bảo vệ chống sét sử dụng thiết bị hãng INDELEC, chương 9 docx

Chương 9: THIẾT BỊ CHỐNG SÉT CỦA HÃNG INDELEC I. KIM THU SÉT : 1. Kim Franklin : Kim Franklin của hãng INDELEC có mũi nhọn, mảnh. Kim này được làm bằng đồng mạ crôm hay thép không rỉ, với nhiều kích cỡ từ 1,3 - 2,3m. Ngoài ra còn có các kiểu kim đặc biệt: TD inox dành cho ống khói, “Jupiter” dành cho chống sét cho các chong chóng cao, cột angten, hoặc các cột cao. 2. Kim PREVECTRON : a. Cấu tạo : Thiết bò chống sét tạo tia tiên đạo bao gồm :  Kim thu sét trung tâm bằng đồng điện phân hoặc thép không rỉ, kim này có tác dụng tạo một đường dẫn dòng sét liên tục từ tia tiên đạo và dẫn xuống đất theo dây dẫn sét. Kim thu sét này được gắn trên trụ đỡ cao tối thiểu 2m.  Hộp bảo vệ bằng đồng hoặc thép không rỉ, có tác dụng bảo vệ thiết bò tạo ion bên trong. Hộp này gắn vào kim thu sét trung tâm.  Thiết bò tạo ion, giải phóng ion và tạo tia tiên đạo: đây là thiết bò có tính năng đặc biệt của đầu thu sét PREVECTRON. Nhờ thiết bò này mà đầu thu sét PREVECTRON có thể tạo ra một vùng bảo vệ rộng lớn với mức độ an toàn cao.  Hệ thống điện cực phía trên: có tác dụng phát tia tiên đạo.  Hệ thống các điện cực phía dưới: có tác dụng thu năng lượng điện trường khí quyển, giúp cho thiết bò chống sét hoạt động. b. Nguyên tắc hoạt động : Trong trường hợp giông bão xảy ra, điện trường khí quyển gia tăng nhanh chóng khoảng vài ngàn ( vôn/mét), đầu thu sét PREVECTRON sẽ thu năng lượng điện trường khí quyển bằng hệ thống các điện cực phía dưới. Năng lượng này được tích trữ trong thiết bò ion hóa. Trước khi xảy ra hiện tượng phóng điện sét ( mà ta thường gọi là ‘sét đánh’), có một sự gia tăng nhanh chóng và đột ngột của điện trường khí quyển, ảnh hưởng này tác động làm thiết bò ion hóa giải phóng năng lượng đã tích lũy dưới dạng ion, tạo ra một đường dẫn tiên đạo về phía trên, chủ động dẫn sét . c. Đặc điểm quá trình ion hóa : Quá trình ion hóa được đặc trưng bởi các tính chất sau:  Điều khiển sự giải phóng ion đúng thời điểm: Thiết bò ion hóa cho phép ion phát ra trong khoảng thời gian rất ngắn và tại thời điểm thích hợp đặc biệt, chỉ vài phần của giây trước khi có phóng điện sét, do đó đảm bảo dẫn sét kòp thời, chính xác và an toàn.  Sự hình thành hiệu ứng Corona : Sự xuất hiện của một số lượng lớn các electron tiên đạo cùng với sự gia tăng của điện trường có tác dụng rút ngắn thời gian tạo hiệu ứng Corona.  Sự chuẩn bò trước một đường dẫn sét về phía trên : Đầu thu sét PREVECTRON phát ra một đường dẫn sét chủ động về phía trên nhanh hơn bất cứ điểm nhọn nào gần đó. Do đó sẽ đảm bảo dẫn sét chủ động và chính xác. Trong phòng thí nghiệm, đặc điểm này được đặc trưng bằng đại lượng T, độ lợi về thời gian phát ra một đường dẫn sét về phía trên giữa đầu thu sét PREVECTRON và các loại kim loại thu sét thông thường khác . d. Phân loại : Có 5 loại đầu thu sét PREVECTRON (được phân chia theo cấu tạo và thời gian phát triển sớm của tia tiên đạo T ), mỗi loại được chia ra làm hai nhóm khác nhau:  Loại cấu tạo bằng đồng: kim thu sét trung tâm và các điện cực được chế tạo bằng đồng đảm bảo thu và dẫn sét tốt.  Loại cấu tạo bằng thép không rỉ: kim thu sét trung tâm, các điện cực và hộp bảo vệ làm bằng thép không rỉ. Loại đầu thu sét này thích hợp với môi trường ăn mòn và nơi có nhiều bụi bặm. Loại  T(S ) P (kg) S6.60 60 4,2 S4.50 50 4,0 S3.40 40 3,8 TS3.40 40 2,5 TS2.25 25 2,3 5. Vùng bảo vệ : Vùng bảo vệ Rp của đầu kim thu sét PREVECTRON được tính theo công thức đã được đònh bởi tiêu chuẩn NFC 17-102 (7/1995) Rp = )2()2( LDLhDh  với h  5m ( đối với h<5m : xem bảng ) Bán kính bảo vệ Rp phụ thuộc vào các thông số sau :  Độ lợi về thời gian T của từng loại đầu kim PREVECTRON ( bảng trên ) từ đó tính được L theo công thức : L(m) = 10 6 . T(s)  Cấp bảo vệ (I,II hoặc III) tùy theo yêu cầu của từng loại công trình và được xác đònh theo phụ lục B của tiêu chuẩn NFC 17- 102. + Cấp bảo vệ cao nhất ( cấpI) : D = 20m + Cấp bảo vệ trung bình ( cấp II ) : D = 45m + Cấp bảo vệ tiêu chuẩn ( cấp III ): D = 60m Chiều cao thực của cột thu lôi tính từ mặt bằng phải bảo vệ là h. Từ đó ta có bảng bán kính bảo vệ cho từng loại đầu thu sét, đối với từng cấp bảo vệ. Cấp I: D = 20m h(m) 2 3 4 5 6 7 8 10 15 20 S6.60 31 47 63 79 79 79 79 79 80 80 S4.50 27 41 55 68 69 69 69 69 70 70 S3.40 23 35 46 58 58 58 59 59 60 60 TS3.4 0 23 35 46 58 58 58 59 59 60 60 TS2.2 5 17 25 34 42 43 43 43 44 45 45 Cấp II : D = 45m h(m) 2 3 4 5 6 7 8 10 15 20 S6.60 39 58 78 97 97 98 99 101 102 105 S4.50 34 52 69 86 87 87 88 90 92 95 S3.40 30 45 60 75 76 77 77 80 81 85 TS3.4 0 30 45 60 75 76 77 77 80 81 85 TS2.2 5 23 34 46 57 58 59 61 63 65 70 Cấp III : D = 60m h(m) 2 3 4 5 6 7 8 10 15 20 S6.60 43 64 85 107 107 108 109 113 119 120 S4.50 38 57 76 95 96 97 98 102 109 110 S3.40 33 50 67 84 84 85 87 92 99 100 TS3.4 0 33 50 67 84 84 85 87 92 99 100 TS2.2 5 26 39 52 65 66 67 69 75 84 85 6. Các ưu điểm :  Bán kính bảo vệ rộng.  Khả năng bảo vệ công trình ở mức cao.  Tự động hoạt động hoàn toàn, không cần nguồn điện cung cấp, không cần bảo trì.  Nối đất đơn giản nhưng tin cậy, hoạt động tin cậy, an toàn. . 85 107 107 108 1 09 113 1 19 120 S4.50 38 57 76 95 96 97 98 102 1 09 110 S3.40 33 50 67 84 84 85 87 92 99 100 TS3.4 0 33 50 67 84 84 85 87 92 99 100 TS2.2 5 26 39 52 65 66 67 69 75 84 85 6. Các. 4 5 6 7 8 10 15 20 S6.60 31 47 63 79 79 79 79 79 80 80 S4.50 27 41 55 68 69 69 69 69 70 70 S3.40 23 35 46 58 58 58 59 59 60 60 TS3.4 0 23 35 46 58 58 58 59 59 60 60 TS2.2 5 17 25 34 42 43 43 43. 15 20 S6.60 39 58 78 97 97 98 99 101 102 105 S4.50 34 52 69 86 87 87 88 90 92 95 S3.40 30 45 60 75 76 77 77 80 81 85 TS3.4 0 30 45 60 75 76 77 77 80 81 85 TS2.2 5 23 34 46 57 58 59 61 63 65 70 Cấp