NFPA 780 là Tiêu chuẩn cho việc thiết lập hệ thống chống sét của Hoa Kỳ. Bản dịch thuật giúp bạn tham khảo về công nghệ chống sét được áp dụng tại Hoa Kỳ, là cơ sở giúp bạn hiểu và có lựa chọn tốt hơn để chống sét cho công trình.
Tiêu chuẩn cho việc thiết lập hệ thống chống sét - NFPA 780 (Hoa Kỳ) Lời người dịch: “Tôi người ủng hộ phương pháp chống sét cổ điển, nên cố gắng dịch tiêu chuẩn Mỹ gửi tới người, hy vọng có ích!” NFPA 780 – dịch thuật Chương I: Giới thiệu 1.1 Phạm vi Tài liệu bao gồm yêu cầu việc thiết lập hệ thống chống sét cổ điển sau: Những cầu trúc thông thường Những cấu trúc hỗn hợp đặc biệt Những cơng trình cơng nghiệp Tàu thuyền Những cấu trúc chứa dễ cháy, khí gases, hay chất lỏng cho khí dễ cháy 1.1.2* Tài liệu khơng bao gồm yêu cầu cho việc cài đặt hệ thống chống sét sau: Những nhà máy chứa chất dễ nổ hay kho vũ khí Nhà máy phát điện, hệ thống lưới điện 1.1.3 Tài liệu không bao gồm yêu cầu thiết lập hệ thống chống sét cho hệ thống phát tia tiên đạo (early streamer emission – ESE) hay hệ thống phân tán điện tích (charge dissipation systems) 1.2 Mục đích Mục đích tài liệu cung cấp hoạt động thực tiễn bảo vệ người, tài sản khoải mối nguy hiểm phát sinh từ việc tiếp xúc với tia sét 1.3 Danh sách niêm yết, nhãn thành phần chấp thuận Trường hợp phụ kiện, thiết bị, hay thành phần khác phải liệt kê, dán nhãn theo yêu cầu tiêu chuẩn đươc sử dụng Nếu không, thành phần phải chấp thuận quan có thẩm quyền 1.4 Thực thiết lập hệ thống Hệ thống chống sét phải thiết lập cách gọn gang người thợ lành nghề 1.5 Bảo trì Các khuyến cáo hướng dẫn bảo trì hệ thống chống sét phải cung cấp tới người sử dụng hoàn thành việc thiết lập hệ thống 1.6 Đơn vị đo lường Các đơn vị đo lường tiêu chuẩn phù hợp với hệ thống đo lường đại hóa biết đến với tên gọi hệ thống đơn vị quốc tế Nếu giá trị để đo lường đưa tiêu chuẩn theo sau giá trị tương đương đơn vị khác, giá trị cơng bố sử dụng Một giá trị tương đương có nghĩa gần NFPA 780 – dịch thuật Chương 2: Thuật ngữ định nghĩa 2.1 Các định nghĩa 2.1.1* Thiết bị đầu cuối Thiết bị chấm dứt cú đánh điểm hấp thụ tia sét vào hệt thống chống sét 2.1.2* Sự chấp thuận Sự chấp thuận quan có thẩm quyền 2.1.3* Cơ quan có thẩm quyền Tổ chức, văn phịng hay cá nhân chịu trách nhiệm việc phê duyệt thiết bị, vật liệu, việc thiết lập hay thủ tục 2.1.4 Sự liên kết Một kết nối điện đối tượng dẫn điện thành phần hệ thống chống sét nhằm làm giảm đáng kể chênh lệch tiềm tia sét tạo 2.1.5* Cáp Một dây dẫn tạo thành từ sợi xoắn vào 2.1.6 Ống khói Một cột khói hay cột thơng có ống khói với diện tích mặt cắt ngang thấp 500 in2 (0.3m2) tổng chiều cao hay 75 ft (23m) thấp 2.1.7* Vật liệu lớp I Dây thoát sét, thiết bị đầu cuối, cọc tiếp địa, phụ kiện kèm theo tiêu chuẩn để bảo vệ công trình khơng q 75 ft (23m) 2.1.8* Vật liệu lớp II Dây thoát sét, thiết bị đầu cuối, cọc tiếp địa, phụ kiện kèm theo tiêu chuẩn để bảo vệ cơng trình cao 75 ft (23m) 2.1.9 Chất cháy lỏng Được xác định theo quy trình thử nghiệm (kín) quy định tiêu chuẩn NFPA 30, chất lỏng dễ cháy chất lỏng có điểm cháy cao 100oF (37.8oC), chất dễ cháy chất lỏng dễ cháy có mã 1.7.4 Chất cháy lỏng phân loại theo cấp II cấp III sau: (a) Chất lỏng cấp II – chất lỏng có điểm cháy từ 100oF (37.8oC) đến 140oF (60oC); (b) Chất lỏng cấp IIIA – chất lỏng có điểm cháy cao 140oF (60oC) thấp 200oF (90oC); (c) Chất lỏng cấp IIIB – chất lỏng có điểm cháy cao 200oF (90oC) 2.1.10 Dây dẫn 2.1.10.1 Dây nối đất Là dây dẫn dùng để cân chênh lệch điện áp (hay dòng) hệ thống tiếp địa hệ thống chống sét 2.1.10.2 Dây dẫn Là dây dẫn dùng để đưa dòng sét từ thiết bị đầu cuối xuống hệ thống tiếp địa Dây dẫn đóng vai trị thiết bị đầu cuối 2.1.11 Thép mạ đồng Là thép với lớp đồng bọc bên 2.1.12 Vật liệu nổ Bao gồm thuốc nổ, kíp nổ cho phép vận chuyển Sở giao thơng vận tải Bộ Quốc Phịng 2.1.13 Chốt khóa Là phụ kiện để cố định dây dẫn cơng trình, mà Việt Nam hay gọi ốc cố định cáp 2.1.14 Chống lửa Như máy đo nở tự đóng, van xả áp lực chân không, van hãm lửa, hay thiết bị phù hợp khác có tác dụng giảm thiểu khả lửa vào bể chứa khí 2.1.15* Hỗn hợp dễ cháy Là dễ cháy trộn với khơng khí theo tỷ lệ định tạo hỗn hợp khí cháy nhanh gặp lửa NFPA 780 – dịch thuật 2.1.16 Chất lỏng dễ cháy Bất kỳ chất lỏng có điểm cháy đo lường theo quy trình thử nghiệm (đóng) tiêu chuẩn NFPA 30 100oF (37.8oC Chất lỏng dễ cháy phân loại theo cấp I sau: (a) Chất lỏng cấp I – chất lỏng có điểm cháy 100 oF (37.8oC) với áp suất tuyệt đối (RVP) không 40 psia (2068.6 mm Hg) 100oF (37.8oC) Chất lỏng cấp I tiếp tục phân loại thành: (1) Chất lỏng cấp IA – chất lỏng có điểm cháy 73oF (22.8oC) điểm sôi 100oF (37.8oC); (2) Chất lỏng cấp IB – chất lỏng có điểm cháy 73oF (22.8oC) điểm sôi 100oF (37.8oC); (3) Chất lỏng cấp IC – chất lỏng có điểm cháy cao 73 oF (22.8oC) 100oF (37.8oC) 2.1.17 Hơi dễ cháy Là phát từ chất lỏng dễ cháy hay chất cháy lỏng cao điểm cháy 2.1.18 Điểm cháy Là nhiệt độ tối thiểu chất lỏng (trong bình) phát với nồng độ đủ để tạo hỗn hợp dễ cháy tiếp xúc với khơng khí Nhiệt độ xác định thiết bị quy trình test phù hợp 2.1.19 Kín khí Mơ tả cấu trúc xây dựng cho gas hay khơng khí khơng thể vào khỏi ngoại trừ lỗ thông hay đường ống thiết lập sẵn 2.1.20 Điện cực tiếp đất Là phần hệ thống chống sét, cọc tiếp địa, tiếp địa, hay dây dẫn tiếp địa dùng để kết nối dòng điện với đất 2.1.21 Sự tiếp đất Là kết nối với đất 2.1.22 Cơng trình cao ốc Là cấu trúc có chiều cao 75 ft (23m) 2.1.23 Nhãn Thiết bị, vật tư dán nhãn, biểu tượng đánh dấu nhận dạng tổ chức phải chấp thuận từ quan có thẩm quyền Và thiết bị, vật tư phải đánh giá, kiểm tra định kỳ để xác nhận phù hợp với tiêu chuẩn hay hoạt động quy định 2.1.24* Hệ thống chống sét Là hệ thống hoàn chỉnh bao gồm thiết bị đầu cuối, dây dẫn, điện cực tiếp đất, dây dẫn kết nối, thiết bị chống xung (SPD), phụ kiện cần thiết để hoàn thành hệ thống 2.1.24.1 Hệ thống chống sét móc xích Một hệ thống chống sét bao gồm hay nhiều dây nối đất cao đáp ứng yêu cầu Chương Mỗi dây nối đất cao tạo thành dây móc xích dây cột buồm có chức thiết bị đầu cuối dây dẫn 2.1.25* Danh sách niêm yết Thiết bị, vật tư hay dịch vụ danh sách công bố công ty phải chấp thuận quan có thẩm quyền Sự đánh gía sản phẩm hay dịch vụ phải thực định kỳ để xác nhận tuyển bố người sở hữu danh sách niêm yết phù hợp với tiêu chuẩn kiểm tra phù hợp với mục đích định sẵn 2.1.26 Vịng dẫn Một dây dẫn bao quanh cơng trình sử dụng để kết nối điện cực tiếp địa, dây dẫn hay nối đất khác 2.1.27 Cấu trúc phủ kim loại Là cấu trúc với mặt bên mái nhà, hay mặt mái nhà bao bọc kim loại 2.1.28 Cấu trúc khung thép Là kết cấu dẫn điện liên tục với kích thước đủ lớn đóng vai trị dây dẫn sét tiêu chuẩn 2.1.19 Sẽ - Phải (Shall) Chỉ yêu cầu bắt buộc 2.1.30 Nên (Should) Chỉ đề xuất hay khuyến nghị khơng có tính bắt buộc NFPA 780 – dịch thuật 2.1.31 Tia lửa điện (sideflash) Một tia lửa điện tạo từ chênh lệch điện áp thành phần dây dẫn hay dây dẫn với thành phần hệ thống chống sét hay với mặt đất 2.1.32 Ống phóng điện Thuật ngữ sử dụng nhiều tiêu chuẩn Bất kỳ khoảng không ngắn cách điện hai dây dẫn 2.1.33 Ống khói cơng nghiệp Một ống khói hay lỗ thơng có diện tích bề mặt cắt ngang lớn 500 in2 (0.3 m2) chiều cao 75 ft (23m) 2.1.34 Điện cực thu sét Một phần hệ thống chống sét để chặn tia sét dẫn xuống phần tiếp đất Thiết bị chặn sét bao gồm thiết bị đầu cuối (kim thu sét), phận kim loại cấu trúc miêu tả khoản 3.9, dây dẫn nối đất cao hệ thống chống sét mắt xích 2.1.35 Khoảng cách chặn (tia sét) Khoảng cách phía thiết bị chặn sét với đỉnh đầu tia sét đánh xuống 2.1.36 Van chống sét Một thiết bị sử dụng để giới hạn xung điện áp cách xả hay dẫn (cho qua) dòng xung Nó chặn dịng tải thường qua trì khả xả dẫn dịng xung qua 2.1.37 Khe hở khí Một khe hở xuyên qua lớn vỏ thùng chứa mái nằm bề mặt kho lưu trữ chất lỏng Như khe hở cung cấp cho thùng chứa khả khí, quan trắc, chống cháy hay mục đích hoạt động khác 2.1.38 Tàu thuyền Để phù hợp với mục đích tài liệu này, tàu thuyền tất loại hình tàu thuyển có trọng tải 272 sử dụng cho mục đích thương mại, giải trí khơng bao gồm thủy phi cơ, tàu đổ (hovercraft), tàu chở chất lỏng dễ cháy tàu ngầm 2.1.39 Phạm vi bảo vệ Là khoảng không gian tiếp giáp với hệ thống chống sét mà không bị ảnh hưởng đáng kể tia sét trực tiếp NFPA 780 – dịch thuật Chương 3: Bảo vệ cho cấu trúc thông thường 3.1 Tổng quan 3.1.1 Cấu trúc thông thường Một cấu trúc thông thường cấu trúc sử dụng cho mục đích thơng thường cho dù thương mại, công nghiệp, nông nghiệp, quan, hay nhà Cấu trúc thông thường bảo vệ sau: Những cấu trúc thông thường cao không 75 ft (23m) bảo vệ với vật liệu Class I bảng 3.1.1 (a) Những cấu trúc thông thường cao 75 ft (23m) bảo vệ với vật liệu Class II bảng 3.1.1 (b) Nếu phần cấu trúc vượt 75 ft (23m) (ví dụ tháp chng) phần cịn lại khơng tới 23 m, yêu cầu sử dụng thiết bị đầu cuối dây dẫn cho phần vượt 23m Class II Dây dẫn Class II sử dụng từ phần cao phải mở rộng xuống đất phải kết nối với với cân hệ thống 3.1.2 Các loại mái nhà độ dốc mái (Pitch) Với mục đích tài liệu này, bảo vệ cho mái nhà khác thể hình 3.1.2 (a), bảo vệ cho mái dốc thể hình 3.1.2 (b) 3.2 Vật liệu Hệ thống bảo vệ phải làm vật liệu chống ăn mòn bảo vệ khỏi ăn mòn Sự kết hợp vật liệu tạo thành cặp điện phân với tính chất làm tăng tốc độ ăn mịn có độ ẩm ăn mịn khơng sử dụng Một nhiều vật liệu sử dụng (a) Đồng Đồng phải phân loại theo yêu cầu truyền tải điện thương mại suất dẫn phải đạt 95% luyện xong (b) Hợp kim đồng Hợp kim đồng phải có khả chống ăn mịn đồng (c) Nhôm Nhôm không sử dụng nơi kết nối với đất hay nơi bị xuống cấp nhanh chóng Dây dẫn điện nhôm phải phân loại 3.2.1 Vật liệu đồng chống sét không đặt mái nhôm, vách nhôm hay bề mặt nhôm 3.2.2 Vật liệu nhôm chống sét không đặt bề mặt đồng NFPA 780 – dịch thuật 3.3 Bảo vệ chống ăn mòn Là nhằm chống lại xuống cấp thành phần hệ thống chống sét ảnh hưởng điều kiện môi trường địa phương Vật liệu đồng 24 in (600 mm) gắn đỉnh ống khói (hay lỗ thơng hơi) thải khí ăn mịn phải bảo vệ lớp phủ chì nhúng nóng tương đương Bảng 3.1.1 (a) Yêu cầu vật liệu Class I mức thấp Loại vật liệu Thiết bị đầu cuối, đặc Thiết bị đầu cuối, ống rỗng Dây dẫn chính, cáp Dây dẫn chính, dẹp đặc Dây dẫn đất, cáp (đặc rỗng) Dây dẫn đất, dẹp đặc Đường kính Đồng English Met 3/8 in 9.5 mm Nhơm English Met ½ in 12.7 mm Đường kính Độ dày Kích thước sợi Trọng lượng Diện tích Độ dày Chiều rộng Kích thước sợi Diện tích Độ dày Chiều rộng 5/8 in 0.33 in 17 AWG 187 lb/1000 ft 57,400 CM 0.051 in in 17 AWG 26,240 CM 0.051 in ½ in 5/8 in 0.064 in 14 AWG 95 lb/1000 ft 98,600 CM 0.064 in in 14AWG 41,100 CM 0.064 in ½ in Tham số 15.9 mm 0.8 mm 278 g/m 29 mm2 1.30 mm 25.4 mm 1.30 mm 12.7 mm 15.9 mm 1.6 mm 141 g/m 50 mm2 1.63 mm 25.4 mm 1.63 mm 12.7 mm Bảng 3.1.1 (b) Yêu cầu tối thiểu vật liệu Class II Loại vật liệu Thiết bị đầu cuối, đặc Dây dẫn chính, cáp Dây dẫn đất, cáp (đặc rỗng) Dây dẫn đất, dẹp đặc Đường kính Đồng English Met ½ in 12.7 mm Nhơm English Met 5/8 in 15.9 mm Kích thước sợi Trọng lượng Diện tích Kích thước sợi Diện tích Độ dày Chiều rộng 15 AWG 375 lb/1000 ft 115,000 CM 17 AWG 26,240 CM 0.051 in ½ in 13 AWG 190 lb/1000 ft 192,000 CM 14AWG 41,100 CM 0.064 in ½ in Tham số 558 g/m 58 mm2 1.30 mm 12.7 mm 283 g/m 97 mm2 1.63 mm 12.7 mm Hình 3.1.2 (a) Các loại mái phương pháp bảo vệ (hình chiếu chiếu đứng) NFPA 780 – dịch thuật Hình 3.1.2 (b) Độ dốc mái NFPA 780 – dịch thuật 3.4 Thiệt hại học Bất kỳ phần hệ thống chống sét tổn hại nên chúng phải bảo vệ vỏ bọc hay khuôn bảo vệ cố định Nếu dây dẫn luồn ống kim loại hay hệ thống ống dây dẫn ống hay hai đầu hệ thống ống phải dẫn điện 3.5 Sử dụng Nhôm Hệ thống nhôm phải lắp đặt phù hợp với phận khác sau 3.5.1 Thiết bị chống sét Nhôm không lắp đặt vật liệu đồng, bề mặt đồng nơi tiếp xúc với dùng nước chảy từ bề mặt Đồng 3.5.2 Vật liệu nhôm không sử dụng nơi tiếp xúc với đất Phụ kiện dùng kết nối dây dẫn đồng với thiết bị tiếp đất đồng hay bọc đồng phải loại lưỡng kim Lưỡng kim dùng để kết nối phải cao mặt đất từ 18 in (457 mm) 3.5.3 Đầu nối phụ kiện phải phù hợp sử dụng với dây dẫn bề mặt mà chúng tiếp xúc lắp đặt Đầu nối phụ kiện lưỡng tính phải sử dụng để nghép nối kim loại tiếp địa khác 3.5.4 Một dây dẫn Nhôm không gắn bề mặt kim loại phủ sơn có tính kiềm, gắn vào tường bê tong, hay lắp đặt nơi có độ ẩm cao NFPA 780 – dịch thuật 3.6 Điện cực thu sét Điện cực thu sét phải lắp đặt nơi có yêu cầu phần khác tiêu chuẩn Cấu trúc có phận kim loại tiếp xúc trực tiếp với sét có độ dày 3/16 in (4.8 mm) yêu cầu kết nối với hệ thống chống sét Kết nối cung cấp them tối thiểu hai đường dẫn sét xuống đất Cấu trúc nằm vùng bảo vệ khơng cần thiết phải lắp đặt điện cực thu sét 3.6.1* Chiều cao thiết bị đầu cuối Đỉnh thiết bị đầu cuối (kim thu sét) phải không thấp 10 in (254 mm) sô với bề mặt hay đối tượng bảo vệ, hình 3.6.1 Hình 3.6.1 Chiều cao thiết bị đầu cuối A: 10 in (254 mm) Note: thiết bị đầu cuối nhọn tù 3.6.2 Linh kiện hỗ trợ thiết bị đầu cuối Thiết bị đầu cuối bị đổ nên phải chống lại điều theo hai phương pháp sau: Gắn vào đối tượng bảo vệ Niềng cố định vào cơng trình Thiết bị đầu cuối cao 24 in (600 mm) so với mặt phẳng hay đối tượng bảo vệ phải bổ sung thiết bị đầu cuối điểm khơng thấp ½ chiều cao nó, hình 3.6.2 10 NFPA 780 – dịch thuật 20 ft (6.1 m) cáp đồng dẫn Vịng dây đất khơng nhỏ kích thước dây dẫn Hình 3.13.3 Vòng điện cực đất 3.13.4* Hướng tâm (chân chim) Một hệ thống tiếp địa hướng tâm bao gồm nhiều dây dẫn có kích thước dây dẫn chia theo hướng riêng biệt từ vị trí dây dẫn xuống Mỗi điện cực hướng tâm có chiều dài 12 ft (3.7 m), sâu cách mặt đất 18 in (0.5 m), điện cực tạo góc khơng q 90o 3.13.5 Tấm điện cực hay tiếp đất Một tiếp đất có độ dày tối thiểu 0.032 in (0.8 mm) diện tích bề mặt thấp ft (0.18 m2) Tấm tiếp địa lắp đặt mặt đất tối thiểu 18 in (0.5 m) 3.13.6 Kết hợp Việc kết hợp vật liệu tiếp địa mục 3.13 thơng qua 3.13.7 Tiêu chí lựa chọn điện cực tiếp địa Những hạn chế vùng điều kiện đất đai phải xem xét để lựa chọn hay kết hợp loại điện cực tiếp địa sử dụng phù hợp 3.13.7.1 Mặt đất nông Phương pháp 3.13.2 đến 3.13.5 sử dụng trường hợp Do lớp đất mặt có độ dày ft (0.3 m) nên cáp thoát sét đặt đường rãnh sâu từ ft (0.3m) đến ft (0.6m) đất sét hay ft đất sỏi Dây dẫn đặt trực tiếp móng cách bên ngồi chân móng tối thiểu ft (0.6m) Phía cuối cáp gắn với đồng tiếp đất mục 3.13.5 28 NFPA 780 – dịch thuật 3.13.7.2 Đất cát Cát sỏi dẫn điện đặc trưng vùng đất nghèo có điện trở cao, nên vùng phải sử dụng nhiều điện cực tiếp đất để gia tăng hệ thống tiếp địa làm giảm điện trở đất hình 3.13.7.2 Hình 3.13.7.2 Hệ thống tiếp đất vùng đất cát sỏi 3.14 Hệ thống tiếp đất thông thường 3.14.1 Tổng quan Tất vật liệu, thiết bị hệ thống tiếp địa hay cấu trúc kết nối với tạo thành hệ thống tiếp đất thông thường Hệ thống bao gồm hệ thống nối đất hệ thống chống sét, hệ thống điện, điện thoại, ăng-ten, hệ thống đường ống kim loại đất Hệ thống ống kim loại đất bao gồm hệ thống nước, ống gas, ống ngầm dầu mỏ hay khí hóa lỏng Kết nối với đường ống dẫn khí thực bên cạnh công tơ (đồng hồ đo) Dây dẫn sử dụng để kết nối hệ thống đất vào hệ thống chống sét 3.14.2 Nối đất thơng thường Truyền hình ăng-ten cơng cộng (CATV), đường truyền liệu, điện thoại hay hệ thống dẫn điện khác nối với ống nước kim loại, cần kết nối từ hệ thống chống sét tới hệ thống ống nước kim loại với điều kiện hệ thống ống nước dẫn điện liên tục toàn hệ thống Nếu hệ thống ống nước không dẫn điện liên tục có phần làm nhựa (hoặc lý khác), kết nối hai phần đường ống dẫn điện thực dây dẫn có kích thước dây dẫn để đảm bảo tính dẫn điện liên tục 3.15 Hệ thống che chắn 3.15.1 Tổng quan Một hệ thống bao bọc chống lại tiếp xúc sử dụng cần gọi hệ thống che chắn, ngoại trừ dây dẫn phép chạy 29 NFPA 780 – dịch thuật vật liệu lợp mái, khung mái, phía tường, khung gỗ (của vách nhà), ống dẫn (như ống PVC), đặt trực tiếp bê tông Nếu dây dẫn chạy ống dẫn kim loại, dây dẫn kết nối điểm mà vào khỏi ống dẫn điểm ống dẫn mà phần ống dẫn khơng dẫn điện 3.15.2 Ống khói gạch Điện cực thu sét dây dẫn ống khói phải che ống khói gạch gắn cố định bên bên định tuyến chuyển qua cấu trúc che chắn dây dẫn 3.15.3 Che chắn bên tơng cốt thép Dây dẫn thành phần khác hệ thống chống sét che chắn cột bê tông cốt thép phải kết nối với cốt thép khối bê tơng Che chắn dây dẫn xuống phải kết nối dọc theo cốt thép theo mục 3.9.13 Dây dẫn mái đường dẫn ngang che chắn phải kết nối với cốt thép với khoảng cách không 100 ft (30 m) 3.15.4 Điện cực tiếp đất Điện cực tiếp đất che chắn thực theo mục 3.13 Điện cực tiếp đất nằm sàn tầng hầm hay bể nước phải lắp đặt gần tốt với chu vi bên cấu trúc Nếu cọc hay cáp sử dụng điện cực tiếp đất, chúng chạy ngang đất tối thiểu 10 ft (3 m) mở rộng đặt sâu xuống đất tối thiểu 10 ft (3 m), ngoại trừ cho phép mục 3.13.3 3.13.4 3.16 Hệ thống cấu trúc thép 3.16.1 Tổng quan Cấu trúc khung thép cơng trình phép sử dụng dây dẫn hệ thống chống sét dẫn điện liên tục 3.16.2 Điện cực thu sét Điện cực thu sét gắn trực tiếp lên khung thép, kết nối với khung thép dây dẫn riêng lẻ định tuyến chuyển qua tường, mái nhà, lan can Cũng dùng thêm dây dẫn để kết nối tất điện cực thu sét kết nối với khung thép Nếu dây dẫn dùng thêm kết nối với khung thép phải có khoảng cách (bước nhảy) điểm kết nối không 100 ft (30 m) 3.16.3 Kết nối với khung thép Dây dẫn phải kết nối tới kết cấu khung thép làm bề mặt cách sử dụng liên kết có diện tích bề mặt in2 (5200 mm2) mối hàn Khoan siết vào khung thép kết nối ren phương pháp kết nối chấp nhận Phương pháp phải có ốc có ren nhằm tạo đai ốc cố định Đường kính ren kết nối phải có đường kính ½ in(12.7 mm) Tấm liên kết phải có bu long kết nối cáp bắt vít, hàn, nịt cố định vào khung thép để đảm bảo tính dẫn điện liên tục Nếu phần thép bị bong sơn, lớp bảo vệ gây rỉ sét phải bảo vệ với lớp phủ dẫn điện chống ăn mòn 30 NFPA 780 – dịch thuật 3.16.4 Điện cực tiếp đất Điện cực tiếp đất phải kết nối với cột thép xung quanh chu vi cấu trúc với khoảng cách trung bình khơng lớn 60 ft (18 m) Kiểu kết nối phải thực yêu cầu mục 3.16.3 3.16.5 Kết nối gắn kết Trường hợp thân kim loại nằm cấu trúc khung thép vốn liên kết với cấu trúc thông qua việc xây dụng kết nối riêng biệt khơng cần thiết 3.17 Ăng-ten thiết bị hỗ trợ Cột ăng-ten nằm cấu trúc bảo vệ phải kết nối với hệ thống chống sét dây dẫn có kích thước dây dẫn phụ kiện danh sách niêm yết trừ nằm phạm vi bảo vệ 3.18* Thiết bị chống xung Các thiết bị chống xung phù hợp để bảo vệ cấu trúc cài đặt đường truyền vào nguồn điện, dịch vụ điện thoại, dịch vụ truyền hình 3.19* Phần kim loại Những phần kim loại nằm bên hay bên ngồi cấu trúc góp phần phân phối rủi ro sét chúng tiếp đất đóng vai trị đường sét, phần phải kết nối với hệ thống chống sét phù hợp với yêu cầu mục 3.19, 3.20, 3.21 3.19.1 Tổng quan Các yếu tố sau xem xét việc xác định cần thiết phải kết nối phần kim loại với hệ thống chống sét: (1) Sự liên kết yêu cầu thực có khả xảy tượng phóng điện hệ thống chống sét phần kim loại tiếp đất khác (2) Ảnh hưởng phần kim loại không tiếp đất, chẳng hạn cửa sổ kim loại mơi trường khơng dẫn điện, giống dây dẫn bị ngắn mạch xảy tượng phóng điện nên khơng cần thiết phải kết nối vào hệ thống chống sét (3) Khoảng cách kết nối phải xác định kỹ thuật đánh giá số lượng dây dẫn xuống vị trí chúng, kết nối với hệ thống đất khác, khoảng cách phần kim loại nối đất với dây dẫn xuống, đối tượng có khả phóng điện bề mặt (như khơng khí, vật liệu rắn,…) (4) Phần kim loại nằm cấu trúc vốn kết nối với đất q trình xây dựng khơng cần thêm liên kết 3.19.3 Vật liệu Dây dẫn ngang dùng để kết nối hệ thống dây dẫn xuống hệ thống chống sét với điện cực tiếp địa, đối tượng tiếp địa khác phải có kích thước khơng nhỏ kích thước dây dẫn niêm yết bảng 3.1.1(a) 3.1.1(b) Dây dẫn để kết nối phần kim loại tiếp 31 NFPA 780 – dịch thuật đất phần kim loại biệt lập cần kết nối với hệ thống chống sét phải có kích thước theo yêu cầu bảng 3.1.1 (a) 3.1.1(b) 3.20 Cân điện 3.20.1 Cấp độ cân điện đất Tất đối tượng tiếp đất cấu trúc phải kết nối với hệ thống chống sét vòng 12 ft (3.6 m) dựa cấu trúc đáp ứng yêu cầu mục 3.14 Các cấu trúc cao 60 ft (18 m), liên kết hệ thống điện cực tiếp đất hệ thống chống sét đối tượng tiếp đất khác phải tạo thành vòng dây dẫn tiếp đất 3.20.2* Cấp độ cân điện mái Cấu trúc cao 60 ft (18 m), tất đối tượng tiếp đất cấu trúc phải kết nối vòng 12 ft (3.6 m) tầng mái 3.20.3 Cấp độ cân điện trung bình (ở cơng trình) Việc cân điện điểm cơng trình phải thực kết nối hệ thống dây dẫn xuống đối tượng nối đất khác điểm cơng trình (giữa mái móng) đáp ứng yêu cầu sau: (a) Cấu trúc khung thép Vòng dây dẫn cấu trúc khơng cần thiết cho cấu trúc khung thép với tính chất dẫn điện liên tục (b) Cấu trúc bê tông cốt thép Cốt thép kết nối với tiếp đất theo yêu cầu mục 3.15.3 Hệ thống dây dẫn xuống đối tượng tiếp đất phải liên kết dây dây dẫn chạy vòng cấu trúc điểm cấu trúc không cao 200 ft (60 m) (c) Cấu trúc khác Hệ thống dây dẫn xuống đối tượng nối đất khác phải kết nối dây dẫn ngang chạy vòng cấu trúc điểm cấu trúc không cao 60 ft (18 m) 3.21 Liên kết phần kim loại 3.21.1 Dọc theo chiều dài phần kim loại Dọc theo chiều dài thẳng đứng phần kim loại phải kết nối sau (a) Cấu trúc khung thép Phần kim loại nối đất hay không nối đất vượt 60 ft (18 m) theo chiều cao thẳng đứng phải liên kết với phần cấu trúc thép gần đến chân cấu trúc trừ có liên kết trình xây dựng (b) Cấu trúc bê tông cốt thép Cốt thép kết nối với tiếp đất theo yêu cầu mục 3.15.3 Phần kim loại nối đất hay không nối đất vượt 60 ft (18 m) theo chiều cao thẳng đứng phải liên kết với hệ thống chống sét gần đến chân cấu trúc trừ có liên kết q trình xây dựng 32 NFPA 780 – dịch thuật (c) Cấu trúc khác Liên kết hệ thống kim loại thẳng đứng nối đất hay không nối đất phải xác định tương ứng mục 3.21.2 3.21.3 3.21.2 Phần kim loại tiếp đất Tiểu mục bao gồm vấn đề kết nối phần kim loại tiếp đất khơng có 3.21.1 Trường hợp phần kim loại tiếp đất kết nối với hệ thống chống sét điểm cơng thức phải sử dụng để xác định cần thiết gia tăng liên kết Nếu nhánh hệ thống kim loại tiếp đất kết nối với hệ thống chống sét chân chúng với chiều dài thẳng đứng 12 ft (3.6 m) phải sử dụng công thức để xác định yêu cầu kết nối với hệ thống chống sét Trường hợp có nhiều kết nối thực trình xây dựng hay tiếp xúc vật liệu dẫn điện việc gia tăng kết nối không cần thiết (a) Cấu trúc cao 40 ft (12 m) Phần kim loại tiếp đất phải kết nối với hệ thống chống sét vị trí nằm khoảng cách (D) tính tốn sau: Trong đó: D = khoảng cách kết nối h = khoảng cách theo chiều dọc liên kết xem xét liên kết hệ thống chống sét gần nhất, n = giá trị liên quan tới số lượng dây dẫn xuống đặt cách 25 ft (7.6 m); vị trí dây dẫn nằm phạm vi bảo vệ 100 ft (30 m) từ điểm kết nối; nơi cần có liên kết vịng 60 ft (18 m) từ đỉnh cơng trình Km = tượng phóng điện bề mặt khơng khí, 0.5 qua bề mặt vật liệu dày bê tông, gạch, gỗ, v.v Giá trị n tính sau: n = có dây dẫn xuống phạm vi bảo vệ n = 1.5 có hai dây dẫn xuống phạm vi bảo vệ n = 2.25 có nhiều ba dây dẫn xuống phạm vi bảo vệ Nếu liên kết thực thấp vị trí 60 ft (18 m) kể từ đỉnh cấu trúc n tổng số dây dẫn xuống hệ thống chống sét (b) Cấu trúc cao 40 ft (12 m) Phần kim loại tiếp đất liên kết với hệ thống chống sét với khoảng cách D xác định theo cơng thức sau Trong đó: 33 NFPA 780 – dịch thuật D = khoảng cách liên kết h = chiều cao cấu trúc khoảng cách thẳng đứng từ liên kết gần phần kim loại tiếp đất với hệ thống chống sét tới điểm dây dẫn xuống thiết lập liên kết Các yếu tố lại giống mục (a) 3.21.3* Bộ phận kim loại bị cô lập Phần kim loại bị cô lập khung cửa sổ kim loại nằm không gian cách điện Nếu tổng khoảng cách phần kim loại bị lập với dây dẫn sét với phần kim loại tiếp đất hay thấp so với khoảng cách liên kết D tính phải có liên kết trực tiếp diễn giải theo hình 3.21.3 (a) Nếu a + b < khoảng cách liên kết tính, phải liên kết trực tiếp A với B (b) Nếu a _ b > khoảng cách liên kết tính, liên kết A B khơng cần thiết Hình 3.21.3 Ảnh hưởng phần kim loại cô lập Nếu tổng khoảng cách ngắn dây dẫn thoát sét phần kim loại cô lập cộng với khoảng cách ngắn phần kim loại cô lập phần kim loại tiếp đất nhỏ khoảng cách liên kết tính theo mục 3.21.2 phải thực liên kết Liên kết thực hệ 34 NFPA 780 – dịch thuật thống chống sét phần kim loại tiếp đất, không cần thiết phải chạy qua hay kết nối với phần kim loại cô lập 35 NFPA 780 – dịch thuật THAM KHẢO: Báo cáo C4.405 - thuộc NFPA Phần I: Sự thất bại hệ thống chống sét đại Hệ thống chống sét đại Các hệ thống chống sét bên ngồi tịa nhà sử dụng quốc gia khác chia thành hai loại, cụ thể hệ thống chống sét cổ điển hệ thống chống sét đại Hệ thống chống sét cổ điển dùng kim Franlin Nhiều thập kỷ qua cho thấy kết hợp kim Frankin điểm ưu tiên công trinhg hệ thống dây dẫn xuống đất giảm thiểu thiệt hại sét gây Một kim thu sét phát tia tiên đạo sớm (ESE) thuộc hệ thống chống sét đại Và hệ thống chống sét đưa vào số tiêu chuẩn chống sét mà không thông qua thử nghiệm chúng cho người tiêu dùng biết, xác nhận hiệu chúng (ESE) Trong báo cáo này, chúng tơi tóm tắt kết nghiên cứu hệ thống theo tài liệu khoa học Thiết bị ESE Một ESE sử dụng thực tế sử dụng thực tế trang bị thiết bị kích phóng điện để bắt đầu tia tiên đạo đầu thiết bị để làm tăng xác xuất đón bắt tia sét đánh xuống Theo nhà ủng hộ thiết bị ESE, thời gian phát tia tiên đạo ESE so với kim Franklin cung cấp khả tạo tia tiên đạo từ ESE dài (xa hơn) Do đó, họ tuyên bố hồn cảnh ESE mang đến phạm vi bảo vệ lớn kim Franklin Tuy nhiên, điều tra thực nghiệm lý thuyết gần cho thấy kết đối lập với tuyên bố nhà cung cấp thiết bị ESE Những liệu thực nghiệm đối lập với khái niệm ESE Trường hợp nghiên cứu thực nghiệp thực ông Hartono Malaysia cung cấp chứng rõ rang sét bỏ qua thiết bị ESE đánh trực tiếp vào cơng trình ESE bảo vệ phạm vi tuyên bố Cũng nghiên cứu cho thấy, hư hại nào xảy góc cơng trình bố lắp đặt kim Franklin theo tiêu chuẩn chống sét quốc tế để bảo vệ điểm ưu tiên (như góc cạnh) cơng trình Tuy nhiên, cơng trình mà điểm ưu tiên (những điểm có xác xuất sét đánh vào cao nhất) không lắp đặt kim Franklin ta thấy hư hại sét gây Một nghiên cứu thực nghiệm khác thực MEXICO, kim ESE bố trí với kim Franklin không gian (trên cơng trình) để đánh giá vùng bảo vệ ESE tuyên bố nhà sản xuất chúng Nếu tuyển bố họ, kim ESE bắt đầu tia tiên đạo sớm kim Franklin nên mang đến vùng bảo vệ lớn hơn, hy vọng kim ESE điểm ưu tiên mà sét đánh vào Tuy nhiên, theo tất quan sát kết sét đánh vào cơng trình tia sét lại đánh vào kim Franklin nhiều hẳn so với kim ESE Điểm đáng lưu ý kim Franklin bố trí cơng trình với kim ESE tất nhiên cơng trình nằm phạm vi bảo vệ kim ESE tuyên bố kết cho thấy việc thêm vào kim ESE làm tốn thêm chi phí khơng làm tăng vùng bảo vệ cho cơng trình Để chứng tỏ cho hiệu kim ESE, nhà sản xuất ESE thực thí nghiệm Pháp cách sử dụng phịng thí nghiệm có thiết bị kích hoạt tạo sét nhân tạo Trong thí nghiệm này, kim ESE so sánh với kim Franklin xem khả thu sét hai kim độ cao tức khoảng cách với phận phóng điện (khoảng cách gần khơng có thực tiễn) Và kết cho thấy tia sét nhân tạo đánh vào kim ESE kim Franklin người ủng hộ ESE tuyên bố điều chứng tỏ hiệu 36 NFPA 780 – dịch thuật ESE so với kim Franklin Tuy nhiên, điểm quan trọng thí nghiệm kim ESE đặt gần thiết bị phóng điện tạo sét son với kim Franklin Nếu theo tiêu chuẩn NFC 17102, có D=20m (cho phạm vi bảo vệ cấp I) phịng thí nghiệm khoảng cách chưa tới 10m, điện trường phịng thí nghiệm 10kV/m cịn thực tế vào khoảng 3kV/m Như vậy, tia sét nhân tạo đánh vào kim ESE đơn giản kim ESE có lợi khoảng cách, điện trường Do đó, thí nghiệm khơng thể cung cấp chứng minh cho tuyên bố vượt trội ESE so với kim Franklin Lý thuyết khoa học đối lập với lý thuyết ESE Toàn khái niệm ESE dựa quan sát thực tế phịng thí nghiệm cách dùng ống phóng điện để tạo xung điện phía đầu kim ESE, tượng làm cho kim phát tia tiên đạo sớm Trong phịng thí nghiệm, người ta thấy thời gian phát tia tiên đạo (tức khoảng thời gian phát xạ kim ESE kim Franklin), t kim ESE khoảng 75µs Các nhà sản xuất ESE dùng số liệu phịng thí nghiệm để mở rộng điều kiện tự nhiên tuyên bố 75µs tạo tia tiên đạo với chiều dài vượt trội tính L = v t, v tốc độ lên tia tiên đạo Giả định v = 106 m/s, nhà ủng hộ ESE tuyên bố kim ESE tạo tia tiên đạo dài kim Franklin tới 75m Và để đạt hai điều kiện kỹ thuật phải thỏa mãn: Việc kích hoạt phát tia tiên đạo kim ESE phịng thí nghiệm phải diễn điều kiện tự nhiên Hay nói cách khác, kim ESE điều kiện tự nhiên kích hoạt tia tiên đạo trước kim Franklin Lợi thời gian t phải chuyển hóa thành lợi chiều dài tia tiên đạo (v t) so với kim Franklin Chúng ta giả sử chấp nhận tồn t kim ESE tiếp xúc với điện trường sét tạo ra.Và t chuyển thành lợi chiều dài tia tiên đạo khoảng 75m so với kim Franklin dựa tốc độ giả định tia tiên đạo khoảng 106 m/s Tốc độ lấy từ tài liệu thí nghiệm sét ống phóng điện hay từ tia phóng lên Trong trường hợp tia tiên đạo di chuyển môi trường nhiều hay điện trường tạo từ đám mây going tốc độ tia tiên đạo có thay đổi lớn Yokoyama cộng ông thực việc đo lường tốc độ tia tiên đẹo từ tòa nhà cao 80 m Trong bốn kết đo lường có đám mây dông, họ thấy tốc độ 1.3 x 106 m/s, 1.4 x 106 m/s, 2.9 x 106 m/s 0.5 x 106 m/s Những tốc độ tương đương với tốc độ nhà sản xuất ESE sử dụng để tính tốn khoảng cách sét đánh Tuy nhiên, khơng sử dụng để phân tích ESE u cầu để tính chiều dài tia tiên đạo t mang lại tốc độ trung bình tia tiên đạo Tốc độ trung bình tia tiên đạo đo lường Yokoyama thay đổi từ 0.8 x 105 m/s đến 2.7 x 105 m/s Tốc độ trung bình thay đổi theo cường độ dịng sét thấp cường độ mà nhà sản xuất ESE sử dụng Hơn nữa, đánh giá thực từ tịa nhà cao 80 m khơng phải từ khoảng cách ngắn mà nhà sản xuất ESE thực hiện… Thứ hai, việc chuyển t thành lợi chiều dài tia tiên đạo khơng cịn phụ thuộc vào vận tốc tia sét dánh xuống Đây yếu tố khơng đưa vào để tính chiều dài tia tiên đạo, có chắn thấp hẳn Thứ ba, nhà ủng hộ ESE cho điện trường kích thích ESE phát xạ tia tiên đạo phải thấp so với kim Franklin Tuy nhiên, điện trường kích thích khơng đạt tới mức để kim ESE phát xạ tuyên bố khả phát xạ ESE vô hiệu.Các nhà ủng hộ ESE không cân nhắc yêu cầu di chuyển kích hoạt tia tiên đạo Bây giờ, trở lại giả định Gần đây, Becerra Cooray xây dựng mơ hình kết hợp lý thuyết vật lý trình để mơ tượng sét đánh vào cơng trình Mơ hình đánh giá liệu từ ống phóng điện cao áp Trong cường độ đánh giá dựa sợi dây phóng cho thấy xuất nhiều thất bại việc đón (bắt) tia tiên đạo, lượng dùng để thí nghiệm lần thất bại dùng để đánh giá Sử dụng mơ hình Becerra Cooray mơ kích thích phát triển tia tiên đạo ảnh hưởng điện trường khác phòng thí nghiệm điện trường khác ngồi thực tế tia sét xuống gây Kết cho thấy, thực tồn độ lợi thời gian (t) 37 NFPA 780 – dịch thuật phịng thí nghiệm cho thấy độ lợi thời gian không đáng kể thực tế loại kim (cả kim ESE kim Franklin) chịu tác động điện trường Như hình 1, có thay đổi nhỏ khoảng cách tia sét (D: câp độ bảo vệ) kim ESE cần phải cung cấp điện áp lớn để kích hoạt tia tiên đạo Hình 1: Khoảng cách đầu tia sét đầu kim ESE Mối liên quan điện áp kích hoạt, cường độ tia sét khoảng cách 38 NFPA 780 – dịch thuật Phần II: Sự thất bại hệ thống phân tán điện tích Hệ thống ngăn ngừa sét Vào tháng 11 năm 2011, tờ Power Quality đăng viết Donald Zipse với tiêu đề “ngăn chặn sét đánh với hệ thống chuyển nănglượng” (hệ thống phân tán điện tích) Bài viết mơ tả hệ thống bao gồm tuyên bố tác giả ngăn chặn sét đánh trực tiếp Kể từ thời điểm Benjamin Franklin chứng minh hiệu chống sét (lightning rods) việc ngăn ngừa hay làm giảm đáng kể thiệt hại sét đánh trực tiếp, có nhiều “ma thuật” hệ thống chống sét thị trường, mà đáp ứng tuyên bố nhân viên bán hàng Hệ thống tiếp thị nhà bán hàng chuyên nghiệp, lôi cuốn, họ “xác minh” tuyên bố họ từ chứng hài lòng khách hàng, khơng có chứng khoa học mạnh mẽ hay thực nghiệm chứng minh cho hiệu hệ thống họ Trong năm gần đây, có hai hệ thống có thị phần cao thị trường “hệ thống phân tán điện tích – Charge Transfer System” (CTS) hệ thống “phát thải sớm – Early Streamer Emission” (ESE) CTS tuyên bố ngăn chặn sét đánh vào khu vực bảo vệ, ESE cần kim thu sét thu tất sét bán kính đặc biệt lớn (thường 100m) Nhưng chịu xem xét kỹ lưỡng hai hệ thống không đáp ứng tuyên bố họ Trong năm 1970, NASA tìm kiếm phương pháp để bảo vệ tàu thoi loại tàu thám hiểm khác bệ phóng tên lửa họ NASA thực nghiên cứu mở rộng CTS Họ nghiên cứu nhiều tòa nhà, số trang bị hệ thống CTS số không trang bị CTS Các nghiên cứu cho thấy tần số sét đánh vào tịa nhà có khơng có CTS khơng khác biệt đáng kể (sự khác biệt khơng có ý nghĩa) Trong ngắn hạn, nghiên cứu CTS không ngăn ngừa hay làm giảm đáng kể xác xuất sét đánh vào tòa nhà Và NASA định bảo vệ tàu hệ thống dây đầu tàu Kể từ nghiên cứu NASA có nhiều nghiên cứu thực cho kết tương tự Tương tự vậy, phịng thí nghiệm nghiên cứu ESE thực tổ chức nghiên cứu độc lập Các nghiên cứu cho thấy thiết bị đầu cuối ESE đáp ứng sét đánh cách, mang đến vùng bảo vệ giống kim thu sét cổ điển – kim loại nhọn rẻ tiền Các lý thuyết hệ thống CTS mô tả viết Zipse khơng có ý nghĩa khoa học Hầu hết miêu tả tượng dông sét sai (VD: giọt mưa mang theo lượng lượng không đáng kể xuống đất suôt trận dông sét), miêu tả xem lý thuyết cho hệ thống CTS Các viết tuyên bố CTS bơm lượng lớn điện tích dương vào khơng khí phía cấu trúc bảo vệ, lượng 39 NFPA 780 – dịch thuật trung hòa đường sét tiệm cận Hình viết trình bày phương pháp để tính số N cần thiết để cung cấp lượng trên: Q tổng nguồn lượng cần phát để trung hòa tia sét, Ip tổng vần hòa quang http://en.wikipedia.org/wiki/Corona - (thường gọi St.Elmo’s fire) điểm phát trận sấm sét, t tổng thời gian cần thiết để tích lũy Q Các số công thức hàm ý rằng, để cung cấp nguồn lượng Q = 2,5C để trung hòa dòng sét đầu tiên, hệ thống (CTS) cần N = 1500 điểm với điểm phát 170µA 10s (giây) Điều khơng thể mặt vật lý vật chất Và diễn dải phần Ngồn tạo đường hào quang từ điểm trận mưa dông điện từ (thường là) âm đám mây dông Trường điện từ mặt đất thường 2000 đến 5000 V/mét (trường lớn đo 30.000 V/mét hiếm) Khi điện trường trận mưa dông đạt tới 1000V/mét vật sắt nhọn kim loại bắt đầu phát đường hào quang (corona) Nguồn lượng từ đường hào quang hạt điện tích tự do, mà chúng di chuyển nhanh chóng khỏi CTS , ion, thường bị ion hóa va chạm với phân tử oxygen nitrogen trơi chậm chạp bầu khí Dưới áp lực điện trường mặt đất, ion di chuyển với tốc độ khoảng 10 mét/s Vì vậy, 10s, ion di chuyển lên khoảng 100m so với vị trí CTS Dịng hào quang khơng thể tiếp tục sau điện trường giảm xuống 1000V/mét – giá trị tối thiểu để bắt đầu phát xạ dòng hào quang Tổng lượng lớn mà CTS phát tổng lượng cần thiết để giảm điện trường xuống mức 1000V/mét Điện trường từ nguồn lượng tính cơng thức: Để tạo trường điện từ 4000V/mét (đủ để giảm trường điện từ điển hình trận mưa dông từ 5000V/mét xuống 1000V/mét) khoảng cách 100m (khoảng cách tối đa mà dòng corona CTS di chuyển 10s) yêu cầu lượng 4.4×10 (coulombs), nhỏ nghìn lần so với nguồn lượng cần trung hòa tia sét 2.5 coulombs Một CTS tạo lượng nơi nguồn lượng báo Zipse tuyên bố Tuy nhiên, cơng thức phương trình lại hồn tồn Vậy điều sai phương trình (1)? Có hai điều sai: không quan trọng quan trọng Lỗi không quan trọng Eq (1) điểm phát lượng 170µA trận mưa dông Các phép đo thực dòng hào quang trận mưa dơng, kết cho thấy dịng vào khoảng 10µA Thay đổi Ip thành 10µA cơng thức tính Eq (1) thay đổi số điểm N thay 15000 mà 25000, người ta cần tạo mảng (của CTS) bao gồm 25000 điểm phát xạ ion Nếu Eq (1) Vấn đề với Eq (1) giả định mảng (của CTS) dòng phát từ điểm độc lập Điều đơn giản Hãy xem xét so sánh đơn giản: đám cháy với xe chữa cháy, có vịi hoạt động có dòng nước chảy mạnh xa áp lực cao Nhưng có nhiều vịi xe chữa cháy mở lúc, với áp lực khơng đổi dịng nước chảy từ vịi yếu gần so với có vịi mở Điều có hạn chế vật lý áp lực kích thước đường ống nước giới hạn tổng lượng nước phóng thoong qua hệ thống vịi Tương tự vậy, có hạn chế vật lý giới hạn dòng phát từ điểm mảng CTS Tại điểm cực mảng CTS phát lượng vào khơng khí, điện trường từ cực phát làm trung hịa điện trường đám mây dơng tạo ra, làm giảm nguồn lượng cực bên 40 NFPA 780 – dịch thuật cạnh phát Như tính tốn phần trên, 10s, mảng cực CTS với điện trường khoảng 100m phát tối đa lượng 4.4×10-3 coulombs tương ứng với tổng dịng lớn 4.4×10-4 A Với 1500 điểm (cực) mảng CTS, dòng phát từ điểm 0.3µA/điểm Với 25000 điểm tổng dịng phát dịng điểm 0.02µA/điểm Chúng tơi tiến hành nghiên cứu thực nghiệm mảng phát thải CTS phịng thí nghiệm khí Langmuir đỉnh núi MEXICO Kết thí nghiệm cho chúng tơi thấy mảng CTS với 80 điểm phát thải dòng hào quang gấp khoảng lần giá trị điểm cô lập phát (79 điểm cịn lại khơng phát thải) Sử dụng (1) Eq phải lớn 80 so với có điểm phát thải từ CTS, (1) sai Liệu hệ thống chống sét CTS hồn tồn bảo vệ vùng khỏi phá hủy sét không tồn “ma thuật – magic”? Với việc ứng dụng thích hợp nguyên tắc chống sét truyền thống, câu trả lời hồn tồn “có” Trong suốt 35 năm phịng thí nghiệm Langmuir, Chúng tơi tiến hành nghiên cứu mơi trường có mật độ sét cao Chúng xây dựng kiến trúc đặc biệt (gọi Kiva II) để thu thập liệu suốt trình sét đánh vào Kiva II Bởi xác xuất sét tự nhiên đánh vào điểm cố định thấp phịng thí nghiệm núi chúng tơi Do vậy, dùng tên lửa nhỏ để mang thiết bị đo đạc đến gần với sét trận dông sét Chúng đứng Kiva II để tiến hành thử nghiệm, thực nghiệm phịng thí nghiệm cho thấy người thiết bị bảo vệ Kiva II – lồng Farraday Hệ thống chống sét cổ điển chứng minh hiệu suốt 250 năm qua (thông qua nghiên cứu thay đổi để phù hợp với hệ thống từ hệ thống thất bại trước đó) Tại Hoa Kỳ, hiệp hội chống cháy ban hành tiêu chuẩn chống sét NFPA 780 vào năm 1904 Từ phát hành vào năm 1904, tiêu chuẩn NFPA cập nhật nhiều lần phản ánh nỗ lực không ngừng nghiên cứu sét chống sét Như nêu viết Zipse, tiêu chuẩn NFPA có trạng phát thải chậm nên vấp phải hàng loạt thách thức từ nhà sản xuất thiết bị ESE (kim thu sét phát tia tiên đạo sớm) Vì áp lực đó, hội đồng tiêu chuẩn định hỗn việc cơng bố phiên sửa đổi NFPA 780 nhận chứng minh đầy đủ sở khoa học cho hệ thống chống sét truyền thống – cổ điển Để đáp ứng yêu cầu đó, NFPA nhận hai báo cáo nhóm người dùng phủ từ nhóm nhà nghiên cứu dông sét Sau tổ chức điều trần vấn đề họp vào năm 2001, Hội đồng bỏ phiếu tán thành việc ban hành phiên NFPA 780 tiếp tục với mục tiêu chống sét Tiêu chuẩn NFPA 780 cung cấp tiêu chuẩn để thiết lập hệ thống chống sét trực tiếp, đề cập tới việc để bảo vệ thiết bị nhạy cảm từ ảnh hưởng điện từ sét Thơng tin chủ tham khảo nhiều nguồn tiêu chuẩn IEEE 1100 khuyến cáo thực hành nguồn điện tiếp đất cho thiết bị nhạy cảm Mặc dù CTS khơng có khả ngăn chặn sét sứ mệnh vốn có nó lại cung cấp hệ thống dây dẫn có chức hấp dẫn sét (tương tự dây không bảo vệ cho tàu thoi không gian) kết nối hệ thống tiếp địa Có lẽ điều giải thích cho hài lịng khách hàng sản phẩm họ (CTS) Tuy nhiên, hệ thống chống sét (LPS) dựa tiêu chuẩn NFPA 780 có hiệu chống sét nhau, phần nhỏ chi phí Trong viết mình, Zipse cáo buộc người phản đối CTS “dựa vào thông tin lỗi thời hay từ chối xem xét công nghệ khả thi” Không thưa Mr Zipse, chúng tơi phản đối CTS lý thuyết mà Ơng tun bố khơng có ý nghĩa khoa học, tất nghiên cứu khoa học độc lập CTS chứng minh chúng khơng có khả ngăn ngừa sét CTS ESE có kiểu dáng đại, thiết kế công phu lại chứng độc lập chứng minh khả tuyệt vời tuyên bố Các nhà sản xuất bán khéo léo người bán hàng biết đánh vào tâm lý lo sợ khai thác triệt để hạn chế chống sét khách hàng 41 NFPA 780 – dịch thuật Trích viết “There is no magic to lightning protection:Charge Tranfer Systems Do Not Preven Lightning Strikes” William Rision (Professor of Electrical Engineering – New Mexico Institute of Mining and Techology) Tham khảo thêm thư Charles B Moore 42