hiện tượng sấm sét cột thu lôi

Kể từ buổi đầu của lịch sử được ghi chép bằng văn bản, những tia sét đã hấp dẫn con người. Những ngọn lửa chúng tạo ra khi chúng đánh xuống đất đã được loài người sử dụng để giữ ấm trong đêm, ngoài ra còn khiến động vật hoang dã tránh xa. Vì lý do này, người nguyên thủy đã bắt đầu tìm kiếm câu trả lời để giải thích hiện tượng khó tin này, họ đã tạo ra những tín ngưỡng và huyền thoại được đưa vào trong những tôn giáo đầu tiên. Ở châu Âu, giả thuyết khoa học sớm nhất được biết về tia sét đã được nhà triết học cổ Hi Lạp Aristotle trình bày vào thế kỉ thứ 3 TCN. Ông cho rằng các cơn dông xuất hiện xuất phát từ sự va chạm giữa các đám mây còn tia sét là những ngọn lửa (chứ không phải là điện) được phun ra từ các đám mây dông. Benjamin Franklin (1706–1790) đã cố gắng kiểm tra lý thuyết rằng các tia lửa điện tạo ra do sự phóng điện của các quả cầu thủy tinh khi quay cũng giống như các tia sét bằng cách dựng lên một cái tháp có hình nón tại Philadelphia. Trong lúc chờ đợi cái tháp được dựng xong ông nảy ra ý tưởng sử dụng một con diều. Trong cơn dông tiếp theo đó vào tháng 6 năm 1752 ông đã cùng con trai của mình ra thử nghiệm nhằm kiểm tra liệu có các

1 Trường Đại học Tài nguyên Môi trường TPHCM KHOA MÔI TRƯỜNG HIỆN TƯỢNG SẤM SÉT- CỘT THU LÔI CHỐNG SÉT Người thực hiện: Nguyễn Quốc Vũ A HIỆN TƯỢNG SẤM SÉT Sét hay tia sét tượng phóng điện khí đám mây đất hay đám mây mang điện tích khác dấu, đơi cịn xuất trận phun trào núi lửa hay bão bụi (cát) Khi phóng tĩnh điện khí tia sét di chuyển với tốc độ gần 100,000 km/s Vì sét di chuyển hạt mang điện hình ảnh sét dịng plasma phát sáng tạo nên thấy trước nghe tiếng động, tiếng động di chuyển với tốc độ 1,235 km/h điều kiện bình thường khơng khí cịn ánh sáng 299,792 km/s Sét đạt tới nhiệt độ 30,000 K (29,726 °C), gấp lần nhiệt độ bề mặt Mặt Trời (5778 °C) gần 20 lần nhiệt độ cần thiết để biến cát silica thành thủy tinh (chỉ cần 1713 °C để làm nóng chảy SiO2), viên đá tạo sét đánh vào cát gọi fulgurite (thường chúng có dạng hình ống sét di chuyển vào lịng đất) Sét sinh từ đám mây vũ tích hay cịn gọi mây dơng, loại mây thường có độ cao chân mây từ đến km (0.62 đến 1.24 dặm) tính từ mặt đất độ cao đỉnh mây tới 15 km (9.3 dặm) Có khoảng 16 triệu dơng năm Nếu có đám mây dơng tích điện gần mặt đất tới khu vực trống trải, gặp vật có độ cao cối, người cầm cuốc xẻng hình thành luồng dẫn sét bắt đầu có phóng tia lửa điện đám mây mặt đất Đó tượng sét đánh Lý sét hình thành nguồn gốc nó, mặt chi tiết vần đề tranh luận: Các nhà khoa học nghiên cứu nguồn gốc khác gió, độ ẩm, ma sát áp thấp khí ảnh hưởng gió mặt trời hạt tích điện lượng mặt trời Các tinh thể băng đám mây dông yếu tố quan trọng việc hình thành tia sét tạo mơi trường tích điện cực trái dấu đám mây dẫn đến việc tạo điện trường mạnh Ngoài ra, sét tạo cột tro vụ phun trào núi lửa trận cháy rừng dội tạo khói đặc đủ để dẫn điện Tia sét gây tiếng sấm, âm sóng xung kích khơng khí vùng lân cận nơi phóng điện giãn nở mạnh chịu áp suất tăng đột ngột I Lịch sử nghiên cứu Một ảnh sét đầu tiên, chụp năm 1882 Kể từ buổi đầu lịch sử ghi chép văn bản, tia sét hấp dẫn người Những lửa chúng tạo chúng đánh xuống đất loài người sử dụng để giữ ấm đêm, ngồi cịn khiến động vật hoang dã tránh xa Vì lý này, người nguyên thủy bắt đầu tìm kiếm câu trả lời để giải thích tượng khó tin này, họ tạo tín ngưỡng huyền thoại đưa vào tôn giáo Ở châu Âu, giả thuyết khoa học sớm biết tia sét nhà triết học cổ Hi Lạp Aristotle trình bày vào kỉ thứ TCN Ông cho dông xuất xuất phát từ va chạm đám mây tia sét lửa (chứ điện) phun từ đám mây dông Benjamin Franklin (1706–1790) cố gắng kiểm tra lý thuyết tia lửa điện tạo phóng điện cầu thủy tinh quay giống tia sét cách dựng lên tháp có hình nón Philadelphia Trong lúc chờ đợi tháp dựng xong ông nảy ý tưởng sử dụng diều Trong dơng vào tháng năm 1752 ông trai thử nghiệm nhằm kiểm tra liệu có điện tích tia sét hay khơng Ơng buộc chìa khóa vào đoạn cuối dây diều nối xuống chai Leyden, thiết bị tích trữ lượng tĩnh điện sơ khai tương tự tụ điện (ông buộc chìa khóa vào dây diều nối vào chai dây lụa, loại vật liệu dẫn điện kém) Một luồng điện tích đánh trúng diều sau hồi ông thấy sợi dây bị lỏng bị nhiễm điện, đốn điện tích vào chai, ơng đưa tay lại gần chìa khóa xuất tia lửa điện nhỏ (vì ơng trở thành vật dẫn điện) Sống sót sau thí nghiệm ơng đưa kết luận sét điện Franklin người nht thớ nghim vi diu Thomas-Franỗois Dalibard cựng De Lors thực thí nghiệm tương tự Marly-la-Ville Pháp vài tuần trước thí nghiệm Franklin Trong tự truyện (viết năm 1771-1788, xuất năm 1790) Franklin tự nhận ông thực thí nghiệm sau người Pháp vài tuần mà điều năm 1752 Bức ảnh tạo sét gây nhiều tranh luận Nikola Tesla Tin tức thí nghiệm lan rộng người khác bắt đầu thực lại Tuy nhiên thí nghiệm sét nguy hiểm đơi gây chết người Một chết tiếng bắt chước Franklin giáo sư Georg Richmann Saint Petersburg, Nga Ông tạo hệ thống thu sét giống Franklin, ông chạy nhà nghe tiếng sấm lúc giảng học viện khoa học Ông chạy với người thợ điêu khắc để ghi lại kiện Ơng đặt bóng thủy tinh lên vịng kim loại gần hồn hảo cho hệ thống thu lơi thời lại qn gắn dây nối đất, kết theo báo cáo sét đánh chạy vào vòng kim loại bao lấy cầu thủy tinh tạo cục sét hịn (do khơng thể chạy xuống đất cách trực tiếp) văng trúng đầu Georg Richmann giết ơng Mặc dù thí nghiệm từ thời Benjamin Franklin sét phóng điện, lý thuyết tìm hiểu sét cập nhật (cụ thể hình thành) 150 năm Nguồn động lực cho nghiên cứu gần đến từ lĩnh vực kỹ thuật điện: cột điện cao bắt đầu đưa vào phục vụ kỹ sư cần biết sét nguy hiểm đến mức để bảo vệ cơng trình Năm 1900, Nikola Tesla tạo sét nhân tạo cuộn Tesla máy phát điện công suất cao đủ để tạo tia sét đủ lớn để xem Năm 1876, James Clerk Maxwell đề xuất thí nghiệm sau: bọc lượng cặn thuốc súng lớp vỏ kim loại kín, ngăn tia sét đánh vào đấy, tránh làm cho thuốc phát nổ Nếu tia sét đánh vào bọc cặn thuốc, dòng điện tồn lớp vỏ kim loại bên ngồi mà khơng thể vào gây nổ Vỏ bọc kiểu coi loại lồng Faraday Kiểu lồng Faraday gồm hệ thống lưới mắt cáo sử dụng, khoảng cách mắt lớn hiệu bảo vệ thấp Ngày người ta kết hợp sử dụng cột thu lôi Franklin lồng Faraday để bảo vệ loại kết cấu, đặc biệt nơi chứa thiết bị điện tử nhạy cảm với điện trường Các phát minh nhiếp ảnh quang phổ vào cuối kỷ 19 có tầm quan trọng lớn nghiên cứu tia sét Một số nhà khoa học sử dụng phân tích phổ tạo từ tia sét để ước tính lượng lượng tham gia vào q trình vật lý nó, tất diễn khoảng thời gian ngắn Việc sử dụng máy ảnh giúp phát tia sét có hai nhiều dịng điện tích (vệt) Sự phát triển thiết bị tiên tiến khác dao động ký điện tử, công nghệ thu sóng vơ tuyến máy đo trường điện từ kỷ 20 cho phép hiểu biết đầy đủ nguồn gốc xuất phóng điện II Hình thành 1.Sự tích điện HÌNH1 Sự va chạm tinh thể băng hạt graupel gây nhiễm điện cọ xát HÌNH2 Minh họa phân bố điện tích đám mây Chi tiết q trình tích điện nhà khoa học nghiên cứu, có vài ý kiến thống chung Một dơng hình thành có khối khơng khí nóng ẩm chuyển động, khu vực trung tâm đám mây dơng khu vực xảy tích điện đám mây chủ yếu, nơi có luồng khơng khí di chuyển hướng lên nhanh (gọi updraft) đối lưu nhiệt độ từ −15 đến −25 °C (5 đến −13 °F) Ở đó, nhiệt độ thấp với chuyển động nhanh luồng khơng khí lên tạo hỗn hợp gồm giọt mây trạng thái siêu lạnh (tức giọt thể lỏng điểm đóng băng), tinh thể băng nhỏ graupel (mưa đá mềm) Dịng khơng khí đưa giọt mây siêu lạnh tinh thể băng nhỏ nhẹ lên trên, phía đỉnh đám mây dơng; hạt graupel nặng đặc có xu hướng rơi xuống phần đám mây lơ lửng khơng khí Các chuyển động ngược chiều hạt ngưng đọng khác dẫn tới va chạm Khi có va chạm tinh thể băng hạt mưa đá mềm, tinh thể băng bị nhiễm điện dương hạt mưa đá mềm bị nhiễm điện âm cọ xát (H1.) Các tinh thể băng tiếp tục bị đẩy lên phía đỉnh đám mây, hạt mưa đá mềm lơ lửng xuống phần phía Kết đám mây dơng phân li thành hai miền điện tích trái dấu: Miền điện tích âm phía miền điện tích dương phía (xem H2.) Do tác động chuyển động khơng khí lên bão gió cao khí quyển, đỉnh đám mây nơi có điện tích dương thường bị tản theo phương ngang khoảng xa đáng kể so với chân đám mây Khu vực đám mây dơng trơng giống hình đe gọi vùng (đỉnh) hình đe vùng chóp đe Trong đám mây cịn xảy tái phân bố điện tích loại chuyển động khơng khí khác Ngồi cịn có khu vực điện tích dương mỏng phía gần đáy đám mây (xem H2.), hình thành mưa nhiệt độ ấm gần mặt đất.[12] 2.Hình thành luồng dẫn Để hiểu tia sét hình thành từ đâu, trước tiên ta phải tìm hiểu giai đoạn sơ khai chúng: dạng luồng dẫn sét Các luồng dẫn (hay kênh dẫn sét) kênh ion khơng khí chế hình thành tia sét Chưa thể có tia sét (phóng điện) chưa có kênh dẫn mở đường cho theo đánh xuống Sự phóng điện xảy điện trường đám mây mặt đất đủ mạnh Sét thường đánh vào chỗ nhô cao Các điều kiện cần để bắt đầu xảy phóng điện khơng khí bao gồm: thứ nhất, phải tồn hiệu điện cao (ngưỡng vài triệu volt) khu vực không gian để tạo điện trường đủ mạnh để làm ion hóa khơng khí góp phần hình thành luồng dẫn; thứ hai phải có mơi trường trở kháng cao ngăn cản trung hịa tự nhiên điện tích trái dấu - trường hợp sét bầu khí Điện trường sinh khu vực mang điện tích trái dấu, cường độ điện trường tăng lượng (hay mật độ) điện tích tăng, chiều điện trường từ dương mặt đất lên âm chân đám mây Hai miền điện tích khác dấu đám mây dơng coi hai tụ điện khơng khí khổng lồ Giữa phần chân đám mây dông mang điện âm mặt đất tích điện dương (do hưởng ứng tĩnh điện) tụ điện với khơng khí đóng vai trị chất điện môi tụ Tia sét phóng điện - dạng tia lửa điện khổng lồ, bắt đầu xảy hình thức luồng dẫn, hiệu điện nâng dần tới mức đủ lớn để "đánh thủng" điện mơi khơng khí Người ta hiểu có phân tách tái hợp điện tích miền đám mây, chi tiết trình chưa rõ Một lượng điện tích tương đương trái dấu (dương) với điện tích đám mây tích mặt đất hưởng ứng tĩnh điện Lượng điện tích đo điểm cố định mặt đất tăng dần đám mây dơng tiến gần nơi đó, giảm đám mây qua Giá trị điện tích mặt đất theo vị trí tương đối đám mây biểu diễn gần đường cong hình chng Sét đánh có tiếp xúc hai luồng dẫn dương (tô màu xanh, lên từ mặt đất) âm (tô màu đỏ, xuống từ mây) 2.1 Luồng dẫn bước Luồng dẫn sét, gọi kênh dẫn, dòng dẫn, sét tiên đạo (leader) kênh khí bị ion hóa nóng theo hai chiều, hình thành khu vực tích điện trái dấu Kênh sét thường lan truyền khơng khí theo hai chiều ngược hai đầu kênh, chừng chưa gặp kết nối với vùng tích điện khác dấu với đầu kênh tới Chẳng hạn đầu âm kênh dẫn sét kết nối với vùng mang điện dương đám mây đầu dương kênh tới gắn vào vùng mang điện âm Các luồng dẫn thường không trơn mà bị tách thành nhánh cành cây, lan truyền luồng dẫn lúc bị thu hút nhiều vùng điện tích ngược dấu với [14] Sự di chuyển luồng mở đường không liên tục mà gấp khúc theo bậc bước chúng có tên gọi "luồng dẫn bước" (step leader), quan sát thấy video quay chậm tia chớp Chưa thể có tia sét hình thành chưa có kênh dẫn mở đường cho đánh xuống Một đầu kênh dẫn tới lấp đầy khu vực điện tích trái dấu tương ứng đầu hoạt động Chẳng hạn, tia sét đánh xuống đất, kênh dẫn hai hướng hình thành vùng điện tích âm (phần mây) vùng điện tích dương mỏng phía đáy đám mây Đầu kênh dẫn âm nhanh chóng hồn tồn lấp đầy vùng điện tích dương mỏng tiếp tục lan truyền ngồi đám mây khơng khí tới mặt đất (nơi mang điện tích hưởng ứng) Các luồng dẫn âm dương dông di chuyển theo hai hướng ngược nhau: Luồng dẫn dương di chuyển lên phía đám mây theo chiều điện trường, luồng dẫn âm di chuyển ngược chiều điện trường xuống mặt đất Mỗi luồng dẫn di chuyển tiếp tục thu nhận thêm ion phía đỉnh luồng xuất nhánh luồng mới, luồng dẫn vừa lan truyền vừa phân nhiều nhánh nhánh Gần 90% kênh ion có chiều dài vùng vào khoảng 45 m (148 ft) Các kênh dẫn phát sáng không rõ rệt tia sét sinh sau đó, lan truyền với tốc độ chậm Bản chất nguyên nhân hình thành kênh sét chưa hiểu rõ Điện trường đám mây dường chưa đủ để tự sinh kênh dẫn Một giả thuyết gần cho có dịng electron tương đối tính có nguồn gốc từ tia vũ trụ từ tầng điện ly tới va chạm với phân tử khơng khí, gây lan truyền thác lũ kích hoạt hình thành kênh ion sét, trình gọi runaway breakdown 2.2 Luồng lên Cường độ điện trường tăng lên luồng dẫn bước di chuyển xuống mặt đất Theo nguyên lí phân bố điện tích vật điện trường, điện tích vật thể (mặt đất trường hợp này) thường tập trung chỗ mũi nhọn điện trường nơi mạnh Vì mặt đất ion mang điện tích dương bắt đầu tập hợp lại, chỗ cao (cây cối, cột hay vật dựng đứng, cơng trình cao ) Khi cường độ điện trường đủ mạnh, kênh ion dương gọi luồng lên (upward streamer) phát triển từ nơi Chúng phóng lên để nối vào luồng âm di chuyển xuống Chính việc định tia sét đánh vào đâu sét đánh xuống đất Sự phóng điện xảy có tiếp xúc luồng Lí thuyết đề xuất Heinz Kasemir Vì có nhiều luồng ion dương hình thành luồng dẫn âm tiến xuống, luồng nối vào luồng dẫn âm dẫn tia sét vào chỗ mà phóng Có thể hình dung luồng ion dương giống dây câu sét mà nơi xuất phát cần câu; nơi xuất phát vị trí cao xác suất nối vào luồng ion âm trước cao sét thường hay đánh vào nơi nhô cao đứng độc lập Phóng điện 3.1Hình thành vệt sét Hình thức phóng điện mà tia sét thường xuất dạng vệt sét (stroke), tức kênh plasma phát sáng Tia sét chẳng khác ngồi việc trao đổi hạt (ion dương âm, electron) để cân lại điện tích vùng khí khí mặt đất thực việc tạo vệt sét Sự kết nối kênh dẫn mở đường mà phóng điện xảy Khi kênh bước kênh lên kết nối với bắc cầu khoảng cách khơng khí lượng dư điện tích âm đám mây lượng dư điện tích mặt đất dương bên dưới, có sụt giảm đáng kể điện trở không khí dọc theo kênh sét (mơi trường khơng khí bị đánh thủng sơ bộ) Sét bắt đầu hình thành theo đường tạo điện tích âm bắt đầu tràn nhanh xuống mặt đất Các electron tăng tốc nhanh chóng vùng xuất phát từ điểm mà kênh ion gắn kết, sau vùng lan ngược toàn kênh với tốc độ nhanh gần ánh sáng Một kênh plasma, tia sét hình thành Hình ảnh tốc độ cao cho thấy phần khác tia chớp q trình phóng điện đám mây, quay Toulouse, Pháp Quá trình tạo thành gọi "vệt sét phản hồi" (return stroke) Đây giai đoạn phát sáng mạnh mẽ rõ rệt phóng điện Vệt phản hồi hình ảnh mà người ta thường nghĩ tới nhắc đến tia sét hay ánh chớp Một dòng điện cường độ lớn chạy dọc theo kênh plasma từ đám mây xuống mặt đất, làm trung hịa điện tích mặt đất dương electron phóng từ điểm xảy sét mặt đất đến khu vực xung quanh, ta nói có sét đánh Dịng điện cực lớn tạo chênh lệch điện áp xuyên tâm lớn dọc theo bề mặt mặt đất Sự chênh lệch điện áp hay "điện bước" gây tượng thường gọi "sét đánh tạt ngang", nguyên nhân nhiều trường hợp thương vong sét đánh thẳng xuống Dịng điện chọn tất đường điện trở thấp chúng Vì phần dịng điện từ vệt phản hồi vào thể người động vật (không may đứng gần điểm đánh) thường từ chân sang chân dần gây tê liệt thể.[18] Trên mặt đất nơi sét đánh bề mặt bên vật thể bị sét đánh, dịng điện để lại dấu vết hình cành giống tia sét (cịn gọi hình Lichtenberg) Tốc độ dịng lan truyền khơng khí vệt sét phản hồi tính khoảng gần 100,000 km/s (xấp xỉ 1/3 tốc độ ánh sáng chân khơng Dịng điện cực lớn nhanh chóng hâm nóng toàn kênh sét, tạo nên kênh plasma với nhiệt độ bên cao, tới khoảng 50,000 K- làm cho phát sáng mạnh mẽ với màu xanh-trắng đặc trưng Sự hâm nóng khơng khí gần tức khiến cho khơng khí giãn nở mạnh, tạo thành sóng xung kích mà âm nghe gọi tiếng sấm Dịng điện thay đổi nhanh chóng tạo xung điện từ (EMP) tỏa từ kênh ion Đây tính chất chung q trình phóng điện 3.2 Nhiều vệt sét đường Các máy quay tốc độ cực cao sét thực tế gồm nhiều vệt (lần đánh) đường Trung bình tia sét có đến vệt sét hay (có thể nhiều đến 30) Mỗi sét hình thành vệt phản hồi đầu tiên, vệt khác xuất chạy lại đường khoảng 40 đến 50 milli giây thực lặp lặp lại nhiều lần tạo vệt với hiệu ứng ánh sáng nhấp nháy nhanh, mắt thường khơng thể nhìn thấy, thơng thường thấy ngày sáng trước biến Thường sau vệt sét phản hồi hình thành, cân điện tích chưa đạt ngay, thường lượng điện tích âm cịn dư Lí là, sau kênh kết nối tạo vệt đầu tiên, kênh lên dương thường triệt tiêu nhanh kênh âm, khiến cho đám mây cịn lượng dư điện tích âm (chưa xuống hết) Sau kênh dẫn dương tiêu tan, đầu kênh âm tiếp tục trình ion hóa khơng khí kênh ion hai hướng bắt đầu hình thành chỗ có kênh dương triệt tiêu Khi kênh ion kết nối vào phần khí dẫn điện hệ thống kênh cũ, kích thích hệ thống tái ion hố Một q trình giống vệt sét phản hồi lại xảy Các electron (hay điện tích âm) dư theo hệ thống kênh ion tràn xuống từ đám mây Luồng điện tích âm gọi "luồng phi tiêu" (dart leader), lan truyền dọc theo hệ thống kênh sét tạo vệt sét thứ hai Cứ vệt sét tiếp sau sinh tận dụng đường cũ tiếp tục nhiệm vụ trao đổi điện tích tới có cân Các luồng phi tiêu thường khơng tồn lâu, cần nhiều luồng vệt thứ phát Cứ sau lần trao đổi điện tích lần sau lại yếu lần trước đến luồng trao đổi hẳn Các tiếng sét tạo thực việc trao đổi điện tích Sự phóng điện tia sét sản sinh nhiều loại xạ điện từ, từ dịng plasma nóng tạo chuyển động nhanh electron ánh chớp rực rỡ ánh sáng nhìn thấy dạng xạ vật đen Độ chói sét lớn (có thể thắp sáng bầu trời đêm) Thời lượng trung bình tồn trình sét 0.2 giây, bao gồm số lần chớp (vệt) ngắn hơn, khoảng 60 tới 70 mili giây 3.3 Dịng điện q độ q trình chớp Cường độ dịng điện sinh có tia sét từ mây xuống đất (CG) đánh xuống tăng tới mức cực đại nhanh chóng, khoảng 1-10 micro giây, tắt dần khoảng lâu 50-200 micro giây Do tính chất thống qua nhanh dịng điện tia chớp, có số tượng cần tính tốn giải việc bảo vệ hiệu cấu trúc mặt đất khỏi sét Những dịng điện thay đổi nhanh chóng có xu hướng truyền bề mặt vật dẫn (hiện tượng gọi hiệu ứng bề mặt), khơng giống dịng điện khơng đổi thường truyền qua toàn khối vật dẫn nước chảy bên ống vịi Vì vậy, vật dẫn sét bảo vệ cơng trình thường có cấu trúc đa sợi, với nhiều dây dẫn đan xen Điều nhằm làm tăng tổng diện tích bề mặt bó dây dẫn theo tỉ lệ nghịch với đường kính thiết diện sợi dây, với tổng diện tích thiết diện tồn bó khơng đổi Các xung điện từ tỏa từ kênh sét suy yếu nhanh theo khoảng cách so với điểm gốc Tuy nhiên, chúng qua phần tử dẫn điện mặt đất, ví dụ đường dây điện, đường dây liên lạc, ống kim loại chúng gây dòng điện cảm ứng vật này, truyền hết Những dòng tăng đột ngột này, thường gọi dịng xung, có cường độ tỉ lệ nghịch với trở kháng vật thể Vì thế, trở kháng vật cao dịng điện xung nhỏ Sự tăng áp đột ngột xảy thường xuyên phá hủy gây hư hỏng thiết bị điện cần phải thấy nguy hiểm đến Sét đánh cách xa nơi có mưa tới 15–20 km • Tránh sét nhà Khi trời xảy dơng, biện pháp tránh sét tốt nên nhà Chỗ an toàn để tránh sét tồ nhà, hay cơng sở có lắp đặt hệ thống chống sét (đơn giản cột thu lơi Franklin) Khi nhà nên đứng xa cửa sổ, cửa vào, đồ dùng điện, tránh chỗ ẩm ướt buồng tắm, bể nước, vịi nước, khơng nên dùng điện thoại trừ trường hợp cần thiết Nên rút phích cắp thiết bị điện trước lúc có dơng gần xảy Với đường dây điện thoại hay dây điện nối với lưới bên ngồi nên bị ảnh hưởng sét đánh lan truyền Nên tránh xa dây vật dùng điện với khoảng cách 1m Vơ tuyến nối với dây anten để ngồi trời cần rút có dơng Tránh sét đánh trời Sét mây mây New Delhi, Ấn Độ Một trận dông ban đêm hải đăng cảng Port-la-Nouvelle • Trong trường hợp khơng kịp chạy tìm nơi ẩn náu an tồn, tuyệt đối không dùng cối làm chỗ trú mưa, tránh khu vực cao xung quanh, tránh xa vật dụng kim loại xe đạp, máy, hàng rào sắt Tìm chỗ khơ ráo, xung quanh có cao nên tìm chỗ thấp, tìm vị trí thấp Người vị trí thấp tốt, tay ôm cổ Phần tiếp xúc người với mặt đất phải Nhón chân, khơng nằm xuống đất Đứng xa vật cao, khỏi nơi chứa nước bãi biển, ao, hồ, mương Các vùng đỉnh núi hay sườn núi nhô cao nguy hiểm Nếu rừng tìm nơi thấp thưa để tránh Khơng đứng thành nhóm người gần Nếu bạn cảm thấy tóc bị dựng lên (như cảm giác điện sờ tay trước mặt tivi) điều có nghĩa bị sét đánh lúc Lập tức cúi ngồi xuống lấy tay che tai, không nằm xuống đất hay đặt tay lên đất Đối với vật có bề mặt kim loại xe bt, tàu hoả, tơ, khơng thị người ngồi khơng chạm đến vỏ bọc bên chỗ an toàn (do tính chất lồng Faraday) Ngược lại tơ, tàu thuỷ để hở hay khơng có vỏ bọc kim loại lại nguy hiểm Sau nghe thấy tiếng sét 30 phút trở lại làm việc bình thường Cấp cứu người bị sét đánh: • Ngoài làm cháy, bỏng, sét gây tác hại hệ thần kinh, gãy xương, thính giác, thị giác, hay trí nhớ Người bị sét đánh cần cứu trợ tức khắc Nếu người bị sét đánh bị ngất (tim ngừng đập, tắt thở) phải thực khẩn cấp động tác hơ hấp, trợ tim nhân tạo Tìm nơi bị gãy, đặc biệt cẩn thận không di dời nạn nhân nghi ngờ bị gãy cột sống Để nơi bị bỏng khơ tìm cách nhanh để nhân viên y tế đến Không nên làm gì: • Sét đánh Schaffhausen, Thụy Sĩ, năm 2009 Đứng gần vật cao, gần nước, gần cây, gần xe cộ, gần nhà, nơi cánh đồng trống trải, anten, cột cao, gần đường dây dẫn Nên làm gì: • o Nhìn dấu hiệu báo dơng (mây đen, gió lạnh ), o Nghe dự báo thời tiết có ý định ngồi o Hạ thấp vị trí để hai chân chụm Khơng nằm đất o o Đi vào nhà lớn hay vào xe cộ có mái kim loại (nhớ khơng động tay lên vỏ kim loại) Biết trước nơi an toàn gần thời gian tới Thiết bị chống sét Một thiết bị dẫn sét đếm số đợt sét đánh lắp đặt viện bảo tàng Cột chống sét đóng vai trị quan trọng hệ thống chống sét, bao gồm: • o Kim thu sét: Do vật cao, nhọn thu hút kênh bước từ đám mây, dẫn tồn điện tích vào trước xảy phóng điện o Dây dẫn sét o Cọc tiếp địa dây nối đất o Các vật tư khác (đế trụ đỡ kim, dây neo….) Cột chống sét thường đặt mái nhà vị trí cao dây thoát sét dẫn thẳng xuống hệ thống tiếp đất • Thiết bị bảo vệ dịng xung sét (SPD): phát xung đột ngột từ tia sét đường điện chuyển hướng xung xuống đất, bảo vệ thiết bị điện tử X Nghiên cứu khoa học sét Các thuộc tính Một tia sét CG Dallas, 2015 Khi cường độ điện trường vùng lân cận vượt giới hạn điện môi khơng khí ẩm (vào khoảng megavolt mét), phóng điện khơng khí dẫn tới cú sét đánh, theo sau thường đợt phóng điện thứ cấp tương ứng tỉ lệ có phân nhánh đường Các chế khiến điện tích nâng mức điện trường tạo sét vấn đề khoa học nghiên cứu kĩ lưỡng Nghiên cứu xác nhận cố điện mơi có liên quan đến trình Rison 2016 Theo nghiên cứu, lưu thơng khơng khí ấm ẩm ướt qua điện trường mạnh kích hoạt hình thành kênh dẫn gây tia sét Các hạt nước lỏng nước đá sau tích tụ điện tích, quan sát thấy máy phát tĩnh điện Van de Graaff Các nhà nghiên cứu Đại học Florida đo tốc độ dài cuối tính 10 lần tia chớp quan sát thuộc khoảng từ 1.0×10 đến 1.4×10 m/s, trung bình 4.4×105 m/s Hệ thống dị phát tia sét từ xa Thiết bị phát minh sớm để cảnh báo bão sấm sét tiếp cận chuông sét Benjamin Franklin lắp đặt thiết bị nhà Máy phát sét dựa thiết bị dị tĩnh điện gọi "chng điện" Andrew Gordon phát minh năm 1742 Sự phóng điện sét tạo loạt xạ điện từ, bao gồm nhiều xung thuộc tần số vô tuyến Thời gian mà xung tín hiệu từ lần phóng điện sét định (chẳng hạn, xung NBP) tới số máy thu sử dụng để xác định vị trí nguồn phát, tức nơi có sét Chính phủ Liên bang Hoa Kỳ cho xây dựng mạng lưới máy dị sét tồn quốc, cho phép theo dõi đợt sét thời gian thực khắp lục địa Hoa Kỳ Tầng điện ly Trái Đất hoạt động giống ống dẫn sóng, "bẫy" loại sóng điện từ VLF- ELF Các xung điện từ sét đánh lan truyền xa ống dẫn sóng đó, gây tiếng rít điện từ (hiss) mà máy thu Ống dẫn sóng có khả phân tán, suy có nghĩa vận tốc nhóm sóng phụ thuộc vào tần số chúng Hiệu số độ trễ thời gian nhóm xung sét tần số lân cận tỉ lệ thuận với khoảng cách nguồn phát máy thu Kết hợp với phương pháp khác để tìm phương sóng điện từ, cho phép ta xác định vị trí sét đánh khoảng cách lên tới 10,000 km so với nguồn gốc chúng Hơn nữa, tần số riêng ống dẫn sóng điện ly Trái đất, tượng cộng hưởng Schumann khoảng tần số 7.5 Hz sử dụng để xác định hoạt động giơng bão tồn cầu Ngồi việc phát tia sét máy mặt đất, số thiết bị vệ tinh chế tạo để quan sát phân bố sét Chẳng hạn như, Đầu dị quang học thống qua (Optical Transient Detector - OTD), vệ tinh OrbView-1 phóng vào ngày tháng năm 1995 sau Bộ cảm biến hình ảnh sét ( Lightning Imaging Sensor - LIS) tàu vũ trụ TRMM phóng vào ngày 28 tháng 11 năm 1997 Từ tính sét Việc phóng điện khơng khí sét tạo từ trường Các dòng điện cường độ cao tạo từ trường thống qua nhanh chóng mạnh Bất thứ bị sét đánh trúng đá, đất kim loại bị từ hóa vĩnh viễn Hiện tượng biết đến từ trường tàn dư sét hay LIRM (lightning-induced remanent magnetism) Nó xảy phần dễ dẫn điện không bị cản trở thường theo chiều ngang gần bề mặt, nhiên đơi lại theo chiều dọc vết nứt, thân quặng, mạch nước ngầm cung cấp đường dẫn thấp điện trở Từ trường tàn dư sét gây nhìn thấy mặt đất việc phân tích mẫu vật bị từ hóa kết luận sức mạnh sét đánh vào nơi sét nguồn gốc nam châm tự nhiên, ta đưa ước tính dịng cực đại phóng điện sét Nghiên cứu Đại học Innsbruck phát từ trường tạo plasma, sét gây ảo giác đối tượng thí nghiệm nằm phạm vi 200 m (660 ft) dơng mạnh Gió mặt trời tia vũ trụ Một số tia vũ trụ mang lượng cao tạo siêu tân tinh, hạt điện tích từ gió mặt trời, vào bầu khí gây ion hóa khơng khí, góp phần mở đường cho kênh dẫn sét hình thành Trong văn hóa, tơn giáo "Phóng sét", loạt tranh Mười chiến công hiển hách anh hùng Tametomo, họa sĩ Yoshitsuya Ichieisai - Nhật Bản, khoảng thập niên 1860 Biểu tượng tia sét Schutzstaffel Sét văn hóa, tơn giáo khác xem phần thần linh thần linh • Tín ngưỡng Việt Nam số dân tộc Á Đông cho Thiên Lôi vị thần gây sấm sét, với lưỡi búa mình, sét đánh để trừng phạt kẻ thiếu đạo đức • Trong đạo Shinto Nhật Bản Raijin vị thần sấm sét Ông giống quỷ phóng sét khắp nơi với trống tạo sét mà ơng thường hay mang theo • Trong đạo Hindu Indra vị thần mưa sấm sét đồng thời vua vương quốc Deva thần thoại Hindu • Trong thần thoại Aztec sét sức mạnh siêu nhiên vị thần tên Tlaloc Tlaloc không vị thần mưa mà thần bão, tia sét gây chết người bệnh tật • Trong thần thoại Slavic vị thần có ngơi vị cao Perun vị thần sấm sét • Perkūnas thần sấm vị thần quan trọng hệ thống thần linh vùng Baltic Trong thần thoại Latvia Litva ơng vị thần sấm, mưa, núi, sồi bầu trời • Trong thần thoại Bắc Âu Thor vị thần sấm sét với búa Mjưlnir tay ơng tạo tia sét cưỡi cỗ xe sấm ngang qua bầu trời • Trong thần thoại Phần Lan Ukko vị thần sấm, bầu trời thời tiết Từ sấm sét tiếng Phần Lan ukkonen dựa theo tên vị thần • Trong kinh Koran Hồi giáo viết: Người người cho thấy ánh sáng, sợ hãi hy vọng, vọng từ đám mây nặng trĩu Tiếng sấm lời răn dạy Lời Người vang lên thiên thần phải kính sợ • Trong Thiên Chúa giáo, kiện chúa Jesus tái lâm so sánh với tiếng sét (theo Ma-thi-ơ 24:27, Lu-ca 17:24) • Trong văn minh Hy Lạp xưa Zeus thần sấm chúa tể vị thần • Trong văn minh Inca có ba vị thần có khả tạo sấm sét hai thần sấm Apocatequil Catequil Illapa, thần thời tiết Tia sét thường kí hiệu phổ biến văn hóa đại chúng đường zigzag, thường dùng biểu tượng cho tốc độ sức mạnh Biểu tượng tia sét sử dụng để thể khả liên lạc tức thời điện báo radio Trong tiếng Anh số ngơn ngữ khác có số thành ngữ liên quan đến tia sét Ví dụ: a bolt from the blue với nghĩa đen "sét từ bầu trời xanh" dùng thành ngữ để điều bất ngờ, chưa lường trước Roy Sullivan người giữ kỷ lục Thế giới Guinness sống sót sau lần bị sét đánh vòng 35 năm Một số nhân vật nhiều tác phẩm văn học khoa học viễn tưởng, phim ảnh siêu anh hùng có lực tạo điều khiển tia sét, điển hình phim hãng Marvel Sét bão tố hình tượng số thể loại ca khúc nhạc rock Tên ngựa đua chủng tiếng Úc, Phar Lap, có nguồn gốc từ từ tiếng Zhuang tiếng Thái để tia chớp Ngành khoa học nghiên cứu sét có tên fulminology, chứng sợ sấm chớp gọi astraphobia Hình tia chớp dùng nhiều phù hiệu, logo biểu trưng số đảng phái trị, tổ chức nhằm thể quyền uy Một số ví dụ bao gồm: Đảng Hành động Nhân dân Singapore, Hiệp hội đảng Phát xít Anh quốc vào năm 1930, Đảng Quyền lực bang Quốc gia Hoa Kỳ năm 1950 Tổ chức vũ trang Schutzstaffel Đức quốc xã dùng biểu tượng tia sét logo họ, hay gọi biểu tượng Sig Một chiến thuật quân đội Đức sử dụng Chiến tranh giới thứ hai mang tên Blitzkrieg, nghĩa "chiến tranh chớp nhoáng" Một số họa sĩ cận đại đương đại có vẽ tiếng sét Những nhiếp ảnh gia chuyên chụp ảnh dông bão tia sét thường gọi "kẻ săn bão" Kí hiệu tia sét Unicode ☇ U+2607 B CỘT THU LƠI Định nghĩa Cột thu lơi hay cột chống sét kim loại vật kim loại gắn đỉnh tòa nhà, điện ngoại quan cách sử dụng dây dẫn điện để giao tiếp với mặt đất "đất" thông qua điện cực, thiết kế để bảo vệ tòa nhà trường hợp sét công Sét đánh xuống mục tiêu cơng trình xây dựng đánh vào cột thu lôi truyền xuống mặt đất thơng qua dây dẫn, thay qua tịa nhà, nơi bắt đầu đám cháy giật điện gây Đây công cụ hữu ích với người, giúp giảm thiểu nguy từ sét Sự đời Cột chống sét đời vào năm 1752 nhà khoa học người Mỹ Benjamin Franklin Khi đó, ơng làm thí nghiệm điện khí tiếng Ông buộc diều vào cột nhà, ơng buộc chìa khóa Sau đó, giơng ập tới, mưa bắt đầu xối xả, thám ướt vào dây diều Sấm sét lúc đáng sợ, đánh vào diều Do bị ẩm ướt nên diều có khả dẫn điện Franklin sờ vào chìa khóa cảm thấy bị điện giật đáng sợ Sau đó, ông dùng chai Leyden (hình thức ban đầu tụ điện) để tích điện tích lượng điện lớn Benjamin Franklin thực thí nghiệm với trai William Franklin Thật may mắn cho Benjamin năm sau đó, nhà vật lý người Nga gốc Đức Georg Wilhelm Richmann bị sét đánh chết thực thí nghiệm tương tự Nhờ có thí nghiệm nói trên, Benjamin Franklin mạnh dạn sử dụng cột thu lôi Philadelphia Sau nhiều ngày dông bão, nhà ông, nơi đặt cột thu lơi đó, khơng bị ảnh hưởng Thấy vậy, dân chúng vùng Philadelphia làm theo Dần dần, cột thu lôi trở nên phổ biến Sau này, Benjamin Franklin cho thấy hữu ích cột thu lôi The Poor Richard Almanach Cấu tạo Cột thu lơi gồm có kim loại dài nối từ đỉnh cơng trình đến mặt đất Ở cùng, cột thu lơi có đầu nhọn để tập trung tia sét Sau này, để tăng mức độ an toàn, người ta cho lắp thêm vỏ bên sứ, ngăn chặn ảnh hưởng có sét vào cơng trình Ngun lý hoạt động Cột thu lơi hoạt động có trận giơng bão Lúc ấy, đám mây tích điện tích âm mặt đất tích điện tích dương hưởng ứng tĩnh điện Giữa mây mặt đất có hiệu điện lớn Khi đó, sét hình thành Những chỗ nhô cao mặt đất giống mũi nhọn nơi có điện trường mạnh (vì điện tích hưởng ứng phân bố chủ yếu đấy) Sau hình thành, kênh dẫn bước sét di chuyển từ đám mây xuống mở đường cho tia sét đánh xuống đất Kênh dẫn bước bị thu hút chỗ nhô cao nên sét đánh vào chỗ nhiều (chính khi có sấm sét dội ta không nên đứng nhô đất cao trú gốc mà nên nằm xuống đất) Khi đó, mũi nhọn cột thu lôi phát huy tác dụng Do cao nhọn, cột thu lơi có điện trường lớn, nên sét đánh vào Sau bị sét đánh, dẫn dòng điện xuống mặt đất Dòng điện trung hòa điện, lúc đất mang điện tích dương, cịn dịng điện cột thu lơi mang điện tích âm Tác dụng Phạm vi bảo vệ hệ thu lôi khoảng không gian quanh hệ thu lôi, bao bọc bảo vệ mặt chống sét cho cơng trình người bên trong, xác định thực nghiệm Phạm vi bảo vệ hệ thu lôi phụ thuộc vào chiều cao cột thu lôi (cao độ đỉnh kim) Cột thu lơi cao phạm vi bảo vệ lớn 5.1 Hệ kim thu lôi độc lập Phạm vi bảo vệ hệ thu lôi: cột thu lôi độc lập, hệ cột cao nhau, hệ cột cao khác Theo lý thuyết Benjamin Franklin, phạm vi bảo vệ kim thu lôi độc lập phần không gian nằm bên mặt trịn xoay quanh trục kim thu lơi chiều cao H, tạo đường sinh đường cong có phương trình là: rx=1,6pH(H-hx)/(H+hx) với p=1,0 0≤hx≤H≤30,0m p=5,5/H0,5 H>30m đó: hx rx cao độ bán kính đường trịn mặt chiếu tâm kim thu lôi, điểm x đường sinh Lý thuyết đại, lấy gần đường sinh tạo thành phạm vi bảo vệ kim thu lôi, đường thẳng (TCXDVN 46:2007) hay đường thẳng gãy khúc (TCXD 46:1984) Tiêu chuẩn thiết kế chống sét Việt Nam TCXD 46:1984, coi đường sinh phạm vi bảo vệ cột thu lơi độc lập đường gãy khúc có phương trình là: rx=1,50(H-1,25hx); với 0≤hx≤0,667H, góc bảo vệ 56,310o rx=0,75(H-1,00hx); với 0,667H≤hx≤H, góc bảo vệ 36,870o Tiêu chuẩn thiết kế chống sét Việt Nam TCXDVN 46:2007, coi đường sinh phạm vi bảo vệ cột thu lôi độc lập đường thẳng nghiêng với phương thẳng đứng kim góc bảo vệ 45o Tiêu chuẩn TCVN 46:2007, xem xét tới diện tích mặt phạm vi bảo vệ cao độ chân cột thu lơi (có thể cốt mặt đất mái cơng trình) Nếu so sánh diện tích hình trịn mặt phạm vi bảo vệ cao độ chân cột thu lôi, trường hợp áp dụng TCXD 46:1984 TCXDVN 46:2007 tiêu chuẩn TCVN 9385-2012 với nhau, chiều cao yêu cầu cột thu lôi độc lập theo tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007 tiêu chuẩn TCVN 9385-2012 Hc, cao gấp rưỡi chiều cao cột yêu cầu theo tiêu chuẩn 1984 H, (Hc=1,5H) Như vậy, để bảo vệ chống sét cho diện tích mặt chân cột thu lơi đơn, tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007 tiêu chuẩn TCVN 9385-2012, yêu cầu an toàn 5.2 Hệ hai kim thu lôi cao kết hợp bảo vệ Phạm vi bảo vệ hệ thu lôi kim cao H Hc=1,5H, nằm cách khoảng A≤5,0H (H theo tiêu chuẩn thiết kế chống sét Việt Nam TCXD 46:1984, trang 23-24, Hc theo Tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007) Theo TCXD 46:1984, hai kim thu lôi cao nhau, đặt cách khoảng cách đủ nhỏ (nhỏ giới hạn xác định bên dưới), lớn đường kính hình trịn mặt phạm vi bảo chân cột (bằng 3H), ngồi phạm vi bảo vệ hình nón quanh cột (giống cột độc lập), khoảng cột phạm vi bảo vệ mở rộng tạo thành vùng phạm vi bảo vệ kết hợp không gian nằm bên mặt bậc hai có dạng yên ngựa Đường sinh mặt đứng qua trục nối cột, mặt cong n ngựa lấy đường cung trịn có tâm nằm trung trực khoảng cách hai cột mặt bằng, nằm cao độ 4H (4 lần chiều cao cột thu lôi) Theo tiêu chuẩn TCXD 46:1984, đường sinh mặt đứng qua trục nối cột, mặt cong yên ngựa (hyperbolic paraboloid) lấy đường cung trịn bán kính R, có tâm nằm đường trung trực khoảng cách hai cột mặt A, nằm cao độ 4H (4 lần chiều cao cột thu lôi) Điểm thấp đường sinh này, nằm trung điểm khoảng cách cột mặt A, có cao độ ho xác định là: ho=4H – ((0,25A2+9H2)1/2)= Với A khoảng cách cột mặt Khoảng cách A lớn h o nhỏ (khi ho=0 cột trở trường hợp độc lập khơng cịn tạo thành hệ kết hợp nữa) Do đó, điều kiện để hai cột kết hợp bảo vệ là: A≤((28)1/2)H=5,29H Tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007 lấy đường sinh đường thẳng gẫy khúc, hợp góc bảo vệ 60o từ đỉnh cột, vào bên khoảng cột Do đó, tg60 o=1,732=A/ (2(Hc – ho)), điều kiện để cột kết hợp bảo vệ theo tiêu chuẩn 2007, là: A≤3,4641Hc (và lấy chiều cao cột thu lôi theo tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007 gấp rưỡi chiều cao cột theo tiêu chuẩn 1984, (Hc=1,5H), thì:A≤5,196H=3,464Hc) Phạm vi bảo vệ kết hợp bên hai cột giới hạn mặt bậc hai, tiêu chuẩn chống sét 1984 2007 coi gần giao tuyến mặt cong với mặt cao độ chân cột đường thẳng gấp khúc đối xứng vơi qua trục nối hai cột qua đường trung trực trục Các đường thẳng tạo thành vùng diện tích mặt bảo vệ kết hợp chân cột thu lôi, mở rộng nối liền hai diện tích hình trịn phạm vị bảo vệ chân cột với nhau, khoảng hai cột Phương trình đoạn thẳng biên xác định là: bx=1,5(H – 2(H – ho)x/A); Với 0≤x≤A/2, bx bán kính (hay bề rộng) phạm vi bảo vệ kết hợp khoảng cột cao độ chân cột phía trục cột (bx tâm chân cột 1,5H, điểm khoảng cách chân cột 1,5ho) Tiêu chuẩn chống sét TCVN 9385-2012 kế thừa TCXDVN 46:2007 bổ sung điều kiện áp dụng vùng bảo vệ góc bảo vệ nghiêm ngặt cho tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007 5.3 Hệ hai kim thu lôi cao khác kết hợp bảo vệ Hệ hai cột thu lôi cao khác kết hợp bảo vệ, theo TCVN 46:1984 Từng cột thu lơi riêng rẽ có phạm vi bảo vệ độc lập giống cột đơn, nên vùng khơng gian phía ngồi khoảng cột cột phạm vi bảo vệ hệ giống trường hợp cột đứng độc lập 5.4 Hệ nhiều kim thu lôi cao kết hợp bảo vệ Phạm vi bảo vệ hệ thu lôi kim cao H (theo tiêu chuẩn TCXD 46:1984), hệ thu lôi kim cao Hc=1,5H (theo tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007), nằm đường tròn ngoại tiếp đường kính D=8bmin=4,1676H Phạm vi bảo vệ hệ cột (kim) thu lôi thành tam giác hay nhiều cột thành đa giác kết hợp bảo vệ, hình thành kết hợp tất phạm vi bảo vệ kết hợp cặp đôi kim thu lôi đặt đỉnh tam giác hay đa giác Nếu đa giác hệ ln chia thành tam giác kim thu lơi Trong tam giác kim thu lơi ln có đường trịn ngoại tiếp tam giác thu lơi qua chân tất cột Để đảm bảo an tồn tất ba cặp đơi phạm vi bảo vệ kết hợp (trên cạnh tam giác) phải kết hợp phủ kín hết vùng diện tích mặt bên hình tam giác kim thu lơi Điều liên quan tới bán kính nhỏ (b min1, bmin2, bmin3) phạm vi bảo vệ kết hợp cạnh tam giác (là khoảng cột cặp) cao độ chân cột phía trục cột (cạnh tam giác) Các bán kính nhỏ đạt vị trí trung điểm cạnh tam giác thu lơi là: bmin1=1,5ho1=1,5(4H - ((0,25(A1)2+9H2)1/2)), bmin2=1,5ho2=1,5(4H - ((0,25(A2)2+9H2)1/2)), bmin3=1,5ho3=1,5(4H - ((0,25(A3)2+9H2)1/2)) Với H chiều cao cần thiết cột thu lôi; A 1, A2, A3 cạnh tam giác thu lơi Các bán kính nhỏ nhỏ cạnh tam giác lớn Cạnh tam giác lớn đạt tới giá trị đường kính D đường trịn ngoại tiếp tam giác, tức trường hợp cột thu lơi nằm đường kính D đường trịn ngoại tiếp, hay tam giác thu lôi tam giác vuông Trường hợp tam giác thu lôi tam giác vng cân, bán kính bảo vệ bmin =1,5(4H((0,25D2+9H2)1/2))= đảm bảo việc phủ kín hết vùng diện tích mặt bên hình tam giác kim thu lơi, D=8bmin=4,1676H Do đó, Tiêu chuẩn chống sét TCVN 46:1984 quy định điều kiện D≤8bmin bmin≥0 để đảm bảo phạm vi diện tích mặt chân cột phía tam giác thu lơi hồn tồn bảo vệ Khi đó, chiều cao cột thu lơi u cầu H xác định là: H≥(D/4,1676) (theo TCXD 46:1984), với D đường kính đường trịn ngoại tiếp tam giác thu lơi Theo tiêu chuẩn TCVN 9385-2012 khoảng cách L lưới ô vuông cột thu lôi cao nhau, (nằm đường trịn ngoại tiếp, có đường kính D) phải đảm bảo L ≤ 2Hc (Hc chiều cao cột thu sét theo TCXDVN 46:2007 TCVN 9385-2012.) Do D ≤ 2,828Hc (Theo tiêu chuẩn TCVN 9385-2012) (mà 2,828H c=2,828.(1,5H)= 4,243H, với H chiều cao cột thu lôi theo tiêu chuẩn TCXD 46:1984) 5.5 Hệ dây lưới thu lơi Cột thu lơi có tác dụng việc ngăn ngừa giảm thiểu thiệt hại sét gây Tuy nhiên, sét dịng điện lên đến hàng triệu vơn nên cột thu lơi khơng thể ngăn chặn hồn tồn đáng sợ sét Chính vậy, để an tồn đến mức tối đa, cần thực phương pháp an tồn như: • Rút hết phích cắm giơng tới • Khơng sử dụng máy tính xách thoại hay máy tính bảng sét đến • Tránh vật kim loại ẩm ướt gây nguy hại cho thân người thân vòi hoa sen tay, điện Tiêu chuẩn chống sét 6.1Tiêu chuẩn Việt Nam • TCXD 46:1984 • TCXDVN 46:2007 • TCVN9385-2012:Chống sét cho cơng trình xây dựng-Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra bảo trì hệ thống 6.2 Tiêu chuẩn Hoa Kỳ • NFPA-780: "Standard for the Installation of Lightning Protection Systems" (2014) (Tiêu chuẩn lắp đặt hệ thống chống sét (2014)) • M440.1-1, Electrical Storms Protection, Department of Energy and Lightning • AFI 32-1065 - Grounding Systems, U S Air Force Space Command • FAA STD 019e, Lightning and Surge Protection, Grounding, Bonding and Shielding Requirements for Facilities and Electronic Equipment • Tiêu chuẩn chống sét UL o UL 96: "Standard of Lightning Protection Components" (5th Edition, 2005) o UL 96A: "Standard for Installation Requirements for Lightning Protection Systems" (Twelfth Edition, 2007) o UL 1449: "Standard for Surge Protective Devices" (Fourth Edition, 2014) • EN 61000-4-5/IEC 61000-4-5: "Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test" • EN 62305/IEC 62305: "Protection against lightning" • EN 62561/IEC 62561: "Lightning Protection System Components (LPSC)" • ITU-T K Series recommendations: "Protection against interference" • Tiêu chuẩn nối đất IEEE • o IEEE SA-142-2007: "IEEE Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems." (2007) o IEEE SA-1100-2005: "IEEE Recommended Practice for Powering and Grounding Electronic Equipment" (2005) AFNOR NF C 17-102: "Lightning protection Protection of structures and open areas against lightning using early streamer emission air terminals" (1995) ... vệ hệ thu lôi phụ thu? ??c vào chiều cao cột thu lôi (cao độ đỉnh kim) Cột thu lôi cao phạm vi bảo vệ lớn 5.1 Hệ kim thu lôi độc lập 1 Phạm vi bảo vệ hệ thu lôi: cột thu lôi độc lập, hệ cột cao... đại có vẽ tiếng sét Những nhiếp ảnh gia chuyên chụp ảnh dông bão tia sét thường gọi "kẻ săn bão" Kí hiệu tia sét Unicode ☇ U+2607 B CỘT THU LÔI Định nghĩa Cột thu lôi hay cột chống sét kim loại... cột thu lôi theo tiêu chuẩn TCXD 46:1984) 5.5 Hệ dây lưới thu lôi Cột thu lơi có tác dụng việc ngăn ngừa giảm thiểu thiệt hại sét gây Tuy nhiên, sét dòng điện lên đến hàng triệu vôn nên cột thu