I - Sét và quá trình phóng điện của sét
Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và mặt đất hay giữa các đám mây tích điện với nhau.
Sự phóng điện của sét chia làm 3 giai đoạn:
➢ Sự phóng điện giữa đám mây và mặt đất bắt đầu bằng sự xuất hiện một dòng sáng phát triển xuống mặt đất theo từng đợt với tốc độ 100 – 1000 km/gây. Dòng này stt Tên phòng Công suất tải P
(W)
Công suất tính toán S (VA)
Điện áp (V)
Dòng định mức (A)
Loại CB (A)
1 Phòng hành chính
4937,6 5808,94 220 25 NF63-CS
(25A)
2 Phòng đào tạo 6217,6 7314,8 220 33,2 NF63-CS
(35A) 3 Phòng quản lí
trang thiết bị
3635,2 4276,7 220 19,4 NF63-CS
(20A) 4 Phòng tài chính
kế toán
3635,2 4276,7 220 19,4 NF63-CS
(20A) 5 Phòng công tác
hs-sv
4680 5505,9 220 25 NF63-CS
(25) 6 Phòng quảng lí
KHCN
3635,2 4276,7 220 19,4 NF63-CS
(20A) 7 Phòng đào tạo
thường xuyên
3635,2 4276,7 220 19,4 NF63-CS
(20A)
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TRẦN THỊ THANH LỄ
SVTH : PHAN HỒ LỘC – PHẠM HOÀNG LONG Page 59
mang phần lớn điện tích của đám mây, tạo trên đầu cực của nó điện thế hàng triệu vôn. Giai đoạn này gọi là giai đọn phóng tia tiên đạo.
➢ Khi dòng tiên đạo vừa phát triển xuống mặt đấtthì gia đoạn thứ hai bắt đầu, đó là giai đoạn phóng điện chủ đạo của sét. Trong giai đoạn này các điện tích dương phía dưới mặt đấtdi chuyển từ hướng mặt đất theo tia tiên đạo với tốc độ lớn (6.104 – 105 km/gy) chạy lên trung hòa các điện tích âm của dòng tiên đạo. Sự phóng điện chủ yếu được đặc trưng bởi dóng điện lớn gọi là dòng điện sét và sự lóe sang (chớp) mãnh liệt của dòng phóng điện. Không khí trong vùng được đốt nóng đến hàng vạn độ và giãn nở rất nhanh tạo thành dòng âm thanh (sấm).
➢ ở giai đoạn phóng điện thứ ba sẽ kết thúc sự di chuyển điện tích của các đám mây, quá trình phóng điện và lóe sang dần dần biến mất.
II - tác hại của sét
Đặt vấn đề sét là hiện tượng tự nhiên, có thể gây ra thiệt hại lớn cho người về kinh tế. Việc nghiên cứu tác hại và làm giảm thiểu tác hại do sét gây ra được sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học, đặc biệt ở lĩnh vực điện.
Với đặc thù riêng, hầu hết các công trình gồm đường dây và trạm biến áp đều được xây dựng ngoài trời, kết cấu bằng kim loại và có chiều cao lớn, là một trong những nguy hiểm tăng nguy cơ tiềm tang gây ra sự cố bất khả kháng do sét. Sét đánh vào đường dây gây vỡ sứ và đứt dây, đồng thời lan truyền vào trạm biến áp gây hỏng hóc các thiết bị chủ yếu là máy biến áp, làm giám đoạn cung cấp điện và thiệt hại về kinh tế do sửa chữa, ngừng trệ trong sản xuất và ảnh hưởng tới sinh hoạt cửa con người.
Các thiết bị điện, đường dây tải diện, … sẽ bị hư hỏng do bị quá điện áp thiên nhiên (sát đánh trực tiếp hay gián tiếp). Trong đó tác hại của sét đánh trực tiếp là nguy hiểm nhất. Do đó phải có thiết bị bảo vệ tránh bị sét đánh trực tiếp và gián tiếp.
III - Giải pháp phòng chống sét
Vì vậy việc nghiên cứu để lựa chọn và áp dụng những biện pháp hạn chế tác hại của sétđối với từng khu vực, từng đối tượng cụ thề sao cho đảm bảo về kinh tế và kỹ thuật là rất cần thiết không chỉ riêng ngành điện mà còn với các ngành khác.
Hiện nay chùng ta sử dụng phổ biến các kiểu chống sét là:
+ Đối với các công trình kiến trúc kiến trúc lắp đặt các kim thu sét (cộ thu lôi).
+ Đối với các công rình điện (đường dây và trạm biến áp) thì sử dụng đường dây chống sét và các chống sét van.
III.1. Thuật ngữ và định nghĩa:
➢ Hệ thống chống sét: toàn bộ hệ thống dây dẫn được sử dụng để bảo vệ các công trình khỏi sự tác động của sét.
➢ Bộ phận thu sét: một bộ phận của hệ thống chống sét nhằm mục đích hu hút sét đánh vào.
➢ Mạng nối đất: một bộ phận của hệ thống chống sét nhằm tiêu tán dòng điện xuống đất.
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TRẦN THỊ THANH LỄ
SVTH : PHAN HỒ LỘC – PHẠM HOÀNG LONG Page 60
➢ Dây dẫn: bộ phận hoặc nhóm các bộ phận dẫn điện có tiếp xúc với đất và có thể truyền dòng điện xuống đất.
➢ Cực nối đất mạch vòng: cực nối đất tạo ra vòng khép kín xung quanh công trình ở trên hoặc dưới bề mặt đất, hoặc ở phía dưới ngay trong móng của công trình.
➢ Vùng bảo vệ: thể tích mà trong đó một dây dẫn sét tạo ra khả năng chống sét đánh thẳng bằng cách thu hút sét đánh vào nó.
III.2. Chức năng của hệ thống chống sét:
Chức năng của hệ thống thu và dẫn sét là thu hút sét đánh vào nó rồi lan truyền dòng diện do sét tạo ra xuống đất một cách an toàn, tránh sét đánh vào các kết cấu cần được bảo vệ của công trình. Phạm vi hệ thống thu và dẫn sét không cố định nhưng có thể coi là một hàm của mức độ tiêu tán dòng diện sét.
III.3. Kích thước:
Kích thước các bộ phận tạo thành hệ thống sét cần đảm bảo các yêu cầu trong bảng II-1 và bảng II-2 . Đô dày các tấm kim loại trên mái nhà và tạo thành một phần hệ thống chống sét cần bảo đảm yêu cầu trong bảng II-3
Bảng II-1. Vật liệu, cấu tạo và tiết diện tối thiểu của kim thu sét, dây dẫn sét, dây xuống và cọc chôn sâu dưới mặt đất.
2) CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG SÉT
3)CHỌN HỆ THỐNG CHỐNG SÉT HIỆN ĐẠI CHO TÒA NHÀ 3.1 Hệ thống nối đất chống sét cho tòa nhà
Các thông số ban đầu : điện trở nối đất: Rnd10
Tòa nhà 7 tầng được xây trên nền đất thành phố HỒ CHÍ MINH nên thuộc loại đất phù sa
dât =20100m
- giả sử tại thời điểm đo dât =50m - hệ số điều chỉnh theo điều kiện khí hậu
Loại nối đất Loại điện cực Độ chôn sâu(m)
Hệ số mùa Km( đất khô)
Nối đất chống sét Coc thẳng
đứng 0,8 1,5
Chọn coc nối đất
- Coc tiếp đất là coc thép mạ đồng có đường kính d=20mm, coc dài 3 m ,độ chôn coc t0=0,8m . khoảng cách giữa hai coc gần nhau L=6 m
- Dây nối các coc tiếp đất là dây đồng có tiết diện 70mm2. Ta tiến hành tính toán :
Điện trở tản xoay chiều của một coc:
R
− + +
= 4 1
1 ln4 2 ln2
~ 2
t t l d
l
c L
Trong đó : l là chiều dài của coc nối đất (m) ; l=3 m
d: dường kính cọc tiếp đất (m) ; d=20mm=0,02 m t: độ chôn sâu cọc tính từ giữa cọc (m)