đồ án tốt nghiệp bảo vệ chống sét sử dụng thiết bị hãng indelec

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Xin chân thành cám ơn toàn thể các thầy cô Khoa Điện Trường Đại
Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã truyền thụ những kiến thức cơ bản, giúp em hoàn
thành đề tài này.
Xin chân thành cám ơn thầy Quyền Huy Ánh và thầy Nguyễn Vinh
Quan đã hết lòng hướng dẫn tận tình cho em những kiến thức quý báu để
thực hiện đề tài này.

Cuối cùng xin chân thành cám ơn toàn thể các bạn sinh viên đã tận tình
giúp đỡ tôi trong thời gian qua.
Sinh viên thực hiện
DƯƠNG THỊ HỒNG NGA
TRANG 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Công Hiền_cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp_ nhà xuất
bản khoa học kỹ thuật _1974.
2. Nguyễn Xuân Phú và các tác giả_ cung cấp điện_ Nhà xuất bản khoa học
và kỹ thuật_1998.
3. Nguyễn Xuân Phú_Trần Thanh Tâm_ kỹ thuật an toàn trong cung cấp và
sử dụng điện_nhà xuất bản khoa học kỹ thuật _1997.
4. Quyền Huy Ánh _ Tài liệu bảo vệ chống sét-TP. Hồ Chí Minh- 1998.
5. Báo Cáo Hội Nghò Quốc Tế Về Nghiên Cứu Sét và bảo vệ chống sét_hội
điện lực Việt Nam_1997.
6. Tiêu chuẩn chống sét cho các công trình xây dựng.
7. Xây dựng phương án phòng chống sét của tổng cục bưu điện_1996.
8. Tiêu chuẩn an toàn quốc gia Pháp NFC 17_102_Tháng 7/1995.
9. Global lightning technologies products_1997.
1. 10.Lighting Interception techniques.

10. Guide for design of lightning protection system and surge/transient
protection.
11. Các catalog chào hàng INDELEC_CENES.
TRANG 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chương 1
DẪN NHẬP
I. ĐẶT VẤN ĐỀ :
Con người xa xưa sợ sấm Sét, nó được xem là cơn giận của thần linh. Mãi
đến thế kỷ XIIX, Sét mới được xem xét như là một hiện tượng thiên nhiên bằng
các phương pháp khoa học đã tìm ra bản chất điện của nó.
Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và đất, hay giữa
các đám mây mang điện tích trái dấu. Sét xuất hiện ngẫu nhiên và giải phóng một
năng lượng rất lớn. Nó luôn đe dọa tính mạng con người; phá hoại tài sản. Trong
khung cảnh rất nhiều công trình và thiết bò hiện đại, một tia Sét không lường trước
chỉ trong vài phần triệu giây, có thể gây nên những hư hỏng vật chất lớn lao và các
thiệt hại khủng khiếp. Nó có thể gây, làm hư hỏng các hệ thống điện, điện thoại,
máy tính và đồng thời gây nên thiệt hại về doanh thu đáng kể do việc sản xuất
hoặc cung ứng dòch vụ bò ngưng trệ
Do vậy, bảo vệ chống Sét trực tiếp cho công trình và chống Sét lan truyền
cho thiết bò của các công trình là yêu cầu bức thiết. Nhiều thiết bò chống Sét của
các chuyên gia khoa học đã lần lượt ra đời :
Năm 1752 : Benjamin Franklin khám phá ra kim thu Sét. Chứng minh rõ
tính chất điện của Sét.
Năm 1880 : Một nhà vật lý người Bỉ, Mell Seul nhận ra việc bảovệ các lâu
đài bằng hợp lại các thanh kim loại trên mái bằng, hay mái nhọn với nhiều dây nối
đất, bảo vệ lưới.
Năm 1914 : Thể nghiệm khả quan về kim chống Sét đơn giản của Hongrois
Ziliard và Francais Dozere.
Những thiết bò chống Sét cổ điển nêu trên phần nào đó đã hạn chế những

tác hại do Sét gây ra, tuy vậy mức độ an toàn tin cậy và tính thẩm mỹ khi lắp đặt
các thiết bò này cho các công trình còn ở mức hạn chế.
Năm 1986 : Các nhà khoa học - chuyên về lónh vực chống Sét đã không
ngừng áp dụng những tìm tòi hiểu biết rõ hơn hiện tượng vật lý của Sét,
mở ra một thời kỳ mới dùng việc bố trí các điện cực phát tăng cường ion hóa mà
tất cả các nguồn năng lượng là tự động.
TRANG 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Có nhiều loại thiết bò chống Sét của nhiều hãng khác nhau. Một trong
những thiết bò chống Sét mới nhất hiện nay đã đăng ký bản quyền trên toàn thế
giới là kim thu Sét PREVECTRON, một sản phẩm của hãng INDELEC (Pháp).
PREVECTRON là một thiết bò thu Sét tạo tia tiên đạo, với thiết bò tự động
kích phóng điện tích; hoạt động tin cậy đảm bảo cho một vùng bảo vệ rộng. Do đó
để bảo vệ chống sét, giảm tác hại của sét gây ra ta phải tính vùng tập trung tương
đương và lựa chọn cấp bảo vệ thích hợp.
Đề tài :”BẢO VỆ CHỐNG SÉT SỬ DỤNG THIẾT BỊ HÃNG
INDELEC” .Đây là đề tài thiết kế chống sét sử dụng thiết bò thu sét tạo tia tiên
đạo hiện đại nhất cuả Pháp – PREVECTRON - INDELEC và dùng phần mềm
MATLAB để tính toán lựa chọn cấp bảo vệ.
II. GIỚI HẠN VẤN ĐỀ :
Đây là đề tài hoàn toàn mới mẻ, người thực hiện đã cố gắng tìm tòi học hỏi
tiếp thu những công nghệ và thông tin tiến bộ nhất của nước Pháp- một nước đang
chiếm vò trí hàng đầu trong lónh vực chống sét cùng với việc sử dụng phần mềm
MATLAB để tính toán lựa chọn cấp bảo vệ cho công trình.
Với thời gian thực hiện đề tài rất ngắn chỉ trong vòng hai tháng, điều kiện
làm việc còn nhiều khó khăn, cho nên tài liệu thu thập để tham khảo không nhiều,
kinh nghiệm thực tế còn ít ỏi, tập đồ án này chỉ nghiên cứu vấn đề ở mức độ sau:
♦ Lý thuyết chống sét.
♦ Giới thiệu phần mềm MATLAB .
♦ Tính tóan chống sét cho một công trình cụ thể.

III. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU :
Lónh hội những kiến thức khoa học mới mẻ, tiến bộ trên thế giới được xem
như là điều động viên kích động năng lực khám phá, tìm hiểu của giới trẻ ngày
nay, nhất là các tầng lớp sinh viên, công nhân kỹ thuật, các kỹ sư mới ra trường
Tập đồ án này là một nỗ lực nhằm đáp ứng phần nào yêu cần nêu trên; mà
mục tiêu trước mắt là giúp cho bản thân và các đồng nghiệp tiếp cận thêm với nền
kỹ thuật chống Sét hiện đại của Pháp và sử dụng phần mềm MATLAB để tính
chọn cấp bảo vệ cho công trình; mục tiêu xa hơn là áp dụng vào đời sống thực tiển
để tính chọn cấp bảo vệ cho công trình và các toà nhà cao tầng
Tuy nhiên, đề tài này còn ở mức thô sơ và mang tính chủ quan, chưa nghiên
cứu vấn đề một cách hoàn thiện; ngoài ra phần mềm MATLAB này còn rất mới
mẻ đối với người nghiên cứu, chỉ được học rất ít trong chương trình, do đó chưa đạt
được mức độ hoàn hảo. Hy vọng rằng trong tương lai, chúng ta sẽ tìm ra được giải
pháp chống Sét hiện đại hơn, đảm bảo an toàn cho ngøi và thiết bò.
TRANG 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
IV. THỂ THỨC NGHIÊN CỨU :
Trước hết người thực hiện đi thu thập và khảo sát tất cả những tài liệu có
liên quan về lý thuyết chống Sét của Pháp. Trên cơ sở đó, người nghiên cứu biên
soạn lại toàn bộ lý thuyết chống Sét theo trình tự hệ thống và cách sử dụng phần
mềm MATLAB để tính vùng tập trung tương đương, lựa chọn cấp bảo vệ.
Khi đã hội đủ các giải pháp tiêu chuẩn, người nghiên cứu tiến hành tính
toán thiết kế chống Sét cụ thể cho một công trình nhằm kiểm tra mối liên hệ giữa
lý thuyết với phần thực hành.
Đề tài được thực hiện theo kế hoạch phân bố thời gian như sau:
- Tuần 1 : Chọn đề tài
- Tuần 2 và tuần 3 : Soạn đề cương
- Tuần 4 : Thu thập dữ kiện
- Tuần 5 : Xử lý dữ kiện
- Tuần 6 đến tuần 7 : Viết nháp và sửa chữa

- Tuần 8 và tuần 9 : Viết và trình bày bảng chính
- Tuần 10 : Thời gian dự trữ.
V.PHÂN TÍCH CÔNG TRÌNH LIÊN HỆ :
Công trình liên hệ với đề tài: Xây dựng phương án chống Sét cho các công
trình thông tin trên mạng viễn thông Việt Nam.
Chủ đề tài : Nguyễn Văn Dũng
Cộng tác viên : Đỗ Minh
Lê Huy Tònh
Nguyễn Thò Tâm
Nguyễn Minh Tuấn
Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam - Viện Khoa học kỹ thuật
Bưu điện, Hà Nội, 1996.
A- PHẦN TÓM TẮT :
Đề tài này được viết bao gồm 4 phần:
♦ Phần I : Hiện trạng trang bò và tình trạng hư hỏng do Sét gây ra đối với
các công trình thông tin trên mạng viễn thông Việt Nam.
♦ Phần II : Xây dựng phương án chống Sét.
♦ Phần III : Mô hình chống Sét tại một trạm liên hợp.
♦ Phần IV : Phương án lựa chọn các phần tử bảo vệ.
TRANG 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
B- ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI :
* Ưu điểm :
Các tác giả viết đề tài này đã hệ thống hóa toàn bộ những kiến thức cơ bản
có liên quan về lónh vực chống Sét theo một hệ thống logic.
♦ Đề tài phi hợp lý với quy trình kế hoạch chống Sét của nước ta hiện nay.
♦ Đề tài được sử dụng cho đối tượng đang tìm hiểu nghiên cứu về chống Sét nhất là
các sinh viên thuộc các trường kỹ thuật, các kỹ sư, công nhân kỹ thuật
* Hạn chế :
Tác giả viết đề tài này mang nặng tính chủ quan. Hầu như không nói đến

tên tài liệu tham khảo nào, kể cả tài liệu ngoài nước để cho người đọc có thể tham
khảo mở rộng thêm kiến thức của mình.
C- PHẦN LIÊN HỆ :
Người nghiên cứu đã sử dụng một số bảng tra cứu trong đề tài này như:
Bảng số 3:”Số ngày dông trung bình trong năm ở một số đòa phương của
Việt Nam”.
Bảng số 4, “ Giá trò điện trở suất của một số loại đất”.
VI. XÁC ĐỊNH TỪ NGỮ :
1. Phóng điện Sét :
Là sự phóng điện trong khí quyển giữa đám mây với đất, bao gồm một hay
nhiều xung dòng (trong trường hợp phóng điện lặp lại).
2. Sét :
Là sự phóng điện Sét từ đám mây với đất, cường độ dòng Sét lên đến hàng
trăm KA.
3. Điểm Sét :
Là điểm nằm trên mặt đất bò phóng điện Sét, có thể là một điểm trên công
trình hoặc tiếng thu Sét
4. Vùng bảo vệ của hệ thống chống Sét :
Là vùng mà nếu bò phóng điện Sét thì điểm bò Sét đánh sẽ là kim thu Sét.
5. Mậät độ phóng điện Sét Ng :
Là số lần phóng điện Sét trong một năm trên một Km
2
. Một lần phóng điện
Sét thông thường có vài lần phóng điện lặp lại.
6. Hệ thống bảo vệ chống Sét (LPS):
TRANG 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Là hệ thống đầy đủ được lắp đặt trên công trình hay trong một khu vực rộng
để bảo vệ chống Sét. Hệ thống này bao gồm các thiết bò đặt bên ngoài và bên
trong công trình (nếu cần thiết).

7. Lắp đặt hệ thống bảo vệ chống Sét bên ngoài (ELPI) :
Hệ thống này bao gồm các đầu thu Sét, một hoặc nhiều dây dẫn Sét, một
hay nhiều điểm tiếp đất.
8. Lắp đặt hệ thống bảo vệ chống Sét bên trong (ILPI) :
Hệ thống này bao gồm tất cả các thiết bò nhằm giảm thêm các ảnh hưởng
điện từ gây bởi dòng Sét.
9. Thiết bò dẫn Sét tạo tia tiên đạo (ESE):
Là loại đầu thu Sét bao gồm một kim thu Sét cùng với một loại thiết bò đặc
biệt có khả năng tạo ra một đường dẫn Sét chủ động về phía trên nhanh và cao
hơn các kim loại thông thường.
10. Quá trình phát ra đường dẫn Sét :
Là hiện tượng vật lý giữa sự khởi đầu của hiệu ứng Corona đầu tiên và sự
lan truyền một đường dẫn Sét về phía trên.
11. Độ lợi về thời gian tạo tia tiên đạo (∆T) :
Đại lượng ∆T là độ lợi về thời gian tạo đường dẫn Sét chủ động về phía trên
của đầu thu Sét loại tia tiên đạo so với các loại kim thu Sét thông thường ở trong
cùng một điều kiện.
12. Các thành phần tự nhiên :
Đó là những cấu trúc nằm bên ngoài hoặc bên trong công trình hay nằm sâu
trong tường (cốt thép của bê tông, khung nhà thép ) mà có thể dùng thay thế một
phần hay tất cả dây dẫn Sét hay chỉ là phần dẫn Sét bổ sung.
13. Thanh nối cân bằng thế :
Là những thanh kim loại dùng để nối tất cả các thành phần kim loại tiếp xúc
với đất nằm trong công trình, các vỏ máy, vỏ cáp thông tin, điện lực với hệ thống
chống Sét.
14. Dây dẫn cân bằng thế :
Là những dây dẫn dùng để nối cân bằng thế.
15. Sự phóng điện nguy hiểm :
Là sự phóng điện phát sinh dòng Sét.
16. Khoảng cách an toàn :

Là khoảng cách tối thiểu mà không xảy ra sự phóng điện nguy hiểm.
TRANG 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
17. Cấu trúc chòu lực :
Cấu trúc thép dùng trong nhà xưởng nếu có điện trở nhỏ hơn 0,01 Ohm thì
có thể dùng thay thế dây dẫn Sét.
18. Dây dẫn Sét :
Là một phần của hệ thống chống Sét dùng để dẫn dòng Sét vào đất qua một
hệ thống nối đất.
19. Điểm kiểm tra/đầu cách ly :
Đầu cách ly là một thiết bò có khả năng cách ly để kiểm tra hệ thống nối đất
tại điểm kiểm tra.
20. Điện cực đất :
Là một hàng, một nhóm các điện cực của hệ thống nối đất mà tiếp xúc trực
tiếp với đất và có tác dụng tản dòng Sét vào đất.
21. Hệ thống nối đất :
Là một hoặc nhóm các vật dẫn được chôn sâu trong đất nhằm tản dòng Sét
vào đất.
22. Điện trở của hệ thống nối đất :
Là điện trở giữa điểm kiểm tra của hệ thống nối đất và đất.
23. Thiết bò chống quá điện áp xung :
Là thiết bò giới hạn sự quá điện áp xung gây bởi dòng Sét.
24. Quá điện áp quá độ do phóng điện trong khí quyển :
Sự quá điện áp này chỉ tồn tại trong vài ms, dao động biên độ hoặc không
dao động, thường xảy ra trong môi trường ẩm ướt cao.
25. Cấp bảo vệ :
Là mức độ bảo vệ của hệ thống chống Sét đối với công trình.
* Ghi chú : Khái niệm cấp bảo vệ không áp dụng cho các loại chống Sét van.
26. Vùng tập trung tương đương Ac :
Là diện tích mặt phẳng trên mặt đất có khả năng bò số lần Sét đánh giống

như công trình ở cùng một điều kiện.
TRANG 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chương 2
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. 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.
TRANG 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
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.
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.
TRANG 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
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 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
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.
Chương 1
SÉT VÀ CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG
CHỐNG SÉT
TRANG 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. SÉT :
Sự hình thành sét :
Sét là một dạng phóng điện tia lửa trong không
khí với khoảng cách rất lớn. Quá trình phóng điện có
thể xảy ra trong đám mây giông, giữa các đám mây

với nhau và giữa đám mây với đất. Ở đây ta chỉ xét sự
phóng điện giữa mây và đất.
Hình 1 : Sự hình thành sét
Có hai loại mây giông :
+ Giông nhiệt: Hình thành từ các luồng khí nóng ẩm bốc lên do sự đốt nóng của
ánh nắng mặt trời.
+ Giông front: Hình thành do sự gặp nhau của những luồng không khí nóng ẩm
với luồng không khí năïng.
Sau khi đạt độ cao nhất đònh (khoảng vài km trở lên, vùng nhiệt độ âm) luồng
không khí ẩm này bò lạnh đi, hơi nước ngưng tụ thành những giọt nước li ti hoặc thành
các tinh thể băng và tạo thành các đám mây dông.
Theo kết quả quan trắc từ 80 - 90% các đám mây giông tích điện tích âm bên
dưới.
2. Các giai đoạn phát triển của sét :
a) Giai đoạn phóng tia tiên đạo :
Ban đầu xuất phát từ mây giông một tia tiên đạo sáng mờ, phát triển thành từng
đợt gián đoạn về phía mặt đất, với tốc độ trung bình khoảng 10
5
- 10
6
m/s. Kênh tiên
đạo là một dòng plasma mật độ điện khoảng 10
13
÷ 10
14
ion/m
3
, một phần điện tích âm
của mây giông tràn vào kênh và phân bố tương đối đều dọc theo chiều dài của nó.
Thời gian phát triển của tia tiên đạo mỗi đợt kéo dài trung bình khoảng 1µs.

Thời gian tạm ngưng phát triển giữa 2 đợt khoảng 30 - 90µs.
Đường đi của tia tiên đạo trong thời gian này không phụ thuộc vào tình trạng
mặt đất và các vật trên mặt đất, do đó nó gần như hướng thẳng về phía mặt đất. Cho
đến khi tia tiên đạo đạt đến độ cao đònh hướng thì mới bò ảnh hưởng bởi các vùng điện
tích tập trung dưới mặt đất.
b) Giai đoạn hình thành khu vực ion hóa :
Dưới tác dụng của điện trường tạo nên bởi điện tích của mây giông và điện tích
trong kênh tiên đạo, sẽ có sự tập trung điện tích trái dấu trên vùng mặt đất phía dưới
đám mây giông. Nếu vùng đất phía dưới có điện dẫn đồng nhất thì nơi điện tích tập
TRANG 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
trung sẽ nằm trực tiếp dưới kênh tiên đạo, nếu vùng đất phía dưới có điện dẫn khác
nhau thì điện tích chủ yếu tập trung ở vùng kế cận nơi có điện dẫn cao như vùng quặng
kim loại, vùng đất ẩm, ao hồ, sông ngòi, vùng nước ngầm, kết cấu kim loại các tòa
nhà cao tầng, cột điện, cây cao bò ướt trong mưa chính các vùng điện tích tập trung
này sẽ đònh hướng hướng phát triển của tia tiên đạo hướng xuống khi nó đạt đến độ
cao đònh hướng, tia tiên đạo sẽ phát triển theo hướng có điện trường lớn nhất. Do đó
các vùng tập trung điện tích sẽ là nơi sét đánh vào.
Ở những vật dẫn có độ cao như các nhà cao tầng, cột angten các đài phát thì từ
đỉnh của nó nơi các diện tích trái dấu tập trung nhiều cũng sẽ đồng thời xuất hiện dòng
tiên đạo phát triển hướng lên đám mây giông. Chiều dài của kênh tiên đạo từ dưới
lên này tăng theo độ cao của vật dẫn và tạo điều kiện dễ dàng cho sự đònh hướng của
sét vào vật dẫn đó.
Người ta lợi dụng tính chất chọn của sét để bảo vệ chống sét đánh thẳng cho
các công trình bằng cách dùng các thanh kim loại hay dây thu sét bằng kim loại được
nối đất tốt, đặt cao hơn công trình cần bảo vệ để hướng sét đánh vào đó mà không
phóng vào công trình.
Khi tia tiên đạo hướng xuống gần mặt đất hay tia tiên đạo hướng lên, thì trong
khoảng cách khí ở giữa do cường độ điện trường tăng cao gây lên ion hóa mãnh liệt,
dẫn đến sự hình thành một dòng plasma có mật độ điện tích cao hơn nhiều so với mật

độ điện tích của tia tiên đạo, điện dẫn của nó tăng lên hàng trăm lần.
c) Giai đoạn phóng điện ngược :
Do điện dẫn của nó tăng cao như vậy nên điện tích cảm ứng tràn vào dòng
ngược mang điện thế của đất làm cho cường độ trường đầu dòng tăng lên gây ion hóa
mãnh liệt và cứ như vậy dòng plasma điện dẫn cao 10
16
- 10
19
ion/m
3
tiếp tục phát triển
ngược lên trên theo đường dọn sẵn bởi kênh tiên đạo. Đây là sự phóng điện ngược
hay phóng điện chủ yếu. Vì mật độ điện tích caốt nóng mãnh liệt cho nên tia phóng
điện chủ yếu sáng chói ( đó chính là chớp ).
Tốc độ phát triển của kênh phóng điện ngược vào khoảng 1,5 . 10
7
÷ 1,5.10
8
m/s tức là nhanh gấp trên trăm lần tốc độ phát triển của kênh tiên đạo. Khi kênh
phóng điện chủ yếu lên tới đám mây thì số điện tích còn lại của đám mây sẽ theo
kênh phóng điện chạy xuống đất và tạo nên dòng điện có trò số nhất đònh.
Kết quả quan trắc cho thấy rằng: phóng điện sét thường xảy ra nhiều lần kế
tiếp nhau trung bình là 3 lần. Các lần phóng điện sau có dòng tiên đạo phát triển
liên tục ( không phải từng đợt như lần đầu ), không phân nhánh và theo đúng qũy
đạo của lần đầu nhưng với tốc độ cao hơn ( 2. 10
6
m/s). Điều này được giải thích:
đám mây giông có thể có nhiều trung tâm điện tích khác nhau hình thành do các
dòng không khí xoáy trong mây. Lần phóng điện đầu tiên dó nhiên sẽ xảy ra giữa
đất và trung tâm điện tích có cường độ điện trường cao nhất. Trong giai đoạn

phóng điện tiên đạo thì hiệu điện thế giữa các trung tâm này vơí các trung tâm
khác không thay đổi và ít có ảnh hưởng qua lại. Nhưng khi kênh phóng điện chủ
TRANG 22
Ismax
0.5Ismax
ii
ii
t
t
ds
t
s
Is
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
yếu đã lên đến mây thì trung tâm điện tích đầu tiên của đám mây thực tế mang
điện thế của đất, điều này làm cho hiệu thế giữa trung tâm điện tích đã phóng tới
trung tâm điện thế lân cận tăng lên và có thể dẫn đến phóng điện giữa chúng với
nhau. Trong khi đó thì kênh phóng điện cũ vẫn còn một điện dẫn nhất đònh do sự
khử ion chưa hoàn toàn, nên phóng điện tiên đạo lần sau theo đúng quỹ đạo đó,
liên tục và với tốc độ lớn hơn lần đầu.
Hình 2: Các giai đoạn phóng điện sét và biến
thiên của dòng điện sét theo thời gian.
a – Giai đoạn phóng điện tiên đạo.
b – Tiên đạo đến gần mặt đất hình thành khu vực ion hóa mãnh liệt.
c – Giai đoạn phóng điện ngược hay phóng điện chủ yếu.
d – Phóng điện chủ yếu kết thúc.
3. Các thông số sét :
Khi tính toán bảo vệ chống sét thông
số chính cần chú ý là dòng điện sét có
phạm vi giới hạn rất rộng, biên độ dòng sét

có thể lên đến 200-300 KA. Tuy nhiên phần
lớn trường hợp gặp sét đánh ở trò số 50 KA,
sét có dòng điện từ 100 KA trở lên rất hiếm
xảy ra. Do đó trong tính toán thường lấy
dòng điện sét bằng 50 KA.
TRANG 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Dòng điện sét có dạng một sóng xung. Thường trong khoảng vài ba micro giây
dòng điện tăng nhanh đến trò số cực đại tạo thành phần đầu sóng, sau đó giảm chậm
trong khoảng 20 - 100 µs tạo nên phần đuôi sóng.
Các thông số chủ yếu :
♦ Biên độ dòng sét : là giá trò lớn nhất của dòng điện sét.
♦ Thời gian đầu sóng (t
ds
) : là thời gian dòng sét tăng từ 0 đến giá trò cực đại.
♦ Độ dốc dòng điện sét : a = di
s
/dt
♦ Độ dài dòng điện sét (t
s
) : là thời gian từ đầu dòng điện sét đến khi
dòng điện giảm bằng 1/2 biên độ.
a) Biên độ dòng sét và xác suất xuất hiện :
Dòng điện sét có trò số lớn nhất vào lúc kênh phóng điện chủ yếu đến trung
tâm điện tích của đám mây giông.
Để đo biên độ dòng sét người ta dùng rộng rãi hệ thống điện thiết bò ghi từ.
Xác suất xuất hiện dòng sét có thể tính gần đúng theo công thức :
♦ Cho vùng đồng bằng : V
I
= e

-Is/26
= 10
-is/60
♦ Cho vùng núi cao : V
I
= 10
-Is/30
b) Độ dốc đầu sóng dòng điện sét (a) và xác suất xuất hiện :
Để đo độ dốc dòng điện sét người ta thường dùng một khung bằng dây dẫn nối
vào một hoa điện kế.
Xác suất xuất hiện độ dốc có thể tính theo:
+ Cho vùng đồng bằng : V
a
= e
-a/15,7
= 10
-a/36
+ Cho vùng núi cao : V
a
= 10
-a/18
c) Cường độ hoạt động của sét :
Cường độ hoạt động của sét được biểu thò bằng số ngày trung bình có dông sét
hàng năm hoặc bằng tổng số giờ trung bình có dông sét hàng năm.
Số lần sét đánh trong một năm vào công trình :
( W+3h
x
)(L+3h
x
)n

N = 
10
6
trong đó :
W:chiều rộng của công trình
L:chiều dài của công trình
h
x
:chiều cao tính toán của công trình
TRANG 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
n:số lần sét đánh trung bình trên 1km
2
trong năm xảy ra ở đòa phương
Mật độ của sét là số lần sét đánh trung bình trên một đơn vò diện tích mặt đất
(1km
2
) trong một ngày sét.
Cường độ sét cũng như mật độ sét thay đổi theo vùng lãnh thổ.
4. Các tác hại do sét :
a) Khi sét đánh trực tiếp :
Do năng lượng của một cú sét lớn nên sức phá hoại của nó rất lớn khi một công
trình bò sét đánh trực tiếp có thể bò ảnh hưởng đến độ bền cơ khí, cơ học của các thiết
bò trong công trình, nó có thể phá hủy công trình, gây cháy nổ trong đó :
• Biên độ dòng sét ảnh hưởng vấn đề quá điện áp xung và ảnh hưởng đến độ
bền cơ khí của các thiết bò trong công trình.
• Thời gian xung sét ảnh hưởng đến vấn đề quá điện áp xung trên các thiết
bò.
• Thời gian tồn tại của xung sét thì ảnh hưởng đến độ bền cơ học của các
thiết bò hay công trình bò sét đánh.

• Ngoài ra, khả năng cháy nổ cũng xảy ra rất cao đối với công trình bò sét
đánh trực tiếp.
b) Ảnh hưởng do sự lan truyền sóng điện từ gây bởi dòng điện sét :
Khi xảy ra phóng điện sét sẽ gây nên một sóng điện từ tỏa ra xung quanh với tốc
độ rất lớn, trong không khí tốc độ của nó tương đương tốc độ ánh sáng. Sóng điện từ
truyền vào công trình theo các đường dây điện lực, thông tin gây quá điện áp tác
dụng lên các thiết bò trong công trình, gây hư hỏng đặc biệt đối với các thiết bò nhạy
cảm: thiết bò điện tử, máy tính cũng như mạng máy tính gây ra những thiệt hại rất
lớn.
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÒNG CHỐNG :
Các tác hại do sét gây ra rất lớn nên đặt ra vấn đề phòng chống sét, mà nguyên
lý cơ bản dựa vào đặc tính chọn lọc điểm đánh của sét.
Rõ ràng rằng, tia tiên đạo hướng lên càng sớm thì nó sẽ gặp tia tiên đạo hướng
xuống càng sớm và bắt đầu một cú sét cũng như xác đònh điểm bò sét đánh. Một kim
thu sét có các điều kiện thích hợp sẽ khởi đầu tia phóng điện lên, bao gồm :
• Hình dạng của kim (nhọn).
• Sự tồn tại các electron ban đầu đúng thời điểm.
• Sức mạnh của trường điện từ.
• Hiệu quả của hệ thống nối đất.
TRANG 25
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. Chống sét đánh trực tiếp :
Có hai loại bảo vệ chính trong việc chống sét đánh trực tiếp:
• Thanh chống sét (thanh đơn giản hay thanh với thiết bò kích).
• Đai và lưới thu sét.
A. Chống sét kim :
Một hệ thống chống sét dùng kim gồm :
♦ Kim thu sét gắn trên đỉnh của một cột nâng đặt trên đỉnh cao nhất của tòa nhà
được bảo vệ.
♦ Một hay hai dây dẫn xuống nối từ kim xuống đất.

♦ Một hay hai hệ thống nối đất để tản dòng điện sét vào đất.
a. Kim Franklin (kim đơn giản) :
Có phạm vi bảo vệ nhỏ, hình dáng bên ngoài không hấp dẫn, khó khăn và
tốn nhiều thời gian để đặt trang thiết bò, ít tin tưởng trong vận hành, mức độ hiệu
quả không rõ rệt, khá đắt tiền.
b. Kim với thiết bò kích :
Có nhiều loại của nhiều hãng khác nhau, trong phạm vi đề tài này chỉ đề
cập đến kim PREVECTRON một sản phẩm của hãng INDELEC (Pháp).
PREVECTRON là một thiết bò thu sét tạo tia tiên đạo, với một thiết bò tự động kích
phóng điện tích. Nó được dùng khi đòi hỏi một vùng bảo vệ rộng.
B. Đai và lưới chống sét :
Hệ thống bảo vệ này được thành lập từ một mạng lưới kim nhỏ (30 - 50cm)
và các dây dẫn dọc hay ngang được nối với một số điện cực đất. Hệ thống này chỉ
bảo vệ khép kín cho một tòa nhà.
2. Chống ảnh hưởng của sét lan truyền :
Để chống ảnh hưởng lan truyền từ dây điện lực hay thông tin, người ta lắp đặt
một hệ thống cắt và lọc sét trước khi các đường dây này đi vào công trình.
TRANG 26
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
TRANG 27
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
TRANG 28
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chương 2
TIÊU CHUẨN CHỐNG SÉT NFC 17-102
( Dùng loại thiết bò thu sét tạo tia tiên đạo )
Tiêu chuẩn này cung cấp thông tin cho các nhà thiết kế hệ thống bảo vệ
chống sét cho các công trình ( nhà máy, cao ốc ) và các khu vực rộng dùng loại
thu và dẫn sét tạo tia tiên đạo.
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, hệ thống bảo vệ chống sét
thiết kế và lắp đặt đúng theo tiêu chuẩn này sẽ đảm bảo độ an toàn cao nhất cho
công trình, giảm đến mức thấp nhất các tác hại của sét.
Việc quyết đònh thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét cho công trình phụ
thuộc vào yếu tố sau: khả năng sét tại vùng đó và tác hại của sét đối với công
trình. Một số công trình cần có hệ thống bảo vệ chống sét là:
• Công trình công cộng thường xuyên có nhiều người.
• Các tháp cao, ống khói
• Công trình chứa vật liệu dễ cháy, dễ nổ.
Trong giai đoạn thiết kế, thi công công trình cần phải đặc biệt chú ý các vấn
đề sau đây:
• Cân nhắc, lựa chọn các cấu trúc trong công trình cần phải bảo vệ chống
sét, trong đó phải có ý kiến của các nhà chuyên môn: kiến trúc sư, kỹ
sư, nhà lắp đặt
• Cân nhắc, lợi dụng các kết cấu tự nhiên có sẵn trong công trình để lắp
đặt hệ thống chống sét.
I. CÁC QUY ĐỊNH VÀ KHÁI NIỆM CHUNG :
1. Phạm vi áp dụng và đối tượng :
a. Phạm vi áp dụng :
Tiêu chuẩn này được áp dụng trong công việc bảo vệ chống sét cho các
công trình thông thường ( cao ốc, nhà máy ) có độ cao nhỏ hơn 60m và các khu
vực rộng dùng loại dẫn sét tạo tia tiên đạo. Tiêu chuẩn này đề cập vấn đề bảo vệ
chống lại tác hại điện gây bởi dòng sét khi đi qua hệ thống chống sét.
* Ghi chú :
TRANG 29
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. Tiêu chuẩn này không đề cập đến vấn đề bảo vệ các thiết bò điện, điện tử
chống lại hiện tượng quá điện áp xung trên nguồn điện dẫn vào các công trình.
2. Có một số tiêu chuẩn khác để đề cập việc bảo vệ chống sét dùng các loại kim
thu sét thông thường, đai hoặc lưới thu sét. Ngoài ra một số ngành như xây

dựng, dòch vụ công cộng, cứu hỏa cũng có một số quy đònh đặc thù của ngành
mình.
b. Nội dung chủ yếu :
Tiêu chuẩn này cung cấp thông tin và những cơ sở khoa học để thiết kế, lắp
đặt, kiểm tra và bảo vệ hệ thống chống sét dùng loại dẫn sét tạo tia tiên đạo. Mục
đích của hệ thống chống sét này là bảo vệ an toàn cho người và vật chất một cách
cao nhất.
2. Các tiêu chuẩn tham khảo :
Tiêu chuẩn này ra đời khi bổ sung và chỉnh lý từ các tiêu chuẩn trước đây,
và tại thời điểm xuất bản, tiêu chuẩn này là thời điểm hiện hành.
Các tiêu chuẩn trước đây là:
• NFC 15-100 ( tháng 5/1991)
• NFC 90-120 ( tháng 10/1983)
• NFC 17-100 ( tháng 2/1987)
3. Các thành phần của hệ thống bảo vệ chống sét :
Một hệ thống bảo vệ chống sét bao gồm các thành phần lắp bên ngoài công
trình và nếu cần thiết còn có các thành phần nằm bên trong công trình.
* Các thành phần bên ngoài của một hệ thống chống sét:
• Một hay nhiều đầu thu sét tạo tia tiên đạo .
• Một hay nhiều dây dẫn sét .
• Một hộp kiểm tra cho mỗi dây dẫn sét .
• Một khớp nối có thể cách ly giữa hệ thống nối đất chống sét với các hệ thống
nối đất khác trong công trình .
• Một đầu nối đất cho mỗi dây dẫn sét .
• Một hay nhiều dây dẫn nối các đầu nối đất với nhau .
• Một hay nhiều thanh cân bằng thế .
• Một hay nhiều thanh cân bằng thế nối với chống sét của trụ angten.
* Các thành phần bên trong hệ thống chống sét :
♦ Một hay nhiều dây cân bằng thế .
TRANG 30

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
♦ Một hay nhiều thanh cân bằng thế .
♦ Nối đất của hệ thống nối đất của công trình .
♦ Dây nối đất chính .
♦ Một hay nhiều thiết bò chống quá điện áp xung .
II. SỰ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CHỐNG SÉT NẰM BÊN NGOÀI CÔNG TRÌNH
1. Tổng quan :
+ Giai đoạn thiết kế :
Giai đoạn này bao gồm các công việc lựa chọn cấp bảo vệ dự trù, vò trí đặt
đầu kim thu sét, đường đi của dây dẫn sét, vò trí và kiểu của hệ thống nối đất.
Các yêu cầu về kiến trúc, mỹ thuật phải được chú ý khi thiết kế hệ thống
chống sét. Tuy nhiên, đôi khi điều này làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả
của hệ thống chống sét.
+ Giai đoạn khảo sát :
Giai đoạn này chia làm 2 phần :
a/ Đánh giá khả năng sét đánh vào công trình và lựa chọn cấp bảo vệ cho
công trình .
b/ Xác đònh vò trí của tất cả các thành phần trong hệ thống chống sét.
♦ Kích thước của công trình.
♦ Vò trí đòa lý của công trình ( nằm đơn độc trên đồi cao, nằm cạnh các công trình
khác cao hơn hay thấp hơn ).
♦ Tần số và số lượng người làm việc trong công trình.
♦ Ảnh hưởng của sét đối với con người.
♦ Những khó khăn khi đến gần công trình để sơ tán, cấp cứu
♦ Tầm quan trọng của những dòch vụ trong công trình.
♦ Người và vật chất thường có mặt trong công trình ( có người thường xuyên, vật
liệu loại gì, có giá trò hay không ?).
♦ Hình dạng và độ dốc của mái.
♦ Loại mái, tường và những cấu trúc tăng cường.
♦ Các phần kim loại của mái và một số cấu trúc kim loại khác bên ngoài của

công trình ( bồn nước, bơm nước, tháp ăng-ten )
♦ Máng và ống thoát nước của mái.
TRANG 31
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
♦ Những phần quan trọng của công trình ( phòng làm việc của lãnh đạo, phòng
thiết bò đất nền ) và tính chất của các vật liệu xây dựng công trình.
♦ Những điểm dễ bò sét đánh nhất của công trình.
♦ Vò trí của những đường ống điện, nước, gaz của công trình.
♦ Những vật chướng ngại ảnh hưởng đến đường đi của sét ( đường dây điện trên
không, hàng rào kim loại, cây cao ).
♦ Điều kiện môi trường gây nên sự ăn mòn các phần tử của hệ thống chống sét
( bụi, ẩm, muối, acid ).
Trong công trình, điểm dễ bò sét đánh nhất là điểm rất quan trọng, những
điểm đó có thể là tháp cao, ống khói, máng nước, các góc, đỉnh mái
2. Hệ thống đầu thu sét :
a. Nguyên tắc chung :
Một đầu thu sét tạo tia tiên đạo bao gồm một kim thu sét trung tâm có đầu
nối với dây dẫn sét, một thiết bò ion hóa để tạo tia tiên đạo.
Vùng bảo vệ của loại đầu thu sét tạo tia tiên đạo được tính toán ở phần sau .
Độ lợi về thời gian tạo đường dây dẫn sét tiên đạo của loại đầu thu sét tạo tia tiên
đạo được trình bày ở phần b.
b. Độ lợi về thời gian tạo đường dẫn sét (∆T):
Một đầu thu sét loại tạo tia tiên đạo được đặc trưng bằng độ lợi về thời gian
tạo ra đường dẫn sét chủ động của nó. Đại lượng này được xác đònh khi so sánh
thời gian tạo ra đường dẫn sét về phía trên của một đầu thu sét tạo tia tiên đạo và
một kim thu sét thông thường ở trong cùng một điều kiện sét.
∆T = T
SK
- T
ESE

Trong đó :
T
SK
: là thời gian tạo ra đường dẫn sét về phía trên của một kim thu sét
thông thường.
T
ESE
: là thời gian tạo ra đường dẫn sét về phía trên của một đầu thu sét loại
tạo tia tiên đạo.
c. Kiểm tra đánh giá đầu thu sét tạo tia tiên đạo :
Quá trình kiểm tra đòi hỏi xác đònh độ lợi về thời gian tạo ra đường dẫn sét
của chúng.
Các điều kiện giông bão thực tếø được tạo nên trong phòng thí nghiệm cao
áp.
d. Xác đònh vò trí đặt đầu thu sét :
TRANG 32
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bán kính bảo vệ của đầu thu sét được tính như sau :
R
P
=
)2()2( LDLhDh ∆+∆+−
khi h ≥ 5 m (1)
Trong đó: h là độ cao của đầu thu sét so với mặt bằng đặt đầu thu sét.
D = 20m đối với cấp bảo vệ là cấp 1.
D = 45m đối với cấp bảo vệ là cấp 2.
D = 60m đối với cấp bảo vệ là cấp 3.
∆L = V (m/µs).∆T (µs) (2)
Khi h < 5m tra bảng tìm được bán kính bảo vệ .

e. Vật liệu và kích thước :
Phần dẫn dòng sét của đầu thu sét phải làm bằng đồng, đồng hợp kim hay
thép không gỉ. Kim thu sét trung tâm có tiết diện ít nhất là 120 mm
2
.
Đỉnh của đầu thu sét tạo tia tiên đạo phải đặt cao hơn ít nhất là 2m so với
mặt bằng công trình cần bảo vệ, bao gồm cả các tháp angten, làm lạnh, hồ nước
năøm trên công trình.
Những yêu cầu về kiến trúc phải luôn được chú ý khi lắp đặt hệ thống
chống sét. Thông thường nên đặt đầu thu sét tại các vò trí cao nhất trên công trình,
chẳng hạn như :
• Đỉnh của mái dốc.
• Trên mái bằng của phòng đặt thiết bò quan trọng.
• Đầu hồi của các nhà xưởng.
• Trên đỉnh ống khói.
Dây dẫn sét được nối với đầu thu sét bằng những khớp nối đặc biệt có khả
năng tiếp xúc tốt và chống ăn mòn cao.
Nếu một công trình cần nhiều đầu thu sét thì có thể nối chúng với nhau
bằng những vật liệu thích hợp trong bảng dây dẫn sét, ngoại trừ vò trí của chúng
yêu cầu phải vòng lớn hơn 1,5m.
3. Trụ đỡ :
Độ cao của đầu dây dẫn sét so với công trình phụ thuộc vào trụ đỡ. Nếu trụ
đỡ của đầu thu sét có dây neo bằng loại dây dẫn điện, thì phải nối điểm cuối cùng
của dây neo với dây dẫn sét bằng những vật liệu trình bày trong bảng dây dẫn sét.
4. Dây dẫn sét :
a. Nguyên tắc chung :
TRANG 33
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Dây dẫn sét có tác dụng dẫn dòng sét xuống hệ thống nối đất. Dây dẫn sét
nên đặt bên ngoài công trình, ngoại trừ các trường hợp đặc biệt.

b. Số lượng dây dẫn sét :
Một đầu thu sét tối thiểu phải có một dây dẫn sét. Trong các trường hợp sau
đây thì yêu cầu phải có hai dây dẫn sét.
• Khi hình chiếu đứng của dây dẫn sét lớn hơn hình chiếu bằng của nó.
• Khi đầu thu sét được lắp trên cấu trúc cao hơn 28m.
c. Đường đi của dây dẫn sét :
Dây dẫn sét phải được nối vào hệ thống nối đất tại chỗ chúng gần nhau nhất
và càng trực tiếp càng tốt.
d l l
d
Đường đi của dây dẫn sét càng thẳûng càng tốt, nếu phải uốn cong thì phải
tránh việc uốn cong đột ngột, bẻ góc đột ngột về phía trên và bán kính của đoạn
uốn cong không được nhỏ hơn 20 cm.
Dây dẫn sét không được đi dọc theo hay ngang qua đường dây điện lực.
Trong trường hợp bất khả kháng thì phải đặt dây điện trong các vỏ bọc kim loại và
đặt chúng cách xa dây dẫn sét tối thiểu là 1m và vỏ kim loại của dây điện lực phải
được nối với dây dẫn sét.
TRANG 34
A
B
B
A