Hiện nay đối với các tòa nhà cao tầng do yêu cầu thẩm mỹ và mỹ quan và an toàn cao nên kim thu sét cổ điển Franklin không còn được sử dụng nữa, thay vào đó là các kim thu sét có sử dụng các thiết bị điện tử với mức độ tin cậy và mỹ quan cho công trình cao hơn.
Kích thước mặt bằng của tòa nhà cần bảo vệ 56,7m x 18,6m cao 96m ta chọn đầu thu sét phát xạ sớm tia tiên đạo.
Đây là hệ thống chống sét trực tiếp tiên tiến nhất trên thế giới hiện nay với chứng nhận bản quyền phát minh sáng chế năm 1985. Uỷ ban tiêu chuẩn an toàn của Quốc gia Pháp đã đưa ra tiêu chuẩn Quốc gia NFC 17-102/1995 .Hệ thống chống sét này gồm 3 bộ phận chính:
- Đầu thu sét phát xạ sớm. - Cáp thoát sét bằng đồng. - Hệ thống nối đất chống sét
4.2.2.1. Nguyên tắc tính toán vùng bảo vệ của đầu thu ESE
+ Cách lắp đặt:
Đầu ESE có thể được lắp đặt trên cột độc lập hoặc kết cấu công trình cần được bảo vệ, sao cho đỉnh kim cao hơn độ cao cần được bảo vệ.
+ Nguyên lý hoạt động:
ESE hoạt động dựa trên nguyên lý làm thay đổi trường điện từ xung quanh cấu trúc cần được bảo vệ thông qua việc sử dụng vật liệu cáp điện. Cấu trúc đặt biệt của ESE tạo sự gia tăng cường độ điện trường tại chỗ, tạo thời điểm kích hoạt sớm, tăng khả năng phát xạ ion, nhờ đó tạo được những điều kiện lý tưởng cho việc phát triển phóng điện sét.
+ Vùng bảo vệ: Bán kính bảo vệ của đầu thu sét ESE được tính theo công thức áp dụng tiêu chuẩn của Pháp NF C17-120 (07/1995).
Rp = h*(2D h ) T*(2D T) (5-2)
Trong đó :
+ Rp: Bán kính bảo vệ mặt phẳng ngang tính từ chân đặt kim thu sét
+ h : Chiều cao đầu thu sét ở trên bề mặt được bảo vệ
+ D : Chiều cao ảo tăng thêm khi chủ động phát xung theo tiêu chuẩn cấp 3. Bảo vệ dựa vào tiêu chuẩn NFC 17-102: 2011 (D = 20m cho mức bảo vệ cấp 1 (cấp cao nhất), D= 45m cho mức bảo vệ cấp 2 (cấp bảo vệ cao), D = 60m cho mức bảo vệ cấp 3 (cấp tiêu chuẩn).
+ ∆T (s): thời gian phát tia tiên đạo E.S.E là: ∆T = 60s
+ D = 60m
+ DT= 106.DT (Đường dẫn chủ động)
+ DT = 60s = 60*10 -6s
Áp dụng vào công thức ta có:
+ Rp = h*(2D h ) T*(2D T) (m)
4.2.2.2. Chọn đầu thu sét và các phụ kiện
Ta chọn đầu thu sét Stormaster - ESE 30 với h = 5 m, bảo vệ cấp 3, bán kính bảo vệ Rp = 71 (m) do LPI chế tạo.
Ta kiểm tra lại Rp =23,9 (m) Rp của kim, nên thỏa mãn
Bảng 4.49: Bán kính bảo vệ của đầu thu sét Stormaster - ESE 60 Bán kính bảo vệ (M) - (RP)
H = độ cao của kim Stormaster
trên vùng được bảo vệ (m) 2 4 5 6 10 15 20 45 60
Cấp 1 - Cấp cao nhất Stormaster 15 13 25 32 32 33 34 35 35 35 Stormaster 30 19 28 48 48 49 50 50 50 50 Stormaster 50 28 55 68 69 69 70 70 70 70 Stormaster 60 32 64 79 79 79 80 80 80 80 Cấp 2 - Cấp bảo vệ cao Stormaster 15 18 36 45 46 49 52 55 60 60 Stormaster 30 25 50 63 64 66 68 71 75 75 Stormaster 50 35 69 86 87 88 90 92 95 95 Stormaster 60 40 78 97 97 99 10 1 10 2 10 5 105 Cấp 3 - Cấp tiêu chuẩn Stormaster 15 20 41 51 52 56 60 63 73 75 Stormaster 30 28 57 71 72 75 77 81 89 90 Stormaster 50 38 76 95 96 98 10 0 10 2 110 110 Stormaster 60 44 87 107 107 10 9 111 113 12 0 120
Hình 4.17: Đầu thu Stormaters ESE30 Hình 4.18: Cáp thoát sét HVSC
Hình 4.19 : Hộp đo điện trở nối đất Hình 4.20: Trụ đỡ