VI. Thiết kế hệ thống chống sét
2.Hệ thống chống sét lan truyền trên đường cấp nguồn
Theo thống kê, 70% hư hỏng do sét gây ra đều do sét lan truyền theo đường cấp nguồn. Do đĩ để hạn chế thiệt hại do sét lan truyền trên đường cấp nguồn cần phải phối hợp sử dụng hệ thống cắt sét và lọc sét. Các thiết bị cắt sét và lọc sét phải được lắp đặt trên tất cả các đường nguồn cung cấp điện cho Ngân hàng Đầu tư và Phát triển - Chi nhánh tỉnh Kon Tum. sử dụng thiết bị cắt sét nhằm mục đích cắt phần lớn năng lượng sét lan truyền xuống đất và cắt giảm biên độ xung sét. Thiết bị lọc sét được sử dụng nhằm mục đích tiếp tục cắt giảm biên độ xung sét, đồng thời giảm tốc độ biến thiên dịng và áp của sét. Biên độ tín hiệu điện áp ở ngõ ra của hệ thống chống sét lan truyền khơng được vượt quá 240V và tốc độ biến thiên của điện áp khơng được vượt quá 5V/s. Dưới đây trình bày phần lựa chọn thiết bị cắt sét và lọc sét cho hệ thống chống sét lan truyền trên đường cấp nguồn cho Ngân Hàng Đầu Tư &ø Phát Triển - Chi Nhánh Tỉnh Kontum.
GVHD: Quyền Huy Aùnh
Thiết bị cắt sét và lọc sét được chọn theo các điều kiện sau: 1. Dịng xung sét cực đại với dạng sĩng sét chuẩn 8/20s
Isđml Ismax ,
với Isđml - Biên độ xung sét cực đại mà thiết bị lọc sét cĩ thể chịu đựng được (kA) Ismax - Biên độ xung sét cực đại ghi nhận được tại nơi đặt thiết bị lọc sét (kA). 2.Điện áp làm việc cực đại:
Uđml Ulvmax ,
với Uđml - Điện áp vận hành định mức của thiết bị lọc sét (V). Ulvmax- Điện áp làm việc cực đại (V).
3. Dịng điện làm việc cực đại (dành cho thiết bị lọc sét) Iđml Ilvmax
với Iđml - Dịng điện vận hành định mức của thiết bị lọc sét (A). Ilvmax - Dịng điện tải cực đại (A).
4. Số pha cần bảo vệ: một hay ba pha.
5. Cấu hình bảo vệ: phatrung tính, phađất hay trung tính-đất. 6. Khả năng cắt nhiều xung.
7. Khả năng hiển thị % tình trạng làm việc của thiết bị.
Căn cứ vào các điều kiện chọn lựa nêu trên và các điều kiện vận hành, sơ đồ kết cấu mạng điện và thơng số tải mạng điện sinh hoạt của Ngân Hàng Đầu Tư và Phát Triển - Chi Nhánh Tỉnh Kontum cần sử dụng:
01 thiết bị cắt sét thơng minh 3 pha TSG1130-2Sx4 chịu được cường độ dịng sét 130kA/pha, được lắp đặt tại cầu dao tổng của nguồn điện cung cấp.
01 thiết bị lọc sét thơng minh TSG-SRF1125, 1 pha, dịng tải định mức 125A lắp đặt nối tiếp trên đường dây cấp nguồn cho mạng điện cung cấp cho Phịng Servers. Tại các phịng Servers sẽ lắp đặt đường điện cung cấp riêng đã được lọc sét và sử dụng các ổ cắm 3 chấu để nối mass cho các thiết bị máy tính đặt tại các phịng này.
Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Quyền Huy Aùnh
SVTH: Đạo Thiên Vũ Trang 99
Tính năng kỹ thuật của thiết bị TSG1130-2Sx4, TSG-SRF1125 được trình bày trong Bảng1, Bảng2.
Bảng 1:
Stt Đặc tính kỹ thuật Thơng số thiết bị
TSG1130-2S x 4
1. Modul bảo vệ L-N và N-E
2. Điện áp làm việc định mức 240Vrms 3. Điện áp làm việc lớn nhất 440Vrms 4. Số pha 3 pha 5. Tần số làm việc 50/60Hz 6. Khả năng tản dịng xung sét dạng sĩng 8/20s Pha – Trung tính Tổng các pha Trung tính – Đất 130kA 390kA 130kA 7. Khả năng cắt nhiều xung sét lặp lại Cĩ
8. Dịng rị < 2.2mA
9. Số xung sét lặp lại dạng sĩng 8/20s 20 xung 80kA 100 xung 40kA 500 xung 25kA 10.000 xung 3kA 10. Điện áp ngưỡng làm việc 500V
11. Nhiệt độ làm việc Từ –40oC đến +80 oC
12. Tài liệu kèm theo mỗi gĩi sản phẩm Hướng dẫn sử dụng và lắp đặt thiết bị, phiếu bảo hành
13. Độ ẩm tương đối 0 đến +95%
14. Hiện thị tình trạng hoạt động Cĩ đèn báo hiển thị 15. Điện áp dư ứng với xung 3kA 8/20s < 1.5kV
GVHD: Quyền Huy Aùnh
Bảng 2: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Stt Đặc tính kỹ thuật Thơng số thiết bị TSG-SRF1125
1. Cơng nghệ chế tạo TSG & TDS 2. Mạch bảo vệ: 03 tầng Mức bảo vệ thứ I (TSG) Mức bảo vệ thứ II Mức bảo vệ thứ III (TDS) L-N, N-E Cuộn cảm và tụ điện cĩ tần số cắt 800Hz L-N 3. Khả năng thốt dịng xung sét của thiết bị
Mức bảo vệ thứ I Pha – Trung tính Trung tính – Đất Mức bảo vệ thứ II Mức bảo vệ thứ III Pha – Trung tính 130kA dạng sĩng 8/20s 130kA dạng sĩng 8/20s
Cuộn cảm khơng bảo hồ và tụ điện cĩ tần số cắt 800Hz
40kA dạng sĩng 8/20s
4. Điện áp thơng qua: Xung thử 3kA, 8/20s Xung thử 20kA, 8/20s 208V 177V 5. Điện áp làm việc lớn nhất: Pha – Trung tính 440Vrms
6. Khả năng chịu quá áp 480Vrms
7. Dịng tải định mức 125A
8. Sụt áp khi đầy tải <3%
9. Tần số làm việc 50/60Hz
10. Thời gian nhạy đáp < 1ns
11. Dãy nhiệt độ làm việc: 0 đến +650C 12. Dãy độ ẩm làm việc bình thường 0 – 95%
13. Trạng thái hiển thị 2 đèn LED cho phần cắt sét sơ cấp 2 đèn LED cho phần cắt sét thứ cấp 14. Tích hợp cảnh báo từ xa Cĩ
15. Vỏ hộp Bằng kim loại, bọc kín, chống cháy, chống nhiễu
16. Năng lượng tiêu tán 230J/cm3 17. Trạng thái hư hỏng CB hở mạch
18. Thơng số ghi trên sản phẩm Điện áp danh định, dịng xung lớn nhất, tên nhà sản xuất, …
Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Quyền Huy Aùnh
SVTH: Đạo Thiên Vũ Trang 101
19. Tài liệu kèm theo mỗi gĩi sản phẩm Hướng dẫn sử dụng và lắp đặt thiết bị, phiếu bảo hành
20. Số pha 01 pha
21. Khả năng phân biệt xung sét Cĩ khả năng phân biệt xung sét và các xung quá điện áp khác
22. Khả năng cắt nhiều xung > 20000 xung sét 3kA 8/20s > 400 xung sét 20kA 8/20s 23. Kích thước (W x D x H) - Trọng lượng (300 x 170 x 400)mm – 11Kg VI.3. HỆ THỐNG CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN TRÊN ĐƯỜNG TÍN HIỆU .
Các thiết bị chống sét lan truyền trên đường tín hiệu được lựa chọn theo các điều kiện như sau:
1. Dịng xung sét cực đại với dạng sĩng sét chuẩn 8/20s Isđml Ismax ,
với Isđml - Biên độ xung sét cực đại mà thiết bị lọc sét cĩ thể chịu đựng được (kA) Ismax - Biên độ xung sét cực đại ghi nhận được tại nơi đặt thiết bị lọc sét (kA). 2.Điện áp làm việc cực đại:
Uđml Ulvmax ,
với Uđml - Điện áp vận hành định mức của thiết bị lọc sét (V). Ulvmax- Điện áp làm việc cực đại (V).
3. Dịng điện làm việc cực đại (dành cho thiết bị lọc sét) Iđml Ilvmax
với Iđml - Dịng điện vận hành định mức của thiết bị lọc sét (A). Ilvmax - Dịng điện tải cực đại (A).
4. Số pha cần bảo vệ: một hay ba pha. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5. Cấu hình bảo vệ: phatrung tính, phađất hay trung tính-đất. 6. Khả năng cắt nhiều xung.
7. Khả năng hiển thị % tình trạng làm việc của thiết bị.
GVHD: Quyền Huy Aùnh
.Để chống sét lan truyền trên các đường điện thoại, Modem, máy Fax và Server sử dụng các thiết bị chống sét cụ thể như sau:
06 thiết bị chống sét lan truyền trên đường truyền mạng máy tính loại GLOBAL- LAN-RJ45 bảo vệ cho các Servers và Routers.
12 thiết bị chống sét lan truyền trên đường truyền mạng máy tính loại GLOBAL- LAN-RJ45 bảo vệ cho các đường RJ45 nối từ bên ngồi đến Switches và Hubs. 05 thiết bị chống sét lan truyền trên đường tín hiệu loại UTB-SA, dùng để bảo vệ
cho các đường dây điện thoại nối đến các Modems đặt tại Phịng Server và các Phịng ban.
02 thiết bị chống sét lan truyền trên đường tín hiệu loại SLP10-K1F, dùng để bảo vệ cho các đường dây điện thoại.
Tính năng kỹ thuật của thiết bị GLOBAL-LAN-RJ45, UTB-SA, SLP10-K1F được trình bày trong Bảng3, Bảng4, Bảng5.
Bảng3:
Stt Đặc tính kỹ thuật GLOBAL-LAN-RJ45 Thơng số thiết bị
1. Cơng nghệ chế tạo Mạch diode tích hợp
2. Mạch bảo vệ Nhiều cấp, cĩ khả năng cắt và lọc sét
3. Khả năng thốt dịng xung sét 8/20s 500 A 4. Khả năng thốt dịng xung sét của vật
liệu
32kA8/20S
5. Điện áp vận hành 65V
6. Điện áp kẹp một chiều giữa dây và đất (điện áp cắt với xung đầu vào 5kV 10/700s)
10V
7. Thời gian nhạy đáp với sĩng xung áp cĩ độ dốc 2kV/ns
<1NS 8. Suy hao xen vào cực đại < 0.1 dB typ.
9. Độ rộng băng tần 100 MBaud
10. Tốc độ truyền 10 BaseT / 100 baseT
11. Đầu nối RJ 45
Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Quyền Huy Aùnh
SVTH: Đạo Thiên Vũ Trang 103
Bảng4:
Stt Đặc tính kỹ thuật Thơng số thiết bị
UTB-SA
1. Mạch bảo vệ Cĩ nhiều cấp (Gas Tube và Avalanche Diode) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2. Khả năng bảo vệ Quá áp
3. Khả năng chịu dịng sét cực đại (8/20s)
20kA 4. Tần số hoạt động cực đại 8Mhz
5. Điện áp kẹp 16V
6. Suy hao xen vào vào cực đại < 0.3dB 7. Điện áp vận hành cực đại 190V
8. Dịng tải cực đại 160mA
9. Tuổi thọ xung với dạng sĩng 500A, 10/100s
> 600 lần
10. Loại đầu nối Kiểu vặn vít
11. Dãy nhiệt độ làm việc bình thường -350C đến 850C 12. Dãy độ ẩm làm việc bình thường 0-95%
Bảng5:
Stt
Đặc tính kỹ thuật Thơng số thiết bị SLP10-K1F
1. Điện áp đánh xuyên danh định một chiều giữa dây thơng tin và dây đất
190V 2. Điện áp ngõ ra của thiết bị với xung
thử 5kV 125A 10/700s
240V
3. Mạch bảo vệ Nhiều cấp, cĩ khả năng cắt và lọc sét dùng cơng nghệ SAD
1. Biên độ xung với dạng sĩng 8/20s 20kA 2. Khả năng chịu dịng liên tục 1000mA 3. Dãy nhiệt độ làm việc 0 đến +60 oC
4. Thời gian nhạy áp 1ns
5. Tốc độ truyền tín hiệu 8 Mbit/s 6. Suy hao xen vào < 0.25dB
7. Điện trở lọc sét 8.2
GVHD: Quyền Huy Aùnh
9. Kích thước (WxHxL)/ Trọng lượng (34.5x21x125)mm/ 71g VII. HỆ THỐNG NỐI ĐẤTCHỐNG SÉT và NỐI MASS .
Hệ thống nối đất đĩng vai trị rất quan trọng trong việc đảm bảo hiệu quả bảo vệ của hệ thống chống sét.
Do ứng dụng cơng nghệ tiếp đất tiên tiến nhất hiện nay của USA, sử dụng cọc thép bọc đồng EROD, hố chất giảm điện trở đất GEM25 và hàn hố nhiệt CADWELD, các hệ thống tiếp đất chống sét sẽ cĩ tổng trở nhỏ hơn 10 và khơng địi hỏi phải tốn các chi phí bảo trì, bảo hành trong thời gian dài.
1. Cọc thép bọc đồng EROD5/8x10: Cọc thốt sét lõi thép bọc đồng, kích thước dài 3m, đường kính 16mm.
2. Hố chất làm giảm điện trở đất GEM25: Giảm thấp điện trở nối đất.
Tăng mức độ kết dính giữa các điện cực cọc đồng và đất.
Giữ giá trị điện trở nối đất ổn định trong thời gian dài, khơng thay đổi theo mùa. Dễ dàng sử dụng, cĩ thể xử lý với các hệ thống nối đất cũ hay mới. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lớp GEM bao bọc bên ngồi sẽ bảo vệ hệ thống đất khơng bị ăn mịn bởi điều kiện của tự nhiên.
Khơng bị rửa trơi như muối hay tro và khơng phải làm đi làm lại trong nhiều năm Khơng gây ảnh hưởng đến mơi trường tự nhiên
3. Mối hàn hĩa nhiệt CADWELD:
Mối hàn kết nối chuyên dụng trong các hệ thống nối đất. Tải dịng điện sét hiệu quả hơn dây dẫn.
Kết nối phân tử nên khơng hư hỏng hay lão hĩa theo thời gian như các loại kết nối khác.
Khơng bị ăn mịn bởi các điều kiện xấu của tự nhiên Thi cơng hàn nhanh chĩng và đơn giản.
Kiểm tra chất lượng bằng mắt thường dễ dàng. Thiết bị gọn nhẹ, tiết kiệm chi phí.
4. Thiết bị đếm sét LEC-IV:
Tác dụng để kiểm tra và theo dõi, ghi nhận số lần sét đánh vào hệ thống trong các mùa dơng sét và lên kế hoạch kiểm tra bảo trì. Thiết bị đếm sét được thiết kế ở độ cao ngang tầm mắt và ở nơi dễ quan sát,đảm bảo việc che mưa nắng một cách an tồn.
5. Thiết bị đẳng thế hệ thống tiếp đất TEC:
Thiết bị TEC – 100C nối giữa các hệ thống đất điện lực, đất cơng tác, đất chống sét trực tiếp và đất chống sét lan truyền trên đường cấp nguồn. Thiết bị TEC cĩ đặc tính là ở chế độ làm việc bình thường, điện trở nội cĩ giá trị rất cao (1010) và khi cĩ điện áp giáng qua TEC vượt quá mức ngưỡng 350V thì điện trở nội giảm đột ngột và cĩ thể xem hai cực
Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Quyền Huy Aùnh
SVTH: Đạo Thiên Vũ Trang 105
của TEC được nối tắt. Điều này cho phép loại trừ chênh lệch điện thế giữa các hệ thống nối đất, do đĩ sẽ khơng xảy ra hiện tượng phĩng điện giữa các hệ thống nối đất hay tạo ra điện áp giáng qua cao lên bộ phận nối đất gây nguy hiểm cho người và thiết bị.
* NHỮNG YÊU CẦU CỦA MỘT HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CẦN QUAN TÂM:
- Năng lượng sét đánh là rất lớn vì thế việc tiêu tán năng lượng này một cách nhanh chĩng và an tồn là một yếu tố rất quan trọng trong việc chống sét. Do đĩ, việc tiếp địa cho hệ thống chống sét cần được bố trí càng gần cáp thốt sét càng tốt và phải bảo đảm được độ bền kỹ thuật của hệ thống.
- Theo tính tốn thống kê, năng lượng sét thường tản vào đất dưới dạng hình tia hay chân chim do vậy để tản năng lượng vào đất nhanh chĩng trên quãng đường gần nhất. Hệ thống tiếp đất là cơng trình ngầm nên cần thiết phải sử dụng các vật liệu cĩ chất lượng tốt và tuổi thọ cao nhằm nâng cao độ an tồn và vận hành tin cậy của trạm.
- Theo tiêu chuẩn chung qui định, để đảm bảo tản nhanh dịng sét vào đất, thì điện trở nối đất hệ thống Rht phải nhỏ hơn hoặc bằng 10().
- Qua khảo sát thực tế khu vực Ngân Hàng Đầu Tư và Phát Triển - Chi Nhánh Tỉnh Kontum điện trở suất đất = 150(m).
- Ngồi ra nhằm giảm điện trở tiếp đất một cách hiệu quả địi hỏi phải sử dụng hĩa chất giảm điện trở suất (GEM) đổ bao quanh lấy điện cực. GEM len lỏi vào trong đất, tăng bề mặt tiếp xúc giữa điện cực đất và mơi trường bên ngồi.
- Nguyên vật liệu chính sử dụng cho hệ thống tiếp đất bao gồm: cáp đồng trần, cọc nối đất bằng thép bọc đồng, hàn hĩa nhiệt ( hàn Cadweld ) liên kết các mối nối, hĩa chất làm giảm và làm ổn định điện trở đất ( GEM ).
Đây là cơng nghệ tiên tiến, đã và đang được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tiếp đất trên thế giới.
GVHD: Quyền Huy Aùnh
* Cọc nối đất, cáp liên kết cọc nối đất và hĩa chất cải thiện đất
Dùng cọc thép bọc đồng, cáp đồng trần liên kết cọc nối đất và hĩa chất cải thiện điện trở đất (GEM25) do tập đồn ERICORE sản xuất.
. Các thơng số của đất, cáp đồng trần nối cọc và hĩa chất GEM25: - Thơng số của đất:
Điện trở suất của đất: = 150 (m) (Đất pha sét) Hệ số mùa Km= 1,3
Điện trở suất tính tốn: tt = Km. = 150.1,3 = 195 (m)
- Thơng số cọc:
_ Cọc thép bọc đồng : l1=3m, d1=16mm. Cọc chơn sâu cách mặt đất t1= 0,5m. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chiều sâu tính từ mặt đất đến điểm giữa cọc: t = t1 + l/2 = 2m. Số lượng cọc: 5
- Thơng số cáp đồng trần nối cọc :
Cáp đồng trần S = 50mm2 , d2 = 0,8 cm Chiều dài cáp nối cọc: l2 = 24 m.
- Thơng số hĩa chất giảm điện trở đất GEM25:
Hệ số giảm điện trở suất của đất KGEM = 0,7 Cần xây dựng 02 hệ thống cọc tiếp đất chống sét, bao gồm:
- 01 hệ thống cọc tiếp đất chống sét lan truyền.