bảo vệ chống sét sử dụng thiết bị hãng INDELEC, chương 3 doc

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRANG 1
Chương 3:
CƠ SỞ LÝ LUẬN
Việc quyết đònh thiết kế hệ thống bảo vệ chống Sét cho các
công trình đòi hỏi phải dựa vào hai yếu tố sau: đó là khả năng
Sét tại vùng đó và tác hại của Sét đối với công trình.
Hiện tượng Sét là hiện tượng thiên nhiên, do đó không thể
đảm bảo độ an toàn tuyệt đối cho các cấu trúc cần bảo vệ. Tuy
nhiên, nếu một hệ thống bảo vệ chống Sét được thiết kế và lắp
đặt đúng theo một tiêu chuẩn nào đó, sẽ đảm bảo độ an toàn cao
nhất cho các công trình, giảm đến mức thấp nhất tác hại của Sét.
Khi đưa ra giải pháp phòng chống Sét bất kỳ một chuyên
gia của một quốc gia nào cũng phải thông qua việc nghiên cứu,
tìm hiểu rõ bản chất, hiện tượng vật lý, nguồn gốc xuất hiện của
Sét; và các thông số của Sét như biên độ dòng Sét, thời gian đầu
sóng, độ dốc dòng điện Sét, độ dài dòng điện Sét, xác suất xuất
hiện biên độ và độ dốc dòng điện Sét, cũng như các tác hại do
Sét đánh trực tiếp hay do sự lan truyền sóng điện từ gây bởi dòng
Sét. Từ đó đưa ra các biện pháp phòng chống có hiệu quả.
Thiết bò hỗ trợ cho việc phòng chống Sét lại là những trang
thiết bò cơ bản chính yếu cho một hệ thống chống Sét của khu
vực, công trình cần bảo vệ. Các thiết bò này được các chuyên gia
về lónh vực chống Sét sáng tạo ra, cần thiết phải đảm bảo độ tin
cậy an toàn, bền vững khi có hiện tượng dòng Sét xảy ra. Như
vậy các thiết bò này phải có những ưu điểm nổi bật riêng về cấu
tạo, chức năng hoạt động cũng như vấn đề thẩm mỹ khi lắp đặt
chúng.
Có thể so sánh các thiết bò chống Sét cổ điển với thiết bò
chống Sét hiện đại ngày nay; và nhận thấy rằng, các hệ thống
chống Sét cổ điển mặc dù hạn chế được phần nào tác hại do Sét

gây ra nhưng vẫn còn ở mức độ hạn chế. Cụ thể, thực tế cho thấy
phương pháp chống Sét theo kiểu Flanklin không tin cậy lắm.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRANG 2
Rất nhiều các trường hợp chứng minh sự không tin cậy của kim
thu Sét kiểu Franklin trong đó Sét không đánh vào cột mà đánh
ngay bên cạnh. Một trong các lý do là khi tính vùng bảo vệ
chống Sét phương pháp Franklin chỉ chú ý đến độ cao của thiết
bò thu Sét mà không kể đến ảnh hưởng của biên độ, tần suất xuất
hiện dòng Sét, cũng như điều kiện khí tượng khu vực. Mặt khác
khi lắp đặt hệ thống chống Sét theo kiểu Franklin phải cần nhiều
kim thu Sét trên các độ cao của công trình và nhiều hệ thống dây
dẫn Sét chằng chòt gây mất thẩm mỹ và không đảm bảo độ an
toàn.
Trong những năm gần đây, cơ chế Sét đã được nghiên cứu
hiểu biết tốt hơn, nhiều phát minh ra những thiết bò bảo vệ có
hiệu quả.
Nước Pháp một trong những quốc gia chiếm vò trí hàng
đầu trong lónh vực chốùng sét hiện đại. Thiết bò chống sét của
INDELEC được khám phá, thành lập năm 1955, mỡ đầu một kỷ
nguyên mới, đăng ký bản quyền trên toàn thế giới về kỷ thuật
chống sét bằng kim thu sét tạo tia tiên đạo PREVECTRON. Kết
quả thử nghiệm kim PREVECTRON tại hiện trường trong những
năm 1993-1995 tại Plorida Mỹ thu thập nhiều kết quả sau:
 Thời gian phát triển tia tiên đạo hướng lên của kim thu sét
PREVECTRON sớm hơn so với kim thu sét đơn giản Franklin
trong cùng điều kiện sét thực .
 Hoạt động hiệu qủa của PREVECTRON dựa vào hệ thống
kích dùng độ dốc của điện trường, khi nó đạt giới hạn thì cho
lệnh khởi động phóng tia tiên đạo hướng lên.

 Chòu đựng được ngay cả đối với những cú sét có 8 lần phóng
điện mỗi lần 10KA. Phương pháp này cho phép kiểm tra độ
bền cơ khí, điện kháng, ảnh hưởng hiệu ứng điện động, cảm
ứng điện ra xung quanh.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRANG 3
Ngoài các thiết bò chống sét trực tiếp như kim thu sét, dây
thoát sét, hệ thống thiết bò nối đất. Các thiết bò sau đây không
thể thiếu được trong một hệ thống bảo vệ chống sét hoàn hảo.
* Máy đếm sét được thiết kế để đếm và trình bày thông số
những cú sét thật sự xảy ra cho một kiến trúc công trình.
* Thiết bò chống sét lan truyền được thực hiện theo
nguyên tắc chống quá điện áp bậc thang. Sóng quá điện áp có
dạng xung gia tăng đột ngột ( do sét hay do các thao tác đóng cắt
trên lưới), do đó có khả năng gây hư hỏng các thiết bò điện đặc
biệt là các thiết bò điện tử nhạy cảm.
Năng lượng trong một sóng dao động như vậy có thể giảm
xuống nhờ 2 lớp cắt sóng và lọc sóng.
*Lớp cắt sóng năng lực cao đặt ở tuyến đầu làm giảm phần
lớn năng lượng của sóng.
*Điện áp dư sau khi qua lớp thứ nhất sẽ được giảm đến
mức cho phép của thiết bò phía sau nhờ lớp lọc sóng dùng thiết bò
biến trở.
Do các thiết bò bảo vệ chốùng sét trực tiếp và chốùng sét lan
truyền luôn được cải thiện hàng năm. Do đó cũng quan trọng
trong việc cải thiện các dự báo theo các tiêu chuẩn và quy đònh
quốc tế; nhằm cung cấp thông tin chính xác cho các nhà thiết kế
hệ thống chống sét cho các công trình và các khu vực công cộng.
Các tiêu chuẩn này phải đề ra các quy đònh và khái niệm chung
bao gồm phạm vi áp dụng và đối tượng cần bảo vệ, sự lắp đặt hệ

thống chống sét nằm bên ngoài công trình được thực hiện như
thế nào. Nói chung tất cả vật liệu, kích thước, kiểu mã của các
thiết bò phục vụ cho công việc thiết kế hệ thống chốùng sét phải
được tính toán, tra cứu, chọn lựa đúng theo tiêu chuẩn an toàn
của quốc gia đó phát hành.
Dùng phần mềm MATLAB nhập vào các thông số cần thiết
để tính toán lựa chọn cấp bảo vệ cho công trình, mật độ Sét hằng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRANG 4
năm trong vùng diện tích tập trung tương đương Ac của công
trình cần được bảo vệ sẽ giúp xác đònh sự có cần thiết phải bảo
vệ cho công trình hay không.
Trong giai đoạn thiết kế thi công chống sét cho công trình,
nhà máy cụ thể dùng thiết bò của INDELEC và sử dụng phần
mềm MATLAB cần phải đặc biệt chú ý các vấn đề sau:
 Xác đònh vò trí của tất cả các thành phần trong hệ thống chốùng
sét như kích thước của công trình, vò trí đòa hình, đòa chất của
công trình (nằm đơn độc trên đồi cao,nằm cạnh các công trình
khác cao hơn hay thấp hơn ).
 Tầm quan trọng của những dòch vụ trong công trình, có người
thường xuyên hay không, vật liệu loại gì, có giá trò hay không,
có gây ảnh hưởng đối với môi trường không.
 Xác đònh những điểm dể bò sét đánh nhất.
 Hình dạng và độ dốc của mái, loại mái, tường và những cấu
trúc kim loại khác như các bồn nước, bồn chứa xăng dầu, bơm
nước tháp angten.
 Xây dựng phương án chống sét trực tiếp và chống sét lan
truyền cho công trình bằng cách so sánh kinh tế kỹ thuật giữa
các phương án với nhau để tiến hành chọn một phương án
thích hợp.

 Tính toán lựa chọn cấp bảo vệ cho các bộ phận khu vực có
khả năng sét đánh vào, dùng phần mềm MATLAB để mô
phỏng, từ đó tính vùng bảo vệ cho công trình.
 Chọn thiết bò và lắp đặt hệ thống chống sét cho công trình
theo tiêu chuẩn an toàn quốc gia PHÁP (NFC 17 –102
7/1995).
 Việc lựa chọn các phần tử bảo vệ phải đảm bảo các tiêu
chuẩn, độ tin cậy đảm bảo tuổi thọ và khả năng làm việc
trong môi trường. Ngoài chỉ tiêu kỹ thuật các phần tử bảo vệ
được lựa chọn còn phải bảo đảm tính kinh tế, tùy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRANG 5
thuộc vào hoàn cảnh kinh tế của đòa phương, tầm quan trọng
của công trình cần bảo vệ mà tiến hành đầu tư trang thiết bò
cho thỏa đáng.