Thiết bị chống sét là các thiết bị được sử dụng trên các hệ thống điện và hệ thống viễn thông để bảo vệ dây dẫn của các hệ thống khỏi tác hại của sét.
Tìm hiểu thêm: Hệ thống thoát hiểm
Thông Tin Cơ Bản Về Thiết Bị Chống Sét
Hệ thống chống sét
Thiết bị chống sét thông thường có thiết bị đầu cuối điện áp cao và thiết bị đầu cuối mặt đất. Khi sét tăng (hoặc tăng đột biến), di chuyển dọc theo đường dây điện đến bộ chống sét, dòng điện từ sự đột biến được chuyển qua bộ chống sét.
Trong hệ thống điện báo và điện thoại, một thiết bị chống sét được đặt nơi dây dẫn đi vào cấu trúc, ngăn ngừa thiệt hại cho các thiết bị điện tử bên trong và đảm bảo an toàn cho những người đang ở gần chúng.
Các phiên bản nhỏ hơn của thiết bị chống sét còn được gọi là thiết bị chống sốc điện- thiết bị được kết nối giữa mỗi dây dẫn điện trong các hệ thống điện và thông tin liên lạc. Những thiết bị này ngăn dòng chảy của dòng điện hoặc tín hiệu thông thường xuống đất, bỏ qua các thiết bị được kết nối. Mục đích sử dụng thiết bị chống sét là hạn chế sự gia tăng điện áp khi một đường dây điện hoặc đường dây liên lạc bị sét đánh.
Nếu thiết bị hoạt động không hiệu quả hoặc không sử dụng thiết bị chống sét, sét đánh vào hệ thống điện sẽ tạo ra hàng ngàn kilovolt có thể làm hỏng đường truyền và cũng có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho các máy biến áp và các thiết bị điện hoặc điện tử khác.
Các xung điện áp cực lớn do sét tạo ra trong các đường dây điện có thể làm hỏng các thiết bị điện trong nhà, gây cháy nổ nghiêm trọng.
Các thiết bị chống sét phải được làm và lắp đặt theo tiêu chuẩn NFPA 850.
Các Thiết Bị Chính Trong Hệ Thống Chống Sét
Dưới đây là danh sách các thiết bị chống sét phổ biến tại Việt Nam:
Kim Thu Sét
Kim Thu Sét
Kim thu sét hay cột thu lôi/ cột chống sét là một thanh kim loại hoặc vật bằng kim loại được gắn trên đỉnh của một tòa nhà, điện ngoại quan bằng cách sử dụng một dây dẫn điện để nối với mặt đất hoặc “đất” thông qua một điện cực, thiết kế để bảo vệ tòa nhà trong trường hợp bị sét tấn công.
Tìm hiểu thêm: Kim Thu Sét
Cọc Tiếp Địa
Về bản chất, cọc tiếp địa là những thanh kim loại được cắm sâu vào trong đất (tiếp địa) để phân nguồn năng lượng lớn xuống đất. Cọc tiếp địa sử dụng cho mục đích chống sét phải được hàn nối với dây dẫn truyền sét từ kim thu sét xuống. Với vùng đất khô cằn, pha nhiều cát sỏi, khi chôn cọc tiếp địa phải kết hợp với hóa chất giảm điện trở.
Tìm hiểu thêm: Cọc Tiếp Địa
Thiết Bị Chống Sét Lan Truyền
Thiết bị chống sét lan truyền hay SPD (Surge Protection Devices) là các thiết bị chống sét được tạo ra để bảo vệ các thiết bị điện khi điện áp tăng cao đột ngột.
Thiết bị chống sét tăng áp và bộ giảm đột biến điện áp được sử dụng trong hệ thống này với mức độ hiệu quả cao.
Tìm hiểu thêm: Chống Sét Lan Truyền
Bộ Đếm Sét
Bộ Đếm Sét
Bộ đếm sét là thiết bị có tác dụng đếm số lần sét đánh vào hệ thống thu sét. Thiết bị này được lắp vào phần dưới của cáp thoát sét hoặc dây dẫn xuống mặt đất.
Các dòng sét được phát hiện và theo dõi bởi thiết bị đếm sét có khả năng cung cấp một số thông tin về vùng cần bảo vệ điều này cần thiết cho các dữ liệu sau này của hệ thống chống sét.
Tìm hiểu thêm: Bộ Đếm Sét
Chống Sét Van
Chống sét van là thiết bị không thể thiết trong hệ thống điện truyền tải, máy biến áp và các công trình điện ngoài trời khác (có điện áp trên 1000V). Chống sét van có một đầu nối với đường dây, đầu còn lại nối với đất và được lắp song song với thiết bị cần bảo vệ.
Tìm hiểu thêm: Chống Sét Van
Hóa Chất Giảm Điện Trở
Hoá Chất Giảm Điện Trở
Hóa chất giảm điện trở thường được sử dụng ở các nơi mà đất có tính dẫn điện xấu như đất đá, đất đồi và đất cát. Sản phẩm này cũng là giải pháp tuyệt vời khi cọc nối đất không thể đóng sâu hay ở các vùng đất có diện tích giới hạn gây khó khăn trong việc thực hiện hệ thống đất theo các phương pháp cũ.
Tìm hiểu thêm: Hoá Chất Giảm Điện Trở
Đèn Báo Không
Đèn báo không là thiết bị được dùng để cảnh báo, đánh dấu sự hiện diện của các công trình cao tầng và các kiến trúc trên cao.
Tìm hiểu thêm: Đèn Báo Không
Thiết Bị Đo Điện Trở Chống Sét
Đo Điện Trở Chống Sét
Thiết bị đo điện trở chống sét là thiết bị chuyên dùng để đo đạc, kiểm tra điện trở nối đất giữa cột thu lôi và đất. Khi điện trở này đạt yêu cầu thì hệ thống chống sét hoạt động ổn định hơn.
Tìm hiểu thêm: Đo Điện Trở Chống Sét
Yêu Cầu Kỹ Thuật Về Của Thiết Bị Chống Sét
Lắp đặt hệ thống chống sét
Theo tiêu chuẩn IEC 61643- 21: Yêu cầu kỹ thuật của thiết bị chống sét bảo vệ các đường tín hiệu, thiết bị chống sét phải đáp ứng yêu cầu về kết cấu cơ khí như sau:
Cổng và đầu nối
Cổng và đầu nối phải được gắn chặt trên thiết bị chống sét và phải đảm bảo không gây ra ngắt kết nối khi đã được xiết bằng dụng cụ.
Vít, chịu dòng tải và cực nối
- Cực nối phải chịu được các tác động mà không làm đứt kết nối trong quá trình sử dụng bình thường. kết cấu cơ khí dẫn điện phải chịu được xung lực cao do năng lượng của xung gây ra.
- Vít gắn trong quá trình lắp thiết bị chống sét không được sử dụng kiểu vít khoan ren.
- Cực kết nối điện phải được thiết kế chắc chắn đảm bảo tính dẫn điện tốt với vật liệu chế tạo không phải từ gốm hoặc mica hoặc các vật liệu có tính chất dẫn điện không phù hợp, trừ trường hợp vật liệu có tính đàn hội được pha vào vật liệu kim loại để giảm độ cứng hoặc giòn.
- Phần dẫn dòng bao gồm cả các cực đấu dây và cho tiếp địa trong bất kỳ trường hợp nào cũng phải được chế tạo từ: Đồng hoặc/ hợp kim đồng với ít nhất 58% đồng để đảm bảo độ dẫn điện và nhiệt độ thấp/ hợp kim đồng với tối thiểu 50% đồng cho chế độ làm việc dẫn điện sinh nhiệt với các thành phần kim loại khác dùng để phủ nhưng không làm tăng điện trở dẫn điện cao hơn đồng đồng thời đảm bảo kết cấu chắc chắn không thấp hơn mức yêu cầu.
Cực đấu dây có vít siết đầu cáp
- Cực đấu dây phải có kết cấu chắc chắn với các yêu cầu sau : Mỗi cực đấu dây chỉ nối 1 dây dẫn đồng thời có thể đấu dây hoặc ngắt dây riêng rẽ.
- Có thể kẹp đầu cáp với kích thước lớn đến kích thước cho phép đã được thiết kế và yêu cầu.
Cách điện nối đầu cáp
- Phần đầu nối cách điện phải đảm bảo kết cấu chắc chắn tin cậy, kiểm tra tính hợp quy bằng nhân công và thử nghiệm theo 6.3.1.4
- Vít siết đầu nối kẹp cáp được đánh dấu cho một đầu không được dùng để cố định phần khác thậm chí là để cố định thiết bị.
- Kiểm tra hợp quy bằng nhân công.
- Kim loại làm vít không được sử dụng bằng vật liệu kim loại mềm và thiếu tin cậy.
Chịu va đập kim loại
Các loại kẹp, khoá, kẹp giữ cáp, vòng đệm siết cáp, cáp và các phần tương tự phải chịu được các lực siết như kim loại (tham khảo thêm IEC 60999-1).
Yêu cầu về chịu lực
Kết cấu thiết bị chống sét phải đảm bảo đủ chắc chắn khi lắp đặt để đảm bảo làm việc ổn định.
Chống tác động của vật rắn và nước từ bên ngoài
Thiết bị chống sét phải có kết cấu đảm bảo yêu cầu vận hành trong điều kiện theo yêu cầu mô tả trong mục 4.1. Thiết bị lắp đặt ngoài trời phải được lắp trong hộp kín chống lại tác động của môi trường bằng thuỷ tinh hoặc vật liệu gốm tráng men hoặc vật liệu cho phép khác chịu được ăn mòn , chống tia cực tím, va đập ….
Các thiết bị được lắp phải có khoảng cách với bề mặt đủ lớn giữa 2 phần tử có điện thế chênh lệch, ở một số quốc gia có thể áp dụng tiêu chuẩn của quốc gia cho các yêu cầu trên.
Bảo vệ chống tiếp xúc trực tiếp
Để đảm bảo không thể tiếp xúc trực tiếp vào các phần dẫn điện hoặc các phần tử chống sét thiết bị chống sét cần phải được thiết kế đảm bảo không thể có tiếp xúc trực tiếp của người vào các phần kể trên khi thiết bị chống sét được lắp đặt đưa vào sử dụng. Các yêu cầu này áp dụng cho các thiết bị chống sét làm việc với đường dây có điện áp UC từ 50V rms hoặc 71VDC trở lên.
Thiết bị chống sét, ngoại trừ các thiết bị không thể tiếp cận, phải có thiết kế chắc chắn khi lắp đặt đấu nối dân dẫn từ bên ngoài không thể tiếp xúc trực tiếp với con người trong điều kiện sử dụng bình thường, phần cực đấu nối cũng như các phần tử chống sét bên trong thiết bị không thể tiếp xúc trực tiếp ngay cả trong trường hợp thiết bị được tháo ra bằng tay mà không cần dụng cụ (kiểm tra hợp quy về cách điện theo mục 6.3.4).
Phần cực đấu nối giữa tiếp địa và các phần cực đấu nối khác có thể tiếp xúc phải có điện trở tiếp xúc nhỏ (tham khảo IEC 60529).
Chống cháy
Các phần cách điện phải được chế tạo từ vật liệu không cháy hoặc tự dập lửa.
Yêu Cầu Kỹ Thuật Hệ Thống Chống Sét
Hệ thống chống sét nhà xưởng
Yêu cầu kỹ thuật về hệ thống chống sét được quy định trong TCVN 9888-4:2013: Bảo vệ chống sét- Phần 4: Hệ thống điện và điện tử bên trong các kết cấu.
Quy Định Chung
Các thiết bị điện và điện tử dễ bị hư hại bởi xung sét điện từ (LEMP). Vì vậy cần phải sử dụng SPM (Các biện pháp bảo vệ chống xung đột biến) để tránh các hư hại cho các hệ thống bên trong.
Thiết kế của SPM phải được thực hiện bởi các chuyên gia về bảo vệ chống sét và bảo vệ chống đột biến, những người có vốn kiến thức rộng lớn về tương thích điện từ (EMC) và thực tiễn lắp đặt.
Hệ Thống Chống Sét
Các biện pháp bảo vệ cơ bản chống sét bao gồm:
- Nối đất và liên kết
- Hệ thống nối đất dẫn và phân tán dòng sét vào đất.
- Mạng liên kết làm giảm thiểu chênh lệch điện thế và có thể giảm trường từ.
Màn chắn từ và định tuyến
Màn chắn không gian làm giảm trường từ bên trong LPZ (vùng bảo vệ chống sét), sinh ra do sét đánh trực tiếp vào hoặc đánh gần kết cấu, và giảm các đột biến bên trong.
Việc bảo vệ các đường dây bên trong, sử dụng cáp hoặc đường ống cáp có bảo vệ, sẽ giảm thiểu các đột biến cảm ứng bên trong.
Việc định tuyến cho các đường dây bên trong có thể giảm thiểu các vòng cảm ứng và giảm các đột biến bên trong.
Việc bảo vệ các đường dây bên ngoài đi vào kết cấu làm giảm các đột biến dẫn vào các hệ thống bên trong.
Hệ thống thiết bị chống sét phối hợp
Hệ thống thiết bị chống sét phối hợp phối hợp sẽ hạn chế ảnh hưởng của các đột biến bắt nguồn từ bên ngoài và các đột biến sinh ra ở bên trong.
Giao diện cách ly
Giao diện cách ly sẽ hạn chế các ảnh hưởng của đột biến dẫn trong các đường dây đi vào LPZ.
Việc nối đất và liên kết luôn luôn cần được đảm bảo, đặc biệt là liên kết của mỗi dịch vụ dẫn trực tiếp hoặc thông qua SPD liên kết đẳng thế, tại điểm đi vào kết cấu.
SPM khác có thể sử dụng độc lập hoặc kết hợp.
SPM phải chịu được các ứng suất vận hành dự kiến xảy ra tại nơi lắp đặt (ví dụ như các ứng suất do nhiệt độ, độ ẩm, khí quyển ăn mòn, rung, điện áp và dòng điện).
Việc lựa chọn SPM thích hợp nhất phải được thực hiện bằng cách sử dụng đánh giá rủi ro theo TCVN 9888-2 (IEC 62305-2), có tính đến các yếu tố kỹ thuật và kinh tế.
Kiểm Tra Hệ Thống Bảo Vệ Chống Sét
Kiểm tra kim thu sét
Kiểm tra bao gồm xem xét các tài liệu kỹ thuật, kiểm tra trực quan và phép đo/thử nghiệm. Mục đích của việc kiểm tra nhằm xác minh rằng:
- Hệ thống bảo vệ chống sét phù hợp với thiết kế,
- Hệ thống bảo vệ chống sét có khả năng thực hiện các chức năng theo thiết kế,
- Biện pháp bảo vệ bổ sung mới bất kỳ được tích hợp đúng vào hệ thống bảo vệ chống sét.
Phải tiến hành kiểm tra hệ thống bảo vệ chống sét:
- Trong suốt quá trình lắp đặt
- Sau khi lắp đặt
- Kiểm tra định kỳ
- Kiểm tra sau khi có sự thay đổi các thành phần trong hệ thống bảo vệ chống sét.
- Có thể tiến hành kiểm tra sau khi sét đánh vào kết cấu (ví dụ như khi được chỉ ra bởi bộ đếm sét, hoặc khi có người làm chứng đã nhìn thấy sét đánh vào kết cấu, hoặc khi có bằng chứng nhìn thấy được rằng kết cấu bị hư hại do sét).
Khi kiểm tra hệ thống bảo vệ chống sét cần lưu ý đến:
- Môi trường tại vị trí lắp đặt, ví dụ như các điều kiện về đất ăn mòn hoặc khí quyển ăn mòn.
- Kiểu biện pháp bảo vệ được sử dụng.
Lưu Ý Khi Lắp Đặt Và Sử Dụng Thiết Bị Chống Sét
Chống Sét Lan Truyền
Theo TCĐL Chuyên đề Thế giới điện, đăng tải trên evn.com.vn, để lắp đặt và sử dụng hiệu quả các thiết bị chống sét, các bạn cần lưu ý một số vấn đề sau:
Kim thu sét
Khi chọn vị trí, độ cao đặt kim thu sét và chiều cao cột, cần lưu ý đảm bảo khoảng cách tiêu chuẩn giữa cột kim và các vật xung quanh.
Dây thoát sét
- Dây thoát sét nên sử dụng là loại dây đồng tròn bện có độ dẫn điện tốt.
- Dây thoát sét nên ít chắp nối, càng to càng tốt (nên sử dụng dây có tiết diện 50mm² trở lên).
- Trong quá trình thi công, nên chọn đường đi dây thẳng nhất.
- Số lượng dây thoát sét tùy thuộc vào kích thước công trình (tối thiểu phải có 2 dây, với công trình lớn cần có nhiều dây hơn).
Hệ thống tiếp đất chống sét
Trong thiết kế hệ thống tiếp đất, tùy từng vùng đất mà số lượng cọc và kiểu cọc tiếp địa phải được bố trí hợp lý, đảm bảo điện trở nối đất đúng quy định. Thông thường, bộ thu sét gồm 3 đến 5 kim thu sét được gắn trên nóc nhà và nối với nhau.
Hệ thống tiếp đất phải có tổng trở nhỏ và ổn định trong nhiều năm, đảm bảo việc tản năng lượng sét xuống đất nhanh và an toàn.
Vật liệu công trình
Với những công trình được làm bằng vật liệu dễ cháy, phải cách ly kim thu sét với vật liệu dễ cháy.
Bảo đảm an toàn cho các thiết bị điện tử
Nên lắp thêm một tầng cắt sét thứ cấp. Thiết bị này có tác dụng làm giảm điện áp dư từ tầng sơ cấp, giúp bảo đảm an toàn cho các thiết bị điện tử.
Chống sét đánh ngang
Nếu chỉ dùng hệ thống kim thu sét tia tiên đạo thì chỉ bảo vệ được sét đánh thẳng xuống công trình, còn không thể bảo vệ sét đánh ngang công trình (đặc biệt là với công trình cao trên 45m). Do đó, tùy từng vị trí công trình mà quyết định thêm vòng tròn chống sét bằng thanh đồng chạy xung quanh nhà để chống sét đánh ngang. Khoảng 10m một vòng tròn và liên kết với nhau thành một hệ thống thu sét.
Liên hệ với Phòng cháy Phúc Thành để mua các thiết bị chống sét tốt nhất với giá thành hợp lý nhất.
Tìm hiểu thêm:
Lê Quang An – Phòng cháy Phúc Thành – Phòng cháy Phúc Thành tự hào là đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực phòng cháy chữa cháy, được rất nhiều doanh nghiệp đặt trọn niềm tin vào những sản phẩm phòng cháy chữa cháy.
