slide bảo vệ chống sét

CHƯƠNG 9
BẢO VỆ CHỐNG SÉT
I. TỔNG QUAN VỀ SÉT
• Sét là hiện tuợng phóng điện trong khí
quyển giữa đám mây dông mang điện tích
với đất hoặc giữa các đám mây dông mang
điện tích trái dấu với nhau
• Điện áp giữa mây dông và đất có thể đạt
tới trị số hàng chục thậm chí hàng trăm
triệu vôn. Khoảng cách phóng điện, tức độ
dài của tia chớp thay đổi trong phạm vi một
vài cho đến hàng chục km.
CAO ỐC
MẠNG ĐIỆN
NHÀ MÁY
TRẠM XĂNG
MÁY
BIẾN THẾ
Theo kết quả đo được thì trị số của dòng phóng điện
sét có thể đạt hai ba trăm kA.
Nhiệt độ của khe phóng điện có thể đạt 30 ngàn độ, vì
thế độ lóe sáng rất lớn mà chúng ta thường thấy và gọi là
chớp.
Nước ta ở vùng nhiệt đới, nóng và ẩm, rất thuận lợi
cho việc hình thành mây dông và sét.
Mỗi năm có tới trên 100 ngày có sét,
Vì vậy việc bảo vệ chống sét là một vấn đề đáng
được quan tâm
I. TỔNG QUAN VỀ SÉT

II. HẬU QUẢ CỦA PHÓNG ĐIỆN SÉT
Đối với người và súc vật, sét nguy hiểm trước hết như một
nguồn điện áp cao và có dòng điện lớn.
Nếu người hoặc gia súc đứng trú mưa khi có dông dưới
các cây cao ngoài cánh đồng, nếu cây bị sét đánh, có thể
điện áp bước sẽ gây nguy hiểm.
Dòng sét gây nhiệt độ rất lớn làm phát cháy các nhà tranh,
gỗ, các vật liệu dễ cháy.
Sét phá hủy về mặt cơ học, nhiều tháp cao, cây cối bị nổ
tung khi sét đi qua nung nóng phần lõi.
Sét gây cảm ứng trên các vật dẫn, điện áp cảm ứng có thể
lên đến hàng chục kV và rất nguy hiểm
Ground
potential
0
Distance from strike point
80kV
200kV
10kV
Earth voltages at each end of
hundred kV.
and discharges into equipment
Nearby lightning strike - buildings
the cable differ by several
Surge current flows along cable
ports
connected by buried cables and pipes.
Earth voltages at each end of
hundred kV.
Nearby lightning strike - buildings

the cable differ by several
connected by buried cables and pipes.
Direct strike to
lightning conductor
or interference
pick-up from power
cables.
Signal
cable
Lightning
conductor
Lightning conductor
earth tape or power
cable (source of
noise, high dv/dt)
Signal line
Effective
capacitance
between
conductors, C
Capacitively
coupled current
flows across gap,
i=C(dv/dt)
i
conductor)
(down
Earth tape
Power & data cables
Building metal work

Lightning strike
to object within
a few metres of
cabling.
Lightning
discharge current
Electromagnetic
field.
Induced
loop
current
Cable loop
50m
10kA/us
100m
10m
Lightning
current
discharge
V = 8,000V
Direct lightning strike
or supply network
disturbance on power line.
Surge creates potential difference of
thousands of volts between power lines,
communication lines and earth.
Communication Line
Electronic circuits (particularly interfaces) fatigue or die.
1
3

2
1. Kim thu sét;
2. Dây dẫn (thanh dẫn);
3. Điện cực nối đất.
Như vậy, để BVCS đánh trực tiếp thì HTCS sẽ có 3 bộ phận:
III. BẢO VỆ CHỐNG SÉT TRỰC TIẾP
1. CÁC NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN
a. Giải pháp chống sét toàn diện
- Đối với công trình mái bằng, trọng điểm bảo vệ là bốn
góc, xung quanh tường chắn mái và các kết cầu nhô cao
lên khỏi mái.
- Đối với các công trình mái dốc, trọng điểm là các đỉnh hồi,
bờ nóc, bờ chảy, các góc diềm mái và các kết cấu nhô cao
khỏi mặt mái.
- Bảo vệ cho các trọng điểm có thể sử dụng các kim thu sét
ngắn (30 cm) đặt cách nhau trong khoảng cách từ 5 đến 6
mét tại những trọng điểm bảo vệ hoặc dùng các đai thu sét
1
1 1
1
2 2
2
2
2
1 1
2 2
22
4
4
4

4
5
5
5
5
Nhà mái bằng: 1: góc nhà, 2: tường chắn mái
Nhà mái dốc: 1: góc nhà (góc hồi), 2: góc diềm mái (góc
chân mái), 3: bờ nóc, 4: bờ chảy, 5: diềm mái (chân mái)
Nhà mái bằng Nhà mái dốc
III. BẢO VỆ CHỐNG SÉT TRỰC TIẾP
a. Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc trọng điểm
1. CÁC NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN
b. Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc toàn bộ
Toàn bộ công trình phải nằm trong phạm vi của bộ phận
thu sét.
III. BẢO VỆ CHỐNG SÉT TRỰC TIẾP
2- MỘT CỘT CHỐNG SÉT VÀ PHẠM VI BẢO VỆ
• Cột chống sét sử dụng kim thu sét
• Kim thu sét được gắn trên các cột thu sét, kim này
được nối với dây dẫn sét xuống đất để dẫn dòng
sét vào các vật nối đất.
• Phạm vi bảo vệ của cột thu sét là một hình nón
xoáy với các đường sinh xác định bởi công thức
III. BẢO VỆ CHỐNG SÉT TRỰC TIẾP
Cột thu lôi đầu tiên
• Thu lôi chống sét
Franklin được
Benjamin Franklin
phát minh năm 1760
• Đây là thiết bị thu sét

phổ biến nhất và có lẽ
là nổi tiếng nhất trong
lịch sử.
Thiết bị chống sét và nối đất
p
hh
hh
hr
x
x
x


 6,1
h: độ cao của kim thu sét
h
x
: độ cao công trình cần
bảo vệ
r
x
: bán kính được bảo vệ ở
độ cao h
x
p = 1 nếu h <= 30 mét
h
p
5,5

nếu h > 30 mét

h
x
r
x
1,6h
1,6h
h
Bán kính bảo vệ
2- MỘT CỘT CHỐNG SÉT VÀ PHẠM VI BẢO VỆ
h
0.2
h
R
x
h
x
0.75h
1.5h1.5h
0.75h
R
x
3- PHẠM VI BẢO VỆ CỦA HAI CỘT THU SÉT
- Việc dùng hai hoặc nhiều cột thu sét với độ cao không lớn
để thay thế cho một cột thu sét có độ cao lớn được áp dụng
phổ biến
Cột h1
Cột h
0
Cột h2
R

x
R
x
R
ox
a
p
a
hh
.7
0

3- PHẠM VI BẢO VỆ CỦA HAI CỘT THU SÉT
Cột giả tưởng h
0
có đỉnh là (a/2, h
0
), trong đó a là khoảng
cách giữa hai cột và h
0
được xác định bởi công thức:
Hoặc nói theo một cách khác để bảo vệ một độ cao h
0
giữa hai cột thu sét có khoảng cách là a thì giữa hai cột
thu sét phải thõa điều kiện:


0
7 hhpa



Khi phối hợp nhiều cột thu sét
để bảo vệ trên một diện tích
rộng thì từng đôi cột có một
phạm vi bảo vệ như hai cột.
Phạm vi bảo vệ phía trong
không cần vẽ, như phải đảm
bảo yêu cầu:


x
hhD


8
D
a
12
a
23
a
13
1
2
3
4- PHẠM VI BẢO VỆ CỦA NHIỀU CỘT THU SÉT
Trong đó:
   
132312
132312

2 aPaPaPP
aaa
D


2
132312
aaa
P 
D: đường kính đường tròn ngoại tiếp tam giác hoặc đa
giác mà đỉnh là các cột
h: độ cao cột thu lôi
h
x
: độ cao của thiết bị cần bảo vệ
4- PHẠM VI BẢO VỆ CỦA NHIỀU CỘT THU SÉT
5. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét
:
3
2h
hKhi
x

P
h
h
x








8,0
11,2h b
x
:
3
2h
hKhi
x

h
x
h
2h/3
0,6h
1,2h
0,2h
h
a
Phạm vi bảo vệ của một dây thu sét
2b
x
1,2h
0,6h
1. Phạm vi bảo vệ của 1 dây thu sét
P
h

h
x






 10,6h b
x
P
h
h
h
b
x
a
x


1
.8,0