(Luận văn thạc sĩ hcmute) tính toán mức độ rủi ro thiệt hại do sét đánh cho công trình viễn thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ HÀ NGUN TÍNH TỐN MỨC ĐỘ RỦI RO THIỆT HẠI DO SÉT ĐÁNH CHO CƠNG TRÌNH VIỄN THÔNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 S K C0 4 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ HÀ NGUYÊN TÍNH TỐN MỨC ĐỘ RỦI RO THIỆT HẠI DO SÉT ĐÁNH CHO CƠNG TRÌNH VIỄN THƠNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ HÀ NGUN TÍNH TỐN MỨC ĐỘ RỦI RO THIỆT HẠI DO SÉT ĐÁNH CHO CƠNG TRÌNH VIỄN THÔNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Quyền Huy Ánh Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Nguyễn Thị Hà Nguyên Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 05 – 07 - 1984 Nơi sinh: Đồng Nai Quê quán: Nam Định Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 36 C, tổ 10, khu phố 3, phƣờng An Bình, BH - ĐN Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: 0985059367 Fax: E-mail: nguyenhanguyen2012@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Nơi học (trƣờng, thành phố): Ngành học: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Đại học: Hệ đào tạo: Đại học qui Thời gian đào tạo từ: 09/2002 đến 09/2007 Nơi học (trƣờng, thành phố): Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TPHCM Ngành học: Điện khí hóa – Cung cấp điện Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: Ngƣời hƣớng dẫn: Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Nơi học (trƣờng, thành phố): Ngành học: Tên luận văn: Ngày & nơi bảo vệ luận văn: Ngƣời hƣớng dẫn: Thời gian đào tạo từ …/…đến …/ … Tiến sĩ: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ …/… đến …/ … Tại (trƣờng, viện, nƣớc): Tên luận án: Ngƣời hƣớng dẫn: Ngày & nơi bảo vệ: Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Tiếng Anh, B HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên i Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật đƣợc thức cấp; số bằng, ngày & nơi cấp: III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 8/2008 Nơi công tác Trƣờng TC Kỹ Thuật Công Nghiệp Đồng Nai Cơng việc đảm nhiệm Giáo viên IV CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ: HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên ii Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 09 năm 2014 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Thị Hà Nguyên HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên iii Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành với trân trọng lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS QUYỀN HUY ÁNH, trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp HCM, tận tình hƣớng dẫn chu đáo nhiệt tình cho em thực thành cơng luận văn Và em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: - Tập thể q Thầy Cơ thuộc khoa Điện trƣờng ĐH Sƣ phạm Kỹ thuật Tp HCM, q Thầy Cơ Khoa Kỹ Thuật Điện – Cơng Nghệ Nhiệt Lạnh trƣờng TC Kỹ Thuật Công Nghiệp Đồng Nai tận tình, hết lịng giúp đỡ tạo điều kiện cho em thời gian học thực đề tài - Đặc biệt gia đình bạn bè đồng nghiệp em ln động viên, giúp đỡ cho em suốt trình thực hoàn thành tập luận văn Học viên thực Nguyễn Thị Hà Nguyên HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên iv Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh TĨM TẮT Sét đánh vào cơng trình khơng gây thiệt hại cho cơng trình mà gây tổn thƣơng ngƣời nhƣ hƣ hỏng trang thiết bị có cơng trình Do đó, nghiên cứu tính tốn rủi ro sét gây cho cơng trình u cầu nhà thiết kế để xem xét chọn lựa biện pháp bảo vệ chống sét cho cơng trình phù hợp mặt kỹ thuật lẫn kinh tế Ngày nay, công nghệ thông tin, viễn thông có bƣớc phát triển vƣợt bậc Các trạm viễn thông đƣợc thiết kế xây dựng nhiều để đáp ứng nhu cầu thơng tin liên lạc Các trạm viễn thơng có đặc thù riêng mặt cấu trúc cụ thể có cột cao, nơi thu sét Vì cơng tác đánh giá rủi ro sét gây trạm viễn thông áp dụng biệt pháp bảo vệ sét vô cần thiết Nhiệm vụ luận văn nghiên cứu đánh giá, phân tích tính tốn thành phần rủi ro sét gây trạm viễn thông dựa tiêu chuẩn IEC - 62305 nhƣ tiêu chuẩn ITU – K39 tiêu chuẩn QCVN 32:2011/BTTTT Kết tính tốn thiệt hại rủi ro sét theo IEC – 62305, QCVN32:2011/BTTTT thƣờng chêch lệch vào khoảng 11% (đối với R1) 5,37% (đối với R2) Sự chêch lệch không ảnh hƣởng đến định lựa chọn giải pháp bảo vệ chống sét cho viễn thơng,vì lớn giá trị cho phép (> 10-5 R1 10-3 R2) Chƣơng trình tính tốn thành phần rủi ro sét gây trạm viễn thông đƣợc dựa kết phân tích rủi ro cơng cụ hỗ trợ phần mềm Microsoft Excel cho kết tin cậy xác HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên v Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh ABSTRACT Lightning strikes to structures not only cause damage to themselves that could injure people and damage to equipment indoor Nobody knows exactly what happens when lightning, lightning location and intensity of lightning Therefore, the study of risk caused by lightning as a way to help the designers to consider the possibility of lightning can occur and the damage and loss brought by lightning From these results allow designers choose to apply safeguards appropriate to the structures technically and economically Today, information technology, telecommunications boom moves The telecommunication stations were designed and built to service the needs of many people They are buildings with its own characteristics in terms of structure The assessment of risk caused by lightning for telecommunication stations and particularly the application of lightning protection is needed The main task of this thesis is to study evaluation, analysis and calculation of risk components due to lightning caused by lightning for telecommunication stations based on IEC – 62305 standards, as well as ITU - 39 standards and QCVN32:2011/BTTTT standards in Vietnam Risk of lightning for telecommunications stations mainly due to injuries to people and damage R1, R2 service losses The risk assessment due to lightning telecommunications station frequency is based on direct lightning strikes and the surrounding areas, causing loss probability as well as measures to protect the telecommunications station Program components calculated risks caused by lightning for telecommunications station was based on the results of risk analysis and support tools Microsoft Excel software for reliable results and accurate HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên vi Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i LỜI CAM ĐOAN ii CẢM TẠ iii TÓM TẮT v ABSTRACT vi MỤC LỤC vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix DANH SÁCH CÁC HÌNH x DANH SÁCH CÁC BẢNG xii Chƣơng 1: GIỚI THIỆU LUẬN VĂN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .1 1.2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN 1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5 CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH 1.6 ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI .2 1.7 GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.8 BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN Chƣơng 2: TỔNG QUAN VỀ SÉT 2.1 HIỆN TƢỢNG SÉT TRONG TỰ NHIÊN 2.2 CÁC THÔNG SỐ CỦA SÉT 2.3 PHÂN BỐ SÉT Ở VIỆT NAM .8 Chƣơng 3: PHÂN TÍCH CÁC RỦI RO DO SÉT GÂY RA THEO TIÊU CHUẨN IEC - 62305 .12 3.1 THIỆT HẠI DO SÉT 12 HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên vii Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Aa - Diện tích rủi ro sét đánh trực tiếp vào cột anten có liên kết kim loại với nhà trạm - Đối với cột anten có dạng tháp, diện tích Aa đƣợc tính tƣơng tự nhƣ Ad; - Đối với cột anten cột trụ tròn, cột tam giác, cột tứ giác có dây néo kích thƣớc nhỏ, Aa đƣợc tính diện tích hình trịn bán kính 3h (h chiều cao cột anten) Aa =π.(3h)2 Các diện tích rủi ro sét đánh vào khu vực trạm viễn thơng đƣợc minh hoạ Hình 4.6 Hình 4.7 Mơ tả diện tích rủi ro sét đánh vào khu vực nhà trạm viễn thông 4.3.2.3 Xác định hệ số xác suất thiệt hại p Mỗi hệ số xác suất thiệt hại p thể khả làm giảm số thiệt hại sét đặc tính bảo vệ tự nhiên cơng trình lắp đặt (vật liệu nhà, mạng cáp treo ngầm) biện pháp bảo vệ cho nhà giao diện nhƣ biện pháp bảo vệ khác bên bên (các thiết bị chống sét, lƣới che chắn cáp, kỹ thuật cách điện ) Trong thiết kế chống sét, áp dụng biện pháp bảo vệ giảm nhỏ xác suất hƣ hỏng sét đánh tƣơng ứng, thể qua hệ số p Nếu áp dụng vài biện pháp bảo vệ cho đối tƣợng hệ số xác suất thực tích giá trị riêng rẽ, có nghĩa là: ∏ (với pi ≤1) (4.7) Các giá trị hệ số xác suất p đƣợc trình bày bảng từ Bảng 4.1 đến Bảng 4.5 HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 65 Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Bảng 4.1 Các trị số p cho vật liệu xây dựng nhà trạm Các vật liệu làm nhà trạm pd,pa, pn Khơng có tính che chắn (gỗ, gạch, bê tơng khơng có thép gia cƣờng) Bê tơng cốt thép có kích thƣớc lƣới chuẩn 0,1 Kim loại 0,01 Bảng 4.2 Các trị số p cho biện pháp bảo vệ bên nhà trạm Các biện pháp bảo vệ bên ngồi nhà trạm Pd pinj Khơng có chống sét cho nhà bên ngồi lẫn bên Trang bị hệ thống LPS bên [3] 0,1 CHÚ THÍCH: pinj hệ số xác suất gây tổn thương cho người Bảng 4.3 Các trị số p cho biện pháp bảo vệ cáp dẫn vào trạm Các biện pháp chống sét cảm ứng Ps, pn Khi cáp bên ngồi khơng đƣợc che chắn, khơng có thiết bị chống sét Cáp thơng tin bên ngồi đƣợc che chắn, có trở kháng truyền đạt cực đại 20 Ω/km [3] Cáp thơng tin bên ngồi đƣợc che chắn, có trở kháng truyền đạt cực đại Ω/km [3] Cáp thơng tin bên ngồi đƣợc che chắn, có trở kháng truyền đạt cực đại Ω/km [3] Lắp biến áp cách ly giao diện mạng hạ áp (điện áp đánh xuyên lớn 20 kV)[3] Lựa chọn lắp thiết bị chống sét có phối hợp tốt với khả chịu đựng thiết bị, kỹ thuật lắp đặt có chất lƣợng [3] Sử dụng cáp quang phi kim loại [3] 0,5 0,1 0,01 0,1 0,01 Bảng 4.4 Các trị số p cho biện pháp bảo vệ bên nhà trạm Các biện pháp bảo vệ bên nhà trạm pd, pa, pn, pinj Thực cấu hình đấu nối tiếp đất theo TCN - 41:1999 [3] 0,5 Áp dụng đồng thời kỹ thuật lắp đặt bên nhà trạm [3] 0,1 HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 66 Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Bảng 4.5 Các trị số p cho lớp bề mặt sàn khác để làm giảm điện áp chạm điện áp bƣớc pinj Loại bề mặt 10-2 10-3 Bê tông ẩm Bê tông khô Nhựa đƣờng, gỗ 10-5 10-6 Lớp cách điện vật liệu có điện áp đánh thủng lớn 4.4 RỦI RO CHẤP NHẬN ĐƢỢC RT ĐỐI VỚI TRẠM VIỄN THƠNG Nhà trạm viễn thơng phải đƣợc trang bị biện pháp bảo vệ cho giá trị rủi ro không đƣợc vƣợt giá trị rủi ro chấp nhận đƣợc sau: Bảng 4.6 Giá trị rủi ro chấp nhận đƣợc nhà trạm viễn thông Loại tổn thất RT (năm-1) Rủi ro tổn thất ngƣời R1 10-5 Rủi ro tổn thất dịch vụ R2 10-3 4.5 TÍNH TỐN RỦI RO DO SÉT THEO TIÊU CHUẨN QCVN32:20120/BTTTT Tính tốn rủi ro cho trạm viễn thông đặt khu vực Tp Hồ Chí Minh, kích thƣớc nhà trạm 4m, chiều cao tháp anten 45m mật độ sét khu vực 12 (lần/km2 năm), khơng có cơng trình khác lân cận, điện trở suất đất khu vực 200Ωm Cáp nguồn có chiều dài 600m, cáp viễn thơng có chiều dài 1000m, hai đƣợc đặt ống nhựa ngầm dƣới đất  Tính khu vực rủi ro (A) - Diện tích rủi ro sét đánh trực tiếp vào trạm viễn thông: Ad = (do vùng Ad đƣợc bao phủ vùng Aa ) - Diện tích rủi ro sét đánh vào cột anten có chiều cao 45m: Aa = π.(3H)2 = 3,14.(3.45)2 = 57226m2 - Diện tích rủi ro sét đánh xuống đất gần cáp viễn thông cáp nguồn gây sét lan truyền vào trạm: HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 67 Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh + Khi xét cho cáp viễn thông: As/T = 2.d1.LT – Aa /2 = 2.250.1000 – 57226/2 = 471387 m2 ≈ 0,471 km2 + Khi xét cho cáp nguồn: As/P = 2.d1.LP – Aa /2 =2.250.600 – 57226/2=271387 m2=0,271km2 + Vậy diện tích rủi ro cho đƣờng dây dịch vụ: As = As/T + As/P = 0,471 + 0,271=0,742 km2 - Diện tích rủi ro sét đánh vào khu vực xung quanh trạm: + Khi có xét đến cáp viễn thông: An/T = π.d2/2 – Aa + π.d2/3 - √ d12 =3,14.5002/2 – 57226/2 + 3,14.5002/3 2 √ 250 = 517300 m ≈ 0,517 km + Khi có xét đến cáp nguồn: An/P = π.d2/2 – Aa + π.d2/3 - √ d12 =3,14.5002/2 – 57226/2 + 3,14.5002/3 2 √ 250 = 517300 m ≈ 0,517 km  Tính tần suất thiệt hại (F) - Tần suất thiệt hại sét đánh trực tiếp vào trạm: Fa = Ng.Ad.pd = lần năm (do Ad = 0) - Tần suất thiệt hại sét đánh trực tiếp vào cột ăngten: Fa = Ng.Aa.pa = 12.0,057.0,01= 6,84.10-3 lần năm (pa = 0,01 cột ăngten làm b ng thép) - Tần suất thiệt hại sét đánh xuống đất vào khu vực xung quanh trạm: Fn = Ng.(An/T + An/P).pn = 12.(0,517 + 0,517).0,1 = 1,24 lần năm (pn = 0,1 cấu trúc tòa nhà b ng bê tông cốt thép) - Tần suất thiệt hại sét lan truyền đƣờng dây dịch vụ vào trạm: Fs = Ng.As.ps = 12.0,742.1 = 8,904 lần năm (ps = khơng có biện pháp bảo vệ cáp) - Tổng tần suất thiệt hại: ΣFi = Fd + Fa + Fn + Fs = 0+6,84.10-3+1,24+8,904=10,15 lần năm HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 68 Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh  Tính m c độ rủi ro R: - Rủi ro thiệt hại ngƣời: Rinjury= L.pinj ∑Fi = 10,15.10-3.0.5.0,1.1=5,07.10-4 -  p = pinj1 pinj2 pinj3 =10-3.0,5 0.1 - pinj1=10-3: Bê tông khô; pinj2=0,5 : Thực cấu hình đấu nối tiếp đất theo i TCN - 41:1999 [3]; pinj3=0,1 : Trang bị hệ thống LPS bên - Lloss =1 (tổn thất cho người) - Rủi ro gây tổn thất dịch vụ năm: Rloss= L.∑ Fi = 10,15 2,74.10-3 = 2,78 10-2 Loại rủi ro Khu vực TP Hồ Chí Mính Rinjury 5,07.10-4 Rloss 2,78.10-2 HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 69 Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Chƣơng XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TỐN RỦI RO DO SÉT CHO TRẠM VIỄN THƠNG Trong chƣơng trình bày qui trình xây dựng chƣơng trình tính tốn rủi ro sét cho trạm viễn thơng dựa phân tích, đánh giá tính tốn đƣợc trình bày chƣơng Với việc đánh giá rủi ro sét cơng trình nói chung nhƣ trạm viễn thơng phải dựa sở toán học xác suất thống kê qui định cụ thể cho thành phần rủi ro, mức bảo vệ vùng bảo vệ đƣợc trình bày IEC 62305 – 1,2 năm 2010 Ở Việt Nam, điều đƣợc qui định QCVN32 :2011/ BTTTT Chƣơng trình tính xây dựng phần mềm Microsoft EXCEL- 2010 với tính cơng cụ phù hợp cho việc tính tốn rủi ro sét 5.1 QUI TRÌNH XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH Chƣơng trình tính tốn rủi ro sét gây trạm viễn thông cần phải dựa đặc điểm cấu trúc cơng trình thành phần rủi ro sét gây nhƣ biện pháp bảo vệ sét sử dụng Các bƣớc cụ thể là: Bƣớc 1: ác định vị trí, cấu trúc trạm viễn thông cần đánh giá bao gồm nhà trạm, cột anten, tuyến cáp điện cung cấp cáp viễn thông nối với nhà trạm  Đối với nhà trạm cần xác định: - Kích thƣớc (dài, rộng, cao) - Vật liệu xây dựng - Đặc điểm sàn nhà trạm - Hệ thống bảo vệ sét hệ thống tiếp đất  Đối với cột anten cần xác định: - Chiều cao - Khoảng cách lắp đặt so với nhà trạm - Vật liệu HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 70 Luan van Luận văn tốt nghiệp - GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Hệ thống bảo vệ sét hệ thống tiếp đất  Đối với tuyến cáp điện viễn thông cần xác định: - Chiều dài tuyến cáp - Loại cáp (cáp có lớp bọc bảo vệ nhiễu hay không, cáp quang hay cáp đồng trục) - Cách lắp đặt ( ngầm hay không) - Hƣớng lắp đặt tuyến cáp điện cáp viễn thơng có trùng hay khơng - Các biện pháp bảo vệ cho tuyến cáp Bƣớc 2: Xác định loại tổn thất liên quan đến trạm viễn thông dịch vụ cần đƣợc bảo vệ Với đặc điểm cấu trúc trạm viễn thông, tổn thất chủ yếu liên quan đến tổn thƣơng cho ngƣời tổn thất dịch vụ liên quan đến trạm Việc tính tốn tổn thất thơng qua đại lƣợng nhƣ nguồn sét gây tổn thất ( diện tích bảo vệ ), tần suất sét đánh vào diện tích bảo vệ, xác suất gây thiệt hại xảy ngƣời dịch vụ sét đánh vào vùng diện tích bảo vệ Bƣớc 3: ác định rủi ro cho loại tổn thất xảy ngƣời dịch vụ liên quan đến trạm thông qua trọng số tổn thất tƣơng ứng (với ngƣời 1, dịch vụ 274x 10-3 ) [3] ác định rủi ro chấp nhận đƣợc tƣơng ứng RT (con ngƣời RT = 10-5, dịch vụ RT = 10-5) [2], [3] Bƣớc 4: Tính tổng thành phần rủi ro tính bƣớc Bƣớc 5: So sánh rủi ro tính bƣớc với rủi ro chấp nhận đƣợc tƣơng ứng Nếu RRT trạm chƣa đƣợc bảo vệ tốt nên cần thực thêm biện pháp bảo vệ bổ sung Bƣớc 6: Chọn lựa lắp đặt biện pháp bảo vệ bổ sung cho trạm để giảm rủi ro đến mức chấp nhận đƣợc Quá trình xây dựng chƣơng trình dựa lƣu đồ nhƣ hình 5.1 HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 71 Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh ác định cấu trúc cơng trình viễn thông cần đƣợc bảo vệ: - Cấu trúc nhà trạm, cột anten - Cấu trúc tuyến cáp điện, viễn thông nối với trạm ác định loại tổn thất liên quan đến trạm viễn thông dịch vụ cần đƣợc bảo vệ Với loại tổn thất: - ác định mức rủi ro cho phép RT ác định tính tốn thành phần rủi ro Rx liên quan Tính tốn R = Σ Rx Trạm viễn thơng đƣợc bảo vệ với loại tổn thất R > RT Tính tốn lại Rx Lắp đặt thêm biện pháp bảo vệ bổ xung khác cho trạm viễn thông Hình 5.1 Lưu đồ đánh giá rủi ro cho trạm viễn thông HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 72 Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh 5.2 TÍNH TỐN RỦI RO DO SÉT BẰNG PHẦN MỀM Chƣơng trình đƣợc viết phần mềm Microsoft Excel 2010 gồm trang (bia, tinh toan, data) Trong đó, giao diện chƣơng trình nhƣ Hình 5.2 Hình 5.2 Giao diện chương trình đánh giá rủi ro sét gây cho trạm viễn thơng 5.3 THỬ NGHIỆM CHƢƠNG TRÌNH VÀ SO SÁNH KẾT QUẢ 5.3.1 Thử nghiệm chƣơng trình Tính tốn rủi ro cho trạm viễn thông đặt khu vực Tp Hồ Chí Minh, kích thƣớc nhà trạm 4m, chiều cao tháp anten 45m mật độ sét khu vực 12 (lần/km2 năm), khơng có cơng trình khác lân cận, điện trở suất đất khu vực 200Ωm Cáp nguồn có chiều dài 600m, cáp viễn thơng có chiều dài 1000m, hai đƣợc đặt ống nhựa ngầm dƣới đất Nhập số liệu vào cột nhà trạm, cột awnten, đƣờng dây dẫn, cáp viễn thông, biện pháp bảo vệ, khu vực lắp đặt Chạy chƣơng trình, đọc kết tính tốn: tổn thất cho ngƣời, tổn thất cho dịch vụ HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 73 Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh 5.3.2 So sánh kết Các loại rủi ro R1(Rinjury) R2(Rloss) Theo TC IEC - 62305 QCVN 32:2011/BTTTT Chƣơng trình 5,734.10-4 5,07.10-4 5,08.10-4 0,0262 0,0278 0,0278 Nhận xét - Từ bảng tính tốn kết rủi ro thiệt hại sét theo tiêu chuẩn IEC – 62305 QCVN32:2011/BTTTT nhận thấy sai số hai cách tính vào khoảng 11% giá trị R1 khoảng 5,756% giá trị R2 - Sự khác biệt giá trị tính tốn rủi ro theo hai cách tính nêu do: + Tiêu chuẩn IEC – 62305 có xét thêm số thơng số đầu vào nhƣ: hệ số vị trí, bảo vệ chống giật sét đánh trực tiếp, bảo vệ chống giật sét lan truyền đƣờng dây dịch vụ, rủi ro cháy, bảo vệ phòng cháy, hệ số nguy hiểm đặc biệt, hệ số lắp đặt… Từ đó, kết xác QCVN32:2011/BTTT, nhiên q trình tính tốn phức tạp HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 74 Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh + Qui chuẩn QCVN32:2011/BTTT hƣớng dẫn tính tốn rủi ro cho cơng trình viễn thơng, q trình tính tốn đơn giãn hơn, tham khảo dựa tiêu chuẩn IEC - Tuy có khác biệt nhƣng điều khơng ảnh hƣởng đến định phƣơng án bảo vệ giá trị R1 tính tốn (5,734.10-4 5,07.10-4)và R2 tính tốn (0,0262 0,0278) lớn giá trị cho phép lần lƣợt 10-5 10-3 - Tiêu chuẩn IEC – 62305 áp dụng để tính tốn rủi ro cho nhiều loại cơng trình khác nhau, cịn qui chuẩn QCVN32:2011/BTTT áp dụng tính tốn rủi ro thiệt hại sét cho cơng trình viễn thơng HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 75 Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Chƣơng KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG ĐỀ NGHỊ 6.1 KẾT LUẬN Qua thời gian thực đề tài: “Nghiên C u Đánh Giá Các Rủi Ro Của Sét Đối Với Các Trạm Vi n Thông.”, ngƣời thực tìm hiểu đƣợc qui trình đánh giá, phân tích tính tốn thành phần rủi ro sét gây cho cơng trình nói chung cụ thể cho trạm viễn thông dựa tiêu chuẩn IEC – 62305, tiêu chuẩn ITU – 39 QCVN 32-2011-BTTTT có kết luận nhƣ sau:  Việt Nam khu vực nhiều độ ẩm, hoạt động dịng sét cao Vì vậy, thiệt hại tổn thất sét gây cơng trình lớn đặc biệt cơng trình viễn thơng có tập trung cột cao đối tƣợng thu sét Vì vậy, cần phải thực biện pháp cần thiết để bảo vệ chống sét đánh cho công trình có trạm viễn thơng  Mức độ thiệt hại tổn thất t y thuộc vào cƣờng độ sét, loại sét, vị trí sét đánh so với cơng trình, đặc điểm cấu trúc cơng trình, biện pháp bảo vệ sét cho cơng trình  Ý nghĩa việc đánh giá, phân tích tính toán thành phần rủi ro sét gây cho cơng trình nhằm ƣớc lƣợng thiệt hại tổn thất xảy sét Từ đó, đƣa biện pháp bảo vệ ph hợp để hạn chế thiệt hại tổn thất cho công trình  Việc đánh giá, phân tích rủi ro sét gây cho cơng trình nói chung đƣợc thực theo tiêu chuẩn IEC 62305 -2 trạm viễn thông đƣợc thực theo tiêu chuẩn ITU – K39 (Việt nam theo QCVN 32-2011-BTTTT) Các tiêu chuẩn có tính tƣơng đồng c ng xuất phát từ định nghĩa rủi ro sét gây Song cách tiếp cận, mức độ đánh giá thành phần liên quan đến rủi ro đƣợc xem xét tổng quát theo IEC - 62305 cụ thể cho trạm viễn thông theo ITU – 39 Trong đó, với trạm viễn thơng Việt nam áp dụng theo QCVN 32-2011-BTTTT HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 76 Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh  Từ kết so sánh tính tốn rủi ro sét cho trạm viễn thơng điển hình, nhận thấy: kết tính tốn rủi ro R1 R2 tính theo IEC – 62305 QCVN32:2011/BTTTT chênh lệnh lần lƣợt vào khoảng 11% 5,37% Tuy nhiên, sai lệch không ảnh hƣởng đến việc đề xuất phƣơng án bảo vệ cho cơng trình R1 R2 tính tốn vƣợt giá trị cho phép lần lƣợt 10-5 10-3  Để thuận tiện cho tính tốn cho tính tốn rủi ro thiệt hại cho cơng trình viễn thơng, chƣơng trình đánh giá rủi ro trạm viễn thông đƣợc xây dựng với giao diện thuận tiện tiện dụng 6.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Từ kết nghiên cứu đề tài này, tác giả nhận thấy cần phải phát triển mở rộng phạm vi nghiên cứu nhƣ: - Nghiên cứu ứng dụng chƣơng trình đánh giá rủi ro sét gây cho tháp truyền hình, trạm phát điện gió có cấu trúc tƣơng đƣơng - Nghiên cứu qui trình đo lƣờng, thử nghiệm đánh giá thệ thống chống sét cho trạm viễn thông HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 77 Luan van Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] IEC 62305-1 [2] IEC 62305-2 [3] QCVN 32-2011-BTTTT (Chống sét trạm viễn thông cáp ngoại vi) [4] ITU-REC-K.39-199610-I!!PDF-E [5] Lighting protection 2010 [6] Lighting protection for telecommunications,ERICO,2012 [7] Magnetic fields and induced voltages in case of a direct strike – comparison of results obtained from measurements at a scaled building to those of IEC 62305 – 4, A.Kern and other authors, Journal of Electrostatics 65, 2007 [8] A critical view on the lightning protection international standard, C.Bouquegneau, Journal of Electrostatics 65, 2007 [10] Sensitivity analysis in lightning protection risk management, Tekla D Farkas, Journal of Electrostatics 71, 2013 [11] On the possible variation of the lighting striking distance as assumedin the IEC lightning protection standard as a function of structureheightv, Vernon Cooray, and other authors, Electric Power Systems Research 113, 2014 [12] Lighting prptection scenarios of communication tower sites; human hazards and equipment damage, Chandima Gomes, and other authors, Safety Science 49, 2011 HV: Nguyễn Thị Hà Nguyên 78 Luan van S K L 0 Luan van ... thiệt hại nghiên cứu đánh giá rủi ro sét cơng trình viễn thơng Luận văn thực nghiên cứu mức độ rủi ro thiệt hại sét đánh cơng trình viễn thơng từ xây dựng chƣơng trình tính tốn mức độ rủi ro sét đánh. .. công cộng , - R3: Rủi ro gây thiệt hại di sản văn hóa, - R4: Rủi ro gây thiệt hại giá trị kinh tế Để đánh giá rủi ro (R), thành phần rủi ro quan trọng cho cơng trình đƣợc tính toán xác định Rủi. .. tổn thất cơng trình vị trí sét đánh Vị trí sét đánh Nguyên nhân gây thiệt hại Sét đánh trực tiếp đến công trình Sét đánh gần cơng trình Sét đánh tuyến dây dẫn nối với cơng trình Sét đánh gần tuyến