Thường sử dụng chống sét cho
Hình 3.6 Van ch
GVHD: Ths Lê Văn Nh
ng sét oxit kim loại
Điểm làm việc có điện áp thường xuyên chống sét van đã thay đổi một cách cơ năm trở lại đây cả về cấu trúc lẫn nguyên lí làm vi
chống sét có khe hở phóng điện kiểu tấm phẳng và phát triển lên loại có khe thổi từ và mắc nối tiếp đã được thay thế bằng van chống sét không có khe mới không có khe hở phóng điện mà dựa trên điện trở ô xít kim I hoàn toàn phi tuyến và có khả năng hấp thụ năng lượng rất cao Chúng được biết đến như loại van chống sét ôxit kim loại (MO).Van chống
không “phóng điện” do vậy không định nghĩa điện áp phóng điện. Khi điện áp tăng van chống sét chuyển ngay từ trị số điện trở lớn sang điện trở nhỏ theo dạng đặc tính U
điện áp giảm lại trị số Uc van chống sét lại duy trì tính dẫn điện kém. Mức bảo vệ của van chống sét MO được xác định bằng điện áp dư của nó.
Điện áp dư được định nghĩa như giá trị đỉnh của điện áp ở đầu cực van chống sét khi có
Ứng dụng và cách lựa chọn
Van chống sét được sử dụng để bảo vệ thiết bị và trạm quan trọng chống lại quá điện áp khí quyển và quá điện áp đóng mở
kế và lựa chọn van chống sét thông dụng, cần lưu ý điện áp đánh thủng và điện áp đệm Ngoài ra van chống sét MO được chọn theo các tiêu chuẩn sau đây:
ụ năng lượng.
Có thể đạt được khả năng hấp thụ năng lượng yêu cầu với cùng cấp bảo vệ bằng cách xếp chồng các điện trở MO song song. Bằng cách gấp đôi số chồng là có thể có mức ăng hấp thụ gần như gấp đôi. Mức bảo vệ cần thiết được tìm ra nhờ các quy tắc phối hợp cách điện, trong đó có chia độ (các tỉ số bảo vệ
bảo vệ của van chống sét và điện áp xung định mức của thiết bị cần bảo vệ được xác định
phóng điện sớm STORMASTER
cho tòa nhà, công trình xây dựng.
Hình 3.6 Van chống sét oxit kim loại [18]
GVHD: Ths Lê Văn Nhạn
Trang 44
Điểm làm việc có điện áp thường xuyên chống sét van đã thay đổi một cách cơ năm trở lại đây cả về cấu trúc lẫn nguyên lí làm việc. Loại van chống sét có khe hở phóng điện kiểu tấm phẳng và phát triển lên loại có khe thổi từ và mắc nối tiếp đã được thay thế bằng van chống sét không có khe mới không có khe hở phóng điện mà dựa trên điện trở ô xít kim I hoàn toàn phi tuyến và có khả năng hấp thụ năng lượng rất cao. Van chống sét MO Khi điện áp tăng van chống sét chuyển ngay từ trị số điện trở lớn sang điện trở nhỏ theo dạng đặc tính U-I. Khi Mức bảo vệ của
chống sét khi có
Van chống sét được sử dụng để bảo vệ thiết bị và trạm quan trọng (đặc biệt là áp đóng mở. Khi thiết cần lưu ý điện áp đánh thủng và điện áp đệm.
Có thể đạt được khả năng hấp thụ năng lượng yêu cầu với cùng cấp bảo vệ bằng Bằng cách gấp đôi số chồng là có thể có mức Mức bảo vệ cần thiết được tìm ra các tỉ số bảo vệ) giữa các mức ần bảo vệ được xác định
SVTH: Lê Hoàng Nhân Trang 45
3.7.7.1 Giới thiệu
Kim thu sét Stormaster ESE của LPI là một hệ thống chống sét trực tiếp an toàn và hiệu quả cho các thiết bị. Kim thu sét Stormaster ESE của LPI thu năng lượng sét tại một điểm thích hợp. Sét được truyền xuống đất qua cáp thoát sét. Khi sét được truyền xuống đất, năng lượng sét được giải phóng một cách an toàn mà không gây nguy hiểm cho con người và thiết bị.
3.7.7.2 Cấu tạo
Cấu tạo của 3 loại kim thu sét Stormaster-ESE 15,30 và 50:
Đỉnh kim bằng đồng thau có mạ vàng. Vật liệu: Anodised Aluminium Màu kim thu: vàng Khối lượng: 1.8 kg
Vật liệu cách điện: UV rated Evoprene Kiểu kết nối với dây dẫn: Kết nối vấu lồi Riêng Stormaster-ESE-60 có cấu tạo:
Đỉnh kim bằng đồng thau có mạ vàng. Vật liệu: Anodised Aluminium Màu kim thu: vàng. Trọng lượng:2.8 kg
Vật liệu cách điện: UV rated Evoprene Kiểu kết nối với dây dẫn: Kết nối vấu lồi Hình 3.7 Kim thu sét STORMASTER
Luận văn tốt nghiệp
SVTH: Lê Hoàng Nhân
3.7.7.3 Hoạt động
Sử dụng điện trường điện tích để tạo ra một dòng Phương pháp này tạo sự an một điểm thích hợp khi điện đến gần khu vực được bảo v sinh ra một dòng ion phóng ngư
Sự xuất hiện sớm của trí thích hợp và khả năng b thu sét thông thường.
Với việc tạo ra tia tiên kim thu Stormaster ESE trở vực được bảo vệ.
3.7.7.4 Phân loại
Ta có các loại sau (riêng Stormaster ESE-15 và Stormaster ESE-30-GI Stormaster-ESE-50 Stormaster-ESE-60-GI
3.7.7.5 Bán kính bảo
Bán kính bảo vệ (Rp) theo công thức áp dụng tiêu chu
T h D h
Rp (2 ) (2
h = độ cao (m) kim thu sét
GVHD: Ths Lê Văn Nh
ờng tự nhiên xuất hiện giữa kim thu sét và đám ion phóng ngược chiều với tia sét vào thời đi an toàn và hiệu quả để điều khiển thu năng
ện trường tập trung xung quanh kim thu sét vệ thì mức điện thế của nó sẽ tăng rất nhanh, ngược từ kim thu sét lên.
ủa dòng ion tạo thành đường dẫn năng lượng bảo vệ khu vực chống sét sẽ tốt hơn so tiên đạo hướng lên từ đỉnh kim sớm hơn các
thành điểm được ưu tiên cho việc thu hút
(riêng loại có kí hiệu GI phía sau dùng cho cột
Stormaster-ESE-15-GI Stormaster-ESE-30 và Stormaster 50 và Stormaster-ESE-50-GI Stormaster-ESE
vệ
(Rp) của kim thu sét phóng điện sớm Stormaster chuẩn của Pháp NF C17-102 (tháng 07/1995).
m T D )5
sét Stormaster trên phạm vi bảo vệ Hình 3.8 Cấu tạo kim thu sét
Stormaster-ESE 15,30,50
GVHD: Ths Lê Văn Nhạn
Trang 46
đám mây mang điểm thích hợp. năng lượng sét vào Stomaster ESE nhanh, điều này làm
ợng sét vào vị với loại kim các điểm khác, sét trong khu ột kẽm): Stormaster ESE-60 và Stormaster được tính 07/1995).
SVTH: Lê Hoàng Nhân
D (m) phụ thuộc vào phần B trong tiêu chuẩn NF C17
D= 20m cho mức bảo nhất) D= 45m cho mức cao)
D= 60m cho mức bảo vệ 3 (cấp
Ưu điểm: Dễ dàng lắp
thống sử dụng kim thu sét STORMASTER Stormaster đã được thử nghiệm
Standard) của Pháp
Nhược điểm: Giá thành
3.7.8 Kim thu sét GUARDIAN
Thường dùng chống sét
mức độ chọn bảo vệ, mức độ bảo vệ đư C17-102.
ảo vệ 1 (cấp bảo vệ cao ức bảo vệ 2 (cấp bảo vệ
p bảo vệ tiêu chuẩn)
p đặt và không yêu cầu công tác bảo dưỡng STORMASTER của LPI là giải pháp hiệu qu
m đầy đủ và đạt tiêu chuẩn NFC 17-102 (French thành cao.
GUARDIAN
sét cho tòa nhà, công trình xây dựng.
Hình 3.9 Kim thu sét GUARDIAN
Trang 47
được tính theo
ng đặc biệt. Hệ quả. Kim thu sét (French National
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn
SVTH: Lê Hoàng Nhân Trang 48
3.7.8.1 Giới thiệu
Kim thu sét Guardian CAT của LPI là thiết bị chủ động phóng điện sớm có kiểm soát (Công nghệ CONTROLLED ADVANCE TRIGERING). Chúng thu sét và dẫn xuống đất một cách an toàn nhờ hệ thống dây thoát sét và hệ thống tiếp đất chống sét có điện trở thấp. Kim thu sét GUARDIAN được thiết kế để tạo ra một luồng điện tích (không khí được ion hoá) vào đúng thời điểm những tia tiên đạo của sét tiếp cận khu vực cần bảo vệ do đó được thu dòng sét và tiêu tán năng lượng sét một cách có kiểm soát.
3.7.8.2 Tại sao nên sử dụng kim Guardian
Được thiết kế trên cở sở những nghiên cứu công nghệ mới nhất (Latest Technology) tuân theo tiêu chuẩn: NZS/AS 1768-1991.
-Đối với hầu hết các ứng dụng thì hệ thống chống sét Guardian gồm có một kim thu sét đơn CAT có khả năng bảo vệ diện tích rộng, dây cáp thoát sét chống nhiễu HVSC đối với những công trình nhạy cảm hoặc những công trình chuẩn mực và một hệ thống tiếp đất có kháng trở thấp.
Hệ thống kim thu sét của LPI được lắp đặt phù hợp với các tiêu chuẩn về chống sét. Hệ thống kim Guardian của LPI dễ lắp đặt và không cần bảo trì.
Hệ thống kim Guardian là một giải pháp rất kinh tế trong việc lắp đặt hệ thống chống sét nhưng độ an toàn lại cao.
3.7.9 Hệ thống cảnh báo giông sét - ATSTORM v2 3.7.9.1 Giới thiệu 3.7.9.1 Giới thiệu
ATSTORM – Thiết bị cảnh báo sét (Storm Detector) sử dụng công nghệ CFES (Controlled field electrometric sensor – cảm biến điện trường có kiểm soát), được sáng chế bởi công ty Aplicaciones Tecnológicas, S.A. với mục đích theo dõi sự hoạt động của điện từ khí quyển nhằm phát hiện sớm sự hình thành của dông sét. Công nghệ này hoạt động bằng điện tử tự động, không sử dụng bất kỳ thiết bị chuyển động hay những bộ phận cơ học nào
ATSTORM cung cấp các thông tin đã thu nhận được về sự hình thành và phát triển của các cơn dông sét sắp xảy ra theo thời gian thực, cho phép chúng ta chủ động thực hiện các biện pháp ứng phó để giảm rủi ro đến mức thấp nhất.
Với tính chất đa dụng, đáng tin cậy và thiết thực, thiết bị đã trở thành một công cụ hoàn hảo bổ sung vào hệ thống bảo vệ, ngăn ngừa những tác hại của sét.
Tuy nhiên, lưu ý nó không thể được xem là thiết bị thay thế cho hệ thống chống sét trực tiếp hoặc lan truyền.
SVTH: Lê Hoàng Nhân
3.7.9.2 Ứng dụng
Bảo vệ những khu vực golf, bến tàu, sân bay, nhà ga, đư
Bảo vệ những thiết bị thiết bị điều khiển bằng điện, hệ
Kho, bãi lưu trữ những Bảo vệ các hoạt động vận chuyển và phân phối năng
3.7.9.3 Thông số kỹ thu
Phạm vi dò tìm: 10km xung Độ phân giải: 1V/m.
Thời gian nhạy đáp ứng: Dải đo của sensor: -100 đến 100kV/m Hiển thị bằng màn hình cảm ứng Kết nối tín hiệu: RS-232, Ethernet, Rơle kết nối tín hiệu ngõ ra: 4 Nguồn hoạt động: sensor – cảm Nhiệt độ làm việc: sensor - cảm
Hình 3.10 Thi
ực trống trải, tập trung đông người như: sân đường bộ, đường cao tốc và đường ray xe lửa ị điện tử nhạy cảm với nguồn điện: hệ thống ện, hệ thống khẩn cấp, báo động và an ninh.
ững chất thuộc dạng nguy
cần được duy trì liên tục: viễn thông, nhà máy năng lượng, …
thuật
xung quanh sensor-cảm biến.
ứng: 1s 100kV/m
ứng 12.1 inch. Có 4 cấp độ cảnh báo mức nguy Ethernet, Modbus. Kết nối báo động âm thanh (80dB)
rơle, 250Vac, 2A
ảm biến (15Vdc), bộ trung tâm (230Vac)
m biến (-40 - 85ºC), bộ trung tâm (-10 đến 85ºC) Hình 3.10 Thiết bị cảnh báo sét- ATSTORM v2 Trang 49 sân bóng đá, sân ửa … ống máy tính, máy phát điện, nguy hiểm. (80dB) 85ºC)
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn
SVTH: Lê Hoàng Nhân Trang 50
Chương 4: BÍ ẨN VÀ TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG 4.1 Bí ẩn
Nhanh hơn những gì chúng ta tưởng tượng, nóng gấp 6 lần nhiệt độ trên bề mặt mặt trời, sét dường như thách thức các quy luật vật lý và có thể gây tử vong nếu trúng vào người nào đó. Những thử nghiệm gây sốc nhằm chứng tỏ rằng sét là một trong những hiện tượng kỳ lạ nhất, mang tính hủy diệt nhất và quan trọng nhất trên trái đất. Sét đánh, những tia lửa tĩnh điện khổng lồ xé toạc khí quyển với tốc độ 60 triệu dặm/giờ, hiệu điện thế giữa 2 đám mây tích điện trái dấu lên đến hàng tỉ volt. Chỉ trong chốc lát, dòng điện đó tạo ra các sóng ánh sáng, và chúng ta nhìn thấy các tia chớp chiếu sáng rực bầu trời. Không khí bên trong các đám mây nóng dần lên đến hơn 50.000 độ F, nó giãn nở cực kỳ nhanh và sau đó phát nổ. Đó cũng là lúc tai ta nghe tiếng sấm vang rền. Tất cả xảy ra trong không đầy một cái chớp mắt, lên đến 8 triệu lần mỗi ngày. Đây là một trong những hiện tượng tự nhiên xảy ra thường xuyên nhất, được quan sát tốt nhất nhưng lại là một trong những hiện tượng con người hiểu biết ít nhất. Các nhà khoa học sử dụng mọi công cụ kỹ thuật sẵn có để nghiên cứu sét mà trước đó họ không thể làm như thế được. Những gì họ phát hiện chính là sét quá mạnh mẽ. Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học đã đi đến một nhận định quan trọng nằm ngoài tưởng tượng: “Sét là một trong những thành phần cơ bản cấu thành sự sống trên trái đất”. Một thử nghiệm được thực hiện là dựng lại hiện trường của một người bị sét đánh. Thử nghiệm diễn ra nhanh đến độ chúng ta cần làm khoảnh khắc va chạm giữa điện và manercanh đứng lại. Mồ hôi dẫn điện xuống chân. Gậy chơi golt cung cấp đường dẫn đưa điện đến mặt đất. Dòng điện khổng lồ đi chệch hướng khỏi các cơ quan chủ yếu. Thí nghiệm trên cho thấy một điều là đối với hầu hết những người sống sót sau khi bị sét đánh trúng, có nhiều yếu tố quan trọng khác, như gậy chơi golt hay mồ hôi, giúp chuyển dòng điện nguy hiểm sang nơi khác và giải thích vì sao họ không chết. Sét là gì mà có uy lực đến kinh hồn như thế? Cuộc truy tìm lời giải đáp sẽ đưa chúng ta đến một trong những nơi có nhiều bão nhất và các cơn sét đặc biệt nhất trên hành tinh. Hãy theo chân sấm chớp trong chuyến du hành của chúng ở trên không. Mọi người đều biết chuyện gì xảy ra khi bão
“dương oai diễu võ”. Hãy quay ngược lại thời điểm trước khi sét đánh để tìm hiểu xem
cái gì khơi mào cho hiện tượng kỳ bí này. Thành phố Darwin là quê hương của một số trận bão dữ dội nhất thế giới nằm ở phía Bắc Australia. Chỉ trong vòng vài giờ, Darwin hứng chịu gần 1600 đợt tấn công từ sét. Thành phố này là nơi lý tưởng để nghiên cứu một trong những bí ẩn lớn nhất của tự nhiên – cái gì khuấy động sấm chớp? Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã có mặt ở đây và bắt tay ngay vào việc. Họ sử dụng radar và cả một phi đội máy bay tìm câu trả lời nằm sâu bên trong các đám mây hung tợn. Khí nhiệt đới ẩm thấp và nhiệt tích tụ cho thấy đây không phải là những đám mây bình thường. Chúng có thể nâng mình lên cao 40.000 feet với vận tốc 60 dặm/giờ. Nằm trên bão 13 dặm, máy bay do thám cũ của Nga được sửa đổi có nhiệm vụ thu thập dữ liệu về đám mây bên dưới. Ở một nơi nào đó bên trong đám mây này, sét chuẩn bị đợt tấn công mới. Hiểu quá trình đó như thế nào đã trở thành thách đố đối với các nhà khoa học trong hàng thế kỷ qua. Họ nghĩ các đám mây đóng vai trò như máy phát điện khổng lồ. Bên trong, từng giọt nước nhỏ trồi mình lên trên. Chúng đông lại và rơi ngược xuống dưới giống
SVTH: Lê Hoàng Nhân Trang 51
như băng. Chúng tương tác nhau. Các hạt tích điện chuyển từ giọt này sang giọt khác. Những hạt mà trước đây trung tính giờ thành các hạt tích điện dương và âm. Các hạt tích điện âm chìm xuống đáy của đám mây, còn các hạt tích điện dương đi theo hướng ngược lại. Khi các hạt tích điện âm và dương hợp nhất, sét sẽ xuất hiện. Nhưng đó chỉ là lý thuyết. Còn thực tế có thể khác xa hơn nhiều. Không khí không phải là chất dẫn điện tốt. Điện không thể xuyên qua không khí một cách dễ dàng. Để làm được điều đó, nhất thiết phải có thay đổi ở cấu trúc khí quyển. Nhưng điều này cần đến hàng triệu, thậm chí hàng tỉ volt. Các nhà khoa học tìm kiếm các vùng tích điện khổng lồ trên bầu trời. Nhưng ngay cả bên trong những đám mây bão ở bầu trời Darwin, người ta chưa tìm thấy các vùng như thế. Trong câu chuyện về sấm sét vẫn còn thiếu một mảng, đó cũng là thách đố khiến nhà vật lý học Joe Dwyer đến từ Viện kỹ thuật Florida say mê. Ông nói: “Sét là một hiện