CHƯƠNG 7 : TÍNH TỐN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ
8.2 Chống sét sửdụng đầu thu sét phát tia tiên đạo sớm
8.2.1 Lý thuyết:
Rc
Rth = R t * R c
Rc*nc+Rt*nt*n 17.78*4.15
Hình 8.2: Vùng bảo vệ của đầu thu sét ESE
Nguyên lý hoạt động: ESE hoạt động dựa trên nguyên lý làm thay đổi trường điện từ chung quanh cấu trúc cần được bảo vệ thông qua việc sử dụng vật liệu áp điện
(piezoelectric) (theo thiết kế của Franklin France). Cấu trúc đặc biệt của ESE tạo sự gia tăng cường độ điện trường tại chỗ, tại thời điểm kích hoạt sớm, tăng khả năng phát xạ ion, nhờ đố tạo được những điều kiện lý tưởng cho việc phát triển phóng điện sét. Vùng bảo vệ: vùng bảo vệ ESE là một hình nón có đỉnh là đầu kim thu sét, bán kính bảo vệ Rp (m) = f ( khoảng cách kích hoạt sớm trung bình AL (m) của kim thu sét, khoảng cách kích hoạt D (m) tùy theo mức độ bảo vệ).
Nếu h > 5m theo tiêu chuẩn NF-C 17 102 của Pháp: Rp = V h (2 D-h)+AL (2 D + AL)
Trong đó:
D (m): phụ thuộc cấp bảo vệ I, II, III.
h: chiều cao đầu thu sét tính từ đỉnh kim đến bề mặt được bảo vệ.
AL (m): độ lợi về khoảng cách phóng tia tiên đạo. AL=v. AL; AT(us) độ lợi về thời gian.
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
8.2.2 Chọn thiết bị bảo vệ:
BÁN KÌNH BÁO VỆ (m)-(Rp)
H = độ cao của kim thu trẽn khu vực được bảo vệ
(m) 2 4 5 6 10 15 20 45 60 Mức độ bảo vệ 1 (Mức báo vệ 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 Mức độ bào vệ 2
(Mức bảo vệ trung binh)
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 99 101 102 105 105
Mức độ bào vệ 3
(Mức bảo vệ tiêu chuần)
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 98 100 102 110 110
Stonmaster 60 44 87 107 107 109 111 113 120 120
Hình 8.3 Thơng số kĩ thuật đầu thu sét ESE
Ta chọn hệ thống chống sét chủ động cho chung cư, Cấp bảo vệ chống sét là cấp 2. Phương pháp chống sét bằng đầu thu ESE của Stormaster, mỗi block căn hộ ta đặt 1 đầu thu ESE.
Tính tốn đặt kim thu sét bảo vệ cho block C (block D tương tự) Block C có tổng diện tích xây dựng 1694.8m2, cao 82m
a = 102.7 m, b = 61.51 m => Rbv =0.5xV 102.72+61.512= 60(m) Tra bảng tính bán kính bảo vệ của đầu thu ESE ta chọn :
Loại đầu thu Stormaster 30 Độ cao đầu thu so với cơng trình là h = 5 m Bán kính bảo vệ là Rp = 63 m.
Vậy chung cư đã được bảo vệ chống sét đánh trực tiếp.
♦ Đặc tính kỹ thuật
Stormaster-ESE 15,30 & 50 Đỉnh kim:
Vật liệu: Màu kim thu: Trọng lượng: Vật liệu cách điện: Kiểu kết nối với dây dẫn:
Đỉnh kim bầng đồng thau có mạ vàng. Anodised Aluminíum Gold 1.8 kg uv rated Evoprene
Hình 8.4 Mặt bằng bố trí kim thu sét tầng mái và bán kính bảo vệ 8.2.3 Tính tốn nối đất chống sét:
8.2.3.1 Lý thuyết:
Điện trở xung kích của một cọc hay một thanh nối đất:
Điện trở xung kích của một cọc hay một thanh nối đất được tính theo: Rxk = ưxk.R R: điện trở tải xoay chiều của cọc hay thanh.
ưxk : hệ số xung kích của cọ hay thanh. ( tra PL15, 35, 37. )
Điện trở xung kích của một tổ hợp đơn giản:
Hệ nối đất có n cọc hoặc n thanh giống nhau ( điện trở nối giữa các chúng bỏ qua )
R,
ghép //, cách nhau 1 đoạn a thì điện trở xung kích của tổ hợp tính theo: Rxk tổng =
n*nxk
Rxk : điện trở xung kích của một cọc hay thanh.
nxk: hệ số sử dụng xung kích của tổ hợp, tra PL 11, 12, 34, 35...
Điện trở xung kích của một tổ hợp phức hợp:
Rxk/c : điện trở xung kích của cọc. Rxk/t : điện trở xung kích của thanh
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
R xk / c + R xk / t *1 Rxks = xkR / c + nR xk / t Hxk
Điện trở nối đất nối dạng thanh:
L
0 *
3 Tđs
Tds : thời gian đầu sóng của song dịng sét dạng xiêng góc, ự.s Rxc : điện trở tản xoay chiều tần số công nghiệp, O.
L : chiều dài của thanh nối đất, m.
Lo : điện cảm trên đơn vị dài của thanh nối đất, ự.H/m.
8.2.3.2 Tính tốn:
Xác định điện trở nối đất theo quy phạm: với nối đất chống sét thì Rđ < 10 O.
Dự kiến:
Hệ thống nối đất gồm 3 thanh thép dẹt rộng 40 mm dài 10 (m) chôn sâu trong đất 0.8 (m) có điện trở suất ( đất cát pha sét ) P0= 100 (O.m). Gỉa sử dòng sét chạy qua hệ thống là 100 kA.
Điện trở tính tốn đất: ( km = 1.4 ( đất khô) tra PL 3 [4] ) Ptt = km * pdo = 100 * 1.4 = 140(fí m)
Điên trở tản xoay chiều của 1 thanh: Rt = In (27) = 2^40 ln( 2ỏè0^) = 19.47(0)
t 2 nl ỵbto 2 n *10 v0.04*0.8
Dòng điện sét chạy trong mỗi thanh: I = 100/4 = 25 (kA).
Với 3 thanh, l = 10 (m); I = 25 (kA); tra PL 16 [4] cho ta ơxk = 1.18 Rxk = ơxk.Rt = 1.18*19.47 = 22.97 (O)
Tra PL 12 [4] ta có nxk = 0.65 ( tia 10 m, mỗi tia 3 cọc)
Vậy hệ thống nối đất gồm 3 thanh thép dẹt rộng 40 mm dài 10 (m) chơn sâu trong đất 0.8 (m) có điện trở suất ( đất cát pha sét) po= 100 (Om), bố trí 3 tia 10 m, mỗi tia 3 cọc.
PHẦN II: CHUYÊN ĐỀ THIẾT KẾ HỆ THƠNG ĐIỆN MẶT TRỜI CHO TỊA NHÀ AN DÂN