I. Tổng quan về chống sét:
1.2 Các giải pháp chống sét được biết đến
a) Giải pháp cổ điển
Từ năm 1752 (khi Benjamin Franklin) phát minh ra cột thu lôi, hầu hết các biện pháp chống sét đều dựa trên nguyên lý sử dụng cọc nhọn (Franklin) hoặc sử dụng các dây dẫn nằm ngang (lồng Faraday) hoặc phối hợp cả hai phương pháp. Việc tính toán chống sét đều dựa trên 2 nguyên lý là Khu vực bảo vệ hình nón và Quả cầu lăn và đã được áp dụng trên 200 năm. Tuy nhiên thực tế cho thấy phương pháp cũ không thực sự tin cậy. Thậm chí tiêu chuẩn Anh BS6651 đã khuyến cáo rằng “…kinh nghiệm cho thấy không thể chỉ dùng dây dẫn và cọc nhọn để cung cấp một giải pháp an toàn toàn bộ cho bất kỳ khu vực nào…” Một số lượng rất lớn các trường hợp chứng minh sự không tin cậy của cột thu sét kiểu Franklin trong đó sét không đánh vào cột mà đánh ngay bên cạnh hoặc đánh tạt sườn.
Trong hệ thống cổ điển này, sét thường được nối xuống đất bằng các dây sắt. Các cọc thu sét cũng được nối ngang với nhau để tăng hiệu quả thoát sét. Chính hệ thống này làm cho tòa nhà mất tính thẩm mỹ, gây nhiễu điện từ cho thiết bị điện tử và gây nguy hiểm cho những người đi gần đó khi có sét đánh.
b) Các giải pháp hiện đại: Chống sét theo công nghệ phát tia tiên đạo sớm thu hút sét tới thiết bị chống sét:
Theo công nghệ này của hãng INGESCO (Spain) kim thu sét có nhiệm vụ tạo một dòng ion đánh lên trước bất kỳ một bộ phận nào khác của tòa nhà hay cấu trúc công trình. Khi có một dòng electron đang được đánh xuống, sẽ gây nên sự ion hóa các phân tử không khí để tạo nên một dòng đánh lên. Đây là một thiết bị chủ động, không sử dụng nguồn điện nào, không gây ra bất kỳ tiếng động, chỉ tác dụng trong vòng vài giây trước khi dòng sét thực sự đánh xuống. Nó có tác dụng liên tiếp trong thời gian dài. Nguyên lý này được tóm gọn như sau:
+ Trong trường tĩnh điện, quả cầu nối đất qua trở kháng và do dạng hình học của nó hiệu ứng Corona được cực tiểu hóa.
+ Trong trường điện động, tia tiên đạo sét đi xuống ghép điện dung với bề mặt của quả cầu.
+ Quả cầu phản ứng lại sự gia tăng điện trường bằng cách tăng điện thế do hằng số thời gian dài tạo bởi kênh tĩnh trở kháng cao.
+ Khe phóng điện được hình thành do sự chênh lệch điện thế giữa quả cầu và kim nối đất ở giữa.
+ Năng lượng đã tích lũy được giải phóng dưới dạng ion, tạo ra một đường dẫn tia tiên đạo đi lên phía trên chủ động dẫn sét.