Tải bản đầy đủ (.pdf) (40 trang)

Đồ án tốt nghiệp: Sét và các giải pháp phòng chống sét

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (380.89 KB, 40 trang )

------




Đồ án tốt nghiệp
Sét và các giải pháp phòng
chống sét






















ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



TRANG 10
Chương 1

SÉT VÀ CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG
CHỐNG SÉT

I. SÉT :
Sự hình thành sét :
Sét là một dạng phóng điện tia lửa trong không
khí với khoảng cách rất lớn. Quá trình phóng điện có
thể xảy ra trong đám mây giông, giữa các đám mây
với nhau và giữa đám mây với đất. Ở đây ta chỉ xét sự
phóng điện giữa mây và đất.

Hình 1 :
Sự hình thành sét

Có hai loại mây giông :
+ Giông nhiệt: Hình thành từ các luồng khí nóng ẩm bốc lên do sự đốt nóng của
ánh nắng mặt trời.
+ Giông front: Hình thành do sự gặp nhau của những luồng không khí nóng ẩm
với luồng không khí năïng.
Sau khi đạt độ cao nhất đònh (khoảng vài km trở lên, vùng nhiệt độ âm) luồng
không khí ẩm này bò lạnh đi, hơi nước ngưng tụ thành những giọt nước li ti hoặc thành
các tinh thể băng và tạo thành các đám mây dông.
Theo kết quả quan trắc từ 80 - 90% các đám mây giông tích điện tích âm bên
dưới.
2. Các giai đoạn phát triển của sét :
a) Giai đoạn phóng tia tiên đạo :

Ban đầu xuất phát từ mây giông một tia tiên đạo sáng mờ, phát triển thành từng
đợt gián đoạn về phía mặt đất, với tốc độ trung bình khoảng 10
5
- 10
6
m/s. Kênh tiên
đạo là một dòng plasma mật độ điện khoảng 10
13
÷ 10
14
ion/m
3
, một phần điện tích âm
của mây giông tràn vào kênh và phân bố tương đối đều dọc theo chiều dài của nó.
Thời gian phát triển của tia tiên đạo mỗi đợt kéo dài trung bình khoảng 1μs.
Thời gian tạm ngưng phát triển giữa 2 đợt khoảng 30 - 90μs.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG 11
Đường đi của tia tiên đạo trong thời gian này không phụ thuộc vào tình trạng
mặt đất và các vật trên mặt đất, do đó nó gần như hướng thẳng về phía mặt đất. Cho
đến khi tia tiên đạo đạt đến độ cao đònh hướng thì mới bò ảnh hưởng bởi các vùng điện
tích tập trung dưới mặt đất.
b) Giai đoạn hình thành khu vực ion hóa :

Dưới tác dụng của điện trường tạo nên bởi điện tích của mây giông và điện tích
trong kênh tiên đạo, sẽ có sự tập trung điện tích trái dấu trên vùng mặt đất phía dưới
đám mây giông. Nếu vùng đất phía dưới có điện dẫn đồng nhất thì nơi điện tích tập
trung sẽ nằm trực tiếp dưới kênh tiên đạo, nếu vùng đất phía dưới có điện dẫn khác
nhau thì điện tích chủ yếu tập trung ở vùng kế cận nơi có điện dẫn cao như vùng quặng

kim loại, vùng đất ẩm, ao hồ, sông ngòi, vùng nước ngầm, kết cấu kim loại các tòa nhà
cao tầng, cột điện, cây cao bò ướt trong mưa... chính các vùng điện tích tập trung này sẽ
đònh hướng hướng phát triển của tia tiên đạo hướng xuống khi nó đạt đến độ cao đònh
hướng, tia tiên đạo sẽ phát triển theo hướng có điện trường lớn nhất. Do đó các vùng
tập trung điện tích sẽ là nơi sét đánh vào.
Ở những vật dẫn có độ cao như các nhà cao tầng, cột angten các đài phát thì từ
đỉnh của nó nơi các diện tích trái dấu tập trung nhiều cũng sẽ đồng thời xuất hiện dòng
tiên đạo phát triển hướng lên đám mây giông. Chiều dài của kênh tiên đạo từ dưới lên
này tăng theo độ cao của vật dẫn và tạo điều kiện dễ dàng cho sự đònh hướng của sét
vào vật dẫn đó.
Người ta lợi dụng tính chất chọn của sét để bảo vệ chống sét đánh thẳng cho các
công trình bằng cách dùng các thanh kim loại hay dây thu sét bằng kim loại được nối
đất tốt, đặt cao hơn công trình cần bảo vệ để hướng sét đánh vào đó mà không phóng
vào công trình.
Khi tia tiên đạo hướng xuống gần mặt đất hay tia tiên đạo hướng lên, thì trong
khoảng cách khí ở giữa do cường độ điện trường tăng cao gây lên ion hóa mãnh liệt,
dẫn đến sự hình thành một dòng plasma có mật độ điện tích cao hơn nhiều so với mật
độ điện tích của tia tiên đạo, điện dẫn của nó tăng lên hàng trăm lần.
c) Giai đoạn phóng điện ngược :
Do điện dẫn của nó tăng cao như vậy nên điện tích cảm ứng tràn vào dòng
ngược mang điện thế của đất làm cho cường độ trường đầu dòng tăng lên gây ion hóa
mãnh liệt và cứ như vậy dòng plasma điện dẫn cao 10
16
- 10
19
ion/m
3
tiếp tục phát triển
ngược lên trên theo đường dọn sẵn bởi kênh tiên đạo. Đây là sự phóng điện ngược hay
phóng điện chủ yếu. Vì mật độ điện tích caốt nóng mãnh liệt cho nên tia phóng điện

chủ yếu sáng chói ( đó chính là chớp ).
Tốc độ phát triển của kênh phóng điện ngược vào khoảng 1,5 . 10
7
÷ 1,5.10
8
m/s
tức là nhanh gấp trên trăm lần tốc độ phát triển của kênh tiên đạo. Khi kênh phóng
điện chủ yếu lên tới đám mây thì số điện tích còn lại của đám mây sẽ theo kênh phóng
điện chạy xuống đất và tạo nên dòng điện có trò số nhất đònh.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG 12
Kết quả quan trắc cho thấy rằng: phóng điện sét thường xảy ra nhiều lần kế
tiếp nhau trung bình là 3 lần. Các lần phóng điện sau có dòng tiên đạo phát triển
liên tục ( không phải từng đợt như lần đầu ), không phân nhánh và theo đúng qũy
đạo của lần đầu nhưng với tốc độ cao hơn ( 2. 10
6
m/s). Điều này được giải thích:
đám mây giông có thể có nhiều trung tâm điện tích khác nhau hình thành do các
dòng không khí xoáy trong mây. Lần phóng điện đầu tiên dó nhiên sẽ xảy ra giữa
đất và trung tâm điện tích có cường độ điện trường cao nhất. Trong giai đoạn phóng
điện tiên đạo thì hiệu điện thế giữa các trung tâm này vơí các trung tâm khác không
thay đổi và ít có ảnh hưởng qua lại. Nhưng khi kênh phóng điện chủ yếu đã lên đến
mây thì trung tâm điện tích đầu tiên của đám mây thực tế mang điện thế của đất,
điều này làm cho hiệu thế giữa trung tâm điện tích đã phóng tới trung tâm điện thế
lân cận tăng lên và có thể dẫn đến phóng điện giữa chúng với nhau. Trong khi đó
thì kênh phóng điện cũ vẫn còn một điện dẫn nhất đònh do sự khử ion chưa hoàn
toàn, nên phóng điện tiên đạo lần sau theo đúng quỹ đạo đó, liên tục và với tốc độ
lớn hơn lần đầu.



Hình 2: Các giai đoạn phóng điện sét và biến
thiên của dòng điện sét theo thời gian.
a – Giai đoạn phóng điện tiên đạo.
b – Tiên đạo đến gần mặt đất hình thành khu vực ion hóa mãnh liệt.
c – Giai đoạn phóng điện ngược hay phóng điện chủ yếu.
d – Phóng điện chủ yếu kết thúc.
3. Các thông số sét :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG 13
Ismax

Khi tính toán bảo vệ chống sét thông
số chính cần chú ý là dòng điện sét có phạm
vi giới hạn rất rộng, biên độ dòng sét có thể
lên đến 200-300 KA. Tuy nhiên phần lớn
trường hợp gặp sét đánh ở trò số 50 KA, sét
có dòng điện từ 100 KA trở lên rất hiếm xảy
ra. Do đó trong tính toán thường lấy dòng
điện sét bằng 50 KA.




0.
5Ismax

t
t

ds
t
s
Is

i
Dòng điện sét có dạng một sóng xung. Thường trong khoảng vài ba micro giây
dòng điện tăng nhanh đến trò số cực đại tạo thành phần đầu sóng, sau đó giảm chậm
trong khoảng 20 - 100 μs tạo nên phần đuôi sóng.
Các thông số chủ yếu :
♦ Biên độ dòng sét : là giá trò lớn nhất của dòng điện sét.
♦ Thời gian đầu sóng (t
ds
) : là thời gian dòng sét tăng từ 0 đến giá trò cực đại.
♦ Độ dốc dòng điện sét : a = di
s
/dt
♦ Độ dài dòng điện sét (t
s
) : là thời gian từ đầu dòng điện sét đến khi dòng
điện giảm bằng 1/2 biên độ.
a) Biên độ dòng sét và xác suất xuất hiện :
Dòng điện sét có trò số lớn nhất vào lúc kênh phóng điện chủ yếu đến trung tâm
điện tích của đám mây giông.
Để đo biên độ dòng sét người ta dùng rộng rãi hệ thống điện thiết bò ghi từ.
Xác suất xuất hiện dòng sét có thể tính gần đúng theo công thức :
♦ Cho vùng đồng bằng : V
I
= e
-Is/26

= 10
-is/60

♦ Cho vùng núi cao : V
I
= 10
-Is/30

b) Độ dốc đầu sóng dòng điện sét (a) và xác suất xuất hiện :
Để đo độ dốc dòng điện sét người ta thường dùng một khung bằng dây dẫn nối
vào một hoa điện kế.
Xác suất xuất hiện độ dốc có thể tính theo:
+ Cho vùng đồng bằng : V
a
= e
-a/15,7
= 10
-a/36
+ Cho vùng núi cao : V
a
= 10
-a/18
c) Cường độ hoạt động của sét :
Cường độ hoạt động của sét được biểu thò bằng số ngày trung bình có dông sét
hàng năm hoặc bằng tổng số giờ trung bình có dông sét hàng năm.
Số lần sét đánh trong một năm vào công trình :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG 14
( W+3h

x
)(L+3h
x
)n
N = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
10
6
trong đó :
W:chiều rộng của công trình
L:chiều dài của công trình
h
x
:chiều cao tính toán của công trình
n:số lần sét đánh trung bình trên 1km
2
trong năm xảy ra ở đòa phương
Mật độ của sét là số lần sét đánh trung bình trên một đơn vò diện tích mặt đất
(1km
2
) trong một ngày sét.
Cường độ sét cũng như mật độ sét thay đổi theo vùng lãnh thổ.
4. Các tác hại do sét :
a) Khi sét đánh trực tiếp :
Do năng lượng của một cú sét lớn nên sức phá hoại của nó rất lớn khi một công
trình bò sét đánh trực tiếp có thể bò ảnh hưởng đến độ bền cơ khí, cơ học của các thiết bò
trong công trình, nó có thể phá hủy công trình, gây cháy nổ...trong đó :
• Biên độ dòng sét ảnh hưởng vấn đề quá điện áp xung và ảnh hưởng đến độ
bền cơ khí của các thiết bò trong công trình.
• Thời gian xung sét ảnh hưởng đến vấn đề quá điện áp xung trên các thiết bò.
• Thời gian tồn tại của xung sét thì ảnh hưởng đến độ bền cơ học của các

thiết bò hay công trình bò sét đánh.
• Ngoài ra, khả năng cháy nổ cũng xảy ra rất cao đối với công trình bò sét
đánh trực tiếp.
b) Ảnh hưởng do sự lan truyền sóng điện từ gây bởi dòng điện sét :
Khi xảy ra phóng điện sét sẽ gây nên một sóng điện từ tỏa ra xung quanh với tốc
độ rất lớn, trong không khí tốc độ của nó tương đương tốc độ ánh sáng. Sóng điện từ
truyền vào công trình theo các đường dây điện lực, thông tin... gây quá điện áp tác
dụng lên các thiết bò trong công trình, gây hư hỏng đặc biệt đối với các thiết bò nhạy
cảm: thiết bò điện tử, máy tính cũng như mạng máy tính ... gây ra những thiệt hại rất
lớn.

II. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÒNG CHỐNG :
Các tác hại do sét gây ra rất lớn nên đặt ra vấn đề phòng chống sét, mà nguyên
lý cơ bản dựa vào đặc tính chọn lọc điểm đánh của sét.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG 15
Rõ ràng rằng, tia tiên đạo hướng lên càng sớm thì nó sẽ gặp tia tiên đạo hướng
xuống càng sớm và bắt đầu một cú sét cũng như xác đònh điểm bò sét đánh. Một kim
thu sét có các điều kiện thích hợp sẽ khởi đầu tia phóng điện lên, bao gồm :
• Hình dạng của kim (nhọn).
• Sự tồn tại các electron ban đầu đúng thời điểm.
• Sức mạnh của trường điện từ.
• Hiệu quả của hệ thống nối đất.
1. Chống sét đánh trực tiếp :
Có hai loại bảo vệ chính trong việc chống sét đánh trực tiếp:
• Thanh chống sét (thanh đơn giản hay thanh với thiết bò kích).
• Đai và lưới thu sét.
A. Chống sét kim :
Một hệ thống chống sét dùng kim gồm :

♦ Kim thu sét gắn trên đỉnh của một cột nâng đặt trên đỉnh cao nhất của tòa nhà được
bảo vệ.
♦ Một hay hai dây dẫn xuống nối từ kim xuống đất.
♦ Một hay hai hệ thống nối đất để tản dòng điện sét vào đất.
a. Kim Franklin (kim đơn giản) :
Có phạm vi bảo vệ nhỏ, hình dáng bên ngoài không hấp dẫn, khó khăn và
tốn nhiều thời gian để đặt trang thiết bò, ít tin tưởng trong vận hành, mức độ hiệu
quả không rõ rệt, khá đắt tiền.
b. Kim với thiết bò kích :
Có nhiều loại của nhiều hãng khác nhau, trong phạm vi đề tài này chỉ đề cập
đến kim PREVECTRON một sản phẩm của hãng INDELEC (Pháp).
PREVECTRON là một thiết bò thu sét tạo tia tiên đạo, với một thiết bò tự động kích
phóng điện tích. Nó được dùng khi đòi hỏi một vùng bảo vệ rộng.
B. Đai và lưới chống sét :
Hệ thống bảo vệ này được thành lập từ một mạng lưới kim nhỏ (30 - 50cm)
và các dây dẫn dọc hay ngang được nối với một số điện cực đất. Hệ thống này chỉ
bảo vệ khép kín cho một tòa nhà.
2. Chống ảnh hưởng của sét lan truyền :
Để chống ảnh hưởng lan truyền từ dây điện lực hay thông tin, người ta lắp đặt
một hệ thống cắt và lọc sét trước khi các đường dây này đi vào công trình.

ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP

TRANG 16











ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP

TRANG 17





















ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


TRANG 18
Chương 2
TIÊU CHUẨN CHỐNG SÉT NFC 17-102
( Dùng loại thiết bò thu sét tạo tia tiên đạo )

Tiêu chuẩn này cung cấp thông tin cho các nhà thiết kế hệ thống bảo vệ
chống sét cho các công trình ( nhà máy, cao ốc...) và các khu vực rộng dùng loại thu
và dẫn sét tạo tia tiên đạo.
Hiện tượng sét là hiện tượng thiên nhiên, do đó không thể đảm bảo độ an
toàn tuyệt đối cho các cấu trúc cần bảo vệ. Tuy nhiên, hệ thống bảo vệ chống sét
thiết kế và lắp đặt đúng theo tiêu chuẩn này sẽ đảm bảo độ an toàn cao nhất cho
công trình, giảm đến mức thấp nhất các tác hại của sét.
Việc quyết đònh thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét cho công trình phụ thuộc
vào yếu tố sau: khả năng sét tại vùng đó và tác hại của sét đối với công trình. Một
số công trình cần có hệ thống bảo vệ chống sét là:
• Công trình công cộng thường xuyên có nhiều người.
• Các tháp cao, ống khói...
• Công trình chứa vật liệu dễ cháy, dễ nổ.
Trong giai đoạn thiết kế, thi công công trình cần phải đặc biệt chú ý các vấn
đề sau đây:
• Cân nhắc, lựa chọn các cấu trúc trong công trình cần phải bảo vệ chống
sét, trong đó phải có ý kiến của các nhà chuyên môn: kiến trúc sư, kỹ sư,
nhà lắp đặt...
• Cân nhắc, lợi dụng các kết cấu tự nhiên có sẵn trong công trình để lắp đặt
hệ thống chống sét.
I.
CÁC QUY ĐỊNH VÀ KHÁI NIỆM CHUNG
:
1. Phạm vi áp dụng và đối tượng :
a. Phạm vi áp dụng :

Tiêu chuẩn này được áp dụng trong công việc bảo vệ chống sét cho các công
trình thông thường ( cao ốc, nhà máy...) có độ cao nhỏ hơn 60m và các khu vực rộng
dùng loại dẫn sét tạo tia tiên đạo. Tiêu chuẩn này đề cập vấn đề bảo vệ chống lại
tác hại điện gây bởi dòng sét khi đi qua hệ thống chống sét.
* Ghi chú :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG 19
1. Tiêu chuẩn này không đề cập đến vấn đề bảo vệ các thiết bò điện, điện tử chống
lại hiện tượng quá điện áp xung trên nguồn điện dẫn vào các công trình.
2. Có một số tiêu chuẩn khác để đề cập việc bảo vệ chống sét dùng các loại kim
thu sét thông thường, đai hoặc lưới thu sét. Ngoài ra một số ngành như xây dựng,
dòch vụ công cộng, cứu hỏa cũng có một số quy đònh đặc thù của ngành mình.
b. Nội dung chủ yếu :
Tiêu chuẩn này cung cấp thông tin và những cơ sở khoa học để thiết kế, lắp
đặt, kiểm tra và bảo vệ hệ thống chống sét dùng loại dẫn sét tạo tia tiên đạo. Mục
đích của hệ thống chống sét này là bảo vệ an toàn cho người và vật chất một cách
cao nhất.
2. Các tiêu chuẩn tham khảo :
Tiêu chuẩn này ra đời khi bổ sung và chỉnh lý từ các tiêu chuẩn trước đây, và
tại thời điểm xuất bản, tiêu chuẩn này là thời điểm hiện hành.
Các tiêu chuẩn trước đây là:
• NFC 15-100 ( tháng 5/1991)
• NFC 90-120 ( tháng 10/1983)
• NFC 17-100 ( tháng 2/1987)
3. Các thành phần của hệ thống bảo vệ chống sét :
Một hệ thống bảo vệ chống sét bao gồm các thành phần lắp bên ngoài công
trình và nếu cần thiết còn có các thành phần nằm bên trong công trình.
* Các thành phần bên ngoài của một hệ thống chống sét:
• Một hay nhiều đầu thu sét tạo tia tiên đạo .

• Một hay nhiều dây dẫn sét .
• Một hộp kiểm tra cho mỗi dây dẫn sét .
• Một khớp nối có thể cách ly giữa hệ thống nối đất chống sét với các hệ thống
nối đất khác trong công trình .
• Một đầu nối đất cho mỗi dây dẫn sét .
• Một hay nhiều dây dẫn nối các đầu nối đất với nhau .
• Một hay nhiều thanh cân bằng thế .
• Một hay nhiều thanh cân bằng thế nối với chống sét của trụ angten.
* Các thành phần bên trong hệ thống chống sét :
♦ Một hay nhiều dây cân bằng thế .
♦ Một hay nhiều thanh cân bằng thế .
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG 20
♦ Nối đất của hệ thống nối đất của công trình .
♦ Dây nối đất chính .
♦ Một hay nhiều thiết bò chống quá điện áp xung .
II
. SỰ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CHỐNG SÉT NẰM BÊN NGOÀI CÔNG
TRÌNH
1. Tổng quan :
+ Giai đoạn thiết kế :
Giai đoạn này bao gồm các công việc lựa chọn cấp bảo vệ dự trù, vò trí đặt
đầu kim thu sét, đường đi của dây dẫn sét, vò trí và kiểu của hệ thống nối đất.
Các yêu cầu về kiến trúc, mỹ thuật phải được chú ý khi thiết kế hệ thống
chống sét. Tuy nhiên, đôi khi điều này làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả
của hệ thống chống sét.
+ Giai đoạn khảo sát :
Giai đoạn này chia làm 2 phần :
a/ Đánh giá khả năng sét đánh vào công trình và lựa chọn cấp bảo vệ cho

công trình .
b/ Xác đònh vò trí của tất cả các thành phần trong hệ thống chống sét.
♦ Kích thước của công trình.
♦ Vò trí đòa lý của công trình ( nằm đơn độc trên đồi cao, nằm cạnh các công trình
khác cao hơn hay thấp hơn...).
♦ Tần số và số lượng người làm việc trong công trình.
♦ Ảnh hưởng của sét đối với con người.
♦ Những khó khăn khi đến gần công trình để sơ tán, cấp cứu...
♦ Tầm quan trọng của những dòch vụ trong công trình.
♦ Người và vật chất thường có mặt trong công trình ( có người thường xuyên, vật
liệu loại gì, có giá trò hay không...?).
♦ Hình dạng và độ dốc của mái.
♦ Loại mái, tường và những cấu trúc tăng cường.
♦ Các phần kim loại của mái và một số cấu trúc kim loại khác bên ngoài của công
trình ( bồn nước, bơm nước, tháp ăng-ten...)
♦ Máng và ống thoát nước của mái.
♦ Những phần quan trọng của công trình ( phòng làm việc của lãnh đạo, phòng
thiết bò đất nền...) và tính chất của các vật liệu xây dựng công trình.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG 21
♦ Những điểm dễ bò sét đánh nhất của công trình.
♦ Vò trí của những đường ống điện, nước, gaz... của công trình.
♦ Những vật chướng ngại ảnh hưởng đến đường đi của sét ( đường dây điện trên
không, hàng rào kim loại, cây cao...).
♦ Điều kiện môi trường gây nên sự ăn mòn các phần tử của hệ thống chống sét (
bụi, ẩm, muối, acid...).
Trong công trình, điểm dễ bò sét đánh nhất là điểm rất quan trọng, những
điểm đó có thể là tháp cao, ống khói, máng nước, các góc, đỉnh mái...
2. Hệ thống đầu thu sét :

a. Nguyên tắc chung :
Một đầu thu sét tạo tia tiên đạo bao gồm một kim thu sét trung tâm có đầu
nối với dây dẫn sét, một thiết bò ion hóa để tạo tia tiên đạo.
Vùng bảo vệ của loại đầu thu sét tạo tia tiên đạo được tính toán ở phần sau .
Độ lợi về thời gian tạo đường dây dẫn sét tiên đạo của loại đầu thu sét tạo tia tiên
đạo được trình bày ở phần b.
b. Độ lợi về thời gian tạo đường dẫn sét (ΔT):
Một đầu thu sét loại tạo tia tiên đạo được đặc trưng bằng độ lợi về thời gian
tạo ra đường dẫn sét chủ động của nó. Đại lượng này được xác đònh khi so sánh thời
gian tạo ra đường dẫn sét về phía trên của một đầu thu sét tạo tia tiên đạo và một
kim thu sét thông thường ở trong cùng một điều kiện sét.
ΔT = T
SK
- T
ESE

Trong đó :
T
SK
: là thời gian tạo ra đường dẫn sét về phía trên của một kim thu sét
thông thường.
T
ESE
: là thời gian tạo ra đường dẫn sét về phía trên của một đầu thu sét loại tạo
tia tiên đạo.
c. Kiểm tra đánh giá đầu thu sét tạo tia tiên đạo :
Quá trình kiểm tra đòi hỏi xác đònh độ lợi về thời gian tạo ra đường dẫn sét
của chúng.
Các điều kiện giông bão thực tếø được tạo nên trong phòng thí nghiệm cao áp.
d. Xác đònh vò trí đặt đầu thu sét :

Bán kính bảo vệ của đầu thu sét được tính như sau :
R
P
=
)2()2( LDLhDh Δ+Δ+−
khi h ≥ 5 m (1)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG 22
Trong đó: h là độ cao của đầu thu sét so với mặt bằng đặt đầu thu sét.
D = 20m đối với cấp bảo vệ là cấp 1.
D = 45m đối với cấp bảo vệ là cấp 2.
D = 60m đối với cấp bảo vệ là cấp 3.
ΔL = V (m/μs).ΔT (μs) (2)
Khi h < 5m tra bảng tìm được bán kính bảo vệ .
e. Vật liệu và kích thước :
Phần dẫn dòng sét của đầu thu sét phải làm bằng đồng, đồng hợp kim hay
thép không gỉ. Kim thu sét trung tâm có tiết diện ít nhất là 120 mm
2
.
Đỉnh của đầu thu sét tạo tia tiên đạo phải đặt cao hơn ít nhất là 2m so với
mặt bằng công trình cần bảo vệ, bao gồm cả các tháp angten, làm lạnh, hồ nước
năøm trên công trình.
Những yêu cầu về kiến trúc phải luôn được chú ý khi lắp đặt hệ thống chống
sét. Thông thường nên đặt đầu thu sét tại các vò trí cao nhất trên công trình, chẳng
hạn như :
• Đỉnh của mái dốc.
• Trên mái bằng của phòng đặt thiết bò quan trọng.
• Đầu hồi của các nhà xưởng.
• Trên đỉnh ống khói.

Dây dẫn sét được nối với đầu thu sét bằng những khớp nối đặc biệt có khả
năng tiếp xúc tốt và chống ăn mòn cao.
Nếu một công trình cần nhiều đầu thu sét thì có thể nối chúng với nhau bằng
những vật liệu thích hợp trong bảng dây dẫn sét, ngoại trừ vò trí của chúng yêu cầu
phải vòng lớn hơn 1,5m.
3. Trụ đỡ :
Độ cao của đầu dây dẫn sét so với công trình phụ thuộc vào trụ đỡ. Nếu trụ
đỡ của đầu thu sét có dây neo bằng loại dây dẫn điện, thì phải nối điểm cuối cùng
của dây neo với dây dẫn sét bằng những vật liệu trình bày trong bảng dây dẫn sét.
4. Dây dẫn sét :
a. Nguyên tắc chung :
Dây dẫn sét có tác dụng dẫn dòng sét xuống hệ thống nối đất. Dây dẫn sét
nên đặt bên ngoài công trình, ngoại trừ các trường hợp đặc biệt.
b. Số lượng dây dẫn sét :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG 23
Một đầu thu sét tối thiểu phải có một dây dẫn sét. Trong các trường hợp sau
đây thì yêu cầu phải có hai dây dẫn sét.
• Khi hình chiếu đứng của dây dẫn sét lớn hơn hình chiếu bằng của nó.
• Khi đầu thu sét được lắp trên cấu trúc cao hơn 28m.







c. Đường đi của dây dẫn sét :
A

B
B
A
Dây dẫn sét phải được nối vào hệ thống nối đất tại chỗ chúng gần nhau nhất
và càng trực tiếp càng tốt.

d l l

d



Đường đi của dây dẫn sét càng thẳûng càng tốt, nếu phải uốn cong thì phải
tránh việc uốn cong đột ngột, bẻ góc đột ngột về phía trên và bán kính của đoạn
uốn cong không được nhỏ hơn 20 cm.
Dây dẫn sét không được đi dọc theo hay ngang qua đường dây điện lực.
Trong trường hợp bất khả kháng thì phải đặt dây điện trong các vỏ bọc kim loại và
đặt chúng cách xa dây dẫn sét tối thiểu là 1m và vỏ kim loại của dây điện lực phải
được nối với dây dẫn sét.
Dây dẫn sét không được đi vòng qua lan can hay các cấu trúc nhô ra ngoài
công trình. Tuy nhiên dây dẫn sét có thể vượt lên cao dưới 40cm và góc vượt phải
nhỏ hơn 45
o
.
Dây dẫn sét phải được cố đònh chắc chắn khoảng 3 kẹp giữ mỗi mép và kẹp
giữ phải không gây ảnh hưởng đến cấu trúc công trình. Tất cả các dây dẫn sét nên
được nối với nhau và nên tránh việc khoan vào dây dẫn sét.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG 24

Dây dẫn sét trước khi tiếp xúc với hệ thống nối đất phải được bọc bằng vỏ
kim loại hay vật liệu chòu nhiệt cao trong khoảng 2m kể từ mặt đất.
d. Trường hợp dây dẫn sét đặt bên trong công trình :
Khi dây dẫn sét không thể đặt bên ngoài công trình thì có thể đặt chúng trong
những ống cách ly bằng vật liệu chống cháy có tiết diện lớn hơn 2000 mm
2
và đặt
chúng nằm hoàn toàn hay một phần trong công trình. Trong trường hợp này phải
tuân theo các tiêu chuẩn ở phần 2 hay 3 của tiêu chuẩn này.
e. Trường hợp công trình được bao bọc bằng những tấm kim loại hay đá hay
các loại vật liệu khác :
Dây dẫn sét nên đặt phía sau các tấm bao bọc đó và gắn chắc chắn vào
tường hay cột. Trong trường hợp các tấm bao bọc là kim loại thì phải nối chúng vào
dây dẫn sét một cách chắc chắn.
* Vật liệu làm dây dẫn sét và kích thước yêu cầu:
Dây dẫn sét có thể là cáp tròn hay dẹp hay cáp nhiều sợi. Tiết diện thực của
chúng phải lớn hơn hay bằng 50 mm
2
và được trình bày trong bảng:
DÂY DẪN SÉT
Vật liệu Tính chất, gợi ý khi dùng Kích thước tối thiểu
Dây đồng trần điện phân
mạ thiếc
Tính dẫn tốt và chống ăn
mòn cao
Dây dẹp 30x2mm . Dây
tròn đường kính 8mm .
Cáp nhiều sợi 30 x3,5mm
Thép không rỉ 18/10-304 Chống ăn mòn cao Dây dẹp 30x2mm
Dây tròn đường kính 8mm

Nhôm A5/L Được dùng khi dây dẫn sét
gắn lên bề mặt nhôm
Dây dẹp 30x3mm.Dây tròn
đường kính 10mm.
Không được dùng cáp bọc hay cáp đồng trục để dẫn sét. Không được bọc
cách ly dây dẫn sét ngoại trừ trường hợp đặt trong môi trường ăn mòn cao.
* Ghi chú :
• Dây đồng mạ thiếc có tính dẫn và chống ăn mòn cao được khuyến khích sử
dụng.
• Bởi vì dòng sét có dạng xung và có tần số cao nên dây dẫn dẹp sẽ dẫn dòng
sét tốt hơn .
f. Kẹp kiểm tra/ Điểm kiểm tra :
Mỗi dây dẫn sét phải có kẹp kiểm tra gắn ở độ cao 2m so với mặt đất để
cách ly các cấu trúc khác của công trình khi kiểm tra điện trở tiếp đất. Trong trường
hợp dây dẫn sét gắn vào cấu trúc kim loại của công trình ( cột thép, khung thép, vỏ

Xem Thêm

×