Bài giảng điện gia dụng chương 4 đh SPKT TP HCM

Đại học Sư phạm Kỹ thuật Chương : CHỐNG SÉT CHO CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG Chương 4.1.Khái niệm sét nơi dễ bò sét đánh 1.Khái niệm NỘI DUNG CHỐNG SÉT CHO CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG Va n Th Sét tượng phóng tia lửa điện hai đám mây tích điện trái dấu chúng lại gần nhau, đám mây với nhà cửa, với cối quặng kim loại lòng đất,… Chớp tia lửa điện phóng có sét Sấm tiếng nổ lớn gây giãn nở đột ngột không khí vùng không khí xung quanh nơi sét đánh Cường độ dòng điện sét đánh lên tới 200.000A Nhiệt độ không khí rãnh sét lên tới 10.0000C, sét đánh xuống đất xuyên thủng lớp đất nung cát chảy thành thủy tinh có dạng hình ống dài mà thường gọi lưỡi tầm sét - Vùng đồi núi cao - Vùng đất có mỏ kim loại, bờ sông, bờ suối,… - Nóc nhọn tòa nhà, ống khói cao, ống thông gió, chòi, cột cờ,… Hệ thống chống sét có nhiệm vụ thu dòng điện sét đánh, dẫn phân tán dòng sét thu vào lòng Một hệ thống chống sét bao gồm phận sau: - Bộ phận thu sét: kim thu sét (dùng cho công trình có độ cao) lưới thu sét (dùng cho công trình có diện tích rộng) có nhiệm vụ thu dòng điện sét đánh - Bộ phận dẫn sét: có nhiệm vụ dẫn dòng điện sét thu xuống đất - Bộ phận nối đất: có nhiệm vụ tản nhanh dòng điện sét thu vào lòng đất ye n 2.Những nơi dễ bò sét đánh pi m 4.3.Phạm vò bảo vệ kim thu sét 1.Phạm vi bảo vệ kim thu sét le d by N gu 4.2.Hệ thống chống sét Co  : phạm vi bảo vệ kim thu sét  : phạm vi bảo vệ tòa nhà  h : chiều cao kim tính từ mặt đất đến đỉnh kim hx : chiều cao tòa nhà cần bảo vệ rx : bán kính vùng cần bảo vệ tương ứng chiều cao hx  B A 0,8h h hx ½r rx O C D r = 1,5h  O  GV: Nguyễn Văn Thái -1- Đại học Sư phạm Kỹ thuật NỘI DUNG Biết hx h, tính rx : hx  1 ,5 h  ,25h x , if h  rx   0 ,75h  h , if h x  x  h Biết hx rx , tính h: h  rx  ,9 h x , if x  ,67  , rx  h  rx  ,75h x , if h x  ,67  ,75 rx Một đài nước cao 20m, đỉnh có lắp kim thu sét dài 2m Đài nước đặt bồn nước tròn có bán kính 3m Hỏi toàn đài nước có bò sét đánh không, có tính chọn lại chiều cao kim? Lời giải:  h  20 m  m  22 m hx 20   =>  m h 22  h x  20 r x  ,75h  h x  =>  0,7522 - 20   1,5 m  Va n Th Ví dụ: gu ye n Do rx = 1,5m < 3m nên đài nước không an toàn có sét => tính chọn lại chiều cao kim:  h x  20 m hx 20 =>   ,67  m rx  rx  Co m pi le d by N rx  ,75hx ,75 =>  0,75.20   24m  ,75 => Chiều cao kim thu sét: 24m – 20m = 4m 2.Phạm vi bảo vệ hai kim thu sét chiều cao h H = 4h I B1  A1 h 0,8h B2 B A2  B  A  0,8h0 hx D1 C1 ½r rx O1 O O2 D2 C2 r = 1,5h ½ r0 O C h0 D r0 = 1,5h0 a  bx O1 GV: Nguyễn Văn Thái O O2 -2- Đại học Sư phạm Kỹ thuật NỘI DUNG  : kim thu sét chiều cao  : cung tròn giới hạn phạm vi bảo vệ  : tòa nhà cần bảo vệ  : vùng bảo vệ kim h : chiều cao kim tính từ mặt đất đến đỉnh kim hx : chiều cao tòa nhà cần bảo vệ rx : bán kính vùng cần bảo vệ tương ứng chiều cao hx a : khoảng cách kim h0 : chiều cao bảo vệ thấp nơi giao vùng bảo vệ kim bx : bề ngang nhỏ nơi giao vùng bảo vệ kim Tính h0 : h0  h  9h  ,25a Tính chiều cao kim: Th Co m pi le d by N gu ye n Va n Tính rx biết hx h: hx  1 ,5 h  ,25h x , if h  rx   0 ,75h  h , if h x  x  h Tính bx biết hx h0: hx  1 ,5 h0  ,25h x , if h   bx   0 ,75h  h , if hx  x  h0 Tính h0 biết hx bx : h  b x  ,9 h x , if x  ,67  , bx  h0    b x  ,75h x , if h x  ,67  ,75 bx Tính h biết hx rx : h  rx  ,9 h x , if x  ,67  , rx  h  rx  ,75h x , if h x  ,67  ,75 rx h  ,571h0  ,183h02  ,0357a Ví dụ: Cho nhà hình vẽ, tính chiều cao kim thu sét 2m 9m 20m 6m 4,25m GV: Nguyễn Văn Thái -3- Đại học Sư phạm Kỹ thuật NỘI DUNG Lời giải: kim thu sét bảo vệ nhà đồng thời thỏa điều kiện sau:  h0  11m 1  m  rx  ,25 2   m b x  3  Xét điều kiện (1) : Chiều cao bảo vệ thấp h0 tối thiểu 11m, chọn h0 = 11m => h  ,571h0  ,183h02  ,0357a  0,571.11 0,183.112  ,0357.20  12,32m  Xét điều kiện (2) : Chiều cao toàn nhà m  m  11m Trong mái nhà 2m, cần kim bảo vệ cho thân nhà cao 9m bảo vệ toàn tòa nhà, chọn chiều cao cần bảo vệ hx = 9m Bán kính vùng bảo vệ tương ứng chiều cao hx theo hình vẽ rx = 4,25m hx =>   ,11  ,67 rx ,25  Th  rx  ,9 hx ,5 => 4,25  1,9.9   14,24m  ,5 Xét điều kiện (3) : Bề ngang nhỏ nơi giao vùng bảo vệ kim tối thiểu phải 3m, chọn bx = 3m hx =>    ,67 bx N gu ye n Va n h by  13m  pi le d => b x  ,75hx ,75  0,75.9  ,75 h0  Co m => h  ,571h0  ,183h02  ,0357a  0,571.13 0,183.132  ,0357.20  14,14m  Để thỏa đồng thời điều kiện, chọn h = max = 14,24m => Chiều cao kim: 14 ,24 m  m  m  ,24m   GV: Nguyễn Văn Thái  -4- Đại học Sư phạm Kỹ thuật NỘI DUNG CÂU HỎI ÔN TẬP 6.1 Giải thích tượng sét đánh? Tại tác dụng phá hoại sét lại lớn? 6.2 Những nơi dễ bò sét đánh thiên nhiên công trình xây dựng? 6.3 Hệ thống chống sét bao gồm phận nào? 6.4 Vẽ phạm vi bảo vệ kim thu sét 6.5 Vẽ phạm vi bảo vệ kim thu sét chiều cao 6.6 Cho cột cờ nhà hình vẽ, tính chiều cao kim thu sét để bảo vệ nhà khỏi bò sét đánh 20m 20m 7m N gu ye n Va n Th 6.7 Cho nhà mái dốc hình vẽ Tùy theo cách bố trí kim thu sét, kim kim, chọn phương án kinh tế hơn, tính chiều cao kim thu sét 3m 22m by 6m 5m Co m pi le d 2m GV: Nguyễn Văn Thái -5- Đại học Sư phạm Kỹ thuật NỘI DUNG 6.6 BÀI GIẢI CÂU HỎI ÔN TẬP h  m hx x =>   ,35   m rx 20 rx  20 r  ,9 hx h x ,5 => 20  1,9.7   22 ,2 m ,5 => Chiều cao kim thu sét: 22,2m – 20m = 2,2m 22m 6m Va n Th 6.7  Phương án 1: kim thu sét đặt nhà Tính chiều dài nhà:   l  22m  2.    30 m   => bán kính vùng bảo vệ nhà tương ứng với chiều cao nhà là: 30   15 ,29 m Chiều cao nhà cần bảo vệ hx   ,19  rx 15 ,29 gu => rx ye thân nhà => hx  3m 5m n rx  Co m pi le d by N rx  ,9 hx ,5 => 15 ,29  1,9.3   13 ,99m  14 m ,5 => Chiều cao kim thu sét: 14m – 5m = 9m  Phương án 2: hai kim thu sét đặt đầu mái nhà kim thu sét bảo vệ nhà đồng thời thỏa điều kiện sau: h  m 1   m rx  2   b  m 3   x h Xét điều kiện (1) : Chiều cao bảo vệ thấp h0 tối thiểu 5m, chọn h0 = 5m => h  ,571h0  ,183h02  ,0357a  0,571.5  0,183.52  ,0357.22 Xét điều kiện (2) :   7,52m   Chiều cao toàn nhà m  m  m Trong mái nhà 2m, cần m kim bảo vệ cho thân nhà cao bảo vệ toàn tòa nhà, chọn chiều cao cần bảo vệ hx = 3m Bán kính vùng bảo vệ tương ứng chiều cao hx theo hình vẽ rx = 5m hx =>   ,6  ,67 rx GV: Nguyễn Văn Thái -6- Đại học Sư phạm Kỹ thuật => h  ,571h0  ,183h02  ,0357a  Th  0,571.5,8 0,183.5,82  ,0357.22 BÀI GIẢI CÂU HỎI ÔN TẬP NỘI DUNG rx  ,9 hx h ,5 =>  1,9.3   7,13m  ,5 Xét điều kiện (3) : Bề ngang nhỏ nơi giao vùng bảo vệ kim tối thiểu phải 3m, chọn bx = 3m hx =>    ,67 bx b  ,9 h x ho  x ,5 =>  1,9.3   5,8m  ,5 8,15m  m  Va n Để thỏa đồng thời điều kiện, chọn h = max = 8,15 => Chiều cao kim:  ,15 m  m  m  ,15m  Co m pi le d by N gu ye n Xét phương án thấy phương án có tính kinh tế cao phương án 1, chọn phương án dễ thi công hơn, chọn phương án chống sét cho nhà dùng kim thu sét đặt đầu mái nhà, kim cao 3,15m GV: Nguyễn Văn Thái -7- ... 0,571.13 0,183.132  ,0357.20  14, 14 m  Để thỏa đồng thời điều kiện, chọn h = max = 14, 24m => Chiều cao kim: 14 , 24 m  m  m  , 24 m   GV: Nguyễn Văn Thái  -4- Đại học Sư phạm Kỹ thuật NỘI... ứng chiều cao hx theo hình vẽ rx = 4, 25m hx =>   ,11  ,67 rx ,25  Th  rx  ,9 hx ,5 => 4, 25  1,9.9   14, 24 m  ,5 Xét điều kiện (3) : Bề ngang nhỏ nơi giao vùng bảo vệ kim tối thiểu phải... pi le d by N rx  ,75hx ,75 =>  0,75.20   24 m  ,75 => Chiều cao kim thu sét: 24m – 20m = 4m 2.Phạm vi bảo vệ hai kim thu sét chiều cao h H = 4h I B1  A1 h 0,8h B2 B A2  B  A  0,8h0 hx