CHỐNG SÉT CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
TCXDVN TIÊU CHU N XÂY D NG VI T NAM TCXDVN 46 : 2007 CH NG SÉT CHO CƠNG TRÌNH XÂY D NG H NG D N THI T K , KI M TRA VÀ B O TRÌ H TH NG Protection of Structures Against Lightning - Guide for design, inspection and maintenance Hà N i - 2007 Lời nói đ u TCXDVN 46: 2007 Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định s : ngày tháng .nĕm 2007 Tiêu chuẩn thay TCXD 46:1984 "Ch ng sét cho cơng trình xây dựng - Tiêu chuẩn thiết kế, thi công" M CL C Ph m vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Quy định chung Ch c nĕng c a hệ th ng thu dẫn sét Vật liệu kích th ớc Sự cần thiết c a việc phòng ch ng sét Vùng b o vệ 13 Các l u ý thiết kế hệ th ng ch ng sét 18 10 Các phận b n c a hệ th ng ch ng sét 19 11 Bộ phận thu sét 19 12 Dây xu ng 29 13 M ng n i đất 38 14 Cực n i đất 39 15 Kim lo i 16 Kết cấu cao 20 m 48 17 Công trình có mái che dễ cháy 52 18 Nhà ch a vật có kh nĕng gây nổ dễ cháy 52 19 Nhà 20 Hàng rào 57 21 Cây kết cấu gần 59 22 Các cơng trình có ĕng ten vơ tuyến truyền truyền hình 60 23 Các kết cấu khác 61 24 Sự ĕn mòn 66 25 Lắp dựng kết cấu 67 26 Dây điện cao 67 27 Kiểm tra 68 28 Đo đ c 68 29 L u trữ hồ sơ 68 30 B o trì 69 cơng trình 41 57 Phụ lục A Các khía c nh kỹ thuật c a t ợng sét 68 Phụ lục B Gi i thích s điều kho n c a tiêu chuẩn 71 Phụ lục C H ớng dẫn chung đ i với việc ch ng sét cho thiết bị điện cơng trình 77 Phụ lục D Một s ví dụ tính tốn 111 Phụ lục E S liệu mật độ sét Việt Nam 114 TIÊU CHU N XÂY D NG VI T NAM TCXDVN 46:2007 Ch ng sét cho cơng trình xây d ng - H b o trì h th ng ng d n thi t k , ki m tra Protection of Structures Against Lightning - Guide for design, inspection and maintenance Ph m vi áp d ng 1.1 Tiêu chuẩn thay tiêu chuẩn TCXD 46-1984 1.2 Tiêu chuẩn đ a dẫn thiết kế, kiểm tra b o trì hệ th ng ch ng sét cho cơng trình xây dựng Tiêu chuẩn đ a dẫn cho việc ch ng sét đ i với tr ng hợp đặc biệt nh kho ch a chất nổ, cơng trình t m nh cần cẩu, khán đài kết cấu khung thép, dẫn ch ng sét cho hệ th ng l u trữ liệu điện tử 1.3 Tiêu chuẩn khơng áp dụng cho cơng trình khai thác dầu, khí biển, cơng trình đặc biệt hay áp dụng công nghệ ch ng sét khác Tài li u vi n d n TCXD 25:1991 kế Đặt đ TCXD 161:1987 Thĕm dò điện xây dựng TCVN 4756:1989 Quy ph m n i đất n i không thiết bị điện BS 7430:1998 Code of Practice for Earthing BS 923-2: 1980 Guide on high-voltage testing techniques BS 5698-1 Guide to pulse techniques and apparatus - Part 1: Pulse terms and definitions UL 1449:1985 Standard for Safety for Transient Voltage Surge Suppressors ITU-T K.12 (2000) installations Characteristics of gas discharge tubes for the protection of telecommunications ng dây dẫn điện nhà cơng trình cơng cộng Tiêu chuẩn thiết Thuật ng định nghĩa 3.1 Hệ th ng ch ng sét: Toàn hệ th ng dây dẫn đ ợc sử dụng để b o vệ cơng trình kh i tác động c a sét đánh 3.2 Bộ phận thu sét: Một phận c a hệ th ng ch ng sét nhằm mục đích thu hút sét đánh vào 3.3 đất M ng n i đất: Một phận c a hệ th ng ch ng sét nhằm mục đích tiêu tán dịng điện sét xu ng TCXDVN 46 : 2007 3.4 Dây xu ng: Dây dẫn n i phận thu sét m ng n i đất 3.5 Cực n i đất: Bộ phận nhóm phận dẫn điện có tiếp xúc với đất truyền dịng điện sét xu ng đất 3.6 Cực n i đất m ch vòng: Cực n i đất t o vịng khép kín xung quanh cơng trình bề mặt đất, phía d ới móng c a cơng trình d ới 3.7 Cực n i đất tham chiếu: Cực n i đất tách hồn tồn kh i m ng n i đất để dùng vào mục đích đo đ c kiểm tra 3.8 Điện c m tự c m: Đặc tr ng c a dây dẫn m ch t o tr điện thay đổi truyền qua chúng ng điện từ ng ợc có dịng Điện c m tự c m c a dây dẫn m ch t o điện động đ ợc tính từ cơng th c: V =L di dt Trong đó: V tr ng điện từ ng ợc tính vơn (V); L điện c m tự c m tính Henri (H); di t c độ thay đổi dịng tính Ampe giây (A/s) dt 3.9 Điện c m t ơng hỗ: Đặc tr ng c a m ch điện áp đ ợc t o vịng kín b i dòng điện thay đổi dây dẫn độc lập Điện c m t ơng hỗ c a vịng kín t o điện áp tự c m đ ợc tính nh sau: V =M di dt Trong đó: V điện áp tự c m vịng kín tính vơn (V); M điện c m t ơng hỗ tính Henri (H); di t c độ thay đổi dòng dây dẫn độc lập tính Ampe giây (A/s) dt 3.10 Điện c m truyền dẫn: Đặc tr ng c a m ch điện áp đ ợc t o vịng kín b i dịng điện thay đổi m ch khác mà phần c a nằm vịng kín Điện c m truyền dẫn c a vịng kín t o điện áp tự c m đ ợc tính nh sau: V = MT di dt Trong đó: V điện áp tự c m vịng kín tính vôn (V); MT điện c m truyền dẫn tính Henri (H); di t c độ thay đổi dịng m ch khác tính Ampe giây (A/s) dt TCXDVN 46 : 2007 3.11 Vùng b o vệ: Thể tích mà dây dẫn sét t o kh nĕng ch ng sét đánh thẳng cách thu hút sét đánh vào Quy định chung 4.1 Các h ớng dẫn tiêu chuẩn mang tính tổng quát, áp dụng vào hệ th ng ch ng sét cụ thể cần xem xét tới điều kiện thực tế liên quan đến hệ th ng Trong tr ng hợp đặc biệt khó khĕn cần tham kh o ý kiến c a chuyên gia 4.2 Tr ớc tiến hành thiết kế chi tiết hệ th ng ch ng sét, cần ph i định xem cơng trình có cần ch ng sét hay khơng, cần ph i xem xét điều đặc biệt có liên quan đến cơng trình (xem mục 8) 4.3 Cần kiểm tra cơng trình cơng trình ch a xây dựng kiểm tra hồ sơ b n vẽ thuyết minh kỹ thuật theo yêu cầu phòng ch ng sét đ ợc quy định tiêu chuẩn 4.4 Đ i với cơng trình khơng có chi tiết kim lo i phù hợp cần ph i đặc biệt quan tâm tới việc b trí tất c phận c a hệ th ng ch ng sét cho vừa đáp ng yêu cầu ch ng sét vừa không làm nh h ng đến thẩm mỹ c a công trình 4.5 Đ i với cơng trình xây dựng có đa phần kết cấu kim lo i nên sử dụng phận kim lo i hệ th ng ch ng sét để làm tĕng s l ợng phận dẫn sét Nh vừa tiết kiệm kinh phí cho hệ th ng ch ng sét l i không làm nh h ng đến thẩm mỹ c a cơng trình Tuy nhiên cần l u ý sét đánh vào phần kim lo i nh vậy, đặc biệt phần kim lo i đ ợc bao ph , phá huỷ lớp bên phần kim lo i; đ i với kh i xây có c t thép gây đổ kh i xây Có thể gi m thiểu, mà khơng lo i trừ đ ợc hồn tồn, r i ro gi i pháp sử dụng hệ th ng ch ng sét đ ợc c định bề mặt cơng trình 4.6 Những kết cấu kim lo i th ng đ ợc sử dụng nh phận hệ th ng ch ng sét gồm có khung thép, c t thép bê tông, chi tiết kim lo i c a mái, ray để vệ sinh cửa sổ nhà cao tầng 4.7 Tồn cơng trình ph i đ ợc b o vệ hệ th ng ch ng sét kết n i hoàn chỉnh với nhau, khơng có phận c a cơng trình đ ợc tách để b o vệ riêng Ch c nĕng c a h th ng ch ng sét Ch c nĕng c a hệ th ng thu dẫn sét thu hút sét đánh vào chuyển dịng điện sét t o xu ng đất cách an toàn, tránh sét đánh vào phần kết cấu khác cần đ ợc b o vệ c a cơng trình Ph m vi thu sét c a hệ th ng thu dẫn sét khơng c định nh ng coi hàm c a m c độ tiêu tán dòng điện sét B i ph m vi thu sét đ i l ợng th ng kê Mặt khác, ph m vi thu sét bị nh h ng b i cách cấu t o hệ th ng thu dẫn sét, đặt theo chiều ngang chiều thẳng đ ng t ơng đ ơng Do khơng thiết ph i sử dụng đầu thu nhọn chóp nhọn, ngo i trừ việc cần thiết mặt thực tiễn Vật li u kích th 6.1 Vật li u c Tất c vật liệu chế t o phận khác c a hệ th ng ch ng sét cần tuân theo tiêu chuẩn TCVN 47561 Áp dụng phiên b n hành đ i với tiêu chuẩn trích dẫn khơng kèm nĕm ban hành TCXDVN 46 : 2007 Khi lựa chọn vật liệu, cần xem xét nguy bị ĕn mịn bao gồm ĕn mịn điện hố Đ i với việc b o vệ dây dẫn, cần ý lớp b o vệ ch ng l i ĕn mòn mơi tr ng khắc nghiệt, ví dụ: a) Ph dây dẫn chì dày 2mm đỉnh ng khói Bọc chì c hai đầu t i điểm n i b) Nếu phận thu sét nên để trần, khơng dùng lớp PVC m ng 1mm để bọc tr ng hợp cần ch ng gỉ (đặc biệt đ i với nhơm) Các m i n i có diện tích mặt cắt kho ng nửa m i n i (xem 12.10.2) Các m i n i mềm dẻo đ ợc sử dụng nh ng cần tuân theo tiêu chuẩn TCXD 25:1991 6.2 Kích th c Kích th ớc c a phận hợp thành hệ th ng ch ng sét cần đ m b o yêu cầu nêu B ng B ng Độ dày c a kim lo i sử dụng mái nhà t o thành phần c a hệ th ng ch ng sét cần đ m b o yêu cầu B ng B ng Vật li u, cấu t o di n tích ti t di n t i thi u c a kim thu sét, dây d n sét, dây xu ng chôn d i đất Vật li u Di n tích ti t Ghi di n t i thi ua Cấu t o Dây dẹt đặc Đồng Đồng ph thiếcb 50 mm² chiều dày t i thiểu mm Dây trịn đặc 50 mm² đ ng kính mm Cáp 50 mm² đ ng kính t i thiểu c a sợi 1,7 mm Dây tròn đặcf,g 200 mm² đ ng kính 16 mm Dây dẹt đặc 50 mm² chiều dày t i thiểu mm Dây tròn đặce 50 mm² đ ng kính mm Cáp 50 mm² đ ng kính t i thiểu c a sợi 1,7 mm Dây tròn đặc 200 mm² đ ng kính 16 mm Dây dẹt đặc 70 mm² chiều dày t i thiểu mm Dây tròn đặc 50 mm² đ ng kính mm Cáp 50 mm² đ ng kính t i thiểu c a sợi 1,7 mm Dây dẹt đặc 50 mm ² chiều dày t i thiểu 2,5 mm Dây tròn đặc 50 mm² đ ng kính mm Cáp 50 mm² đ ng kính t i thiểu c a sợi 1,7 mm Dây tròn đặcf 200 mm² đ ng kính 16 mm Dây dẹt đặc 50 mm² chiều dày t i thiểu 2,5 mm Dây trịn đặc 50 mm² đ ng kính mm Cáp 50 mm² đ ng kính t i thiểu c a sợi 1,7 mm Dây tròn đặc 200 mm² đ ng kính 16 mm Dây dẹt đặc h 50 mm² chiều dày t i thiểu mm e f,g Nhôm Hợp kim nhôm Thép m kẽmc f,g Thép không gỉd TCXDVN 46 : 2007 Vật li u Cấu t o Di n tích ti t Ghi di n t i thi ua Dây tròn đặch 50 mm² đ ng kính mm Cáp 70 mm² đ ng kính t i thiểu c a sợi 1,7 mm Dây trịn đặcf,g 200 mm² đ ng kính 16 mm a Sai s cho phép: - % Nhúng nóng ph điện, chiều dày lớp ph t i thiểu micron c Lớp ph ph i nhẵn, liên tục khơng có vết sần với chiều dày danh định 50 microns d Chromium 16 %; Nickel %; Carbon 0,07 % e 50 mm² (đ ng kính mm) gi m xu ng 28 mm² (đ ng kính mm) s tr ng hợp không yêu cầu s c bền học cao Trong tr ng hợp cần l u ý gi m kho ng cách điểm c định f Chỉ áp dụng cho kim thu sét Tr ng hợp ng suất phát sinh t i trọng nh gió gây khơng lớn sử dụng kim thu sét dài t i đa tới 1m đ ng kính 10mm g Chỉ áp dụng cho cắm xu ng đất h Nếu ph i quan tâm đặc biệt tới vấn đề nhiệt giá trị cần tĕng lên 78 mm² (đ ng kính 10 mm) đ i với dây tròn đặc 75 mm² (dày t i thiểu mm) đ i với dẹt đặc b B ng Vật li u, cấu t o kích th Vật li u Kích th Cấu t o Cọc n i đất c t i thi ua Dây n i đất Tấm n i đất Ghi Cápb 50 mm2 đ ng kính t i thiểu c a sợi 1,7 mm Dây tròn đặcb 50 mm2 đ Dây dẹt đặc Đồng c t i thi u c a c c n i đất b Dây trịn đặc ng 50 mm ng kính mm chiều dày t i thiểu mm đ ng kính 15 mm đ ng kính 20 mm chiều dày thành thiểu mm ng t i Tấm đặc 500 mm x 500 chiều dày t i thiểu mm mm Tấm mắt cáo 600 mm x 600 tiết diện 25 mm x mm mm Dây tròn đặc đ ng kính đ ng kính 16 mmd 10 mm m kẽmc ng m kẽmc Thép Dây dẹt đặc m kẽmc đ ng kính 25 mmd chiều dày thành thiểu mm 90 mm2 ng t i chiều dày t i thiểu mm Tấm đặc m kẽmc 500 mm x 500 chiều dày t i thiểu mm mm Tấm mắt cáo m kẽmc 600 mm x 600 tiết diện 30 mm x mm mm TCXDVN 46 : 2007 Vật li u Kích th Cấu t o Cọc n i đất c t i thi ua Dây n i đất Dây trịn đặc đ ng kính m đồngce 14 mm Ghi m đồng 99,9 % đồng, dày t i thiểu 250 microns Dây trịn đặc khơng m f đ ng kính 10 mm Dây dẹt đặc trần m kẽmf,g 75 mm2 chiều dày t i thiểu mm Cáp kẽmf,g 70 mm2 đ ng kính t i thiểu c a sợi 1,7 mm Thép kẽmc Thép không gỉ Tấm n i đất m ng m Dây tròn đặc 50 mm x50 mm x mm đ ng kính đ ng kính 16 mm 10 mm Dây dẹt đặc 100 mm² chiều dày t i thiểu mm a Sai s cho phép: - % Có thể ph thiếc c Lớp ph ph i nhẵn, liên tục khơng có vết sần với chiều dày danh định 50 microns đ i với vật liệu tròn 70 microns đ i với vật liệu dẹt d Chân ng cần đ ợc tiện tr ớc m kẽm e Đồng cần đ ợc liên kết với lõi thép f Chỉ cho phép hoàn toàn chôn bê tông g Chỉ cho phép đ ợc liên kết t t t i điểm cách không 5m với c t thép phận móng có tiếp xúc với đất b B ng Đ dày t i thi u c a kim lo i sử d ng đ l p mái nhà t o thành m t ph n c a h th ng ch ng sét Đ dày t i thi u (mm) Vật li u Thép m 0,5 Thép không gỉ 0,4 Đồng 0,3 Nhôm Kẽm 0,7 Chì 2,0 GHI CHÚ: Các s liệu b ng hợp lý mái nhà phần c a hệ th ng ch ng sét Tuy nhiên có nguy kim lo i bị đánh th ng đ i với cú sét đánh thẳng TCXDVN 46 : 2007 C.13.1.3.3 Lo i vị trí A Thiết bị b o vệ đ ợc lắp phía phụ t i từ cầu chì, ổ cắm với kho ng cách n i 20m so với lo i C C.13.2 Độ m nh xoay chiều đ i diện cho thiết bị điện áp thử nghiệm M c xấp xỉ c a phép thử đ ợc cho b ng C.8, C.9, C.10 cho lo i vị trí khác m c độ thử c a thiết bị b o vệ ch ng áp phép thử B ng C.8 – Lo i vị trí A (tr c) M c đ thử Đi n áp (kV) Dịng (A) Thấp 166,7 Trung bình 333,3 Cao 500 B ng C.9 – Lo i vị trí B (tr c) M c đ thử Đi n áp (kV) Dịng (kA) Thấp Trung bình Cao B ng C.10 – Lo i vị trí C (tr c) M c đ thử Đi n áp (kV) Dòng (A) Thấp Trung bình 10 Cao 20 10 C.13.3 Thử thiết bị b o vệ điện áp Máy phát thử cho lo i vị trí B C máy phát xoay chiều liên hợp, phát đ ợc điện áp 1,2/50μs dòng xoay chiều 8/20μs Đ i với lo i vị trí A, ngĕn khơng c m ng đầu đ ợc lắp để giới h n dịng giá trị hợp lý Dịng ngắn khơng nh 8/20μs Ph ơng pháp thử đ i với thiết bị ch ng áp đ ợc đề cập C.13.4 C ng độ xoay chiều đ i diện cho ng ỡng thử đ mục 23 c a UL 1449 : 1985 ng liệu M c thử hợp lý đ ợc lựa chọn theo b ng C.11 cho độ thử thiết bị đ ợc chọn 108 TCXDVN 46 : 2007 B ng C.11 – Lo i vị trí C (đ ờng d M c đ thử li u) Thử xơng qua n áp Dịng thử xung cao kA Đi n áp (kV) Dòng (A) Thấp 2,5 1,5 37,5 Trung bình 75 Cao 10 125 C.13.5 Thử nghiệm thiết bị ch ng điện áp đ ng truyền liệu C.13.5.1 Phép thử sóng xung dịng cao Máy phát sóng hỗn hợp mơ t C.13.3 phù hợp cho phép thử Ph ơng pháp thử cho phần 5.6 c a tiêu chuẩn ITU-T K.12 (2000) "Characteristics of gas discharge tubes for the protection of telecommunications installations." C.13.5.2 Thử xông qua điện áp Ph ơng pháp thử tham kh o phần 23.3 c a UL 1449:1985 C.13.6 Thông tin đ ợc cung cấp b i nhà s n xuất cho s n phẩm thiết bị ch ng điện áp C.13.6.1 Thông tin d ng xung Nhà s n xuất thiết bị đ ợc yêu cầu cung cấp thông tin d ng xung nh sau: điện áp xông, nh 850V, tất c chế độ, thử 6kV, 1,2/50μs, 3kA 8/20μs Chế độ b o vệ, ví dụ nh đ ng n i đất, đ ng n i trung tính, trung tính tới đất đ i với trục hay đ tới đ ng hay đ ng tới đất đ i với cáp liệu ng Dòng xung cực đ i, ví dụ nh 20000A, 8/20μs GHI CHÚ: giá trị thử đ i với thiết bị thực ch không dùng giá trị lý thuyết Làm yếu hệ th ng nh thiết bị làm yếu ho t động c a hệ th ng sau bị xung qua tất c hiệu ng c a ph i đ ợc ghi rõ Đ ng ng gas đ ợc sử dụng nh thiết bị ch ng điện áp đ ợc n i tắt với nguồn bị ngắn m ch ho t động Dòng điện c ng độ lớn qua gây phá h y đ ng cấp điện nh ng gas C.13.6.2 Thông tin tr ng thái tĩnh Nhà s n xuất thiết bị ch ng điện áp đ ợc yêu cầu cung cấp thông tin d ng tĩnh nh sau: - điện áp làm việc; - điện áp làm việc t i đa; - dòng h ; - s dòng - yếu t làm yếu hệ th ng - bất c yếu t gây nh h ng, ví dụ nh : 109 TCXDVN 46 : 2007 - tr kháng m ch; - điện dung phân nhánh; - độ rộng d i tần; - tỷ s sóng điện áp; - hệ s ph n x ; C.13.7 Máy phát sóng hỗn hợp C.13.7.1 Giới thiệu chung Sơ đồ đơn gi n c a máy phát minh họa hình C.18 Giá trị thành phần vi phân Rs1, Rs2, Rm, Lr, Cc đ ợc xác định máy phát mang xung điện áp 1,2/50 μs, xung dòng 8/20μs tới m ch ngắn, nghĩa máy có tr kháng hiệu qu 2Ω Để thuận tiện tr kháng đầu hiệu qu đ ợc định nghĩa cho máy phát xung dựa việc tính tốn tỷ s c a điện áp cực trị m ch m dòng cực trị ngắn m ch Một máy phát nh có điện áp m 1,2/50 μs dòng ngắn m ch 8/20 μs đ ợc coi máy phát xoay chiều liên hợp B ng C.12 – Định nghĩa thông s xoay chi u 1,2/50μs Định nghĩa Theo BS 923-2 Thời gian tr c Theo BS 5698-1 Thời gian c a giá trị bán ph n Thời gian tĕng từ 10% lên 90% μs μs μs Kho ng thời gian 50% đ n 50% μs Điện áp vòng m 12 50 50 Dòng ngắn m ch 20 6,4 16 GHI CHÚ: Các d ng sóng 1,2/50μs 8/20 μs đ ợc định nghĩa BS 923-2 minh họa Hình C.19 C.20 Nhiều khuyến cáo gần l i dựa định nghĩa d ng sóng theo BS 5698-1 nh thể b ng C.12 C hai định nghĩa áp dụng đ ợc đ i với tiêu chuẩn tham chiếu đến máy phát sóng đơn C.13.7.2 Đặc tính định d ng c a máy phát sóng hỗn hợp Điện áp m ch m : từ 0,5kV đến 6kV thử cho lo i B, 20kV thử cho lo i C Biểu đồ: xem hình C.19, b ng C.12 Dịng ngắn: từ 0,25 đến 3,0kA thử cho lo i B, 10kA thử cho lo i C Biểu đồ dịng: xem hình C.20 b ng C.12 Cực: d ơng/âm Pha chuyển: d i từ 0o đến 360o Chỉ s lặp: lần phút 110 TCXDVN 46 : 2007 Ghi chú: U nguồn cao áp RC điện tr thay đổi cC tụ điện tích điện Rs điện tr định d ng độ dài xung Rm điện tr ph i hợp tr kháng Lr cuộn c m định d ng th i gian nâng Hình C.18 - Sơ đồ m ch n đơn gi n c a máy phát n tr n sóng n từ Hình C.19 - D ng sóng c a n áp m ch hở 111 TCXDVN 46 : 2007 Hình C.20 - D ng sóng c a dòng ngắn m ch 112 TCXDVN 46 : 2007 PH L C D (tham kh o) M t s ví d tính tốn D.1 Ví d tính tốn xác suất sét đánh tổng h p Một bệnh viện thuộc tỉnh Nam Định cao 10m chiếm diện tích 10x12 (m2) Bệnh viện xây dựng vùng đồng bằng, khu vực có cơng trình khác xanh có chiều cao t ơng đ ơng Kết cấu cơng trình bê tông c t thép với mái không ph i kim lo i Để xác định liệu có cần đến hệ th ng ch ng sét hay khơng, tính hệ s r i ro tổng hợp nh sau: a) S vụ sét đánh 1km2 nĕm: Trên s b n đồ mật độ sét đánh cho Hình h ớng dẫn 7.2 xác định đ ợc giá trị Ng 8,2 lần sét đánh xu ng đất km2 nĕm b) Diện tích thu sét: Sử dụng cơng th c (1) sau: Ac = LW+2LH+2WH+ πH2 7.2, diện tích thu sét Ac (m2) đ ợc tính nh = (70x12) + 2(10x10) + 2(12x10) + (π x 100) = 840 + 1400 + 240 + 314 = 2794 m2 c) Xác suất sét đánh: Sử dụng công th c (2) 7.2 xác suất sét đánh nĕm, p là: p = Ac x Ng x 10-6 = 2794 x 8,2 x 10-6 = 22,9 x 10-3 d) Sử dụng hệ s điều chỉnh: Các hệ s sau lần l ợt đ ợc áp dụng: - Hệ s A = 1,7 - Hệ s B = 0,4 - Hệ s C = 1,7 - Hệ s D = 1,0 - Hệ s E = 0,3 Tích hệ s =AxBxCxDxE = 1,7 x 1,0 x 1,7 x 2,0 x 0,3 = 0,35 Xác suất sét đánh tổng hợp là: 22,9 x 0,35 x 10-3 = 8,0 x 10-3 Kết luận: Cần lắp đặt hệ th ng ch ng sét D.2 Ví d tính tốn v liên k t chi ti t kim lo i v i h th ng ch ng sét D ới ví dụ tính tốn để định có hay khơng liên kết chi tiết kim lo i với hệ th ng ch ng sét 113 TCXDVN 46 : 2007 Tình hu ng: ng thép đúc thẳng đ ng đ ợc b trí cách dây xu ng c a hệ th ng ch ng sét 2m đ ợc lắp đặt chung c cao 15m t i thị xã Bắc Ninh, nĕm có 8,2 lần sét đánh xu ng/km² Diện tích c a tịa nhà 40m x 20m (xem Hình D.1) ng Đ ng bao vùng thu sét Hình D.1 - Mặt vùng thu sét Gi thiết: gi thiết m c r i ro chấp nhận p0=10-5, điện tr c a cực n i đất 10 Ω, s l ợng dây xu ng Vấn đề đặt ra: Hãy định có hay khơng nên liên kết ng thép có chiều cao lớn 12m với hệ th ng ch ng sét Trình tự: Mặt vùng đ ợc chọn cho là: L=40m, W= 20m, H=15m Diện tích thu sét: Xác định theo ph ơng trình (1): Ae =LW + 2LH + 2WH + πH² =(40*20)+2(40*15)+2(20*15)+( π*225) =800+1200+600+707 Ae =3307m² (làm tròn 3300m²) Xác suất bị sét đánh Xác định theo ph ơng trình (2): p=Ae * Ng * 10 −6 = 3300 * 8,2 * 10 p=27,06 * 10 −3 −6 lần bị sét đánh nĕm ( làm tròn 27*10 p ( x10 = 10−5 p0 ) −3 lần 37 nĕm) Xác định dòng điện tia sét −3 = 27x10² = 2700 114 TCXDVN 46 : 2007 Vì p lớn 100po nên gi thiết dòng điện sét lớn 200kA (xem Hình 25) GHI CHÚ: Với giá trị p nh 100, c p0 ng độ dịng điện 100 log10 p nh thể Hình 25 p0 Điện áp hệ th ng ch ng sét ng n i đất chiều cao 12m Có tr lo i có liên kết với ng kim lo i không liên kết với cực n i đất, nh sau: ng hợp x y ra, với ng kim a) ng liên kết với cực n i đất Điện áp kháng đ ợc b qua điện áp hệ th ng ch ng sét ng n i đất điện áp tự c m (V=VL) Gi thiết có dây xu ng (n=6), dây xu ng có kích th ớc 25mm x mm, bán kính hiệu dụng re=0,008m, chiều dài m ch l = 12m S=2m, giá trị đ ợc đ a vào ph ơng trình (4) (6) VL đ ợc tính nh sau: V L = 200x10³ x12x 0.46 log10 ( / 0.008 ) = 440 kV Theo Hình 27, kho ng cách 0,85m cần thiết, cộng với 30 % tính đến vị trí góc tổng 1,1m Kho ng cách thực tế 2m, việc liên kết không cần thiết điểm cao c a ng b) ng n i đất nh ng không liên kết ng cực n i đất Tổng điện áp trì b i hệ th ng ch ng sét (V) đ ợc tính nh sau: V=VR+VL Trong VR điện áp kháng phát sinh hệ th ng m ng n i đất VL đ ợc lấy giá trị nh tr VR = ng hợp a) mà VR đ ợc tính thêm vào nh sau: 200 x103 x10 x6 [do cực n i đất có điện tr tính (Ω) nx10] VR=2 MV V =2+0,44 =2,44 MV Từ Hình 27, kho ng cách 6m cần thiết với điện áp nh ng cần đ ợc liên kết với hệ th ng ch ng sét điểm cao thấp để khử điện áp kháng Phần tính tốn ch ng t điện áp t o b i hiệu ng lan truyền sét phụ thuộc ch yếu vào s l ợng dây xu ng độ lớn điện tr đất Khi kho ng cách 2m (bằng kho ng cách ly S) đ ợc sử dụng để đánh giá điện áp phóng điện từ Hình 27, có nghĩa cự ly gần c a chi tiết kim lo i kết n i với ng đến chi tiết kim lo i kết n i với dây xu ng 2m Nếu ng có kho ng cách ly 2m với dây xu ng nh tr ng hợp nh ng thêm vào có nhánh gần với điểm cao c a dây xu ng ph m vi 1m, kho ng cách 1m ph i đ ợc kiểm tra theo Hình 27 với điện áp sét t o để b o đ m có kho ng cách ly thích hợp 115 TCXDVN 46 : 2007 PH L C E (tham kh o) S li u v mật đ sét đánh t i địa danh c a Vi t Nam TT Mật độ sét đánh Tỉnh, Thành ph Huyện (s lần/km2/nĕm) An Giang Tp Long Xuyên, Tx Châu Đ c, An Phú ,Châu Phú,Châu Thành, Chợ Mới, Phú Tân, Tân Châu, Tịnh Biên, Tho i Sơn, Tri Tôn 13,7 Bà Rịa Vũng Tàu Tp Vng Tu, Tx Bà Rịa, Châu Đ c,Côn Đ o, Long Điềm, Đất Đ , Xuyên Mộc 8,2 Tân Thành, Châu Đ c 10,9 Tx Bắc K n, B ch Thông, Chợ Đồn, Chợ Mới, Na Rì, Ngân Sơn, Pác Nặm 8,2 Chợ n 10,9 Bắc Cạn Bắc Giang Tx Bc Giang, Hiệp Hoà, L ng Giang, Lục Nam, Lục Ng n, Sơn Động, Tân Yên, Việt Yên, Yên Dũng, Yên Thế 8,2 B¾c Ninh Tx Bắc Ninh, Gia Bình, L ơng Tài, Quế Võ, Yên Phong 8,2 Từ Sơn, Tiên Du, Thuận Thành 10,9 Tx B c Liêu 10,9 Giá Rai, Đông H i, Hồng Dân, Ph ớc Long, Vĩnh Lợi 13,7 Tx Bến Tre, Châu Thành, Chợ Lách, Giồng Trôm, M Cày 13,7 Th nh Phú, Ba Tri, Bình Đ i 10,9 Tp.Quy Nhơn, Tuy Ph ớc 5,7 An Lão, An Nhơn, Hoài Ân, Hoài Nhơn, Phù Cát, Phù Mỹ, Tây Sơn, Vân Canh, Vĩnh Th nh 8,2 Tx Th Dầu Một, Dĩ An, Tân Uyên, Thuận An 13,7 Bến Cát, Dầu Tiếng, Phú Giáo 14,9 Tx Đồng Xồi, Bình Long, Chơn Thành, Đồng Phú 14,9 Bù Đ p, Bù Đĕng, Lộc Ninh, Ph ớc Long 13,7 Tp Phan Thiết, Hàm Tân, Hàm Thuận Bắc, Hàm Thuận Nam, Tánh Linh 8,2 Đ c Linh 10,9 10 11 116 Bạc Liêu Bến Tre Bình Định Bình Dơng Bình Phớc Bình Thuận TCXDVN 46 : 2007 TT Mật độ sét đánh Tỉnh, Thành ph (s lần/km2/nĕm) Huyện Phú Quý 7,0 Bắc Bình 5,7 Tuy Phong 3,4 12 Cµ Mau Tx Cà Mau, U Minh, Thới Bình, Trần Vĕn Th i, Cái N ớc, Đầm Dơi, Phú Tân, Nĕm Cĕn, Ngọc Hiển 13,7 13 Cao B»ng Tx Cao Bằng, B o L c, B o Lâm, Hà Qu ng, H Lang, Hà An, Ngun Bình, Phục Hồ, Qu ng Uyên, Th ch An, Thông Nông, Trà Lĩnh, Trựng Khỏnh 9,2 14 Cần Thơ Q Bỡnh Th y, Q Cái Rĕng, Q Ninh Kiều, Q Ơ Mơn, C Đ , Phong Điền,Th t N t, Vĩnh Th nh 13,7 15 Đà Nẵng Q H i Chõu, Q Liờn Chiểu, Q Ngũ Hành Sơn, Q Sơn Trà, Thanh Khê, Hịa Vang 8,2 Hồng Sa 7,0 Tp Bn Ma Thuột, Buôn Đôn, Ea Súp, C M'Gar, Ea H'Leo, Krông Buk, Krông Nĕng 13,7 Krông Pĕk, Krông Ana, Lắk, Krông Bông, Ea Kar 10,9 M'Đrắk 8,2 Tp Điện Biên Ph , Điện Biên, Điện Biên Đông 8,2 Tx M ng Lay, M Chựa, Tun Giỏo 10,9 16 17 18 19 Đắc Lắk Điện biên Đắc Nông Đồng Nai ng ch, M ng Nhé, T a Đắk Nông, Krông Nô 10,9 Đắk Mil, Đắk R' Lấp, Đắk Song 13,7 Tp Biên Hòa, Long Thành, Nhơn Tr ch, Vĩnh Cửu, Tr ng Bom 13,7 Tx Long Khánh, Tân Phú, Định Quán, Th ng Nht 10,9 Xuõn Lc, Cm M 8,2 20 Đồng Tháp Tx Cao Lãnh, Lấp Vò, Sa Đéc, Tân Hồng, Tam Nơng, Tháp M i, Hồng Ngự, Cao Lãnh, Thanh Bình, Lai Vung, Châu Thành 13,7 21 Gia Lai Tx An Khê, Ch Pah, Ia Grai, Mang Yang, Đắc Đoa, Đắc Pơ 8,2 Tp Pleiku, K’Bang, Ia Pa, Đ c Cơ, Krông Pa 10,9 Ch Prông, Ch Sê, A Yun Pa 13,7 Tx Hà Giang, Bắc Mê, Bắc Quang, Mèo V c, Qu n 10,9 22 Hµ Giang 117 TCXDVN 46 : 2007 TT Mật độ sét đánh Tỉnh, Thành ph Huyện (s lần/km2/nĕm) B , Vị Xuyên, 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 118 Hµ Nam Hà Nội Hà Tây Hà Tĩnh Hu giang Hải Dơng Hải Phòng Hoà Bình Hng Yên Khánh Hoà Hong Su Phì, Quang Bình, Xín Mần, Đồng Vĕn, Mèo V c, Yên Minh 8,2 Tx Ph Lý, Kim B ng, Thanh Liêm, Duy Tiên 10,9 Bình Lục, Lý Nhân 8,2 Q Ba Đình, Q Cầu Giấy, Q Đ ng Đa, Q Hai Bà Tr ng, Q Hoàng Mai, Q Hoàn Kiếm, Q Long Biên, Q Tây Hồ, Q Thanh Xuân, Gia Lâm, Thanh Trì, Từ Liêm, Đơng Anh 10,9 Sóc Sơn 8,2 Tx Hà Đơng, Tx Sơn Tây , Ba Vì, Ch ơng Mỹ, Đan Ph ợng, Hoài Đ c, Mỹ Đ c, Phú Xuyên, Phúc Thọ, Qu c Oai, Th ch Thất, Thanh Oai, Th ng Tín, ng Hịa 10,9 Phúc Thọ, Đan Ph ợng, Th ch Thất, Qu c O i, Hoài Đ c 8,2 Tx Hà Tĩnh, Cẩm Xuyên, Can Lộc, Đ c Thọ, H ơng Sơn, Kỳ Anh, Nghi Xuân, Th ch Hà, Vũ Quang 8,2 H ơng Khê 10,9 Châu Thành, Phụng Hiệp 10,9 Tx Vị Thanh, Vị Thuỷ, Long Mỹ, Châu Thành A 13,7 Tp H i D ơng, Bình Giang, Cẩm Giàng, Chí Linh, Gia Lộc, Nam Sách, Ninh Giang, Thanh Miện 8,2 Kinh Môn, Kim Thành, Thanh Hà, T Kỳ 10,9 Q Hồng Bàng, Q Kiến An, Q Lê Chân, Q Ngô Quyền, An D ơng, An Lão, Kiến An, B ch Long Vĩ, Th y Nguyên, 10,9 Q H i An , Tx Đồ Sơn, Tiên Lãng, Vĩnh B o, Kiến Thụy, Cát H i 8,2 Tx Hịa Bình, Đà Bắc, Kim Bôi, Kỳ Sơn, L c Th y, L ơng Sơn, Mai Châu 10,9 Cao Phong, Tân L c, L c Sơn, Yên Th y 13,7 Tx H ng Yên, Phù Cừ , Tiên Lữ 8,2 Ân Thi , Khoái Châu, Kim Động, Mỹ Hào, Vĕn Giang, Vĕn Lâm, Yên Mỹ 10,9 Tp Nha Trang 3,4 TCXDVN 46 : 2007 TT Mật độ sét đánh Tỉnh, Thành ph (s lần/km2/nĕm) Huyện 33 34 35 36 Kiên Giang Kon Tum Lâm Đồng Lµo Cai Tx Cam Ranh, Diên Khánh, V n Ninh, Ninh Hòa 5,7 Khánh Sơn, Khánh Vĩnh 8,2 Tr 7,0 ng Sa Tx R ch Giá, Tx Hà Tiên, An Biên, An Minh, Châu Thành, Giồng Riềng, Gò Quao, Hòn Đất, Kiên H i, Kiên L ơng, Tân Hiệp, Vĩnh Thuận 13,7 Phú Qu c 7,0 Tx Kom Tum, Kon Plông, Kon Rẫy, Đắk Glei, Đắk Hà, Sa Thầy 8,2 Đắk Tô, Ngọc Hồi 5,7 Tp Đà L t , Đam Rông, Đơn D ơng, Đ c Trọng, Lâm Hà 10,9 Tx B o Lộc, B o Lâm, Cát Tiên, Di Linh 8,2 Đ Huoai, Đ Tẻh 5,7 L c D ơng 13,7 Tp Lào Cai, Sa Pa, Bắc Hà, Bát Xát, M Kh ơng, Si Ma Cai ng 8,2 B o Thắng, B o Yên, Vĕn Bàn 10,9 37 Lạng Sơn Tx L ng Sn, Bc Sn, Bỡnh Gia, Cao Lộc, Chi Lĕng, Đình Lập, Hữu Lũng, Lộc Bình, Tràng Định, Vĕn Lãng, Vĕn Quan 8,2 38 Lai Ch©u Tx Lai Châu, Tx Lai Châu, M ng Tè, Phong Thổ, Sìn Hồ, Tam Đ ng, Than Uyên 8,2 39 Long An Tx Tân An, Bến L c, Cần Đ ớc, Cần Guộc, Châu Thành, Đ c Hòa, Tân Trụ, Tân H ng, Tân Th nh, Th Thừa 13,7 Đ c Huệ, Mộc Hóa, Th nh Hóa, Vĩnh H ng 14,9 41 Nam Định Tp Nam nh, Giao Th y, H i Hậu, Mỹ Lộc, Nam Trực, Nghĩa H ng, Trực Ninh, Vụ B n, Xuân Tr ng, Ý Yên 8,2 42 NghƯ An Tp Vinh, Tx Cửa Lị, H ng Nguyên, Nam Đàn, Thanh Ch ơng, Đô L ơng, Yên Thành, Quỳnh L u, Diễn Châu 8,2 Anh Sơn, Con Cuông, Nghĩa Đàn, Tân Kỳ, T ơng D ơng, Kỳ Sơn, Quế Phong 10,9 Quỳ Châu, Quỳ Hợp 13,7 119 TCXDVN 46 : 2007 TT Mật độ sét đánh Tỉnh, Thành ph Huyện 43 44 Ninh B×nh Ninh ThuËn (s lần/km2/nĕm) Tx Ninh Bình Tx Tam Điệp, Hoa L , Kim Sơn, Yên Khánh, Yên Mô 8,2 Gia Viễn, Nho Quan 10,9 Tx Phan Rang, Ninh Ph ớc 1,4 Bắc Ái, Ninh Sơn 5,7 Ninh H i 3,4 45 Phó Thä Tp Việt Trì, Tx Phú Thọ, Đoan Hùng, H Hồ, Lâm Thao, Phù Ninh, Cẩm Khê, Tam Nơng, Thanh Ba, Thanh Sơn, Thanh Thuỷ, Yên Lập 10,9 46 Phó Yªn Tp Tuy Hịa 3,4 Đơng Xn, Sơng Hinh, Sơn Hịa 8,2 Phù Hịa, Sơng Cầu, Tuy An, Tuy Hòa 5,7 Tp Đồng Hới, B Tr ch, Lệ Th y, Minh Hóa, Qu ng Ninh, Qu ng Tr ch 8,2 Tuyên Hóa 10,9 Tx Tam Kỳ, Tx Hội An, Bắc Trà My, Duy Xuyên, Đ i Lộc, Điện Bàn, Nam Trà My, Phú Ninh, Núi Thành, Quế Sơn, Thĕng Bình, Tiên Ph ớc, Hiệp Đ c 8,2 Đơng Giang, Nam Giang, Ph ớc Sơn, Tây Giang, Nam Trà My 10,9 Tx Qu ng Ngãi, Bình Sơn, Đ c Phổ, Lý Sơn, Mộ Đ c, Nghĩa Hành, T Nghĩa, Sơn Tịnh 8,2 Ba Tơ, Minh Long, Sơn Hà, Sơn Tây, Tây Trà, Trà Bồng 10,9 Tp H Long, Tx Uông Bí, Đơng Triều, u H ng, Hồnh Bồ, Bình Liêu 8,2 Tx Móng Cái, Ba Chẽ, Cơ Tơ, Đầm Hà, H i Hà, Hoành Bồ, Tiên Yên, Vân Đồ, Cẩm Ph 10,9 Tx Đông Hà, Cam Lộ, Cồn C , Đa Krơng, Gio Linh, H i Lĕng, H ớng Hóa, Vĩnh Linh 8,2 Tx Qu ng Trị, Đa Krông, H i Lĕng, Triệu Phong 10,9 47 48 49 50 51 Quảng Bình Quảng Nam Quảng NgÃi Quảng Ninh Quảng Trị 52 S¬n La Tx Sơn La, Bắc Yên, Mai Sơn, Mộc Châu , M ng La, Phù Yên, Quỳnh Nhai, Sông Mã, S p Cộp, Thuận Châu, Yên Châu 10,9 53 Sóc Trăng Tx Súc Trng, Cự Lao Dung, K Sách, Long Phú, 10,9 120 TCXDVN 46 : 2007 TT Mật độ sét đánh Tỉnh, Thành ph Huyện (s lần/km2/nĕm) Mỹ Xuyên, Vĩnh Châu 54 T©y Ninh Mỹ Tú, Ngã Nĕm, Th nh Trị 13,7 Tx Tây Ninh, Châu Thành, Hòa Thành, Tân Biên, Tân Châu 13,7 Gò Dầu, Tr ng Bàng, Bến cầu, D ơng Minh Châu 14,9 55 Thái Bình Tp Thỏi Bỡnh, ụng H ng, H ng Hà, Kiến X ơng, Quỳnh Phụ, Thái Thụy, Tiền H i, V Th 8,2 56 Thái Nguyên Tp Thỏi Nguyờn, Định Hóa, Đồng Hỷ, Phổ n, Phú Bình, Phú L ơng,Võ Nhai, Tx.Sông Công, Đ i Từ 8,2 57 Thanh Ho¸ Tp Thanh Hóa, Tx Bỉm Sơn, Tx Sầm Sơn, Đơng Sơn, Hà Trung, Hậu Lộc, Hoằng Hóa, Nh Thanh, Nh Xn, Nơng C ng, Nga Sơn, Thiệu Hóa, Thọ Xuân,Qu ng X ơng, Tĩnh Gia, Triêu Sơn, Vĩnh Lộc, Yên Định 8,2 Bá Th ớc, Th ch Thành, Cẩm Th y 13,7 Lang Chánh, M ớng Lát, Quan Hóa, Quan Sơn, Th ng Xuân, Ngọc Lặc, Cẩm Th y 10,9 Tp Huế, Phong Điền, Phú Lộc, Phú Vang, Qu ng Điền 10,9 A L ới, H ơng Trà, H ơng Th y, Nam Đơng 13,7 58 Thõa Thiªn H 59 TiỊn Giang Tp Mỹ Tho, Tx Gị Cơng, Cái Bè, Cai Lậy, Châu Thành, Tân Ph ớc, Chợ G o, Gị Cơng Đơng, Gị Cơng Tây 13,7 60 Tp Hå ChÝ Minh Quận 2,Quận 3, Quận 4, Quận 5, Quận 6, Quận 7, Quận 8,Quận 9, Quận 10, Quận 11, Q Tân Phú, Q Bình Tân, Q Bình Th nh, Q Gị Vấp, Q Phú Nhuận, Q Tân Bình, Q Th Đ c, Bình Chánh, Nhà Bè, Hóc Mơn 13,7 Cần Gi 10,9 C Chi 14,9 Tx Trà Vinh, Càng Long 13,7 Cầu Kè, Cầu Ngang, Châu Thành, Duyên H i, Tiểu Cần, Trà Cú 10,9 Tx Tuyên Quang, Chiêm Hóa, Hàm Yên, Na Hang, Sơn D ơng 10,9 Sn D ng 8,2 61 62 Trà Vinh Tuyên Quang 121 TCXDVN 46 : 2007 TT Mật độ sét đánh Tỉnh, Thành ph (s lần/km2/nĕm) Huyện 63 64 65 VÜnh Long Vĩnh Phúc Yên Bái Tx Vnh Long, Long H, Mang Thít 13,7 Tam Bình, Trà Ơn, Vũng Liêm, Bình Minh 10,9 Tp Vĩnh Yên, Tx Phúc Yên, Bình Xuyên, Lập Th ch, Tam D ơng, Vĩnh T ng, Yên L c 10,9 Tam Đ o, Mê Linh 8,2 Tp Yên Bái, Tx Nghĩa Lộ, Lục Yên, Mù Cang Ch i, Tr m Tấu, Trấn Yên, Vĕn Chấn, Vĕn Yên, Yên Bình 10,9 GHI CHÚ: S liệu tham kh o Đ i với huyện có đ b ng E.1 đ ợc tra theo b n đồ ng đồng m c cắt qua, mật độ sét lấy theo giá trị đ vùng huyện bị nh h Mật độ sét 122 Hình khuyến cáo 7.2 ng đồng m c lân cận cao mà ng h i đ o đ ợc Viện Vật lý địa cầu khuyến cáo lấy từ 2,5 đến 7,0 lần/km /nĕm ... p0 = 10-5 nĕm cần ph i b trí hệ th ng ch ng sét TCXDVN 46 : 2007 Hình B n đồ s ngày có sét đánh nĕm toàn th gi i TCXDVN 46 : 2007 Hình Hình 10 TCXDVN 46 : 2007 7.5 Các h s u chỉnh: B ng đến B... Nhìn chung, liên kết biện pháp th ng đ ợc sử dụng 41 TCXDVN 46 : 2007 Bê tông Bê tơng phan Át Bê tơng phan Át Bê tơng Hình 22 Hình 23 Ví d v c c n i đất có l p bọc đ 42 c sử d ng k t cấu b ch a TCXDVN. .. (trên 20m), th hi n b phận thu sét, dây xu ng liên k t v i b phận nhô lên mái TCXDVN 46 : 2007 40 L ới thu sét mái TCXDVN 46 : 2007 Nếu h n chế khơng gian địi h i sử dụng cách b trí song song