L ời giới thi ệu
4.2. Chỉ tiêu bảo vệ chống sét
Trong phần này ta sẽtính toán các chỉ tiêu bảo vệchống sétđường dây, trên cơ sở đó xácđịnhđược phương hướng và biện phápđểgiảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành.
4.2.1. Cường độhoạt động của sét
Số ngày sét: Cường độ hoạt động của sét được biểu thị bằng số ngày có giông sét hằng năm(nng.s). Các sốliệu nàyđược xácđịnh theo sốliệu quan trắcởcácđài trạm khí tượng phân bốtrên cảnước.
Mậtđộsét:Để tính toán sốlần có phóngđiện xuống đất cần biết vềsốlần có sétđánh trên diện tích 1km2 mặt đấtứng với một ngày sét, nó có trị số khoảng ms =0,1÷0,15 lần/km2. ngày sét. Từ đó sẽ tính được số lần sét đánh vào các công trình hoặc lên tuyến cáp. Kết quảtính toán này cho một giá trịtrung bình.
4.2.2. Sốlần sét đánh vào tuyến cáp
Coi mậtđộsét làđều trên toàn bộdiện tích vùng có tuyến cápđi qua, có thểtính sốlần sétđánh trực tiếp vàođường dây trong một năm là:
N=ms.nngs.L.6h.10−3 (4.1) Trongđó
ms mậtđộsét vùng có tuyến cápđi qua nngs sốngày sét trong một năm
h chiều cao trung bình của các dây cáp(m)
L chiều dài củađường dây(km)
Lấy L=1,88181 km ta sẽcó sốlần sétđánh vào 1,88181km dọc chiều dài tuyến cáp trong một năm.
N= (0,1÷0,15).nngs.h.6.1,88181.10−3= (0,001÷0,002).nngs.h (4.2) Người ta phân biệt sốlần sétđánh trực tiếp vào tuyến cáp có dây chống sét thành ba khảnăng.
Sétđánh vàođỉnh trụ:
Ndt≈ N
2 (4.3)
Sétđánh vòng qua dây chống sét vào tuyến cáp:
Ntc=N.ϑα (4.4)
Trongđó:
N tổng sốlần sétđánh vàođường dây
ϑα xác suất sétđánh vòng qua dây chống sét vào tuyến cáp, nó phụthuộc vào góc bảo vệαvàđược xácđịnh theo công thức sau:
logϑ= α.√hc
90 −4 (4.5)
Trongđó:
hc chiều cao của cộtm
Sétđánh vào giữa khoảng vượt:
Nkv=N−Ndt−Ntc ≈ N
2 (4.6)
4.2.3. Tính số lần sétđánh vào tuyến cáp
Nếu gọi N là tổng sốlần sétđánh trênđường dây và vớinng.s =100ngày/năm; hcs=29,8515m, ta có:
N= (0,001÷0,002).29,8515.100=2,98515÷5,9703(lần/1,88181km.năm)
Ta lấy khảnăng nguy hiểm nhấtđểtínhN=5,9703lần/1,88181km.năm. Trongđó:
Ntc sốlần sétđánh vào dây dẫn. Ndt sốlần sétđánh vàođỉnh trụ.
Nkv sốlần sétđánh vào khoảng vượt của dây chống sét. 1. Độtreo cao trung bình của dây chống sét.
htbcs=hcs−2
3f =17,24− 2
3.0,621=16,826(m) 2. Sốlần sétđánh vòng qua dây chống sét vào tuyến cáp.
Góc bảo vệtuyến cáp:
tanα= 3 hcs−htc =
3
3,4 ⇒α=41,42370o Xác suất sétđánh vòng qua dây chống sét:
logϑα=41,4237.√13,84
90 −4=−2,2877 ⇒ϑα=5,1556.10−3. Sốlần sétđánh vào tuyến cáp:
Ntc =5,9703.5,1556.10−3=0,0308(lần/1,88181km.năm)
3. Sốlần sétđánh vàođỉnh trụvà khoảng vượt: Ndt=Nkv =5,9703
4.3. Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét độc lập
Phạm vi bảo vệcủa một cột thu sét là miềnđược giới hạn bởi mặt ngoài của hình chóp tròn xoay cóđường kính xácđịnh bởi công thức.
rx= 1,6 1+hx h (h−hx) (4.7) Trongđó: h độcao cột thu sét hx độcao vật cần bảo vệ
h−hx=ha Độcao hiệu dụng cột thu sét rx bán kính của phạm vi bảo vệ
Bán kính bảo vệ ởcác mức cao khác nhauđược tính toán theo công thức sau.
• Nếuhx≤ 2 3hthìrx=1,5h ! 1− hx 0,8h " . • Nếuhx> 2 3hthìrx=0,75h ! 1− hx h " . Chúý: R h 0,2h 0,8h 0,75h 1,5h Hình 4.1:Phạm vi bảo vệcủa một cột thu sét
Các công thức trên chỉ đúng trong trường hợp cột thu sét cao dưới30m. Hiệu quả của cột thu sét cao quá 30m có giảm sút do độcao định hướng của sét giữ hằng số. Có thểdùng các công thức trênđểtính phạm vi bảo vệnhưng phải nhân với hệsốhiệu chỉnh p. Với p= 5,5
√
h và trên hình vẽdùng các hoànhđộ0,75hpvà 1,5hp.
4.4. Phạm vị bảo vệ của hai cột thu sét
• Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét kết hợp thì lớn hơn nhiều so với tổng phạm vi bảo vệcủa hai cộtđơn. Nhưngđểhai cột thu sét có thểphối hợp được thì khoảng cách a giữa hai cột thì phải thoảmãnđiều kiệna<7h(h là chiều cao của cột).
• Khi hai cột thu sét có cùngđộcao h đặt cách nhau khoảng cácha (a<7h)
thìđộcao lớn nhất của khu vực bảo vệgiữa hai cột thu sét hođược tính như sau: h0=h− a 7 (4.8) h0 hx 0,2h h a 0,75h 1,5h rx r0x R
Phần ngoài của phạm vi bảo vệgiống của một dây còn phần bên trongđược giới hạn bởi vòng cungđi qua 3điểm là haiđiểm treo dây thu sét vàđiểm cóđộcaoh0=h− s
4 so vớiđất.
4.5. Mô tả các trụ - tuyến cáp cần bảo vệ
• Nhà ga cáp treo: Ga 1 và Ga 2.
• Trụcáp: 13 trụ.
• Tổng chiều dài tuyến cáp:1,9km.
Các trụ đượcđi dọc theo sườn núi nên dẫnđếnđộcao của trụvàđộcao của mặt bằng khôngđều nhau. Sơ đồtrắc dọc (3)
4.6. Phạm vi bảo vệ của một dây thu sét
Phạm vi bảo vệcủa một dây thu sét là một dãi rộng. Chiều rộng của phạm vi bảo vệphụthuộc vào mức caohx được biểu diễn nhưhình vẽ.
0,2h
0,8h h
2bx
0,6h 1,2h
Hình 4.3:Phạm vi bảo vệcủa một dây thu sét
Mặt cắt thẳngđứng theo phương vuông góc với dây thu sét tương tựcột thu sét ta có các hoànhđộ0,6hvà1,2h.
• Nếuhx≤ 2 3h0thìbx=1,2h ! 1− hx 0,8h " • Nếuhx≥ 2 3h0thìbx=0,6h ! 1−hx h "
Khiđộcao của cột lớn hơn30mthìđiều kiện bảo vệcầnđược hiệu chỉnh theo p