Bộ phận nối đất chống sét có thể làm bằng thép tròn , thép dẹt , thép ống với phần tiết diện kim loại không nhỏ hơn 100 mm2. ( bề dày thép dẹt , thép góc và thành ống không mỏng hơn 4 mm). Nếu đất có tính chất ăn mòn thì tiết diện trên phải lớn hơn 100 mm2. Bộ phận nối đất có thể đợc sơn dẫn điện , mạ thiếc, mạ kẽm nhng tuyệt đối không đợc sơn cách điện , sơn bitum , sơn hắc ín hay bất kỳ loại sơn nào có tính chất cản trở việc dẫn điện. Ngời thiết kế qui định điện trở yêu cầu của bộ phận nối đất tuỳ theo điện trở của đất tại khu vực công trình.
Cần kiểm tra lại trị số điện trở suất của đất ( ρđ. Ω. Cm ) tại hiện trờng. Mọi số liệu cho sẵn trong các Sổ tay chỉ để tham khảo và thiết kế kỹ thuật mà thôi.
Trị số điện trở suất tính toán ( ρđ.tt ) bằng trị số điện trở suất đo đạc ( ρđ ) nhân với hệ số thay đổi điện trở suất ( ψ ), còn đợc gọi là hệ số thời tiết hay là hệ số mùa . Hệ số thay đổi điện trở suất của đất theo thời tiết của các kiểu nối đất cho trong bảng sau:
Hình thức nối đất Độ sâu đặt bộphận nối đất (m) Hệ số thay đổiđiện trở suất (ψ) Ghi chú
Thanh ( tia ) đặt nằm ngang ( nối đất kéo dài ) 0,5 0,80 - 1,00 1,40 ữ 1,80 1,25 ữ 1,45 Trị số nhỏ ứng với đất khô ( đo vào mùa khô ) Cọc đóng thẳng đứng 0,80Tính từ mặt đất đến đầu mút trên cùng của cọc 1,20 ữ 1,40 Trị số lớn ứng với loại đất ẩm ( đo vào mùa ma )
Thông thờng nên chọn hình thức nối đất theo chỉ dẫn dới đây:
(a) Khi trị số điện trở suất đất không lớn quá 3 x 104 Ω. Cm thì sử dụng hình thức nối đất cọc chôn thẳng đứng , chiều dài cọc từ 2,5 đến 3 mét , đầu trên của cọc phải đóng ngập sâu trong đất từ 0,50 đến 0,80 mét.
Nếu lớp đất ở sâu có điện trở nhỏ , từ 3 x 104 Ω. Cm trở xuống hoặc có mạch nớc ngầm cần sử dụng hình thức cọc chôn sâu và có thể tăng chiều dài cọc đến 6 mét. Trong tr- ờng hợp này có thể sử dụng cọc bê tông cốt thép và các móng bằng bê tông cốt thép của công trình để làm bộ phận nối đất chôn sâu.
Trờng hợp lớp đất trên có trị số điện trở nhỏ, các lớp đất dới là đá , sỏi hoặc có điện trở suất lớn thì dùng hình thức nối đất thành tia đặt nằm ngang theo kiểu nối đất kéo dài chôn ở độ sâu 0,50 đến 0,80 dới mặt đất , chiều dài mỗi thanh không nên lấy quá trị số chiều dài tới hạn , ứng với các trị số điện trở suất nh bảng sau đây:
ρ,Ω.C m
<5x104 5x104 10x104 20x104 40x104
lth , mét 25 35 50 80 100
Trờng hợp phải tăng số thanh (tia) cũng không nên tăng quá 4 thanh tia và góc tạo thành giữa các thanh trên mặt bằng không nên nhỏ hơn 90o. Nên u tiên sử dụng hình thức nối đất kéo dài.
(b) Khi điện trở suất của đất bằng từ 3 đến 7x104 Ω.Cm, cần sử dụng hình thức nối đất hỗn hợp ( cọc kết hợp với thanh ). Có thể sử dụng nối đất hỗn hợp kiểu hình vuông , hình chữ nhật , hình tròn .
Các cọc chỉ nên đóng trong khoảng 2:3 chiều dài của thanh , tính từ đầu thanh , phía nối với dây xuống.
(c) Khi trị số điện trở suất của đất lớn hơn 7 x 104 Ω.Cm , hoặc đất có nhiều đá tảng , đá vỉa cho phép kéo dài thanh tới chỗ có trị số điện trở suất nhỏ nh hồ , ao , sông , suối nhng không nên kéo quá 100 mét.
(d) Có thể dùng biện pháp nhân tạo để cải thiện độ dẫn điện ở những vùng có điện trở suất cao nh dùng muối ăn ( NaCl ) pha nớc để tới cho khu đáat chung quanh dây nối đất . Theo quan điểm của chúng tôi ( tác giả bài giảng này) nếu dùng phơng pháp này thì phải ghi chú và nhắc nhở rằng cứ 3~5 năm lại phải kiểm tra điện trở suất của đất và bổ sung muối nếu không sẽ nguy hiểm vì điện trở suất của đất ngày càng tăng do nồng độ muối giảm do ma .
Trong việc thi công bộ phận thu sét , bộ phận dẫn sét , bộ phận tiếp đất thì việc hàn nối hết sức quan trọng . Một trong những điều hết sức chú ý khi kiểm tra chất lợng hệ chống sét là kiểm tra chất lợng mối hàn. Mối hàn phải đảm bảo chiều dài đờng hàn , đảm bảo không rỗ , không ngắt quãng , không bọt xỉ , chiều cao đờng hàn phải đáp ứng đầy đủ.
2.3. Kiểm tra và nghiệm thu hệ thống chống sét :
2.3.1 Trình tự :
Kiểm tra và nghiệm thu hệ chống sét phải tiến hành theo hai giai đoạn, trớc hết kiểm tra phần đặt ngầm sau đến kiểm tra toàn bộ. Trớc khi lấp đất phải kiểm tra kỹ phần sẽ bị lấp đất kín và lập hồ sơ ghi nhận.
Hàng ngày t vấn đảm bảo chất lợng phải chứng kiến những hoạt động trong quá trình lắp đặt của công nhân lắp hệ chống sét . Từng đoạn làm xong , cán bộ giám sát của nhà thầu phải kiểm tra các tiêu chí với công nhân thi công có sự chứng kiến của t vấn đảm bảo chất l- ợng.
2.3.2 Ban nghiệm thu :
Khi công tác hoàn thành , phải tiến hành tổ chức nghiệm thu mà ban nghiệm thu gồm :
* Đại diện chủ đầu t là chủ nhiệm dự án làm chủ tịch ban nghiệm thu , có các t vấn đảm bảo chất lợng là ngời giúp việc trực tiếp.
* Đại diện cơ quan thi công * Đại diện cơ quan thiết kế.
Đối với công trình chống sét cấp I và II có đại diện cơ quan chủ quản các bên cùng tham dự.
2.3.3 Nội dung kiểm tra :
Những nội dung cần kiểm tra và nêu thành văn bản nh sau: * Vật liệu và qui cách vật liệu sử dụng trong các bộ phận chống sét. * Độ bền cơ học và độ dẫn điện của các mối hàn , mối nối.
* Sự liên hệ giữa hệ thống bảo vệ chống sét với các bộ phận kim loại không mang điện có sẵn bên trong hoặc bên ngoài công trình.
* Biện pháp giải quyết khi có đoạn dây dẫn cần gấp khúc , uốn cong , băng qua khe lún , khe nhiệt . . .
* Biện pháp chống han gỉ , chống va chạm cơ học , chống dột cho mái
* Biện pháp lấp đất và trị số điện trở tản dòng điện tần số công nghiệp của bộ phận nối đất. Việc kiểm tra kết hợp với quan sát bằng mắt thờng với sử dụng dụng cụ đo kiểm chuyên dụng. Khi sử dụng dụng cụ đo kiểm , nên thuê theo phơng thức hợp đồng dịch vụ kiểm tra với các cơ quan đợc phép kiểm định chất lợng . Nên lu ý mọi dụng cụ sử dụng trong đo kiểm phải đợc kiểm chuẩn hợp thức theo qui định.
2.3.4. Lập hồ sơ nghiệm thu :
* Thu thập đầy đủ về thiết kế và thuyết minh thiết kế .
*Văn bản thí nghiệm điện trở suất hiện trờng. Các kết quả đo đạc trong quá trình kiểm tra chi tiết các bộ phận.
* Các văn bản nghiệm thu công trình khuất, kín hay bị lấp.
* Văn bản kết luận sau từng đợt kiểm tra , sau từng giai đoạn kiểm tra .
* Văn bản kết luận cuối cùng và những lu ý chung về tình trạng của hệ thống chống sét bảo vệ công trình và những kết luận chung về sử dụng.
2.3.5. Nguyên tắc chống sét theo các tiêu chuẩn :
Phương phỏp chống sột truyền thống :
Phơng pháp này do một ngời Mỹ là Benjamin Franklin (1752) đó đề xuất một phương phỏp chống sột (PPCS) bảo vệ nhà cửa thuyền bố. ễng dựng kim thu sột bằng kim đặt trờn đỉnh núc nhà, nối với một dõy kim loại dẫn xuống đất. Franklin nghĩ rằng PPCS này thực hiện hai nhiệm vụ: làm chệch hướng tia sột vào nhà và dẫn năng lượng xuống đất và phõn tỏn năng lượng điện trờn mõy và như vậy ngăn chặn tia sột. Qua kiểm chứng trải qua 250 năm qua, thực sự PPCS của Franklin và những hệ tương đương phương phỏp này đó thật sự giảm thiệt hại về nhà cửa, thuyền tàu. PPCS Franklin và hệ tương tự khụng phõn tỏn điện tớch và như vậy khụng ngăn chặn tia sột.
Phương phỏp chống sột truyền thống cú hai dạng là: hệ gắn thẳng với nhà và hệ bao quanh hay nằm trờn. Hệ Franklin là thớ dụ về hệ gắn thẳng và hiện nay vẫn sử dụng rộng rói. Quy phạm NFPA 780 đó quy định về chiều cao và cỏch bố trớ kim thu sột, kớch cỡ của dõy nối đất, cỏch thực hiện và đặc tớnh của hệ nối đất. Gần đõy một vài kiểm chứng cho thấy kim tự làm việc tốt hơn kim nhọn.
Hệ Franklin bao quanh hay nằm trờn hay cũn gọi là hệ mắt xớch hay lưới. Nú thường bao gồm hệ dõy dẫn ở trờn đỉnh treo trờn cỏc cột và nối với hệ thống đất. Cỏc dõy này thường đặt cỏch nhà khoảng 10 - 20 m. Hệ này cú ưu việt là một khi nú tiếp nhận tia sột thỡ tia sột ở cỏch xa khu vực bảo vệ xa hơn hệ Franklin nối trực tiếp. Dạng bảo vệ này thường đắt hơn dạng gắn trực tiếp.
Thực nghiệm cho thấy, hệ Franklin khụng cho hiệu quả chống sột 100%. Tuy sột đỏnh vào kim thu sột nhiều hơn và hiệu quả của PPCS là khỏ tốt, song nhiều kết quả thực nghiệm cho thấy sột cú thể bỏ qua kim thu sột mà đỏnh trực tiếp vào nhà mặc dự cú thể làm kim thu sột lờn rất cao. Ngay cả khi sột đỏnh vào kim thu sột thỡ dõy nối đất khụng hiệu quả cho việc dẫn cỏc thành phần tần số cao của tia sột khi cú cỏc vật kim loại ở gần. Cỏc nhà cú chứa cỏc dụng cụ nhạy cảm với sột như cỏc thiết bị điện tử sẽ bị hỏng húc. Đối với cỏc thiết bị nhạy cảm này cần phải cú những thiết bị chống sột chuyờn dụng. Như vậy, phương phỏp truyền thống trong nhiều năm qua đó chứng tỏ khả năng bảo vệ của nú, tuy nhiờn đối với yờu cầu cao như hiện nay (cỏc thiết bị điện tử, nhà mỏy hạt nhõn, đạn
dược, ...) thỡ những nhược điểm nờu trờn sẽ cú thể gõy thiệt hại khụn lường.
Cỏc phương phỏp phũng chống sột
Trờn thế giới hiện nay, trải qua 250 năm kể từ khi Franklin đề xuất phương phỏp chống sột (PPCS), trong lĩnh vực phũng chống sột đó cú nhiều phương phỏp khỏc nhau được sử dụng. Nhiều dạng thiết bị phũng chống sột được tung ra trờn thị trường. Hiệu quả của nhiều phương phỏp cũn chưa rừ ràng, thậm chớ nhiều kết quả cũn đem lại hiệu quả khụng mong muốn. Sau đõy chỳng tụi túm tắt sơ lược và nờu ý kiến chung của cỏc nhà khoa học về vấn đề này.
Phương phỏp dựng lồng Farađõy:
Là lồng kim loại bao kớn khu vực bảo vệ. Theo lý thuyết súng điện từ thỡ đõy là phương phỏp lý tưởng để phũng chống sột. PPCS này được sử dụng bảo vệ một số khu vực đặc biệt như nơi chứa thuốc nổ, hạt nhõn. Tuy nhiờn phương phỏp này tốn kộm và khụng khả thi trờn thực tế ỏp dụng cho tất cả cỏc cụng trỡnh. Cú một số phương phỏp dạng này cần quan tõm khi tạo lồng Faraday khụng lý tưởng nhưng khỏ tốt trong phũng chống sột.
Phương phỏp khụng truyền thống
Một số hệ chống sột khỏc với dạng Franklin nổi lờn trong hàng chục năm gần đõy. Đỏng chỳ ý là: a, Hệ phỏt xạ sớm