CHƯƠNG 6: CÁC THÔNG SỐ VÀ CÔNG NGHỆ LIÊN QUAN ĐẾN NHÀ
7.1. Thiết bị thu sét phát xạ sớm tia tiên đạo ESE NLP 1100-15
Sản phẩm NLP 1100 được thiết kế và chế tạo bởi hãng CIRPROTEC – Tây Ban Nha. Đây là hệ thống chống sét trực tiếp tiên tiến nhất trên Thế giới hiện nay. Sản phẩm được chế tạo theo tiêu chuẩn UNE 2116-96, phiếu kiểm nghiệm số: 200307350355-A/
20030735357 do trung tâm thí nghiệm điện tử (L.C.O.E) Tây Ban Nha cấp ngày 02/06/2015 với sự công nhận của ENAC tại Madrid (Spain) có giá trị trên toàn thế giới.
Sản phẩm của hãng CIRPROTEC được thiết kế theo các tiêu chuẩn quốc tế: UNE 21185, UNE 21186, IEC 61024-1, VDC 0185. Hệ thống chống sét NLP 1100 gồm 3 bộ phận chính:
- Thiết bị thu sét NLP 1100 - Cáp đồng dẫn sét
- Hệ thống nối đất chống sét và nối đất an toàn điện.
7.1.1. Thiết bị thu sét NLP 1100.
7.1.1.1. Nguyên tắc hoạt động.
- Đầu thu sét NLP 1100 nhận năng lượng cần thiết trong khí quyển để tích trữ các điện tích trong bầu hình trụ. NLP 1100 sẽ thu năng lượng từ vùng điện trường xung quanh trong thời gian giông bão khoảng từ 10 đến 20.000 v/m. Đường dẫn chủ động bắt đầu ngay khi điện trường xung quanh vượt quá giá trị cực đại để bảo đảm nguy cơ sét đánh là nhỏ nhất.
- Phát ra tín hiệu điện cao thế với một biên độ, tần số nhất định tạo ra đường dẫn sét chủ động về phía trên đồng thời trong khi đó làm giảm điện tích xung quanh đầu thu sét tức là cho phép giảm thời gian yêu cầu phát ra đường dẫn sét chủ động về phía trên liên tục.
- Điều kiện sự giải phóng ion đúng thời điểm: thiết bị ion hóa cho phép ion phát ra trong khoảng thời gian rất ngắn và tại thời điểm thích hợp đặc biệt, chỉ vài phần của giây trước khi có phóng điện sét, do đó đảm bảo dẫn sét kịp thời, chính xác và an toàn.
- NLP 1100 là thiết bị chủ động không sử dụng nguồn điện nào, không gây ra bất kỳ tiếng động, chỉ tác động trong vòng vài μs trước khi có dòng sét thực sự đánh xuống và có hiệu quả trong thời gian lâu dài.
7.1.1.2.So sánh với các hệ thống chống sét cổ điển, phương pháp này có các ưu điểm sau:
STT Đặc tính Hệ thống Đầu thu sét công nghệ tiên tiến NLP 1100
1 Công nghệ
chế tạo
Sử dụng công nghệ hiện đại phát ra xung điện thế cao để thu hút và bắt giữ từ xa tia sét phóng xuống từ đám mây dông
(chủ động dẫn sét)
2 Cấu tạo và lắp đặt
- Thường chỉ cần một Đầu thu sét NLP 1100 cho mỗi công trình. Thích hợp với công trình đặc biệt là các Trụ sở, Văn phòng làm việc – giao dịch, khách sạn, Trung tâm thương mại, Chung cư cao tầng v.v…
- Tạo cho kiến trúc công trình có thẩm mỹ
- Dễ dàng lắp đặt trong thời gian ngắn, không gây thấm dột mái sau này khi đưa công trình vào sử dụng
- Rất dễ bảo trì
3 Độ an toàn Độ an toàn rất cao do vùng bảo vệ rộng lớn (có bán kính bảo vệ thấp nhất là 51m và cao nhất là 107m). Bảo vệ cho các vùng lân cận. Chống sét đánh tạt, đánh xuyên
4 Đối tượng bảo vệ
- Chống được sét đánh trực tiếp có hiệu quả tốt cho các tòa nhà cao ốc, kho bạc, ngân hàng, trạm viễn thông, khách sạn, đài phát sóng, kho xăng dầu, khí đốt, khu công nghiệp, khu chế xuất v.v…
- Những nới được trang bị các thiết bị điện, điện từ máy móc hiện địa có giá trị lớn, trung tâm công nghệ thông tin, các kho chứa tiền …
7.1.1.3. Vùng bảo vệ
Bán kính bảo vệ Rp của Đầu thu sét được tính toán sử dụng theo công thức tiêu chuẩn Quốc gia Pháp NFC-17-102 (tháng 7, năm 1995)
7.1.1.4. Thiết bị thu sét NLP 1100-15
Kết cấu
- Vật liệu chế tạo: 100% thép không gỉ - Trọng lượng: 2940gr
- Chiều cao tổng: 500mm - Chiều cao kim nhọn: 380mm
- Bầu hình trụ 79mm chứa thiết bị phát tia tiên đạo tạo đường dẫn sét chủ động - Kẹp nối dây để đưa dây thoát sét xuống đất
Kết cấu NLP này được gắn trên đầu của ống sợi thủy tinh cách điện và liên kết với bộ ghép nối bằng Inox dài 3.25m do vậy chịu mọi hoàn cảnh thời tiết khắc nghiệt và
được đặt trên mái công trình có bán kính bảo vệ cấp II Rbv = 41m. Thiets bị thu sét được đặt tại vị trí cao nhất của công trình và bán kính bảo vệ được tính theo công thức sau đây:
( ) ( )
RP = ộởh 2D h- +DL 2D+DL ựỷ
(7.1) Trong đó:
• RP (m): Bán kính bảo vệ mặt phẳng ngang tính từ chân đặt NLP 1100-15
• H (m): chiều cao thực của kim thu sét NLP so với mặt phẳng cần được bảo vệ
• ΔL (m) = V.Δt, V (m/s): tốc độ tia tiên đạo NLP 1100-15: Δt = 15μs
• D (m): phụ thuộc vào độ an toàn được chọn. Các mức bảo vệ được chỉ rõ trong mục Annex B của tiêu chuẩn Pháp NFC 17-102/1995
D = 20m Mức an toàn 1 (An toàn cao)
D = 45m Mức an toàn 2 (An toàn trung bình) D = 60m Mức an toàn 3 (An toàn tiêu chuẩn)
Thay công thức trên với: h = 4m; D = 60m; ΔL = 106. Δt (đường dẫn chủ động); Δt của NLP = 15μs = 15*10-6s
NLP 1100-15:
( ) 6 6 ( 6 6)
RP = ộờở4 2 60 4´ - +10 ´15 10´ - ´ 2 60 10´ + ´15 10´ - ựỳỷ=41m - Công trình cần bảo vệ có chu vi 6mx4.5m, cao 6m => bán kính cần bảo vệ
Rbv = 7.5m. Vậy vùng bảo vệ của kim thu sét bảo vệ toàn bộ công trình và những vùng lân cận.
7.1.2. Cáp dẫn sét.
2 đường cáp dồng bện dẫn sét tại vị trí trục D-2 & D-4 đảm bảo khả năng dẫn sét nhanh chóng an toàn cho công trình, cáp thoát sét với diện tích cắt nang là 70mm2. Cách 1.0m có một bộ kẹp định vị cáp thoát sét.
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của cáp thoát sét M70 Tiết diện mặt cắt
danh định (mm2)
Lõi dẫn điện
Đường kính lõi (mm)
Điện trở ruột dẫn ở
200C (Ω/km)
Khối lượng cáp
gần đúng (kg/km)
Số sợi Đường
kính sợi (mm2)
70 19 2.14 9.8 0.27 703
7.1.3. Bộ đếm sét CDR 2000.
Đếm số lần sét đánh và đánh giá hiệu quả hoạt động của kim thu sét. Bộ đếm sét được lắp phía trên hộp kiểm tra tiếp địa để theo dõi sự hoạt động của hệ thống chống sét mà không cần pin hoặc nguồn điện nào cung cấp. Thiết bị này sẽ được kích hoạt khi có dòng xung sét từ 250A.
7.1.4. Hộp kiểm tra tiếp địa
Hộp kiểm tra tiếp địa chỗ nối đất dùng để theo dõi và kiểm tra định kỹ giá trị điện trở nối đất hàng tháng, hàng quý và hàng năm.