceptor caàn moät hoaëc nhieàu daây daãn xuoáng vaø moät soá daây noái ñaát töông ñöông theo caùc qui taéc aùp duïng thöïc teá. Vieäc kieåm tra heä thoáng choáng seùt caàn ñöôïc tieán haønh haøng naêm. Caùc kích thöôùc ñieän cöïc : Daøi x roäng = 460mm x100mm Troïng löôïng: khoaûng 2,5kg. Caùc thuaän lôïi cuûa Interceptor . Raát hieäu quaû. Deã laép ñaët. Kín ñaùo vaø coù dieän maïo vöøa yù. Ñoøi hoûi baûo döôõng ít. Thieát bò thuï ñoäng, khoâng caàn thay theá. Ñöôïc thieát keá theo coâng ngheä gaàn ñaây nhaát. Kinh teá nhaát.