1. Tổng Quan
Sét là hiện tượng phóng điện trong không khí giữa đám mây với đất hoặc giữa các đám mây mang điện tích trái dấu nhau. Điện áp giữa mây dông và đất có thể đạt tới hàng ngàn thậm chí là hàng triệu volt.Vì vậy dòng sét cũng sẽ rất lớn vài chục thậm chí lên tới hàng trăm KA.
Nước ta nằm trong vùng có tỷ lệ sét đánh rất lớn.Vì vậy bảo vệ chống sét là vấn đề đáng quan tâm và phải được giải quyết một cánh thích đáng nhằm bảo vệ tài sản và tính mạng của người dân
1.1. Các Phương Pháp Chống Sét
1.1.1Bảo Vệ Chống Sét Sử Dụng Kim Thu Sét(Phương Pháp Cổ Điển)
Kim thu sét được làm từ kim loại đầu trên có gắn mũi nhọn hoặc được mài nhọn để tăng cường mật độ điện tích,đầu dưới nối với dây dẫn sét đi vào hệ thống nối đất chống sét.
Vùng bảo vệ của kim thu sét được xác định bởi công thức: rx = 1,6.h.ℎ− ℎℎ+ ℎ𝑥
𝑥.p Trong đó:
rx – bán kính bảo vệ ở độ cao hx hx – độ cao công trình được bảo vệ h – độ cao kim thu sét
p = 1 (nếu h ≤ 30m) p = 5.5
√ℎ (nếu 30 < h ≤ 60m)
1.1.2 Bảo Vệ Chống Sét Sử Dụng Đầu ESE(phương pháp hiện đại)
ESE hoạt động dựa trên nguyên lí làm thay đổi trường điện từ xung quanh cấu trúc cần được bảo vệ thông qua việc sử dụng vật liệu áp điện (piezoelectric).
Cấu trúc đặc biệt của ESE tạo sự gia tăng cường độ điện trường tại chỗ, tạo thời điểm kích hoạt sớm, tăng khả năng phát xạ ion, nhờ đó tạo điều kiện lý tưởng cho việc phát triển phóng điện sét
1.1.3 Cấu tạo ESE:
+ Đầu thu: Đầu thu nhọn, được làm bằng thép không rỉ có nhiệm vụ phát xạ ion,được nối tới các điện cực của bộ kích thích. Đầu thu còn làm nhiệm vụ bảo vệ thân kim. Có hệ thống thông gió nhằm tạo dòng lưu chuyển không khí giữa đỉnh và thân ESE.
+ Thân kim: được làm bằng đồng xử lí hoặc inox phía trên có một hoặc nhiều đầu nhọn làm nhiệm vụ phát xạ ion. Thân kim luôn được nối với điện cực nối đất chống sét.
SVTH: Nguyễn Tấn Minh MSSV: 0951030014 Trang 126 + Bộ kích thích áp điện : được làm bằng ceramic áp điện đặt dưới thân kim trong một ngăn cách điện và được nối với các đỉnh nhọn phát xạ ion bằng cáp cách điện cao áp
2.Bảo Vệ Chống Sét Dùng Dây Chống Sét
Dây chống sét dùng để bảo vệ những vật kéo dài như đường dây điện, đường dây liên lạc hoặc đường ống,v..v
3.Thiết Kế Chống Sét
Điện trở nối đất chống sét: Rnđ ≤ 10(Ω).
Các thông số ban đầu: - Điện trở nối đất yêu cầu: Rnđ ≤ 10Ω
Áp dụng phần tính toán nối đất an toàn ở chương trước ta được:
Giả sử hệ thống nối đất cần 4 cọc nối đất, dây nối giữa chúng có điện trở không đáng kể. Ta có các thông số sau: n = 4, Rc = 26.9 (Ω) tỷ số: 𝐿𝑙 = 63 = 2 Hệ số sử dụng cọc ƞ𝑐 = 0,75 Điện trở nối đất nnđ= 𝑅𝑐 𝑛.ƞ𝑐 = 26,9
4.0,75 = 8,9 (Ω) < 10 (Ω) => thỏa điều kiện. Vậy: chọn 4 cọc nối đất,điện trở tổ hợp 3 cọc RHT = 8,9 (Ω)
Điện trở xung kích:
Rxk = RHT.ƞ𝑥𝑘
Tra bảng trang 197 giáo trình An Toàn Điện: ηxk = 0,75 => Rxk = RHT.ƞ𝑥𝑘 = 8,9.0,75 =6,68 (Ω)
Rnđ = Rxk = 6,68 < 10 (Ω)
Công trình sử dụng một kim thu sét phóng tia tiên đạo bán kính bảo vệ 71m, H =5m. - Chọn dây dẫn dòng sét từ kim thu sét xuống hệ thống nối đất chống sét: để đảm bảo dây dẫn sét không bị phá hủy khi có dòng điện sét đi qua thì tiết diện của dây không được nhỏ hơn 50 mm2
.
Do đó chọn dây dẫn có tiết diện là 70 mm2 làm dây dẫn sét cho công trình.
SVTH: Nguyễn Tấn Minh MSSV: 0951030014 Trang 127