Việt Nam là một nước nằm trong khu vực nhiệt đới ẩm có gió mùa, mật độ sét cao. Vì vậy, thiệt hại do sét gây ra hàng năm là rất lớn về con người, dịch vụ và kinh tế. Đặc biệt, ngày nay khoa học công nghệ ngày càng phát triển, IOT (Internet Of Thing – Vạn vật kết nối Internet) được chú trọng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực; thiết bị sử dụng trong lĩnh vực điện, điện tử và đặc biệt trong lĩnh vực viễn thông, mạng máy tính,… có độ nhạy với q điện áp cao nên dễ bị hư hỏng khi có sự thay đổi đột ngột của dòng điện và điện áp do sét.
Các thiệt hại do sét gây ra cho các trang thiết bị điện, điện tử thường xẩy ra ở hai trường hợp sau:
- Thiệt hại do sét đánh trực tiếp: Sét đánh vào các kết cấu của cơng trình có thể gây hư hại tài sản, hệ thống điện điện tử bên trong cơng trình và đặc biệt trong đó cịn có con người.
- Thiệt hại do sét lan truyền trên đường nguồn: Khi sét đánh gần cơng trình hay khi sét đánh trực tiếp hoặc gần các đường dây cấp nguồn hay các đường dây dịch vụ (các hệ thống dây dẫn điện chính, các đường dây thơng tin liên lạc,…) kết nối đến cơng trình thì các thiết bị bên trong cơng trình có thể hư hỏng do quá áp sét gây ra. Thiệt hại do sét trong trường hợp này không chỉ là việc phải thay thế thiết bị mà thiệt hại nghiêm trọng hơn là ngừng dịch vụ hay mất dữ liệu.
Từ năm 1998 đến nay, cùng với việc nghiên cứu công nghệ chống sét và đề ra các giải pháp chống sét đã được nhiều tổ chức, cơ quan quan tâm, cũng như sự ra đời của các công ty trong lãnh vực chống sét đã tạo điều kiện để chúng ta tiếp cận các công nghệ và thiết bị chống sét hiện đại, nhưng hầu hết các giải pháp chống sét ở Việt Nam đưa ra chưa mang tính tổng thể bao gồm từ việc đánh giá rủi ro thiệt hại do sét gây ra để tính tốn xác định mức bảo vệ chống sét cần thiết, trên cơ sở đó đề xuất phương án bảo vệ (hay mức bảo vệ) chống sét thích hợp.
NCS: Lê Quang Trung 2 Hiện nay, trên thế giới có nhiều cơng trình nghiên cứu [7÷16, 18÷20] và các tiêu chuẩn IEC 62305-2, AS/NZS 1768, IEEE 1410... đã quan tâm đến vấn đề này. Tuy nhiên, phương pháp xác định rủi ro thiệt hại do sét theo các cơng trình nghiên cứu nêu trên chưa xem xét mức độ tính tốn chi tiết của một số hệ số và thường truy xuất giá trị của một số hệ số từ bảng tra. Điều này dẫn đến phương pháp tính tốn rủ ro thiệt hại do sét chưa sát với điều kiện thực tế khi giá trị các hệ số này biến động trong phạm vi tương đối rộng, đặc biệt trong tính tốn xác định rủi ro khi xét đến loại vật liệu xây dựng cơng trình, ảnh hưởng của cách lắp đặt đường dây cấp nguồn và các vật thể che chắn xung quanh đường cấp nguồn cho cơng trình. Ngồi ra, việc sử dụng công thức để xác định giá trị các hệ số này sẽ tạo thuận lợi cho việc tính tốn và cho việc lập trình tính tốn rủi ro thiệt hại do sét gây ra.
Vì vậy, mục tiêu nghiên cứu đầu tiên của luận án là nghiên cứu, đề xuất phương pháp tính tốn rủi ro thiệt hại do sét và xây dựng cơng cụ tính tốn rủi ro thiệt hại do sét nhằm khắc phục được các hạn chế nêu trên.
Sét là hiện tượng tự nhiên nhưng mang tính đột biến và bất thường, việc đánh giá hiệu quả giải pháp bảo vệ chống sét lan truyền trên đường nguồn gặp rất nhiều khó khăn. Hiện nay, việc đánh giá khả năng bảo vệ của thiết bị chống sét chủ yếu dựa vào giá trị điện áp ngang qua tải và giá trị điện áp này phải thấp hơn giá trị cho phép. Ở Việt Nam, thực hiện việc kiểm tra hiệu quả bảo vệ của một giải pháp chống sét lan truyền trên đường nguồn theo phương pháp đo kiểm thực tế gặp nhiều khó khăn do hạn chế về trang thiết bị chuyên dùng. Vì vậy, việc nghiên cứu và xây dựng mơ hình máy phát xung sét tiêu chuẩn và mơ hình thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền trên đường nguồn có mức độ tương đồng so với nguyên mẫu để kiểm tra khả năng bảo vệ của thiết bị đối với phương án chống sét lan truyền trên đường nguồn hạ áp là cần thiết. Đây cũng là mục tiêu nghiên cứu thứ 2 của luận án.
Hiện nay, trong nước việc đề xuất giải pháp lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền trên đường nguồn chủ yếu dưa vào kinh nghiệm, tính tốn sơ bộ và chưa xét đầy đủ các yếu tố ảnh hưởng (Mật độ sét khu vực, vị trí lắp đặt, dạng xung dịng xung sét, biên độ xung dòng, nhiệt độ môi trường, sơ đồ hệ thống phân phối điện, đặc tính tải,....). Điều này dẫn đến phương án chống sét lan truyền trên đường nguồn đề xuất
NCS: Lê Quang Trung 3 chưa phù hợp với điều kiện thực tế trong một số trường hợp. Vì vậy, cần thiết đề xuất phương án lựa chọn lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền trên đường nguồn có xem xét đầy đủ các yếu tố ảnh hưởng nêu trên. Đây chính là mục tiêu nghiên cứu thứ 3 của luận án.
Với các lý do như trên, luận án “Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ chống sét cho cơng trình điển hình ở Việt Nam“ là cần thiết.