Sét và các giải pháp phòng chống sét

Chöông 1 SEÙT VAØ CAÙC GIAÛI PHAÙP PHOØNG CHOÁNG SEÙT I. SEÙT : Söï hình thaønh seùt : Seùt laø moät daïng phoùng ñieän tia löûa trong khoâng khí vôùi khoaûng caùch raát lôùn. Quaù trình phoùng ñieän coù theå xaûy ra trong ñaùm maây gioâng, giöõa caùc ñaùm maây vôùi nhau vaø giöõa ñaùm maây vôùi ñaát. ÔÛ ñaây ta chæ xeùt söï phoùng ñieän giöõa maây vaø ñaát. Coù hai loaïi maây gioâng : + Gioâng nhieät: Hình thaønh töø caùc luoàng khí noùng aåm boác leân do söï ñoát noùng cuûa aùnh naéng maët trôøi. + Gioâng front: Hình thaønh do söï gaëp nhau cuûa nhöõng luoàng khoâng khí noùng aåm vôùi luoàng khoâng khí naêïng. Sau khi ñaït ñoä cao nhaát ñònh (khoaûng vaøi km trôû leân, vuøng nhieät ñoä aâm) luoàng khoâng khí aåm naøy bò laïnh ñi, hôi nöôùc ngöng tuï thaønh nhöõng gioït nöôùc li ti hoaëc thaønh caùc tinh theå baêng vaø taïo thaønh caùc ñaùm maây doâng. Theo keát quaû quan traéc töø 80 - 90% caùc ñaùm maây gioâng tích ñieän tích aâm beân döôùi. 2. Caùc giai ñoaïn phaùt trieån cuûa seùt : a) Giai ñoaïn phoùng tia tieân ñaïo : Ban ñaàu xuaát phaùt töø maây gioâng moät tia tieân ñaïo saùng môø, phaùt trieån thaønh töøng ñôït giaùn ñoaïn veà phía maët ñaát, vôùi toác ñoä trung bình khoaûng 105 - 106m/s. Keânh tieân ñaïo laø moät doøng plasma maät ñoä ñieän khoaûng 1013 ¸ 1014 ion/m3, moät phaàn ñieän tích aâm cuûa maây gioâng traøn vaøo keânh vaø phaân boá töông ñoái ñeàu doïc theo chieàu daøi cuûa noù. Thôøi gian phaùt trieån cuûa tia tieân ñaïo moãi ñôït keùo daøi trung bình khoaûng 1ms. Thôøi gian taïm ngöng phaùt trieån giöõa 2 ñôït khoaûng 30 - 90ms. Ñöôøng ñi cuûa tia tieân ñaïo trong thôøi gian naøy khoâng phuï thuoäc vaøo tình traïng maët ñaát vaø caùc vaät treân maët ñaát, do ñoù noù gaàn nhö höôùng thaúng veà phía maët ñaát. Cho ñeán khi tia tieân ñaïo ñaït ñeán ñoä cao ñònh höôùng thì môùi bò aûnh höôûng bôûi caùc vuøng ñieän tích taäp trung döôùi maët ñaát. b) Giai ñoaïn hình thaønh khu vöïc ion hoùa : Döôùi taùc duïng cuûa ñieän tröôøng taïo neân bôûi ñieän tích cuûa maây gioâng vaø ñieän tích trong keânh tieân ñaïo, seõ coù söï taäp trung ñieän tích traùi daáu treân vuøng maët ñaát phía döôùi ñaùm maây gioâng. Neáu vuøng ñaát phía döôùi coù ñieän daãn ñoàng nhaát thì nôi ñieän tích taäp trung seõ naèm tröïc tieáp döôùi keânh tieân ñaïo, neáu vuøng ñaát phía döôùi coù ñieän daãn khaùc nhau thì ñieän tích chuû yeáu taäp trung ôû vuøng keá caän nôi coù ñieän daãn cao nhö vuøng quaëng kim loaïi, vuøng ñaát aåm, ao hoà, soâng ngoøi, vuøng nöôùc ngaàm, keát caáu kim loaïi caùc toøa nhaø cao taàng, coät ñieän, caây cao bò öôùt trong möa... chính caùc vuøng ñieän tích taäp trung naøy seõ ñònh höôùng höôùng phaùt trieån cuûa tia tieân ñaïo höôùng xuoáng khi noù ñaït ñeán ñoä cao ñònh höôùng, tia tieân ñaïo seõ phaùt trieån theo höôùng coù ñieän tröôøng lôùn nhaát. Do ñoù caùc vuøng taäp trung ñieän tích seõ laø nôi seùt ñaùnh vaøo. ÔÛ nhöõng vaät daãn coù ñoä cao nhö caùc nhaø cao taàng, coät angten caùc ñaøi phaùt thì töø ñænh cuûa noù nôi caùc dieän tích traùi daáu taäp trung nhieàu cuõng seõ ñoàng thôøi xuaát hieän doøng tieân ñaïo phaùt trieån höôùng leân ñaùm maây gioâng. Chieàu daøi cuûa keânh tieân ñaïo töø döôùi leân naøy taêng theo ñoä cao cuûa vaät daãn vaø taïo ñieàu kieän deã daøng cho söï ñònh höôùng cuûa seùt vaøo vaät daãn ñoù. Ngöôøi ta lôïi duïng tính chaát choïn cuûa seùt ñeå baûo veä choáng seùt ñaùnh thaúng cho caùc coâng trình baèng caùch duøng caùc thanh kim loaïi hay daây thu seùt baèng kim loaïi ñöôïc noái ñaát toát, ñaët cao hôn coâng trình caàn baûo veä ñeå höôùng seùt ñaùnh vaøo ñoù maø khoâng phoùng vaøo coâng trình. Khi tia tieân ñaïo höôùng xuoáng gaàn maët ñaát hay tia tieân ñaïo höôùng leân, thì trong khoaûng caùch khí ôû giöõa do cöôøng ñoä ñieän tröôøng taêng cao gaây leân ion hoùa maõnh lieät, daãn ñeán söï hình thaønh moät doøng plasma coù maät ñoä ñieän tích cao hôn nhieàu so vôùi maät ñoä ñieän tích cuûa tia tieân ñaïo, ñieän daãn cuûa noù taêng leân haøng traêm laàn. c) Giai ñoaïn phoùng ñieän ngöôïc : Do ñieän daãn cuûa noù taêng cao nhö vaäy neân ñieän tích caûm öùng traøn vaøo doøng ngöôïc mang ñieän theá cuûa ñaát laøm cho cöôøng ñoä tröôøng ñaàu doøng taêng leân gaây ion hoùa maõnh lieät vaø cöù nhö vaäy doøng plasma ñieän daãn cao 1016 - 1019 ion/m3 tieáp tuïc phaùt trieån ngöôïc leân treân theo ñöôøng doïn saün bôûi keânh tieân ñaïo. Ñaây laø söï phoùng ñieän ngöôïc hay phoùng ñieän chuû yeáu. Vì maät ñoä ñieän tích caoñoát noùng maõnh lieät cho neân tia phoùng ñieän chuû yeáu saùng choùi ( ñoù chính laø chôùp ). Toác ñoä phaùt trieån cuûa keânh phoùng ñieän ngöôïc vaøo khoaûng 1,5 . 107 ¸ 1,5.108 m/s töùc laø nhanh gaáp treân traêm laàn toác ñoä phaùt trieån cuûa keânh tieân ñaïo. Khi keânh phoùng ñieän chuû yeáu leân tôùi ñaùm maây thì soá ñieän tích coøn laïi cuûa ñaùm maây seõ theo keânh phoùng ñieän chaïy xuoáng ñaát vaø taïo neân doøng ñieän coù trò soá nhaát ñònh. Keát quaû quan traéc cho thaáy raèng: phoùng ñieän seùt thöôøng xaûy ra nhieàu laàn keá tieáp nhau trung bình laø 3 laàn. Caùc laàn phoùng ñieän sau coù doøng tieân ñaïo phaùt trieån lieân tuïc ( khoâng phaûi töøng ñôït nhö laàn ñaàu ), khoâng phaân nhaùnh vaø theo ñuùng quõy ñaïo cuûa laàn ñaàu nhöng vôùi toác ñoä cao hôn ( 2. 106m/s). Ñieàu naøy ñöôïc giaûi thích: ñaùm maây gioâng coù theå coù nhieàu trung taâm ñieän tích khaùc nhau hình thaønh do caùc doøng khoâng khí xoaùy trong maây. Laàn phoùng ñieän ñaàu tieân dó nhieân seõ xaûy ra giöõa ñaát vaø trung taâm ñieän tích coù cöôøng ñoä ñieän tröôøng cao nhaát. Trong giai ñoaïn phoùng ñieän tieân ñaïo thì hieäu ñieän theá giöõa caùc trung taâm naøy vôí caùc trung taâm khaùc khoâng thay ñoåi vaø ít coù aûnh höôûng qua laïi. Nhöng khi keânh phoùng ñieän chuû yeáu ñaõ leân ñeán maây thì trung taâm ñieän tích ñaàu tieân cuûa ñaùm maây thöïc teá mang ñieän theá cuûa ñaát, ñieàu naøy laøm cho hieäu theá giöõa trung taâm ñieän tích ñaõ phoùng tôùi trung taâm ñieän theá laân caän taêng leân vaø coù theå daãn ñeán phoùng ñieän giöõa chuùng vôùi nhau. Trong khi ñoù thì keânh phoùng ñieän cuõ vaãn coøn moät ñieän daãn nhaát ñònh do söï khöû ion chöa hoaøn toaøn, neân phoùng ñieän tieân ñaïo laàn sau theo ñuùng quyõ ñaïo ñoù, lieân tuïc vaø vôùi toác ñoä lôùn hôn laàn ñaàu. Hình 2: Caùc giai ñoaïn phoùng ñieän seùt vaø bieán thieân cuûa doøng ñieän seùt theo thôøi gian. a – Giai ñoaïn phoùng ñieän tieân ñaïo. b – Tieân ñaïo ñeán gaàn maët ñaát hình thaønh khu vöïc ion hoùa maõnh lieät. c – Giai ñoaïn phoùng ñieän ngöôïc hay phoùng ñieän chuû yeáu. d – Phoùng ñieän chuû yeáu keát thuùc. 3. Caùc thoâng soá seùt : Ismax 0.5Ismax iiii t tds ts Is Khi tính toaùn baûo veä choáng seùt thoâng soá chính caàn chuù yù laø doøng ñieän seùt coù phaïm vi giôùi haïn raát roäng, bieân ñoä doøng seùt coù theå leân ñeán 200-300 KA. Tuy nhieân phaàn lôùn tröôøng hôïp gaëp seùt ñaùnh ôû trò soá 50 KA, seùt coù doøng ñieän töø 100 KA trôû leân raát hieám xaûy ra. Do ñoù trong tính toaùn thöôøng laáy doøng ñieän seùt baèng 50 KA. Doøng ñieän seùt coù daïng moät soùng xung. Thöôøng trong khoaûng vaøi ba micro giaây doøng ñieän taêng nhanh ñeán trò soá cöïc ñaïi taïo thaønh phaàn ñaàu soùng, sau ñoù giaûm chaäm trong khoaûng 20 - 100 ms taïo neân phaàn ñuoâi soùng. Caùc thoâng soá chuû yeáu : Bieân ñoä doøng seùt : laø giaù trò lôùn nhaát cuûa doøng ñieän seùt. Thôøi gian ñaàu soùng (tds) : laø thôøi gian doøng seùt taêng töø 0 ñeán giaù trò cöïc ñaïi. Ñoä doác doøng ñieän seùt : a = dis/dt Ñoä daøi doøng ñieän seùt (ts) : laø thôøi gian töø ñaàu doøng ñieän seùt ñeán khi doøng ñieän giaûm baèng 1/2 bieân ñoä. a) Bieân ñoä doøng seùt vaø xaùc suaát xuaát hieän : Doøng ñieän seùt coù trò soá lôùn nhaát vaøo luùc keânh phoùng ñieän chuû yeáu ñeán trung taâm ñieän tích cuûa ñaùm maây gioâng. Ñeå ño bieân ñoä doøng seùt ngöôøi ta duøng roäng raõi heä thoáng ñieän thieát bò ghi töø. Xaùc suaát xuaát hieän doøng seùt coù theå tính gaàn ñuùng theo coâng thöùc : Cho vuøng ñoàng baèng : VI = e-Is/26 = 10-is/60 Cho vuøng nuùi cao : VI = 10-Is/30 b) Ñoä doác ñaàu soùng doøng ñieän seùt (a) vaø xaùc suaát xuaát hieän : Ñeå ño ñoä doác doøng ñieän seùt ngöôøi ta thöôøng duøng moät khung baèng daây daãn noái vaøo moät hoa ñieän keá. Xaùc suaát xuaát hieän ñoä doác coù theå tính theo: + Cho vuøng ñoàng baèng : Va = e-a/15,7 = 10 -a/36 + Cho vuøng nuùi cao : Va = 10-a/18 c) Cöôøng ñoä hoaït ñoäng cuûa seùt : Cöôøng ñoä hoaït ñoäng cuûa seùt ñöôïc bieåu thò baèng soá ngaøy trung bình coù doâng seùt haøng naêm hoaëc baèng toång soá giôø trung bình coù doâng seùt haøng naêm. Soá laàn seùt ñaùnh trong moät naêm vaøo coâng trình : ( W+3hx)(L+3hx)n N = ¾¾¾¾¾¾¾ 106 trong ñoù : W:chieàu roäng cuûa coâng trình L:chieàu daøi cuûa coâng trình hx:chieàu cao tính toaùn cuûa coâng trình n:soá laàn seùt ñaùnh trung bình treân 1km2 trong naêm xaûy ra ôû ñòa phöông Maät ñoä cuûa seùt laø soá laàn seùt ñaùnh trung bình treân moät ñôn vò dieän tích maët ñaát (1km2) trong moät ngaøy seùt. Cöôøng ñoä seùt cuõng nhö maät ñoä seùt thay ñoåi theo vuøng laõnh thoå. 4. Caùc taùc haïi do seùt : a) Khi seùt ñaùnh tröïc tieáp : Do naêng löôïng cuûa moät cuù seùt lôùn neân söùc phaù hoaïi cuûa noù raát lôùn khi moät coâng trình bò seùt ñaùnh tröïc tieáp coù theå bò aûnh höôûng ñeán ñoä beàn cô khí, cô hoïc cuûa caùc thieát bò trong coâng trình, noù coù theå phaù huûy coâng trình, gaây chaùy noå...trong ñoù : Bieân ñoä doøng seùt aûnh höôûng vaán ñeà quaù ñieän aùp xung vaø aûnh höôûng ñeán ñoä beàn cô khí cuûa caùc thieát bò trong coâng trình. Thôøi gian xung seùt aûnh höôûng ñeán vaán ñeà quaù ñieän aùp xung treân caùc thieát bò. Thôøi gian toàn taïi cuûa xung seùt thì aûnh höôûng ñeán ñoä beàn cô hoïc cuûa caùc thieát bò hay coâng trình bò seùt ñaùnh. Ngoaøi ra, khaû naêng chaùy noå cuõng xaûy ra raát cao ñoái vôùi coâng trình bò seùt ñaùnh tröïc tieáp. b) AÛnh höôûng do söï lan truyeàn soùng ñieän töø gaây bôûi doøng ñieän seùt : Khi xaûy ra phoùng ñieän seùt seõ gaây neân moät soùng ñieän töø toûa ra xung quanh vôùi toác ñoä raát lôùn, trong khoâng khí toác ñoä cuûa noù töông ñöông toác ñoä aùnh saùng. Soùng ñieän töø truyeàn vaøo coâng trình theo caùc ñöôøng daây ñieän löïc, thoâng tin... gaây quaù ñieän aùp taùc duïng leân caùc thieát bò trong coâng trình, gaây hö hoûng ñaëc bieät ñoái vôùi caùc thieát bò nhaïy caûm: thieát bò ñieän töû, maùy tính cuõng nhö maïng maùy tính ... gaây ra nhöõng thieät haïi raát lôùn. II. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP PHOØNG CHOÁNG : Caùc taùc haïi do seùt gaây ra raát lôùn neân ñaët ra vaán ñeà phoøng choáng seùt, maø nguyeân lyù cô baûn döïa vaøo ñaëc tính choïn loïc ñieåm ñaùnh cuûa seùt. Roõ raøng raèng, tia tieân ñaïo höôùng leân caøng sôùm thì noù seõ gaëp tia tieân ñaïo höôùng xuoáng caøng sôùm vaø baét ñaàu moät cuù seùt cuõng nhö xaùc ñònh ñieåm bò seùt ñaùnh. Moät kim thu seùt coù caùc ñieàu kieän thích hôïp seõ khôûi ñaàu tia phoùng ñieän leân, bao goàm : Hình daïng cuûa kim (nhoïn). Söï toàn taïi caùc electron ban ñaàu ñuùng thôøi ñieåm. Söùc maïnh cuûa tröôøng ñieän töø. Hieäu quaû cuûa heä thoáng noái ñaát. 1. Choáng seùt ñaùnh tröïc tieáp : Coù hai loaïi baûo veä chính trong vieäc choáng seùt ñaùnh tröïc tieáp: Thanh choáng seùt (thanh ñôn giaûn hay thanh vôùi thieát bò kích). Ñai vaø löôùi thu seùt. A. Choáng seùt kim : Moät heä thoáng choáng seùt duøng kim goàm : Kim thu seùt gaén treân ñænh cuûa moät coät naâng ñaët treân ñænh cao nhaát cuûa toøa nhaø ñöôïc baûo veä. Moät hay hai daây daãn xuoáng noái töø kim xuoáng ñaát. Moät hay hai heä thoáng noái ñaát ñeå taûn doøng ñieän seùt vaøo ñaát. a. Kim Franklin (kim ñôn giaûn) : Coù phaïm vi baûo veä nhoû, hình daùng beân ngoaøi khoâng haáp daãn, khoù khaên vaø toán nhieàu thôøi gian ñeå ñaët trang thieát bò, ít tin töôûng trong vaän haønh, möùc ñoä hieäu quaû khoâng roõ reät, khaù ñaét tieàn. b. Kim vôùi thieát bò kích : Coù nhieàu loaïi cuûa nhieàu haõng khaùc nhau, trong phaïm vi ñeà taøi naøy chæ ñeà caäp ñeán kim PREVECTRON moät saûn phaåm cuûa haõng INDELEC (Phaùp). PREVECTRON laø moät thieát bò thu seùt taïo tia tieân ñaïo, vôùi moät thieát bò töï ñoäng kích phoùng ñieän tích. Noù ñöôïc duøng khi ñoøi hoûi moät vuøng baûo veä roäng. B. Ñai vaø löôùi choáng seùt : Heä thoáng baûo veä naøy ñöôïc thaønh laäp töø moät maïng löôùi kim nhoû (30 - 50cm) vaø caùc daây daãn doïc hay ngang ñöôïc noái vôùi moät soá ñieän cöïc ñaát. Heä thoáng naøy chæ baûo veä kheùp kín cho moät toøa nhaø. 2. Choáng aûnh höôûng cuûa seùt lan truyeàn : Ñeå choáng aûnh höôûng lan truyeàn töø daây ñieän löïc hay thoâng tin, ngöôøi ta laép ñaët moät heä thoáng caét vaø loïc seùt tröôùc khi caùc ñöôøng daây naøy ñi vaøo coâng trình. Chöông 2 TIEÂU CHUAÅN CHOÁNG SEÙT NFC 17-102 ( Duøng loaïi thieát bò thu seùt taïo tia tieân ñaïo ) Tieâu chuaån naøy cung caáp thoâng tin cho caùc nhaø thieát keá heä thoáng baûo veä choáng seùt cho caùc coâng trình ( nhaø maùy, cao oác...) vaø caùc khu vöïc roäng duøng loaïi thu vaø daãn seùt taïo tia tieân ñaïo. Hieän töôïng seùt laø hieän töôïng thieân nhieân, do ñoù khoâng theå ñaûm baûo ñoä an toaøn tuyeät ñoái cho caùc caáu truùc caàn baûo veä. Tuy nhieân, heä thoáng baûo veä choáng seùt thieát keá vaø laép ñaët ñuùng theo tieâu chuaån naøy seõ ñaûm baûo ñoä an toaøn cao nhaát cho coâng trình, giaûm ñeán möùc thaáp nhaát caùc taùc haïi cuûa seùt. Vieäc quyeát ñònh thieát keá heä thoáng baûo veä choáng seùt cho coâng trình phuï thuoäc vaøo yeáu toá sau: khaû naêng seùt taïi vuøng ñoù vaø taùc haïi cuûa seùt ñoái vôùi coâng trình. Moät soá coâng trình caàn coù heä thoáng baûo veä choáng seùt laø: Coâng trình coâng coäng thöôøng xuyeân coù nhieàu ngöôøi. Caùc thaùp cao, oáng khoùi... Coâng trình chöùa vaät lieäu deã chaùy, deã noå. Trong giai ñoaïn thieát keá, thi coâng coâng trình caàn phaûi ñaëc bieät chuù yù caùc vaán ñeà sau ñaây: Caân nhaéc, löïa choïn caùc caáu truùc trong coâng trình caàn phaûi baûo veä choáng seùt, trong ñoù phaûi coù yù kieán cuûa caùc nhaø chuyeân moân: kieán truùc sö, kyõ sö, nhaø laép ñaët... Caân nhaéc, lôïi duïng caùc keát caáu töï nhieân coù saün trong coâng trình ñeå laép ñaët heä thoáng choáng seùt. I. CAÙC QUY ÑÒNH VAØ KHAÙI NIEÄM CHUNG : 1. Phaïm vi aùp duïng vaø ñoái töôïng : a. Phaïm vi aùp duïng : Tieâu chuaån naøy ñöôïc aùp duïng trong coâng vieäc baûo veä choáng seùt cho caùc coâng trình thoâng thöôøng ( cao oác, nhaø maùy...) coù ñoä cao nhoû hôn 60m vaø caùc khu vöïc roäng duøng loaïi daãn seùt taïo tia tieân ñaïo. Tieâu chuaån naøy ñeà caäp vaán ñeà baûo veä choáng laïi taùc haïi ñieän gaây bôûi doøng seùt khi ñi qua heä thoáng choáng seùt. * Ghi chuù : Tieâu chuaån naøy khoâng ñeà caäp ñeán vaán ñeà baûo veä caùc thieát bò ñieän, ñieän töû choáng laïi hieän töôïng quaù ñieän aùp xung treân nguoàn ñieän daãn vaøo caùc coâng trình. Coù moät soá tieâu chuaån khaùc ñeå ñeà caäp vieäc baûo veä choáng seùt duøng caùc loaïi kim thu seùt thoâng thöôøng, ñai hoaëc löôùi thu seùt. Ngoaøi ra moät soá ngaønh nhö xaây döïng, dòch vuï coâng coäng, cöùu hoûa cuõng coù moät soá quy ñònh ñaëc thuø cuûa ngaønh mình. b. Noäi dung chuû yeáu : Tieâu chuaån naøy cung caáp thoâng tin vaø nhöõng cô sôû khoa hoïc ñeå thieát keá, laép ñaët, kieåm tra vaø baûo veä heä thoáng choáng seùt duøng loaïi daãn seùt taïo tia tieân ñaïo. Muïc ñích cuûa heä thoáng choáng seùt naøy laø baûo veä an toaøn cho ngöôøi vaø vaät chaát moät caùch cao nhaát. 2. Caùc tieâu chuaån tham khaûo : Tieâu chuaån naøy ra ñôøi khi boå sung vaø chænh lyù töø caùc tieâu chuaån tröôùc ñaây, vaø taïi thôøi ñieåm xuaát baûn, tieâu chuaån naøy laø thôøi ñieåm hieän haønh. Caùc tieâu chuaån tröôùc ñaây laø: NFC 15-100 ( thaùng 5/1991) NFC 90-120 ( thaùng 10/1983) NFC 17-100 ( thaùng 2/1987) 3. Caùc thaønh phaàn cuûa heä thoáng baûo veä choáng seùt : Moät heä thoáng baûo veä choáng seùt bao goàm caùc thaønh phaàn laép beân ngoaøi coâng trình vaø neáu caàn thieát coøn coù caùc thaønh phaàn naèm beân trong coâng trình. * Caùc thaønh phaàn beân ngoaøi cuûa moät heä thoáng choáng seùt: Moät hay nhieàu ñaàu thu seùt taïo tia tieân ñaïo . Moät hay nhieàu daây daãn seùt . Moät hoäp kieåm tra cho moãi daây daãn seùt . Moät khôùp noái coù theå caùch ly giöõa heä thoáng noái ñaát choáng seùt vôùi caùc heä thoáng noái ñaát khaùc trong coâng trình . Moät ñaàu noái ñaát cho moãi daây daãn seùt . Moät hay nhieàu daây daãn noái caùc ñaàu noái ñaát vôùi nhau . Moät hay nhieàu thanh caân baèng theá . Moät hay nhieàu thanh caân baèng theá noái vôùi choáng seùt cuûa truï angten. * Caùc thaønh phaàn beân trong heä thoáng choáng seùt : Moät hay nhieàu daây caân baèng theá . Moät hay nhieàu thanh caân baèng theá . Noái ñaát cuûa heä thoáng noái ñaát cuûa coâng trình . Daây noái ñaát chính . Moät hay nhieàu thieát bò choáng quaù ñieän aùp xung . II. SÖÏ LAÉP ÑAËT HEÄ THOÁNG CHOÁNG SEÙT NAÈM BEÂN NGOAØI COÂNG TRÌNH 1. Toång quan : + Giai ñoaïn thieát keá : Giai ñoaïn naøy bao goàm caùc coâng vieäc löïa choïn caáp baûo veä döï truø, vò trí ñaët ñaàu kim thu seùt, ñöôøng ñi cuûa daây daãn seùt, vò trí vaø kieåu cuûa heä thoáng noái ñaát. Caùc yeâu caàu veà kieán truùc, myõ thuaät phaûi ñöôïc chuù yù khi thieát keá heä thoáng choáng seùt. Tuy nhieân, ñoâi khi ñieàu naøy laøm aûnh höôûng nghieâm troïng ñeán hieäu quaû cuûa heä thoáng choáng seùt. + Giai ñoaïn khaûo saùt : Giai ñoaïn naøy chia laøm 2 phaàn : a/ Ñaùnh giaù khaû naêng seùt ñaùnh vaøo coâng trình vaø löïa choïn caáp baûo veä cho coâng trình . b/ Xaùc ñònh vò trí cuûa taát caû caùc thaønh phaàn trong heä thoáng choáng seùt. Kích thöôùc cuûa coâng trình. Vò trí ñòa lyù cuûa coâng trình ( naèm ñôn ñoäc treân ñoài cao, naèm caïnh caùc coâng trình khaùc cao hôn hay thaáp hôn...). Taàn soá vaø soá löôïng ngöôøi laøm vieäc trong coâng trình. AÛnh höôûng cuûa seùt ñoái vôùi con ngöôøi. Nhöõng khoù khaên khi ñeán gaàn coâng trình ñeå sô taùn, caáp cöùu... Taàm quan troïng cuûa nhöõng dòch vuï trong coâng trình. Ngöôøi vaø vaät chaát thöôøng coù maët trong coâng trình ( coù ngöôøi thöôøng xuyeân, vaät lieäu loaïi gì, coù giaù trò hay khoâng...?). Hình daïng vaø ñoä doác cuûa maùi. Loaïi maùi, töôøng vaø nhöõng caáu truùc taêng cöôøng. Caùc phaàn kim loaïi cuûa maùi vaø moät soá caáu truùc kim loaïi khaùc beân ngoaøi cuûa coâng trình ( boàn nöôùc, bôm nöôùc, thaùp aêng-ten...) Maùng vaø oáng thoaùt nöôùc cuûa maùi. Nhöõng phaàn quan troïng cuûa coâng trình ( phoøng laøm vieäc cuûa laõnh ñaïo, phoøng thieát bò ñaát neàn...) vaø tính chaát cuûa caùc vaät lieäu xaây döïng coâng trình. Nhöõng ñieåm deã bò seùt ñaùnh nhaát cuûa coâng trình. Vò trí cuûa nhöõng ñöôøng oáng ñieän, nöôùc, gaz... cuûa coâng trình. Nhöõng vaät chöôùng ngaïi aûnh höôûng ñeán ñöôøng ñi cuûa seùt ( ñöôøng daây ñieän treân khoâng, haøng raøo kim loaïi, caây cao...). Ñieàu kieän moâi tröôøng gaây neân söï aên moøn caùc phaàn töû cuûa heä thoáng choáng seùt ( buïi, aåm, muoái, acid...). Trong coâng trình, ñieåm deã bò seùt ñaùnh nhaát laø ñieåm raát quan troïng, nhöõng ñieåm ñoù coù theå laø thaùp cao, oáng khoùi, maùng nöôùc, caùc goùc, ñænh maùi... 2. Heä thoáng ñaàu thu seùt : a. Nguyeân taéc chung : Moät ñaàu thu seùt taïo tia tieân ñaïo bao goàm moät kim thu seùt trung taâm coù ñaàu noái vôùi daây daãn seùt, moät thieát bò ion hoùa ñeå taïo tia tieân ñaïo. Vuøng baûo veä cuûa loaïi ñaàu thu seùt taïo tia tieân ñaïo ñöôïc tính toaùn ôû phaàn sau . Ñoä lôïi veà thôøi gian taïo ñöôøng daây daãn seùt tieân ñaïo cuûa loaïi ñaàu thu seùt taïo tia tieân ñaïo ñöôïc trình baøy ôû phaàn b. b. Ñoä lôïi veà thôøi gian taïo ñöôøng daãn seùt (DT): Moät ñaàu thu seùt loaïi taïo tia tieân ñaïo ñöôïc ñaëc tröng baèng ñoä lôïi veà thôøi gian taïo ra ñöôøng daãn seùt chuû ñoäng cuûa noù. Ñaïi löôïng naøy ñöôïc xaùc ñònh khi so saùnh thôøi gian taïo ra ñöôøng daãn seùt veà phía treân cuûa moät ñaàu thu seùt taïo tia tieân ñaïo vaø moät kim thu seùt thoâng thöôøng ôû trong cuøng moät ñieàu kieän seùt. DT = TSK - TESE Trong ñoù : TSK : laø thôøi gian taïo ra ñöôøng daãn seùt veà phía treân cuûa moät kim thu seùt thoâng thöôøng. TESE : laø thôøi gian taïo ra ñöôøng daãn seùt veà phía treân cuûa moät ñaàu thu seùt loaïi taïo tia tieân ñaïo. c. Kieåm tra ñaùnh giaù ñaàu thu seùt taïo tia tieân ñaïo : Quaù trình kieåm tra ñoøi hoûi xaùc ñònh ñoä lôïi veà thôøi gian taïo ra ñöôøng daãn seùt cuûa chuùng. Caùc ñieàu kieän gioâng baõo thöïc teáø ñöôïc taïo neân trong phoøng thí nghieäm cao aùp. d. Xaùc ñònh vò trí ñaët ñaàu thu seùt : Baùn kính baûo veä cuûa ñaàu thu seùt ñöôïc tính nhö sau : RP = khi h ³ 5 m (1) Trong ñoù: h laø ñoä cao cuûa ñaàu thu seùt so vôùi maët baèng ñaët ñaàu thu seùt. D = 20m ñoái vôùi caáp baûo veä laø caáp 1. D = 45m ñoái vôùi caáp baûo veä laø caáp 2. D = 60m ñoái vôùi caáp baûo veä laø caáp 3. DL = V (m/ms).DT (ms) (2) Khi h < 5m tra baûng tìm ñöôïc baùn kính baûo veä . e. Vaät lieäu vaø kích thöôùc : Phaàn daãn doøng seùt cuûa ñaàu thu seùt phaûi laøm baèng ñoàng, ñoàng hôïp kim hay theùp khoâng gæ. Kim thu seùt trung taâm coù tieát dieän ít nhaát laø 120 mm2. Ñænh cuûa ñaàu thu seùt taïo tia tieân ñaïo phaûi ñaët cao hôn ít nhaát laø 2m so vôùi maët baèng coâng trình caàn baûo veä, bao goàm caû caùc thaùp angten, laøm laïnh, hoà nöôùc naêøm treân coâng trình. Nhöõng yeâu caàu veà kieán truùc phaûi luoân ñöôïc chuù yù khi laép ñaët heä thoáng choáng seùt. Thoâng thöôøng neân ñaët ñaàu thu seùt taïi caùc vò trí cao nhaát treân coâng trình, chaúng haïn nhö : Ñænh cuûa maùi doác. Treân maùi baèng cuûa phoøng ñaët thieát bò quan troïng. Ñaàu hoài cuûa caùc nhaø xöôûng. Treân ñænh oáng khoùi. Daây daãn seùt ñöôïc noái vôùi ñaàu thu seùt baèng nhöõng khôùp noái ñaëc bieät coù khaû naêng tieáp xuùc toát vaø choáng aên moøn cao. Neáu moät coâng trình caàn nhieàu ñaàu thu seùt thì coù theå noái chuùng vôùi nhau baèng nhöõng vaät lieäu thích hôïp trong baûng daây daãn seùt, ngoaïi tröø vò trí cuûa chuùng yeâu caàu phaûi voøng lôùn hôn 1,5m. 3. Truï ñôõ : Ñoä cao cuûa ñaàu daây daãn seùt so vôùi coâng trình phuï thuoäc vaøo truï ñôõ. Neáu truï ñôõ cuûa ñaàu thu seùt coù daây neo baèng loaïi daây daãn ñieän, thì phaûi noái ñieåm cuoái cuøng cuûa daây neo vôùi daây daãn seùt baèng nhöõng vaät lieäu trình baøy trong baûng daây daãn seùt. 4. Daây daãn seùt : a. Nguyeân taéc chung : Daây daãn seùt coù taùc duïng daãn doøng seùt xuoáng heä thoáng noái ñaát. Daây daãn seùt neân ñaët beân ngoaøi coâng trình, ngoaïi tröø caùc tröôøng hôïp ñaëc bieät. b. Soá löôïng daây daãn seùt : Moät ñaàu thu seùt toái thieåu phaûi coù moät daây daãn seùt. Trong caùc tröôøng hôïp sau ñaây thì yeâu caàu phaûi coù hai daây daãn seùt. Khi hình chieáu ñöùng cuûa daây daãn seùt lôùn hôn hình chieáu baèng cuûa noù. Khi ñaàu thu seùt ñöôïc laép treân caáu truùc cao hôn 28m. A B B A c. Ñöôøng ñi cuûa daây daãn seùt : Daây daãn seùt phaûi ñöôïc noái vaøo heä thoáng noái ñaát taïi choã chuùng gaàn nhau nhaát vaø caøng tröïc tieáp caøng toát. d l l d Ñöôøng ñi cuûa daây daãn seùt caøng thaúûng caøng toát, neáu phaûi uoán cong thì phaûi traùnh vieäc uoán cong ñoät ngoät, beû goùc ñoät ngoät veà phía treân vaø baùn kính cuûa ñoaïn uoán cong khoâng ñöôïc nhoû hôn 20 cm. Daây daãn seùt khoâng ñöôïc ñi doïc theo hay ngang qua ñöôøng daây ñieän löïc. Trong tröôøng hôïp baát khaû khaùng thì phaûi ñaët daây ñieän trong caùc voû boïc kim loaïi vaø ñaët chuùng caùch xa daây daãn seùt toái thieåu laø 1m vaø voû kim loaïi cuûa daây ñieän löïc phaûi ñöôïc noái vôùi daây daãn seùt. Daây daãn seùt khoâng ñöôïc ñi voøng qua lan can hay caùc caáu truùc nhoâ ra ngoaøi coâng trình. Tuy nhieân daây daãn seùt coù theå vöôït leân cao döôùi 40cm vaø goùc vöôït phaûi nhoû hôn 45o. Daây daãn seùt phaûi ñöôïc coá ñònh chaéc chaén khoaûng 3 keïp giöõ moãi meùp vaø keïp giöõ phaûi khoâng gaây aûnh höôûng ñeán caáu truùc coâng trình. Taát caû caùc daây daãn seùt neân ñöôïc noái vôùi nhau vaø neân traùnh vieäc khoan vaøo daây daãn seùt. Daây daãn seùt tröôùc khi tieáp xuùc vôùi heä thoáng noái ñaát phaûi ñöôïc boïc baèng voû kim loaïi hay vaät lieäu chòu nhieät cao trong khoaûng 2m keå töø maët ñaát. d. Tröôøng hôïp daây daãn seùt ñaët beân trong coâng trình : Khi daây daãn seùt khoâng theå ñaët beân ngoaøi coâng trình thì coù theå ñaët chuùng trong nhöõng oáng caùch ly baèng vaät lieäu choáng chaùy coù tieát dieän lôùn hôn 2000 mm2 vaø ñaët chuùng naèm hoaøn toaøn hay moät phaàn trong coâng trình. Trong tröôøng hôïp naøy phaûi tuaân theo caùc tieâu chuaån ôû phaàn 2 hay 3 cuûa tieâu chuaån naøy. e. Tröôøng hôïp coâng trình ñöôïc bao boïc baèng nhöõng taám kim loaïi hay ñaù hay caùc loaïi vaät lieäu khaùc : Daây daãn seùt neân ñaët phía sau caùc taám bao boïc ñoù vaø gaén chaéc chaén vaøo töôøng hay coät. Trong tröôøng hôïp caùc taám bao boïc laø kim loaïi thì phaûi noái chuùng vaøo daây daãn seùt moät caùch chaéc chaén. * Vaät lieäu laøm daây daãn seùt vaø kích thöôùc yeâu caàu: Daây daãn seùt coù theå laø caùp troøn hay deïp hay caùp nhieàu sôïi. Tieát dieän thöïc cuûa chuùng phaûi lôùn hôn hay baèng 50 mm2 vaø ñöôïc trình baøy trong baûng: DAÂY DAÃN SEÙT Vaät lieäu Tính chaát, gôïi yù khi duøng Kích thöôùc toái thieåu Daây ñoàng traàn ñieän phaân maï thieác Tính daãn toát vaø choáng aên moøn cao Daây deïp 30x2mm . Daây troøn ñöôøng kính 8mm . Caùp nhieàu sôïi 30 x3,5mm Theùp khoâng ræ 18/10-304 Choáng aên moøn cao Daây deïp 30x2mm Daây troøn ñöôøng kính 8mm Nhoâm A5/L Ñöôïc duøng khi daây daãn seùt gaén leân beà maët nhoâm Daây deïp 30x3mm.Daây troøn ñöôøng kính 10mm. Khoâng ñöôïc duøng caùp boïc hay caùp ñoàng truïc ñeå daãn seùt. Khoâng ñöôïc boïc caùch ly daây daãn seùt ngoaïi tröø tröôøng hôïp ñaët trong moâi tröôøng aên moøn cao. * Ghi chuù : Daây ñoàng maï thieác coù tính daãn vaø choáng aên moøn cao ñöôïc khuyeán khích söû duïng. Bôûi vì doøng seùt coù daïng xung vaø coù taàn soá cao neân daây daãn deïp seõ daãn doøng seùt toát hôn . f. Keïp kieåm tra/ Ñieåm kieåm tra : Moãi daây daãn seùt phaûi coù keïp kieåm tra gaén ôû ñoä cao 2m so vôùi maët ñaát ñeå caùch ly caùc caáu truùc khaùc cuûa coâng trình khi kieåm tra ñieän trôû tieáp ñaát. Trong tröôøng hôïp daây daãn seùt gaén vaøo caáu truùc kim loaïi cuûa coâng trình ( coät theùp, khung theùp, voû boïc kim loaïi...) thì keïp kieåm tra phaûi ñöôïc gaén vaøo vò trí giöõa heä thoáng noái ñaát vaø chaân coâng trình. g. Boä ñeám seùt : Boä ñeám seùt ñöôïc gaén tröïc tieáp vaøo daây daãn seùt phía treân keïp kieåm tra vaø coù ñoä cao khoaûng 2m. h. Caùc thaønh phaàn töï nhieân : Moät soá thaønh phaàn cuûa coâng trình nhö khung nhaø theùp, coät... coù theå ñöôïc duøng ñeå thay theá hay boå sung cho daây daãn seùt. + Caùc thaønh phaàn töï nhieân duøng thay theá cho daây daãn seùt: Noùi chung khung nhaø theùp coù theå duøng thay theá daây daãn seùt khi chuùng ñaûm baûo daãn ñieän lieân tuïc vaø coù ñieän trôû nhoû hôn 0,01Ohm. Trong tröôøng hôïp naøy kim thu seùt gaén tröïc tieáp vaøo khung nhaø vaø phaàn chaân cuûa khung nhaø noái vôùi heä thoáng noái ñaát. Vieäc söû duïng caùc thaønh phaàn töï nhieân seõ ñaûm baûo toát hôn caùc yeâu caàu veà caân baèng ñieän theá. + Caùc thaønh phaàn töï nhieân duøng boå sung cho daây daãn seùt : Khung theùp daãn ñieän lieân tuïc, caùc thaønh phaàn khaùc nhö :caùc caáu truùc theùp, coát theùp cuûa beâ toâng , coät theùp, daây theùp naèm trong töôøng. Caùc voû boïc kim loaïi beân ngoaøi coâng trình. Caùc oáng kim loaïi vaø boàn beå daøy hôn 2mm. 5. Heä thoáng noái ñaát : a. Toång quan : Moãi daây daãn seùt phaûi söû duïng moät hoaëc hai ñieåm noái ñaát. Ñeå taûn nhanh doøng seùt vaø giaûm thieåu vieäc quaù ñieän aùp nguy hieåm trong vuøng baûo veä, hình daùng vaø kích thöôùc cuûa heä thoáng noái ñaát cuøng vôùi giaù trò ñieän trôû noái ñaát phaûi phuø hôïp vôùi yeâu caàu cuûa tieâu chuaån naøy. Heä thoáng noái ñaát phaûi ñaït ñöôïc yeâu caàu sau : Heä thoáng phaûi coù ñieän trôû nhoû hôn hay baèng 10 W vaø phaûi ño trong tröôøng hôïp caùch ly vôùi caùc caáu truùc khaùc. Toång trôû soùng vaø caûm khaùng cuûa heä thoáng noái ñaát phaûi coù giaù trò thaáp ñeå giaûm thieåu aûnh höôûng ñieän ñoäng, laøm giaûm aûnh höôûng gia taêng ñieän xaûy ra trong khi coù phoùng ñieän, vôùi yeâu caàu naøy, heä thoáng noái ñaát neân söû duïng baèng nhöõng coïc vaø thanh daøi. Vieäc duøng nhöõng coïc choân saâu trong loøng ñaát thì khoâng thuaän lôïi laém ngoaïi tröø ñaát coù ñieän trôû suaát cao. Tuy nhieân heä thoáng noái ñaát seõ coù toång trôû soùng cao khi chuùng ñöôïc choân saâu quaù 20m. Trong tröôøng hôïp naøy phaûi söû duïng moät soá lôùn nhöõng coïc ñöùng vaø thanh ngang vaø chuùng phaûi noái vôùi nhau. Töông töï nhö vaäy, ñoàng neân ñöôïc söû duïng laøm heä thoáng noái ñaát thay cho theùp. Caáu taïo vaø hình daùng cuûa heä thoáng noái ñaát theo tieâu chuaån naøy gioáng nhö tieâu chuaån NFC15 - 100. Ngoaïi tröø nhöõng tröôøng hôïp khoâng theå thöïc hieän ñöôïc, heä thoáng noái ñaát phaûi ñaët beân ngoaøi coâng trình. b. Caùc hình thöùc noái ñaát : Hình thöùc vaø kích thöôùc heä thoáng noái ñaát phuï thuoäc vaøo ñieän trôû suaát cuûa vuøng noái ñaát. Ñieän trôû suaát cuûa ñaát coù theå ño tröïc tieáp baèng caùc thieát bò chuyeân duøng hoaëc coù theå xaùc ñònh nhö sau. Khi ñieän trôû suaát cuûa ñaát ñöôïc xaùc ñònh, chieàu daøi cuûa heä thoáng noái ñaát ñöôïc tính nhö sau : L = 2r/R Trong ñoù : r (Wm) : Ñieän trôû suaát cuûa ñaát. R (W) : Ñieän trôû cuûa heä thoáng noái ñaát. L (m) : Chieàu daøi cuûa heä thoáng noái ñaát. Vôùi moãi daây daãn seùt, heä thoáng noái ñaát ít nhaát phaûi bao goàm: Daây daãn coù tieát dieän vaø vaät lieäu gioáng nhö daây daãn seùt, cheá taïo thaønh heä thoáng chaân quaï vaø ñöôïc choân saâu 50 ¸ 80 cm. Heä thoáng coïc ñoùng thaúng ñöùng vôùi chieàu daøi toång coäng ít nhaát laø 6m vaø ñöôïc saép xeáp boá trí theo ñöôøng thaúng hoaëc hình tam giaùc vaø caùc coïc caùch nhau ít nhaát baèng chieàu daøi cuûa coïc vaø ñöôïc noái vôùi nhau baèng daây daãn phuø hôïp choân saâu ít nhaát 50 cm. * Baûng ñieän trôû suaát cuûa ñaát : Loaïi ñaát Ñieän trôû suaát cuûa ñaát (Wm) Ñaát buøn laày ñeán 30 Ñaát phuø sa 20 ¸ 100 Ñaát muøn 10 ¸ 150 Ñaát than buøn aåm 5 ¸ 100 Ñaát seùt meàm 50 Ñaát seùt laãn voâi 100 ¸ 200 Ñaát caùt seùt 50 ¸ 500 Ñaát caùt coù tính silicaùt 200 ¸ 3000 Ñaát ñaù traàn 1500 ¸ 3000 Ñaát ñaù coù cô bao phuû 300 ¸ 500 Ñaát ñaù voâi meàm 100 ¸ 300 Ñaát ñaù voâi cöùng 1000 ¸ 5000 Ñaát ñaù voâi nöùt neû 500¸1000 D C C B D B D : Daây daãn seùt B : Moùng kim loaïi cuûa coâng trình C : Heä thoáng noái ñaát choáng seùt d. Bieän phaùp giaûm ñieän trôû cuûa heä thoáng noái ñaát choáng seùt : Khi ñieän trôû suaát cuûa ñaát quaù cao khoâng theå ñaït ñöôïc ñieän trôû heä thoáng noái ñaát choáng seùt R £ 10 W (ñoái vôùi caáp baûo veä tieâu chuaån), coù theå duøng moät soá bieän phaùp sau ñaây ñeå laøm giaûm bôùt ñieän trôû noái ñaát : Taêng cöôøng theâm moät soá chaát laøm giaûm ñieän trôû suaát cuûa ñaát (muoái, than). Taêng cöôøng theâm moät soá coïc noái ñaát. Taêng cöôøng moät soá ñieåm noái ñaát vaø noái chuùng laïi vôùi nhau. Aùp duïng caùc phöông phaùp ñeå laøm taêng khaû naêng taûn doøng seùt cuûa heä thoáng tieáp daøi. Khi taát caû caùc bieän phaùp treân cuõng khoâng ñaït ñöôïc ñieän trôû cuûa heä thoáng noái ñaát nhoû hôn hay baèng 10 W thì coù theå chaáp nhaän raèng heä thoáng noái ñaát coù theå taûn doøng seùt an toaøn khi chuùng coù ñoä daøi lôùn hôn 100 m choân treân ñaát vaø moãi thanh hay coïc khoâng daøi quaù 20 m. e. Lieân keát caùc ñieåm noái ñaát laïi vôùi nhau : Khi coâng trình coù nhieàu ñieåm noái ñaát thì coù theå lieân keát caùc ñieåm noái ñaát naøy laïi vôùi nhau baèng daây daãn tieâu chuaån (trình baøy trong baûng tieâu chuaån daây). Vieäc lieân keát caùc ñieåm noái ñaát phaûi ñaûm baûo deã daøng caùch ly chuùng baèng nhöõng thieát bò ñaëc bieät ñeå coù theå deã daøng caùch ly ñeå kieåm tra töøng heä thoáng. Daây daãn noái chuùng vôùi nhau khi ñi trong coâng trình phaûi traùnh nhöõng ñieåm uoán cong ñeå khoâng aûnh höôûng leân caùc thieát bò vaø heä thoáng caùp trong coâng trình. Khi coù nhieàu caáu truùc naèm trong vuøng baûo veä thì heä thoáng noái ñaát choáng seùt coù theå noái vaøo heä thoáng noái ñaát ñaúng theá cuûa caùc caáu truùc naèm trong coâng trình. f. Khoaûng caùch an toaøn trong ñaát : Caùc thaønh phaàn cuûa heä thoáng noái ñaát choáng seùt phaûi coù khoaûng caùch toái thieåáu vôùi nhöõng vaät daãn ñieän, oáng daãn baèng kim loaïi (choân ngaàm) nhö baûng sau: Vaät daãn Khoaûng caùch an toaøn toái thieåu r ñaát £ 500 W m r ñaát > 500 W m Vaät daãn ñieän HAT 0,5 0,5 Vaät daãn coù voû kim loaïi LV khoâng noái ñaát 2 5 Heä thoáng noái ñaát LV 10 2,0 Ñöôøng oáng daãn ga 2 5 Khoaûng caùch an toaøn treân chæ aùp duïng vôùi caùc vaät daãn kim loaïi vaø khoâng noái vaøo daây daãn caân baèng ñieän theá vaø khoâng ñoøi hoûi vôùi caùc vaät daãn khoâng kim loaïi. g. Vaät lieäu duøng laøm heä thoáng noái ñaát : Vaät lieäu Tính naêng Tieát dieän toái thieåu Ñoàng traàn hoaëc maï thieác Ñieän theá thaáp vaø choáng aên moøn toát - Caùp deïp : 30 x 2 mm - Caùp troøn : ñöôøng kính 8 mm - Löôùi daây : tieát ñieän 10 mm2 - Coïc : ñöôøng kính 25 mm, daøi 1m - Thanh daïng oáng : ñöôøng kính ngoaøi 25 mm ,daøi 1m. Theùp maï ñoàng - Coïc : ñöôøng kính 15 mm, daøi 1m Theùp khoâng ræ Choáng aên moøn toát - Caùp deïp : 30 x 2 mm - Caùp troøn : ñöôøng kính 10 mm - Coïc : ñöôøng kính 10 mm Theùp maï Gavanized Choáng aên moøn keùm - Caùp deïp : 30 x 2 mm - Caùp troøn : ñöôøng kính 10 mm - Coïc : ñöôøng kính 10 mm, daøi 2m 6.Vaán ñeà aên moøn : Heä thoáng choáng seùt thöôøng bò aên moøn do aûnh höôûng cuûa moâi tröôøng (khoâng khí aåm, muoái...), vieäc tieáp xuùc giöõa hai loaïi vaät daãn kim loaïi khaùc nhau coäng vôùi hieän töôïng ñieän giaûi xaûy ra do aûnh höôûng cuûa moâi tröôøng cuõng goùp phaàn aên moøn keát caáu cuûa heä thoáng choáng seùt. Do ñoù phaûi coù nhöõng bieän phaùp ñeå giaûm ñoä aên moøn . Moät soá bieän phaùp giaûm ñoä aên moøn : Traùnh duøng nhöõng kim loaïi khoâng phuø hôïp trong moâi tröôøng aên moøn. Traùnh noái hai vaät daãn baèng kim loaïi khaùc nhau baèng khôùp noái gavanized. Duøng vaät daãn coù tieát dieän thích hôïp vaø coù tính chaát aên moøn cao. Duøng vaät daãn maï baèng kim loaïi choáng aên moøn. Ñeå ñaït ñöôïc caùc yeâu caàu treân caàn tuaân thuû caùc yeâu caàu sau : Söû duïng vaät lieäu coù tieát dieän toái thieåu nhö ñaõ trình baøy . Vaät daãn baèng nhoâm khoâng ñöôïc choân hoaëc gaén tröïc tieáp vaøo beâtoâng, tröø khi coù voû boïc chaéc chaén. Vaät daãn ñoàng vaø nhoâm khoâng neân noái vôùi nhau. Neáu khoâng theå phaûi duøng khôùp noái thích hôïp. Vaät daãn ( daây caùp,coïc...) baèng ñoàng thích hôïp laøm heä thoáng noái ñaát, tröø trong tröôøng hôïp moâi tröôøng coù tính chaát acid cao. Khi moâi tröôøng coù tính acid hoaëc coù hôi Amoniac, caàn maï choáng moøn cho caùc thieát bò cuûa heä thoáng choáng seùt. 7. Vaán ñeà noái ñaúng theá caùc phaàn kim loaïi cuûa coâng trình vaø vieäc laép ñaët heä thoáng choáng seùt : a. Toång quan : Khi doøng ñieän seùt ñi qua daây daãn seùt, coù moät söï cheânh leäch ñieän theá giöõa daây daãn seùt vôùi caùc caáu truùc kim loaïi ñaët noái ñaát beân caïnh. Söï phoùng ñieän nguy hieåm coù theå xaûy ra giöõa daây daãn seùt vaø nhöõng boä phaän kim loaïi naøy. Phuï thuoäc vaøo khoaûng caùch giöõa daây daãn seùt vôùi nhöõng boä phaän kim loaïi noái ñaát khaùc maø vieäc noái ñaúng theá caàn hay khoâng caàn thieát. Khoaûng caùch toái thieåu giöõa chuùng maø khoâng xaûy ra söï phoùng ñieän nguy hieåm goïi laø khoaûng caùch an toaøn. Khoaûng caùch an toaøn phuï thuoäc vaøo nhöõng yeáu toá nhö: caáp baûo veä, soá daây daãn seùt, khoaûng caùch töø ñieåm noái ñaát ñeán caùc boä phaän kim loaïi ñoù. Thoâng thöôøng raát khoù khaên khi thöïc hieän vieäc caùch ñieän caùc boä phaän kim loaïi naøy vôùi daây daãn seùt ( do khoâng theå ñaûm baûo khaû naêng caùch ñieän, nhaát laø veà laâu daøi ). Do ñoù löïa choïn phöông aùn noái ñaúng theá chuùng vôùi heä thoáng choáng seùt laø öu vieät hôn. Tuy nhieân vieäc noái ñaúng theá khoâng thöïc hieän vôùi caùc loaïi oáng daãn chaát gaây chaùy, gaây noå... trong tröôøng hôïp naøy neân ñöa daây daãn seùt caøng xa hôn so vôùi khoaûng caùch an toaøn caøng toát . b. Phöông phaùp noái ñaúng theá : Vieäc noái ñaúng theá ñöôïc thöïc hieän taïi baát cöù nôi naøo coù theå, taïi ñieåm gaàn daây daãn seùt nhaát cuûa phaàn kim loaïi noái ñaát, ñeå ñaûm baûo taïo moät ñieän theá caân baèng giöõa daây daãn seùt vaø caáu truùc kim loaïi beân caïnh. Vaät lieäu duøng noái ñaúng theá laø nhöõng thanh caân baèng theá hoaëc daây caân baèng theá vaø coù theå ñaët treân töôøng hoaëc beân trong coâng trình. Tröôøng hôïp khoâng theå thöïc hieän ñöôïc thì coù theå söû duïng caùc thieát bò choáng quaù ñieän aùp xung. c. Khoaûng caùch an toaøn : Laø khoaûng caùch toái thieåu maø khoâng xaûy ra hieän töôïng phoùng ñieän nguy hieåm giöõa daây daãn seùt vaø caùc caáu truùc kim loaïi noái ñaát beân caïnh. Söï phoùng ñieän nguy hieåm seõ khoâng xaûy ra khi khoaûng caùch d giöõa caùc boä phaän kim loaïi cuûa heä thoáng choáng seùt vôùi caùc caáu truùc kim loaïi noái ñaát khaùc lôùn hôn giaù trò S trong ñoù S laø khoaûng caùch an toaøn vaø ñöôïc tính nhö sau : l(m) S(m) = Nki x ------- Km Trong ñoù : N : Heä soá phuï thuoäc vaøo soá daây daãn seùt cuûa kim thu seùt N = 1 khi coù 1 daây daãn seùt N = 0,6 khi coù 2 daây daãn seùt N = 0,4 khi coù 3 daây daãn seùt trôû leân Ki : Heä soá phuï thuoäc vaøo vuøng baûo veä. Ki = 0,1 ñoái vôùi coâng trình coù caáp an toaøn cao nhaát Ki = 0,075 ñoái vôùi coâng trình coù caáp an toaøn trung bình Ki = 0,05 ñoái vôùi coâng trình coù caáp an toaøn tieâu chuaån Km : laø heä soá phuï thuoäc vaøo vaät lieäu giöõa daây daãn seùt vaø caùc phaàn kim loaïi noái ñaát lieân quan. K m = 1 khi giöõa chuùng laø khoâng khí Km = 0,5 khi giöõa chuùng laø vaät lieäu cöùng (khoâng phaûi kim loaïi) . l : chieàu daøi doïc theo daây daãn seùt töø ñieåm tính khoaûng caùch ñeán ñieåm noái ñaúng theá gaàn ñoù nhaát. III. KIEÅM TRA VAØ BAÛO QUAÛN HEÄ THOÁNG BAÛO VEÄ CHOÁNG SEÙT : Vieäc kieåm tra vaø baûo trì heä thoáng choáng seùt raát laø quan troïng bôûi vì sau moät thôøi gian hoaït ñoäng, caáu truùc cuûa chuùng coù theå bò thay ñoåi do aûnh höôûng cuûa thôøi tieát, khí quyeån, do seùt ñaùnh. Tính chaát cô vaø ñieän cuûa heä thoáng phaûi ñöôïc baûo trì ñeå ñaït nhöõng yeâu caàu cuûa tieâu chuaån naøy. 1. Söï kieåm tra ban ñaàu : Sau khi laép ñaët heä thoáng choáng seùt, caàn thöïc hieän caùc bieän phaùp kieåm tra sau: Ñaàu thu seùt phaûi cao ít nhaát 2m so vôùi maët baèng coâng trình caàn baûo veä. Vaät lieäu vaø kích thöôùc cuûa daây daãn seùt phaûi phuø hôïp vôùi tieâu chuaån naøy. Ñöôøng ñi cuûa daây daãn seùt vaø vò trí cuûa heä thoáng noái ñaát, noái caân baèng theá phaûi ñuùng nhö yeâu caàu trong tieâu chuaån naøy. Taát caû caùc thaønh phaàn trong heä thoáng choáng seùt phaûi ñöôïc laép ñaët chaéc chaén vaø an toaøn. Phaûi ñaûm baûo khoaûng caùch an toaøn hoaëc phaûi coù heä thoáng noái caân baèng theá. Ñieän trôû tieáp ñaát cuûa heä thoáng phaûi phuø hôïp. Heä thoáng noái ñaát phaûi ñöôïc lieân keát nhau. 2. Chu kyø kieåm tra : Chu kyø kieåm tra phuï thuoäc vaøo caáp baûo veä. Caáp baûo veä Kieåm tra bình thöôøng Kieåm tra taêng cöôøng Baûo veä caáp I 2 naêm 1 naêm Baûo veä caáp II 3 naêm 2 naêm Baûo veä caáp III 3 naêm 2 naêm Khi coâng trình coù söï söûa chöõa, thay ñoåi thì phaûi kieåm tra laïi heä thoáng choáng seùt theo yeâu caàu cuûa tieâu chuaån naøy. Sau khi bò seùt ñaùnh, heä thoáng cuõng phaûi ñöôïc kieåm tra laïi. 3. Quaù trình kieåm tra : Quaù trình kieåm tra phaûi baûo ñaûm caùc yeâu caàu sau : Caùc caáu truùc boå sung cuûa coâng trình khoâng naèm ngoaøi vuøng baûo veä. Söï cung caáp ñieän khoâng bò aûnh höôûng vaø phuø hôïp. Heä thoáng moái noái vaø khôùp noái phaûi chaéc chaén vaø ñuùng tieâu chuaån. Khoâng coù phaàn naøo cuûa heä thoáng choáng seùt bò aên moøn quaù möùc qui ñònh. Khoaûng caùch an toaøn vaø heä thoáng noái ñaát caân baèng theá phuø hôïp. Söï cung caáp ñieän lieân tuïc phaûi ñaûm baûo. Ñieän trôû tieáp ñaát phaûi ñaït yeâu caàu. 4. Baùo caùo kieåm tra : Sau khi kieåm tra heä thoáng choáng seùt, phaûi tieán haønh baùo caùo ñaày ñuû chi tieát caùc haïng muïc vaø bieän phaùp kieåm tra. 5. Baûo trì heä thoáng : Taát caû nhöõng hö hoûng cuûa heä thoáng phaûi ñöôïc gia coá vaø söûa chöõa phuø hôïp caøng sôùm caøng toát. Chöông 3 THIEÁT BÒ CHOÁNG SEÙT CUÛA HAÕNG INDELEC KIM THU SEÙT : 1. Kim Franklin : Kim Franklin cuûa haõng INDELEC coù muõi nhoïn, maûnh. Kim naøy ñöôïc laøm baèng ñoàng maï croâm hay theùp khoâng ræ, vôùi nhieàu kích côõ töø 1,3 - 2,3m. Ngoaøi ra coøn coù caùc kieåu kim ñaëc bieät: TD inox daønh cho oáng khoùi, “Jupiter” daønh cho choáng seùt cho caùc chong choùng cao, coät angten, hoaëc caùc coät cao. 2. Kim PREVECTRON : a. Caáu taïo : Thieát bò choáng seùt taïo tia tieân ñaïo bao goàm : Kim thu seùt trung taâm baèng ñoàng ñieän phaân hoaëc theùp khoâng ræ, kim naøy coù taùc duïng taïo moät ñöôøng daãn doøng seùt lieân tuïc töø tia tieân ñaïo vaø daãn xuoáng ñaát theo daây daãn seùt. Kim thu seùt naøy ñöôïc gaén treân truï ñôõ cao toái thieåu 2m. Hoäp baûo veä baèng ñoàng hoaëc theùp khoâng ræ, coù taùc duïng baûo veä thieát bò taïo ion beân trong. Hoäp naøy gaén vaøo kim thu seùt trung taâm. Thieát bò taïo ion, giaûi phoùng ion vaø taïo tia tieân ñaïo: ñaây laø thieát bò coù tính naêng ñaëc bieät cuûa ñaàu thu seùt PREVECTRON. Nhôø thieát bò naøy maø ñaàu thu seùt PREVECTRON coù theå taïo ra moät vuøng baûo veä roäng lôùn vôùi möùc ñoä an toaøn cao. Heä thoáng ñieän cöïc phía treân: coù taùc duïng phaùt tia tieân ñaïo. Heä thoáng caùc ñieän cöïc phía döôùi: coù taùc duïng thu naêng löôïng ñieän tröôøng khí quyeån, giuùp cho thieát bò choáng seùt hoaït ñoäng. b. Nguyeân taéc hoaït ñoäng : Trong tröôøng hôïp gioâng baõo xaûy ra, ñieän tröôøng khí quyeån gia taêng nhanh choùng khoaûng vaøi ngaøn ( voân/meùt), ñaàu thu seùt PREVECTRON seõ thu naêng löôïng ñieän tröôøng khí quyeån baèng heä thoáng caùc ñieän cöïc phía döôùi. Naêng löôïng naøy ñöôïc tích tröõ trong thieát bò ion hoùa. Tröôùc khi xaûy ra hieän töôïng phoùng ñieän seùt ( maø ta thöôøng goïi laø ‘seùt ñaùnh’), coù moät söï gia taêng nhanh choùng vaø ñoät ngoät cuûa ñieän tröôøng khí quyeån, aûnh höôûng naøy taùc ñoäng laøm thieát bò ion hoùa giaûi phoùng naêng löôïng ñaõ tích luõy döôùi daïng ion, taïo ra moät ñöôøng daãn tieân ñaïo veà phía treân, chuû ñoäng daãn seùt . c. Ñaëc ñieåm quaù trình ion hoùa : Quaù trình ion hoùa ñöôïc ñaëc tröng bôûi caùc tính chaát sau: Ñieàu khieån söï giaûi phoùng ion ñuùng thôøi ñieåm: Thieát bò ion hoùa cho pheùp ion phaùt ra trong khoaûng thôøi gian raát ngaén vaø taïi thôøi ñieåm thích hôïp ñaëc bieät, chæ vaøi phaàn cuûa giaây tröôùc khi coù phoùng ñieän seùt, do ñoù ñaûm baûo daãn seùt kòp thôøi, chính xaùc vaø an toaøn. Söï hình thaønh hieäu öùng Corona : Söï xuaát hieän cuûa moät soá löôïng lôùn caùc electron tieân ñaïo cuøng vôùi söï gia taêng cuûa ñieän tröôøng coù taùc duïng ruùt ngaén thôøi gian taïo hieäu öùng Corona. Söï chuaån bò tröôùc moät ñöôøng daãn seùt veà phía treân : Ñaàu thu seùt PREVECTRON phaùt ra moät ñöôøng daãn seùt chuû ñoäng veà phía treân nhanh hôn baát cöù ñieåm nhoïn naøo gaàn ñoù. Do ñoù seõ ñaûm baûo daãn seùt chuû ñoäng vaø chính xaùc. Trong phoøng thí nghieäm, ñaëc ñieåm naøy ñöôïc ñaëc tröng baèng ñaïi löôïng DT, ñoä lôïi veà thôøi gian phaùt ra moät ñöôøng daãn seùt veà phía treân giöõa ñaàu thu seùt PREVECTRON vaø caùc loaïi kim loaïi thu seùt thoâng thöôøng khaùc . d. Phaân loaïi : Coù 5 loaïi ñaàu thu seùt PREVECTRON (ñöôïc phaân chia theo caáu taïo vaø thôøi gian phaùt trieån sôùm cuûa tia tieân ñaïo DT ), moãi loaïi ñöôïc chia ra laøm hai nhoùm khaùc nhau: Loaïi caáu taïo baèng ñoàng: kim thu seùt trung taâm vaø caùc ñieän cöïc ñöôïc cheá taïo baèng ñoàng ñaûm baûo thu vaø daãn seùt toát. Loaïi caáu taïo baèng theùp khoâng ræ: kim thu seùt trung taâm, caùc ñieän cöïc vaø hoäp baûo veä laøm baèng theùp khoâng ræ. Loaïi ñaàu thu seùt naøy thích hôïp vôùi moâi tröôøng aên moøn vaø nôi coù nhieàu buïi baëm. Loaïi D T(S ) P (kg) S6.60 60 4,2 S4.50 50 4,0 S3.40 40 3,8 TS3.40 40 2,5 TS2.25 25 2,3 5. Vuøng baûo veä : Vuøng baûo veä Rp cuûa ñaàu kim thu seùt PREVECTRON ñöôïc tính theo coâng thöùc ñaõ ñöôïc ñònh bôûi tieâu chuaån NFC 17-102 (7/1995) Rp = vôùi h5m ( ñoái vôùi h<5m : xem baûng ) Baùn kính baûo veä Rp phuï thuoäc vaøo caùc thoâng soá sau : Ñoä lôïi veà thôøi gian DT cuûa töøng loaïi ñaàu kim PREVECTRON ( baûng treân ) töø ñoù tính ñöôïc DL theo coâng thöùc : DL(m) = 106 . DT(ms) Caáp baûo veä (I,II hoaëc III) tuøy theo yeâu caàu cuûa töøng loaïi coâng trình vaø ñöôïc xaùc ñònh theo phuï luïc B cuûa tieâu chuaån NFC 17-102. + Caáp baûo veä cao nhaát ( caápI) : D = 20m + Caáp baûo veä trung bình ( caáp II ) : D = 45m + Caáp baûo veä tieâu chuaån ( caáp III ): D = 60m Chieàu cao thöïc cuûa coät thu loâi tính töø maët baèng phaûi baûo veä laø h. Töø ñoù ta coù baûng baùn kính baûo veä cho töøng loaïi ñaàu thu seùt, ñoái vôùi töøng caáp baûo veä. Caáp I: D = 20m h(m) 2 3 4 5 6 7 8 10 15 20 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 58 59 59 60 60 TS3.40 23 35 46 58 58 58 59 59 60 60 TS2.25 17 25 34 42 43 43 43 44 45 45 Caáp II : D = 45m h(m) 2 3 4 5 6 7 8 10 15 20 S6.60 39 58 78 97 97 98 99 101 102 105 S4.50 34 52 69 86 87 87 88 90 92 95 S3.40 30 45 60 75 76 77 77 80 81 85 TS3.40 30 45 60 75 76 77 77 80 81 85 TS2.25 23 34 46 57 58 59 61 63 65 70 Caáp III : D = 60m h(m) 2 3 4 5 6 7 8 10 15 20 S6.60 43 64 85 107 107 108 109 113 119 120 S4.50 38 57 76 95 96 97 98 102 109 110 S3.40 33 50 67 84 84 85 87 92 99 100 TS3.40 33 50 67 84 84 85 87 92 99 100 TS2.25 26 39 52 65 66 67 69 75 84 85 6. Caùc öu ñieåm : Baùn kính baûo veä roäng. Khaû naêng baûo veä coâng trình ôû möùc cao. Töï ñoäng hoaït ñoäng hoaøn toaøn, khoâng caàn nguoàn ñieän cung caáp, khoâng caàn baûo trì. Noái ñaát ñôn giaûn nhöng tin caäy, hoaït ñoäng tin caäy, an toaøn. II. DAÂY DAÃN SEÙT : Daây daãn seùt coù nhieäm vuï daãn doøng seùt töø ñaàu thu seùt xuoáng heä thoáng noái ñaát. Daây daãn seùt neân ñaët beân ngoaøi coâng trình, ngoaïi tröø caùc tröôøng hôïp ñaëc bieät .Daây daãn seùt cuûa haõng Indelec coù 3 daïng chính: deïp, troøn hay caùp beän nhieàu sôïi. Daây deïp : coù kích thöôùc töø 30 x 2 ¸ 30 x 3,5(mm) tuøy thuoäc vaøo loaïi daây nhö daây ñoàng maï thieác, daây nhoâm, daây theùp khoâng ræ hay theùp maï. Daây ñoàng traàn ñieän phaân maï thieác coù tính chaát daãn toát vaø thöôøng duøng cho moâi tröôøng aên moøn cao. Daây theùp khoâng ræ duøng cho moâi tröôøng aên moøn cao. Daây nhoâm ñöôïc duøng khi caàn gaén leân beà maët töôøng, voû boïc coâng trình baèng nhoâm. Daây troøn: coù ñöôøng kính töø 8 ñeán 10mm phuï thuoäc vaøo loaïi daây daãn nhö daây ñoàng ñoû, daây ñoàng maï thieác, daây theùp khoâng ræ, theùp maï hay daây nhoâm. Daây caùp: baèng ñoàng hay ñoàng maï thieác vaø ñeàu ñöôïc boïc caùch ñieän. Tuøy theo ñieàu kieän coâng trình vaø moâi tröôøng maø caùc loaïi daây daãn xuoáng ñöôïc choïn. III. THIEÁT BÒ NOÁI ÑAÁT : Thieát bò chính cuûa heä thoáng noái ñaát laø moät thieát bò noái daïng “ chaân chim” vaø caùc ñieän cöïc ñaát : Thieát bò noái “chaân chim” goàm 3 thanh daøi 6 -7m vôùi caùc goùc ôû giöõa laø 450 , vaø caùc moái noái ñöôïc thöïc hieän sao cho khoù coù theå bò phaù huûy bôûi thôøi gian. Thieát bò naøy laøm baèng theùp maï ñoàng. Coïc noái ñaát ñöôïc noái vaøo “ chaân chim”. Coïc noái ñaát chuû yeáu laøm baèng theùp cöùng phuû ñoàng beân ngoaøi ( daây toái thieåu 0,25mm) ñeå tieáp xuùc toát vôùi ñaát. Caùc coïc daøi töø 1,5 ñeán 2,1m, ñöôøng kính 15 – 20 mm, khi caàn coïc daøi hôn coù theå noái nhieàu coïc laïi vôùi nhau nhôø caùc maêng _ xoâng baèng ñoàng coni tieáp xuùc hoaøn toaøn vôùi coïc. Ñeå noái heä thoáng noái ñaát vaø daây daãn seùt coù theå haøn hoaëc duøng caùc keïp baèng ñoàng thau. Coïc noái ñaát “tích cöïc” laø loaïi coïc ñöôïc duøng khi moâi tröôøng ñaát coù ñieän trôû suaát cao. Trong caùc coïc naøy ngöôøi ta ñoå ñaày hoùa chaát vaø hoùa chaát naøy seõ taûn daàn vaøo ñaát coù taùc duïng laøm giaûm ñieän trôû ñaát, hoùa chaát naøy coù theå deã daøng laøm ñaày trôû laïi khi ñaõ heát. Ngoaøi caùc thaønh phaàn chính neâu treân, trong heä thoáng noái ñaát coøn coù caùc boä phaän khaùc vôùi muïc ñích kieåm tra an toaøn : Noái kieåm tra: ñöôïc laøm baèng ñoàng thau, duøng ñeå taùch rieâng daây daãn seùt vaø heä thoáng noái ñaát nhôø ñoù coù theå ño chính xaùc ñieän trôû heä thoáng noái ñaát. Noái kieåm tra ñöôïc ñaët cao 2m keå töø maët ñaát. OÁng baûo veä: baûo veä khoaûng daây daãn seùt, noái kieåm tra vaø maët ñaát, traùnh khoûi caùc va chaïm vaø coù theå gaây hö hoûng cho daây daãn seùt. OÁng naøy thöôøng ñöôïc laøm baèng theùp maï noùng hay theùp khoâng ræ. Hoäp quan saùt: duøng ñeå kieåm tra söï keát noái giöõa daây daãn seùt vaø heä thoáng noái ñaát. Löôùi noái ñaát duøng thay cho heä thoáng coïc noái ñaát khi thöïc hieän noái ñaát trong vuøng ñaát khoâng cho pheùp coïc ñoùng saâu. IV. MAÙY ÑEÁM SEÙT : 1. Maùy ñeám seùt song song : Maùy naøy ñöôïc thieát keá ñeå ñeám nhöõng cuù seùt thöïc söï xaûy ra cho moät kieán truùc kim loaïi ( theùp, söôøn nhaø baèng saét... ) hay cho moät heä thoáng daây daãn seùt. Noù coù theå ñeám nhöõng cuù seùt maø khoâng caàn noái vôùi daây daãn xuoáng cuûa coät thu loâi vaø thaäm chí khoâng coù caû coät thu seùt. Maùy naøy lôïi duïng hieäu ñieän theá caûm öùng taïo ra trong khi doøng ñieän seùt chaïy qua kieán truùc kim loaïi hay daây daãn xuoáng ñeå taïo naêng löôïng cho maùy ñeám. Maùy ñöôïc ñeám song song vôùi caáu truùc kim loaïi nhôø hai daây noái vôùi maùy, vò trí hai ñieåm noái naøy caùch nhau ít nhaát laø 2m. 2. Maùy ñeám seùt noái tieáp : Maùy ñeám seùt noái tieáp ñöôïc thieát keá ñeå ñeám vaø trình baøy thoâng soá nhöõng cuù seùt maø moät heä thoáng choáng seùt nhaän ñöôïc. Maùy ñöôïc laép noái tieáp vôùi daây daãn seùt, maùy duøng doøng ñieän caûm öùng trong maïch phuï ñeå chæ thò boä phaän hieån thò. Maùy ñôn giaûn vaø chaéc chaén coù daûi hoaït ñoäng roäng töø 0,3 - 100KA, maùy ñöôïc duøng khoâng chæ cho caùc thieát keá môùi maø coøn cho caû caùc thieát keá cuõ. Laép ñaët maùy ñeám seùt noái tieáp baèng caùch ngaét ôû giöõa daây daãn xuoáng moät khoaûng daøi 12cm, maùy ñöôïc maéc noái tieáp vaøo giöõa baèng caùc moái noái thích hôïp. V. THIEÁT BÒ CHOÁNG SEÙT LAN TRUYEÀN : Söï caûm öùng quaù ñieän aùp, quaù trình quaù ñoä do bôûi seùt ñaùnh, caùc haäu quaû cuûa ñoùng ngaét maïch, cuûa söï coá löôùi ñieän … vaø nhieàu hieän töôïng khaùc do con ngöôøi taïo ra coù theå laø moät trong nhieàu nguyeân nhaân laøm hö hoûng caùc trang thieát bò ñoäng löïc, caùc maïng maùy tính, caùc thieát bò trong maïng löôùi vieãn thoâng … maø trong vaán ñeà vaän haønh raát khoù phaùt hieän. Sô boä, qua thoáng keâ thaáy raèng khoaûng 70% hö hoûng do seùt gaây ra laø do seùt ñaùnh lan truyeàn hay quaù ñieän aùp caûm öùng theo ñöôøng caáp nguoàn vaø ñöôøng tín hieäu. Do vieäc choáng seùt lan truyeàn chöa ñöôïc quan taâm moät caùch ñaày ñuû daãn ñeán thieät haïi do seùt lan truyeàn gaây ra raát lôùn. Vì vaäy vieäc ñeà ra caùc giaûi phaùp vaø cung caáp caùc thieát bò choáng seùt lan truyeàn theo coâng ngheä môùi laø caáp baùch vaø caàn thieát. 1. Nguyeân taéc choáng quaù ñieän aùp “baäc thang” : Soùng quaù ñieän aùp coù daïng soùng xung gia taêng ñoät ngoät (do seùt hay do caùc thao taùc ñoùng caét treân löôùi), doù ñoù coù khaû naêng gaây hö hoûng caùc thieát bò ñieän ñaëc bieät laø caùc thieát bò ñieän töû raát nhaïy caûm. Naêng löôïng trong moät soùng dao ñoäng nhö vaäy coù theå giaûm xuoáng nhôø hai lôùp: caét vaø loïc soùng. Lôùp caét soùng naêng löïc cao (VGA hay DP) ñaët ôû tuyeán ñaàu soùng laøm giaûm phaàn lôùn naêng löôïng cuûa soùng. Ñieän aùp dö sau khi qua lôùp thöù nhaát seõ ñöôïc giaûm ñeán giôùi haïn cho pheùp cuûa thieát bò phía sau nhôø lôùp loïc soùng duøng bieán trôû (DG vaø DGT). 2. Caùc loaïi thieát bò : · Maùy VGA : Loaïi naøy ñöôïc thieát keá ñeå baûo veä traïm ñieän moät pha hay ba pha trong truyeàn taûi aùp thaáp ñeå choáng laïi söï taêng aùp phaùt sinh trong maïng do nhöõng cuù seùt tröïc tieáp hay giaùn tieáp hoaëc do caùc thao taùc ñoùng caét (kyù sinh coâng nghieäp). Söï baûo veä thöïc hieän qua trung gian moât khe phoùng ñieän caùch ñieän cao laép song song vôùi moät bieán trôû oxyt keõm. Nhöõng soùng ôû möùc 10 KA ñi qua bieán trôû ñöôïc truyeàn xuoáng ñaát vaø nhöõng soùng vôùi cöôøng ñoä lôùn hôn 100 KA nhôø söï hoaït ñoäng cuûa khe phoùng ñieän, nhôø ñoù maø khoâng gaây hö hoûng maùy. Ñieän aùp dö cuûa maùy khoaûng 2,5 KV cho doøng ñieän phoùng laø 5 KA (soùng 8/20). Maùy choáng seùt VGA vôùi khaû naêng taûn maïnh coù theå duøng laøm thaønh phaàn ñaàu cuûa thieát bò phoøng choáng quaù ñieän aùp baäc thang (thaùc nöôùc) ñöôïc thöïc hieän keát hôïp vôùi choáng seùt kieåu DG hay DGT. Thieát bò ñöôïc baûo veä L N Sô ñoà maïng moät pha Thieát bò ñöôïc baûo veä · · · · · · · · · · · · · · · · N Sô ñoà maïng ba pha L1 L2 L3 Chi tieát kyõ thuaät : Loaïi VGA/2 (maïng1pha 220V) VGA/4 (3pha 380/400V) Maõ 8302 8304 Tuaân theo qui taéc CEI 99,1 Cheá ñoä ñieän aùp toái ña cho pheùp 280V/50 Hz hoaëc 275V/400 Hz Doøng toái ña * Trò ñænh 100 KA * Ñieän tích 50 As * Naêng löôïng rieâng 2,5 x 106A2s Doøng xung ñoät max (soùng 4/10) 65 KA Ñieän aùp dö : * Doøng 5 Ka (soùng 8/20) < 2,5 KV * Doøng seùt < 4 KV Côõ maùy caét baûo veä ôû treân (neáu khoâng taêng daây chì) 100 A Doøng ngaét maïch cho pheùp 25 kA/50 Hz (hoaëc phuï thuoäc daây chì theâm vaøo) Khoaûng nhieät ñoä - 40oC ® 80oC Tieát dieän caùp max 50 mm2 Tieáp ñieåm baùp khoaûng caùch moät khe hôû 500 mA, 250 V hoaëc 75V Tieát dieän max daây baùo loãi 25 mm2 · Maùy DP : Thieát bò choáng seùt kieåu DP ñöôïc thieát keá ñeå baûo veä nhöõng traïm ñieän truyeàn taûi ñieän aùp thaáp, choáng laïi nhöõng quaù aùp do seùt ñaùnh tröïc tieáp hay giaùn tieáp gaây ra treân maïng ñieän, hoaëc do nhöõng thao taùc ñoùng caét (kyù sinh coâng nghieäp). Caàn phaûi laép ñaët moät moñun cho moãi pha caàn baûo veä vaø coù theå laép moät moñun cho daây trung hoøa tuøy theo sô ñoà phaân phoái. Söï baûo veä thöïc hieän bôûi moät khe phoùng ñieän coù khaû naêng taûn nhanh. Nhöõng quaù ñieän aùp ñöôïc taûn nhanh xuoáng ñaát vaø khoâng laøm hö hoûng thieát bò cho ñeán doøng ñieän 100KA. Ñieän aùp dö daønh cho heä thoáng döôùi cuøng khoaûng 3,5KV ñoái vôùi doøng ñieän taïo ra moät cuù seùt tröïc tieáp treân ñöôøng daây. Khaû naêng taûn nhanh cuûa thieát bò choáng seùt DP khieán cho noù laø moät thaønh phaàn baûo veä tuyeán ñaàu lyù töôûng trong thieát keá phoøng choáng quaù aùp baäc thang cho nhöõng thieát bò ñieän, ñöôïc thöïc hieän keát hôïp vôùi nhöõng choáng seùt kieåu DG hay DGT. Thoâng soá kyõ thuaät : Loaïi DP 280 DP 500 Maõ 8310 8311 Ñieän aùp toái ña cho pheùp Uc 255V/50-60Hz 440V/50-60Hz Doøng toái ña ( soùng 10/350) 1 ñænh Imax 75KA Doøng toái ña ( soùng 10/350) 2 hay nhieàu ñænh Imax 100KA Ñieän aùp dö ( soùng 1,2/50 ) Up < 3,5 KV Möùc caùch ñieän Iiso <10MW Thôøi gian ñaùp öùng t <100ns Côõ maùy caét toái ña( khoâng keå daây chaûy ) 200Agl 63Agl Doøng ngaén maïch cho pheùp 25KA/50Hz ( hoaëc tuøy daây chaûy) Khoaûng nhieät ñoä laøm vieäc - 40oC... + 80oC Tieát dieän caùp söû duïng Min 10 mm2 Max 50 mm2 · Maùy DG vaø DGT : Nhöõng thieát bò choáng seùt kieåu DG vaø DGT baûo ñaûm baûo veä nhöõng heä thoáng ñieän choáng laïi söï taêng aùp coù theå xaûy ra treân ñöôøng truyeàn taûi trong khi baõo taùp hay trong khi thöïc hieän caùc thao taùc ñoùng caét. Tuøy theo sô ñoà phaân phoái caàn döï kieán 1 modun cho moãi pha caàn baûo veä vaø 1 modun phuï cho daây trung hoøa. Söï baûo veä ñöôïc thöïc hieän bôûi bieán trôû oxyt keõm coù khaû naêng taûn doøng xuoáng ñaát ñoái vôùi doøng 40 kA maø khoâng gaây thieät haïi. Coù theå thöïc hieän moät heä thoáng phoøng choáng baäc thang baèng caùch duøng caùc thieát bò DG vaø DGT keát hôïp vôùi nhöõng thieát bò kieåu VGA hay DP laép phía treân. Vôùi kieåu DGT ta coù theå thay caùc bieán trôû maø khoâng ñuïng chaïm gì ñeán heä thoáng daây cuûa thieát bò. Thoâng soá kyõ thuaät: Kieåu DG75 DG150 DG280 DG385 DG500 DGT280 DGT500 Maõ 8408 8407 8400 8409 8406 8410 8416 Theo tieâu chuaån NFC 61 - 740 Ñieän aùp toái ña cho pheùp Uc 75V/50Hz 100 V - 150V/50Hz 200V - 280V/50Hz 350V - 355V/50Hz 550V - 440V/50Hz 600V - 280V/50Hz 300V - 440V/50Hz - Doøng phoùng ñieän bình thöôøng (soùng 8/20) In 10 KA 15 KA 15 KA 15 KA 15 KA 15 KA 10 KA Doøng phoùng ñieän max (soùng 8/20) Imax 40 KA 40 KA 40 KA 40 KA 40 KA 40 KA 40 KA Doøng xung max (soùng 4/10) Imax 65 KA 65 KA 65 KA 65 KA 65 KA 65 KA 65 KA Möùc ñieän aùp Up 450V 570V 1.5KV 2KV 3KV 1.5KV 2.5KV Ñieän aùp dö vôùi doøng 5kA (soùng 8/20) < 350V < 550V < 1KV < 1.5KV < 2.5KV < 1KV - Thôøi gian ñaùp öùng < 25 ns Doøng ngaén maïch cho pheùp 25 KA/50Hz Khoaûng nhieät ñoä - 40oC... + 80oC Tieát dieän caùp max 35 mm2 Nguoàn Thieát bò ñöôïcbaûo veä · · · · · · · L N Ngoaøi caùc thieát bò treân, INDELEC coøn coù boä PSEE, boä naøy noái tieáp vôùi caùc thieát bò ñieän hay ñieän töû ñeå baûo veä noù khoûi nhöõng quaù ñieän aùp truyeàn vaøo töø ñöôøng daây ñieän löïc. Ñieän aùp dö sau PSEE toái ña laø 800V vaø thieát bò vaãn chaïy eâm. Ngoaøi ra noù cuõng duøng chung ñeå baûo veä caùc maùy tính hay thieát bò vieãn thoâng. Nguyeân lyù vaø caáu taïo: PSEE goàm 3 phaàn: Khe phoùng ñieän : khe naøy seõ taûn phaàn lôùn naêng löôïng cuûa soùng quaù ñieän aùp xuoáng ñaát. Cuoän caûm öùng : maéc noái tieáp vaø ñaûm baûo raèng naêng löôïng seõ phaân boá ñeàu trong khoaûng giöõa khe phoùng ñieän vaø phaàn loïc. Nhoùm bieán trôû (phaàn loïc) : noù ñöôïc noái song song, noù giaûm ñieän aùp dö xuoáng ñeán möùc cho pheùp noái noái tieáp thieát bò ñieän töû vôùi boä baûo veä.  Thoâng soá kyõ thuaät : Ñieän aùp bình thöôøng : Moät pha : 230 V Ba pha : 400 V Ñieän aùp dö : Cho thieát bò ñieän töû : 800 V Cho thieát bò ñieän : 400 V Maùy caét Thieát bò ñieän töû · · · · · · · · Thieát bò ñieän Khe phoùng seùt 1 Khe phoùng seùt 2 Boä loïc 1 Boä loïc 2 · · · · · E L N VI. HÖÔÙNG DAÃN LAÉP ÑAËT HEÄ THOÁNG CHOÁNG SEÙT: Höôùng daãn laép ñaët kim thu seùt PREVECTRON : Heä thoáng baûo veä choáng seùt duøng thieát bò thu seùt taïo tia tieân ñaïo. Xem tieâu chuaån Phaùp NFC 17 - 102 7/1995. 1. Laép thieát bò baûo veä ngoaøi : a. Thieát bò thu seùt : Kim thu seùt taïo tia tieân ñaïo PREVECTRON (1001 - 1023). Ñænh kim thu ñaët cao hôn ít nhaát 2m so vôùi maët baèng coâng trình caàn baûo veä. Coät naâng ñöôïc laép chaéc chaén vaø tuøy theo nhieäm vuï cao töø 2 - 7,25m. Laép ñaët coät neân tính ñeán caùc phaàn thuaän lôïi cuûa kieán truùc (ñieåm cao) nhö laø: Phoøng kyõ thuaät treân maùi baèng. Ñænh maùi doác. OÁng khoùi kim loaïi hay xaây. Coät ñöôïc gaén treân : Ñeá ñöùng hay daàu xoâng 2 hay 3 chaân gaén (3013, 3015, 3003). Gaén treân oáng khoùi xaây ® duøng ñai coù 2 hay 3 chaân. Gaén treân oáng khoùi nhaø maùy ® coät oáng khoùi ñaëc bieät (3023) xieát hoaëc haøn leân ñænh. Gaén treân caùc oáng ñôõ coù saün duøng 2 hay 3 collier (3033, 3036, 3038, 3034). Gaén treân maùi nhaø baèng : duøng ñeá baèng (3052, 3053). Gaén treân saø ñoâng duøng ñeá 3042, 3081, 3082. Gaén treân ñænh moät truï hay thaäp giaù®duøng maêng xoâng (3066, 3067, 3068). PREVECTRON coù theå ñaët treân caùc thaùp daïng coät buoàm (2061) hay daïng keát noái (2070...) vôùi ñoä cao lôùn ñeå baûo veä vuøng roäng. Noù ñöôïc gaén tröïc tieáp leân oáng treân coät nhôø vít. Neáu coâng trình caàn nhieàu kim thu seùt PREVECTRON thì coù theå noái chuùng laïi vôùi nhau baèng caùc daây daãn tieâu chuaån, tröø khi daây noái phaûi voøng lôùn hôn 1,5m. b. Daây daãn seùt : Moät kim thu seùt PREVECTRON coù theå coù moät, hai hay nhieàu daây noái ñaát . Hai daây caàn thieát khi : Chieàu ngang cuûa vaät baûo veä lôùn hôn chieàu ñöùng. Caáu truùc ñöôïc baûo veä cao hôn 28m. Daây daãn seùt neân ñaët beân ngoaøi coâng trình, tröôøng hôïp phaûi ñaët beân trong phaûi duøng kyõ thuaät ñaëc bieät, phaûi ñaët trong voû boïc caùch ñieän, khoâng chaùy coù tieát dieän toái thieåu 2000mm2. Daây daãn seùt coù theå noái cuoái ñoøn ñôõ kim loaïi, neân ñaët sau caùc taám boïc baèng kim loaïi, ñaø, hay kính neáu coù. Loaïi vaø tieát dieän daây daãn seùt ( 5001...5010...) choïn theo trong tieâu chuaån NFC 17 – 102 7/1995. Neân duøng ruban ñoàng maï thieác 30 x 20 mm, ruban nhoâm 30 x3 mm duøng cho maët baèng nhoâm, ruban theùp inox duøng cho caùc tröôøng hôïp aên moøn cao. Moät nguyeân lyù phaûi toân troïng laø ñöôøng ñi cuûa daây daãn seùt : Ñöôøng ñi cuûa daây daãn seùt caøng tröïc tieáp caøng toát. Ñöôøng ñi cuûa daây daãn seùt caøng thaúng caøng toát vaø neáu phaûi uoán cong thì traùnh vieäc uoán cong ñoät ngoät, beû goùc ñoät ngoät vì phía treân vaø baùn kính uoán cong khoâng ñöôïc nhoû hôn 20cm. Daây daãn seùt khoâng ñöôïc ñi voøng qua lan can hay caáu truùc nhoâ ra ngoaøi coâng trình. Tuy nhieân daây daãn seùt coù theå vöôït leân cao döôùi 40cm vaø goùc vöôït phaûi nhoû hôn 450 . Daây daãn seùt phaûi ñöôïc coá ñònh chaéc chaén khoaûng 3 keïp giöõ cho moãi meùt, traùnh vieäc khoan vaøo daây daãn vaø taát caû daây daãn seùt phaûi ñöôïc noái vôùi nhau. Gaén treân ñöôøng daây ( beton, gaïch ) duøng : Moùc theùp maï vaø choát chì ( 6002, 6005, 6372 ). Keïp PUC ( 6071, 6072 ...). Gaén treân maùi ngoùi hay ñaù duøng : - Keïp ngoùi hay ñaù ( 6011, 6012, 6110, 6111...) Gaén treân xaø maùi ngoùi hay ñaù duøng : - (6173, 6073..) - Hay keïp yeân ngöïa ( 6174, 6113...) Gaén choáng thaáp kieåu paxalu : - Duøng 6031 Gaén choáng thaáp nhieàu lôùp : - Ñeá xi maêng (6081,6115...) - Ñeá keát thaïch (6112, 6116...) Gaén treân oáng truïc kim loaïi duøng : - Rive chaáu (6041). - Hay vít , choát choáng thaám (6045). - Keïp inox (6021, 6144...). Gaén treân oáng kim loaïi duøng: - Collier (6051, 6058...). - Ñai moûng inox (6055...). Ñieåm noái kieåm tra (7001) cao 2m keå töø ñaát. Maùy ñeám seùt (8010, 8011) ñaët sau ñieåm noái kieåm tra. Khoaûng giöõa ñieåm noái ñaát kieåm tra vaø daây daãn ñöôïc baûo veä baèng oáng theùp khoâng ræ hay theùp maï (7011). OÁng naøy ñöôïc giöõ baèng 3 collier baèng theùp khoâng ræ. c. Heä thoáng noái ñaát : Daây daãn seùt noái vôùi heä thoáng noái ñaát ñaëc bieät tuaân theo tieâu chuaån Phaùp NFC 17 – 102 7 / 1995 duøng caùc ruban baèng ñoàng maï thieác 30 x2 mm (5001) vaø caùc coïc noái ñaát baèng theùp maï ñoàng (7030...). + Caùc daïng noái ñaát : Noái ñaát “chaân chim” (7021) goàm 3 thanh daãn 7m, choân saâu ít nhaát 0,5m. Coïc 2m (7030...) noái tam giaùc caùch nhau 2m, saâu ít nhaát 0,5m. + Ñieän trôû noái ñaát ñaït ñöôïc phaûi nhoû hôn hay baèng 10W. Neáu tröôøng hôïp khoâng ñaït ñöôïc coù theå thöïc hieän caùc bieän phaùp : Theâm hoùa chaát laøm giaûm ñieän trôû suaát cuûa ñaát (7061, 7062). Taêng theâm coïc (7030)vaøo heä chaân chim hay tam giaùc coù saün. Theâm löôùi noái ñaát naèm ngang (7022) + Ñeå kieåm tra heä thoáng noái ñaát duøng ñieåm noái ñaát (7001). + Thöïc hieän noái ñaát choáng seùt cho caùc ñöôøng daây ñieän HT&BT, ñöôøng oáng khí ñoát kim loaïi theo tieâu chuaån NFC 17-102 7 / 1995. 2. Noái ñaúng theá vôùi heä thoáng baûo veä choáng seùt : a. Khoaûng caùch an toaøn : Laø khoaûng caùch toái thieåu maø khoâng xaûy ra hieän töôïng phoùng ñieän nguy hieåm giöõa daây daãn seùt vaø caùc caáu truùc kim loaïi noái ñaát laân caän, ngay trong thôøi ñieåm xaûy ra seùt ñaùnh. Khoaûng caùch an toaøn ñöôïc ñònh nghóa : S = Trong ñoù : - N phuï thuoäc vaøo soá daây daãn seùt Soá daây daãn N 1 1 2 0.6 3 0.4 - Ki phuï thuoäc vaøo möùc baûo veä Möùc baûo veä Ki 1 0.1 2 0.075 3 0.05 - KM phuï thuoäc vaät lieäu giöõa 2 vaät daãn Khoâng khí 1 Vaät lieäu khaùc 0.5 - L: laø khoaûng caùch giöõa vaät kim loaïi noái ñaát xem xeùt vaø heä thoáng noái ñaát hay khoaûng caùch giöõa vaät kim loaïi noái ñaát vaø ñieåm noái ñaúng theá gaàn nhaát. b. Noái ñaúng theá vaät kim loaïi naèm ngoaøi caáu truùc : Khoaûng caùch giöõa vaät kim loaïi noái ñaát vaø daây daãn lôùn hôn khoaûng caùch an toaøn s. Ñoái vôùi boàn ga s = 3. Noái ñaúng theá cho angten vaø ñöôøng daây cung caáp ñieän duøng thieát bò phoùng ñieän. Daây noái ñaúng theá cuøng loaïi vôùi daây daãn seùt coù tieát dieän toái thieåu 50mm2 (5022...). c. Noái ñaúng theá cho boä phaän kim loaïi beân trong : Moät hay nhieàu thanh caân baèng (7053, 7054, 7055) noái vaøo caùc phaàn kim loaïi naèm beân trong. Caùc caáu truùc beân trong nhö : söôøn kim loaïi, oáng daãn nöôùc, voû ñöôøng daây daãn ñieän, ñieän thoaïi. Daây caân baèng theá tieát dieän toái thieåu 16mm2 ñoái vôùi daây ñoàng (5026) vaø 50mm2 cho daây theùp.