kỹ thuật chống sét phần 10

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương 1

GIỚI THIỆU SƠ LƯC NHÀ MÁY
DẦU NHỚT CÁT LÁI CASTROL VIỆT
NAM
Nhà máy dầu nhớt Cát Lái - Castrol Việt Nam với tổng diện tích 11160
m . Nằm trên đòa bàn Quận hai - Thành phố Hồ Chí Minh, cách ngã ba Cát Lái
về hướng Nam 7,5 km.
2

Đối diện với nhà máy gồm có nhà máy lọc xăng dầu Sài Gòn - Petrol và
“Morning Start Cement” là công ty liên doanh giữa công ty xi măng Hà Tiên 1
và “Holderband” Thụy Só.
Mặt phía sau nhà máy giáp với sông Đồng Nai.
Nhà máy được chia làm hai khu vực chính yếu :
• Khu vực đặt các bồn chứa nằm độc lập trên diện tích 1100m 2 ; Ngoài ra còn
có bãi chứa hàng, nhà kho tương lai và bãi bốc dỡ hàng năm kế cận.
• Khu vực xưởng vô lon và toà nhà văn phòng chiếm diện tích 2720m 2
• Khu vực còn lại của nhà máy xem sơ đồ tổng thể mặt bằng.
Nhà máy nằm ở khu vực đòa hình khá bằng phẳng với đặc điểm đòa chất
là loại đất Sét kết nên điện trở suất của đất có giá trò ρ = 100 ÷ 200 Ω m.
Hiện nay nhà máy được cung cấp điện từ nguồn lưới điện quốc gia. Các dụng
cụ thiết bò điện - điện tử phục vụ cho dây chuyền sản xuất của nhà máy cơ bản
gồm có :
• 5 bàn cân, lò gia nhiệt P 105, 1 pha, 10 A.
• Hệ thống dây truyền vô lon mới 3 pha, 32A.
• Hệ thống máy tính 1 pha.

TRANG 76

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương 2

PHƯƠNG ÁN CHỐNG SÉT CHO NHÀ
MÁY CÁT LÁI CASTROL VIỆT NAM
Sau khi tìm hiểu nghiên cứu chi tiết về đặc điểm đòa hình, đòa chất, sơ đồ
mặt bằng tổng thể và tầm quan trọng của nhà máy Castrol Cát Lái. Phần sau sẽ
đưa ra phương án chống Sét tổng thể cho nhà máy như sau :
I. CHỐNG SÉT TRỰC TIẾP :
Để bảo vệ cho toàn bộ nhà máy, 2 phương án sau đây được đưa ra sau đó tiến
hành so sánh kinh tế kỹ thuật để quyết đònh lựa chọn một trong hai phương án.

1. Phương án 1: Dùng 3 hệ thống chống Sét trực tiếp bằng thiết bò
PREVECTRON của hãng INDELEC ( Pháp ) để bảo vệ cho từng cấu trúc riêng
lẻ của nhà máy: khu vực bồn chứa, phân xưởng vô lon, tòa nhà văn phòng.
2. Phương án 2 : Dùng 2 hệ thống chống Sét trực tiếp bằng thiết bò
PREVECTRON của hãng INDELEC ( pháp ) gồm :
♦ Một hệ thống chống Sét để bảo vệ cho khu vực bồn chứa.
♦ Một hệ thống Sét để bảo vệ cho phân xưởng vô lon và bảo vệ cho cả tòa
nhà văn phòng làm việc.
3. So sánh kinh tế kỹ thuật :
Phương án 2 có nhiều ưu điểm hơn so với phương án 1.
• Xét về kinh tế: chỉ dùng 2 hệ thống chống Sét bảo vệ cho toàn nhà
máy; nên giá thành thấp hơn về vấn đề mua sắm thiết bò, thi công lắp
đặt.
• Xét về kỹ thuật: chỉ dùng một hệ thống chống Sét bảo vệ cho phân
xưởng vô lon mà vẫn bảo vệ được tòa nhà văn phòng, đảm bảo tính

tin cậy an toàn cho công trình. Vì khi tính toán bán kính bảo vệ Rp
cho phân xưởng vô lon thì phần diện tích của tòa nhà văn phòng cũng
nằm hoàn toàn trong vùng bảo vệ hệ thống chống Sét của phân
xưởng vô lon. Sơ đồ mặt bằng vùng bảo vệ trình bày ở hình vẽ 2.
* Tóm lại : Phương 2 - Chống Sét trực tiếp cho tòan nhà máy Castrol Cát
Lái được quyết đònh lựa chọn án.
TRANG 77


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
II. CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN :
Khi xảy ra hiện tượng 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 với
tốc độ ánh sáng. Sóng điện từ truyền vào công trình theo các đường dây điện
lực, thông tin gây ra hiện tượng quá điện áp tác dụng lên cách điện của các
thiết bò trong công trình, gây hư hỏng, đặc biệt với các thiết bò nhạy cảm: thiết
bò điện tử, máy tính cũng như mạng máy tính gây ra những thiệt hại rất lớn.
Như vậy, cần phải tiến hành chống Sét lan truyền bằng các thiết bò cắt Sét và
lọc Sét; các thiết bò này lắp đặt ở vò trí phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả bảo
vệ của nó.
Đối với nhà máy Castrol Cát Lái, hiện nay nhà máy được cung cấp điện
từ nguồn lưới điện quốc gia thông qua các thiết bò điện được lắp đặt như :
♦ Cầu dao tổng của nhà máy.
♦ Các tủ phân phối DB1, , DB2 , DB3
♦ Và các dụng cụ thiết bò điện - điện tử phục vụ cho dây truyền sản xuất của
nhà máy, cơ bản gồm có :
• 5 bàn cân, lò gia nhiệt P105, 1 pha, 10A
• Hệ thống dây truyền vô lon mới, 3 pha, 32A
• Máy tính 1 pha 10A .
Để chống Sét lan truyền ở đây cũng được đưa ra 2 phương án như sau :

1. Phương án 1 :
a. Lắp thiết bò cắt Sét tại vò trí cầu dao tổng của nhà máy
b. Lắp 3 thiết bò lọc Sét tại các tủ phân phối DB1 , DB2 , DB3
Ưu điểm :
• Bảo vệ toàn bộ lưới điện nhà máy.
• Thuận tiện cho việc mở rộng mạng lưới điện sau này.
Nhược điểm :
• Mỗi thiết bò cần bảo vệ không được lắp đặt thiết bò lọc Sét riêng lẻ
nên hiệu quả bảo vệ an toàn cho mỗi thiết bò không cao.
2. Phương án 2 :
a. Lắp thiết bò cắt Sét tại vò trí cầu dao tổng như phương án 1.
b. Lọc Sét riêng lẻ cho từng thiết bò điện tử, máy tính...
TRANG 78


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ưu điểm :
Bảo vệ an toàn cho mỗi thiết bò điện tử, máy tính...
Nhược điểm :
♦ Mỗi thiết bò cần bảo vệ cần phải lắp đặt thiết bò lọc Sét riêng lẻ, do đó vấn
đề dây nối đất sẽ phức tạp nhất là cho các máy tính.
♦ Nếu nhà máy phát triển thêm thiết bò, lại phải gắn thêm thiết bò lọc Sét.
♦ Đắt hơn phương án 1.
Tóm lại : Từ ưu điểm và nhược điểm của 2 phương án trên. Chúng tôi quyết
đònh lựa chọn phương án 1 để thực hiện nhiệm vụ tính toán cho đề tài này.

TRANG 79


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương 3

TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CẤP BẢO VỆ
CHỐNG SÉT CHO NHÀ MÁY
CÁT LÁI - CASTROL VIỆT NAM
Việc lựa chọn cấp bảo vệ thích hợp trong thiết kế chống Sét tùy thuộc
vào tầm quan trọng của mỗi công trình xây dựng ; và các yếu tố sau:
• Môi trường xung quanh công trình (dễ cháy, dễ nổ, nóng...).
• Loại công trình (dân dụng, công nghiệp...).
• Loại vật liệu chứa trong công trình.
• Có hay không có người làm việc thường xuyên.
• Mật độ Sét của vùng xây dựng công trình.
Việc lựa chọn cấp bảo vệ phù hợp cho công trình phụ thuộc vào tần số
Sét có thể chấp nhận được N c và tần số Sét tính toán Nd .
I. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CẤP BẢO VỆ CHO KHU VỰC BỒN CHỨA
CỦA NHÀ MÁY :
Các thông số cần thiết cho tính toán :
• H1 = 11m : Chiều cao của các bồn chứa.
• L1 = 44 m : Chiều dài của khu vực đặt các bồn chứa.
• W1 = 25 m :Chiều rộng của khu vực đặt các bồn chứa.
• C1 , hệ số phụ thuộc vào vò trí công trình.
Ở đây công trình (khu vực bồn chứa) nằm độc lập, không có các công
trình khác trong phạm vi 3H; nên chọn C 1 = 1.
• C2 , hệ số cấu trúc công trình.
Ở đây công trình là các bồn chứa bằng kim loại dễ cháy, chọn C 2 = 2.
• C3 , hệ số phụ thuộc vào vật liệu chứa trong công trình.
Ở đây khu vực bồn chứa, chứa vật liệu có giá trò rất cao, bắt lửa cao, dễ
gây nổ, chọn C3 = 3.
TRANG 80

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• C4 , hệ số phụ thuộc vào tính năng của công trình.
Ở đây khu vực bồn chứa tập trung đông người, khó sơ tán, chọn C 4 = 3.
• C5 , hệ số phụ thuộc vào tác hại của Sét.
Ở đây khu vực bồn chứa có tác hại đối với môi trường như dễ cháy, dễ
nổ, nóng... ; nên chọn C5 = 10.
1. Tính tần số Sét chấp nhận Nc theo công thức :
Nc =
Trong đó :

5,5
C

C = C 2 . C3 . C4 . C5

Các thông số C được chọn như trên:
Nc =

5,5
2.3.3.10

= 0,03

2. Tính vùng tập trung tương đương Ac :
Vùng tập trung tương đương của bồn chứa được xem như có cấu trúc hình
hộp chữ nhật với chiều rộng W 1 = 25 m ; chiều dài L1 = 44 m và chiều cao H1
= 11 m.
2

Ac = L1 . W1 + 6H1 (L1 + W1 ) + 9π H1

Thay số vào :
Ac = 44 . 25 + 6 . 11 (44 + 25) + 9 . π . 112 = 9075 m2
3. Tính tần số Sét đánh trực tiếp Nd vào khu vực bồn chứa :
Trong một năm, tần số này được tính như sau :
Nd = Ngmax . Ac . C1 . 10-6 ( 1 /năm )
Trong đó :
1, 25
Ngmax = 0,04 . N K =

NK
; được gọi là hệ số phóng điện Sét lớn
10

nhất trong một năm trên 1 km 2 và NK là số ngày dông trung bình trong năm ở
một số đòa phương của Việt Nam.
Đối với nhà máy Cát Lái thuộc khu vực Thành phố Hồ Chí Minh có số
ngày dông trung bình trong năm N K = 78,6 do tổng cục khí tượng thuỷ văn
thống kê.
Do đó :

Ngmax =

N K 78,6
=
= 7,86
10
10

TRANG 81


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Vậy

Nd = 7,86 . 9075 . 1 . 10-6 = 0,07

:

* Để chọn cấp bảo vệ phù hợp với khu vực bồn chứa phải dựa vào tần
số Sét có thể chấp nhận Nc và tần số Sét tính toán Nd :
Nếu Nd ≤ Nc

: Công trình có thể không cần hệ thống chống Sét.

Nếu Nd > Nc

: Công trình cần thiết phải có hệ thống chống Sét.

Theo như tính toán ở trên, ta thấy N d = 0,07 > Nc = 0,03.
Khi Nd > Nc thì hệ thống chống Sét có hệ số E được tính.
Nc

0,03

E = 1 - N =1−0,07 = 1 - 0,43 = 0,57
d
Với E = 0,57 có giá trò gần đúng với giá trò của cấp bảo vệ cấp 3.
Do đó cấp bảo vệ lựa chọn cho khu vực bồn chứa theo tính toán là cấp 3 ;

D = 60 m ; dòng xung đỉnh 14,7 KA.
* Nhưng vì cấu trúc cần bảo vệ là bồn chứa, chứa vật liệu dễ cháy, dễ
nổ. Nếu xảy ra hỏa hoạn gây ô nhiễm môi trường gây thiệt hại về kinh tế lớn.
Nên để đảm bảo an toàn hơn cho khu vực bồn chứa. Trong thực tế chọn cấp
bảo vệ là cấp 2 với khoảng cách phóng điện Sét là D = 45 m và dòng xung
đỉnh là ISmax = 9,5 KA.
II. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CẤP BẢO VỆ CHO XƯỞNG VÔ LON VÀ
TÒA NHÀ VĂN PHÒNG :
Vì xưởng vô lon và toà nhà văn phòng đặt gần nhau, song song vơí nhau
nên tính toán lưạ chọn cấp bảo vệ cho xưởng vô lon và toà nhà văn phòng được
xem như một công trình.
Các thông số cần thiết cho việc tính toán:
♦ H2 = 11m

:

♦ L2 = 68 m

:

chiều cao của xưởng vô lon và toà nhà văn phòng.
chiều dài của xưởng vô lon và toà nhà văn phòng.

♦ W2 = 40 m : chiều rộng của xưởng vô lon và toà nhà văn phòng.
• C1 , hệ số phụ thuộc vào vò trí công trình.
Ở đây công trình là khu vực xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng nằm độc
lập, không có các công trình khác trong phạm vi 3H2 : nên chọn C1 = 1.
• C2 , hệ số cấu trúc công trình.
Ở đây đối với xưởng vô lon và toà nhà văn phòng có kết cấu mái bằng
kim loại dễ cháy; nên chọn C2 =2.

TRANG 82


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• C3 , hệ số phụ thuộc vào vật liệu chứa trong công trình.
Ở đây khu vực xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng đều chứa những vật
liệu có giá trò cao, bắt lửa cao, dễ gây nổ; nên cho C 3 = 3.
• C4 , hệ số phụ thuộc vào tính năng của công trình.
Ở đây khu vực xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng đều có nhiều người
làm việc, khó sơ tán; nên chọn C4 =3.
• C5, hệ số phụ thuộc vào tác hại của Sét:
Đối với xưởng vô lon và toà nhà văn phòng, khi bò Sét đánh trực
tiếp sẽ gây ra hỏa hoạn, dễ nổ, nóng... có tác hại đối với môi trường; nên chọn
C5 =10.
1. Tính tần số Sét chấp nhận Nc :
Nc =

5,5
5,5
5,5
=
=
= 0,03
C C2 C3 C4 C5 2. 3. 3.10

2. Tính vùng tập trung tương đương A c của xưởng vô lon và tòa nhà văn
phòng:
Vùng tập trung tương đương Ac được tính :
2

Ac = L2 W2 + 6 H2 (L2 + W2 ) + 9 πH 2
Thay số vào :
Ac = 68. 40 + 6. 11.(68+40) + 9 . π .112 = 13269m2
3. Tính tần số Sét tính toán Nd :
Trong một năm, tần số này được tính như sau :
Nd = Ngmax.Ac.C1. 10-6 (/năm)
Trong đó :
1,25
Ngmax = 0,04. N K =

NK
10

được gọi là mật độ phóng điện Sét lớn nhất trong một năm trên một km 2
NK là số ngày dông trung bình trong năm ở một số đòa phương của Việt Nam.
Đối với nhà máy Cát Lái thuộc khu vực Thành phố Hồ Chí Minh có số ngày
dông trung bình trong năm NK = 78,6 do tổng cục khí tượng thủy văn thống kê.
Do đó :

Ngmax

=

N K 78,6
=
= 7,86
10
10

Suy ra :

TRANG 83


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nd = 7,86 . 13269 . 1 . 10-6 = 0,1
* Để chọn cấp bảo vệ phù hợp với xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng
phụ thuộc vào tần số Sét có thể chấp nhận N c và tần số Sét tính toán Nd:
- Nếu Nd ≤ Nc

: Công trình có thể không cần hệ thống chống Sét.

- Nếu Nd > Nc

: Công trình cần thiết phải có hệ thống chống Sét.

Theo tính toán ở trên, nhận thấy :
+ Đối với xưởng vô lon :
Nd = 0,1 > Nc = 0,03
Khi đó, xưởng vô lon cần phải lắp đặt hệ thống chống Sét có hệ số E
được tính:
N

0,03

c
E = 1 - N = 1 − 0,1 = 0,7
d

Chọn cấp bảo vệ cho xưởng vô lon và toà nhà văn phòng là cấp 3 : D =
60 m với dòng điện xung đỉnh Sét I Smax = 14,7 KA.

TRANG 84


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương 4

TÍNH BÁN KÍNH BẢO VỆ
LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHỐNG SÉT
CHO NHÀ MÁY
I. TÍNH BÁN KÍNH BẢO VỆ CHO NHÀ MÁY:
1. Bán kính bảo vệ cho khu vực bồn chứa:
Sau khi đã xác đònh được cấp bảo vệ cho khu vực bồn chứa D = 45m: cấp
bảo vệ trung bình, dòng xung đỉnh 9,5 KA. Bán kính bảo vệ của đầu thu Sét đặt
tại khu vực bồn chứa được tính theo công thức:
Rp =

h(2 D − h) + ∆L(2 D + ∆L) khi h ≥ 5m

Hoặc tra bảng khi h<5m ( xem chương 3- Thiết bò chống Sét INDELEC )
Ứng với kích thước của khu vực bồn chứa L 1 = 44m, W1 = 25m, H1 =
11m, D = 45m, chiều cao của đầu thu Sét so với mặt bằng của các bồn chứa
được chọn h = 4m.
Chọn đầu thu Sét loại TS2.25 đường kính 100 mm ,chiều cao 330 mm,
loại bằng đồng có các số liệu sau :
♦ Bán kính bảo vệ Rp = 46 m .
♦ Độ lợi về thời gian phóng tia tiên đạo ∆T = 25(s)
♦ Mã số loại đồng 1201.
♦ Trọng lượng đầu thu Sét P =2,3kg.

2. Bán kính bảo vệ cho xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng:
Cấp bảo vệ của phân xưởng vô lon và toà nhà văn phòng đã được xác
đònh D = 60 m: cấp bảo vệ tiêu chuẩn, với dòng xung đỉnh là 14,7 KA. Bán
kính bảo vệ RP cũng được tính theo công thức như trên:
RP =

h (2d − h) + ∆L (2 D + ∆L)

khi h ≥ 5 m.
TRANG 85


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hoặc tra bảng khi h
INDELEC).

<

5m (xem chương 3 - Thiết bò chống sét

Ứng với kích thước của xưởng vô lon và toà nhà văn phòng, L 2 = 68m,
W2 = 40m, H2 = 11m; cấp bảo vệ D = 60 m, chiều cao của đầu thu Sét so
với mặt bằng cần bảo vệ là h = 5m.
Loại đầu thu Sét tạo tia tiên đạo được chọn là TS 2 . 25 đường kính 100
mm, chiều cao 330 mm, loại bằng đồng có các thông số sau:
• Bán kính bảo vệ RP = 65m.
• Độ lợi về thời gian phóng tiatiên đạo ∆T = 25 (s).
• Mã số loại đồng 1201.
• Trọng lượng đầu thu Sét P = 2,3 (Kg).
II. CHỌN THIẾT BỊ CHỐNG SÉT CHO NHÀ MÁY :

Hệ thống bảo vệ chống Sét dùng thiết bò tạo tia tiên đạo được chọn theo
tiêu chuẩn Pháp NFC 17 - 102 7 /1995.
1. Chọn thiết bò chống Sét cho khu vực bồn chứa :
* Kim thu Sét tạo tia tiên đạo PREVECTRON được chọn sau khi đã tính
được vùng bảo vệ của khu vực bồn chứa. Các thông số của kim thu Sét như sau:
Loại

Mã

∆T (s)

RP (m)

h (m)

TS 2.25

1201

25

46

4m

* Cột nâng :
Đối với khu vực bồn chứa, kim thu Sét không thể gắn trực tiếp lên bồn
chứa mà phải gắn trên cột nâng độc lập nhẹ; được chế tạo bằng ống nhẹ, mạ
nóng, mỗi phần tử từ 3 - 6m, nối nhau bằng bù lon.
Cột nâng độc lập nhẹ có thể đặt trên một đế bê tông hay trên móng.

Các thông số của cột được chọn:
Kiểu
Ba đế liền móng

Mã

L(m)

P(kg)

2054

16

18

* Thiết bò nối kết giữa kim thu Sét với cột nâng, các thông số chọn
Loại

Mã

Kích thước

P(kg)

2 vòng

3037

60

3

* Dây dẫn Sét:
TRANG 86


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đầu kim thu Sét của khu vực bồn chứa chỉ nối với một dây dẫn xuống,
loại và tiết diện được chọn
Loại

Mã

Đường kính Φ (mm)

P(kg)

Dây tròn bằng đồng mạ
thiếc

5011

8

0,448

* Thiết bò gắn dây dẫn Sét :
Dây dẫn Sét phải được cố đònh chắc chắn bằng 3 kẹp giữ cho mỗi mét,
tránh việc khoan vào dây dẫn.

Dâydẫn Sét của hệ thống này được gắn trên cột nâng kim loại. Do đó
phải dùng thiết bò đai mỏng bằng thép không rỉ được chọn
Loại

Mã

Cỡ (mm)

P(kg)

Đai mỏng cuộn 50m

6055

10

2

* Nối kiểm tra :
Mỗi dây dẫn Sét phải có một nối kiểm tra ở độ cao 2m so với mặt đất để
cách ly các cấu trúc khác của công trình khi kiểm tra điện trở tiếp đất. Chọn nối
kiểm tra có các thông số sau
Loại
Nối kiểm tra

Mã

L(m)

P(kg)

7001

0,1

0,5

* Vỏ bảo vệ :
Dây dẫn Sét trước khi tiếp xúc với hệ thống nối đất phải được bọc bằng
vỏ kim loại hay vật liệu chòu nhiệt cao trong khoảng 2m kể từ mặt đất, ở đây
chọn :
Loại

Mã

L(m)

P(kg)

Vỏ bảo vệ dây tròn thép
mạ

7012

2

0,5

2. Chọn thiết bò chống Sét cho phân xưởng vô lon và toà nhà văn phòng:
* Kim thu Sét PREVECTRON có các thông số sau:

Loại

Mã

∆T(s)

h(m)

RP(m)

P(kg)

TS 2.25

1201

25

5

57

2,3

* Cột nâng:
TRANG 87


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đối với phân xưởng vô lon. Cột nâng là những ống thép cứng đặc biệt,

được mạ cả bên trong và bên ngoài. Mỗi thành phần được gắn vào bởi 2 vít xiết
bằng thép không rỉ với đai không cho nước thấm qua.
Các thông số của cột nâng được chọn
Loại

Mã

L(m)

P(kg)

Kết hợp với ba cột A + B +
C

2023

5,5

8,6

* Dây dẫn Sét :
Với cấu trúc của xưởng vô lon có chiều ngang lớn hơn chiều đứng. Do đó
kim thu Sét ở đây phải được liên kết với 2 dây dẫn Sét. Loại và tiết diện được
chọn
Loại

Mã

Đường kính Φ
(mm)

P(kg)

Dây tròn đồng mạ
thiếc xung quanh

5011

8

0,448

* Thiết bò gắn dây dẫn Sét :
Với dây tròn đường kính 8 mm, dùng kẹp inox tròn 3 cái cho mỗi mét
Kiểu

Mã

P(kg)

Móc inox

6143

0,02

* Nối kiểm tra :
Được đúc bằng đồng thau, nối kiểm tra cho phép tách dây dẫn Sét và hệ
thống nối đất, áp dụng đo điện trở.
• Tiện lợi cho dây dẹp hay tròn.

• Gắn bởi vít.
Loại

Mã

L(m)

P(kg)

Nối kiểm tra

7001

0,1

0,5

* Vỏ bảo vệ :
Bảo vệ dây dẫn xuống khỏi va chạm cơ khí vùng đất.
Thường ở phía dưới nối kiểm tra.
Làm bằng thép mạ nóng hay thép không rỉ.
TRANG 88


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giữ bằng 3 kẹp inox.
Loại

Mã

L(m)

P(kg)

Vỏ bảo vệ dây tròn thép
mạ

7012

2

0,5

* Thiết bò đếm Sét :
Hai thiết bò đếm Sét nối tiếp, cho 2 hệ thống chống Sét nêu trên được
lắp đặt sau điểm nối kiểm tra. Máy có kích thước 117 x 6 cm, đựng trong hộp
kín, không cần phụ kiện ngoài.
Kiểu

Mã

P(kg)

Máy đếm nối tiếp dây tròn

8010

0,7

III. LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CHO NHÀ MÁY:

1. Lắp đặt hệ thống chống Sét trực tiếp cho khu vực bồn chứa:
Thiết bò chống Sét trực tiếp sử dụng kim thu Sét tạo tia tiên đạo
PREVECTRON loại TS 2.25 gắn trên cột nâng độc lập, chế tạo bằng ống nhẹ,
mạ nóng loại 3 đế liền móng. Mỗi phần của cột từ 3 ÷ 6m được nối với nhau
bằng bulon.
Thiết bò nối kết giữa kim thu Sét với cột nâng là vòng nối bằng thép mạ
nóng, để nối cột với phần tử đứng dạng ống. Cột nâng của hệ thống này được
gắn trên đế bê tông, xây dựng ở giữa khu vực bồn chứa.
Dây thoát Sét dùng loại dây tròn bằng đồng mạ thiếc, đường kính 8mm
đảm bảo dẫn Sét xuống đất an toàn, không gây nhiễu, an toàn cho người và
thiết bò.
Dây thoát Sét được cố đònh vào cột nâng bằng các đai mỏng. Bao quanh
đế là một Serti thích hợp, một kẹp siết chặt. Các đai này có tác dụng giữ dòng
đặt dọc theo chiều dài cột nâng, với 3 đai cho mỗi mét dây. Khi cần uốn cong,
bán kính uốn cong của dây dẫn Sét không được nhỏ hơn 20cm. Và trước khi
tiếp xúc với hệ thống nối đất, dây dẫn Sét được bọc với vỏ kim loại hay vật
chòu nhiệt cao trong khoảng 2m kể từ mặt đất. Cụ thể ở đây dùng vỏ bảo vệ
dây tròn thép mạ để bảo vệ dây dẫn Sét khỏi bò va chạm cơ khí ở vùng đất.
Cuối dây dẫn cần phải được đặt hộp kiểm tra nối đất 7001.
Lắp đặt máy đếm Sét 8010 sau hộp nối kiểm tra.
Để tản năng lượng Sét vào đất một cách nhanh chóng, dùng hệ thống nối
đất dạng chân chim. Cụ thể đối với đặc điểm đòa chất từng nhà máy và để đáp
TRANG 89


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ứng nhu cầu kỹ thuật đòi hỏi trong trường hợp xấu nhất điện trở nối đất phải
nhỏ hơn 10Ω. Chính vì vậy ở đây đề nghò sử dụng hệ thống nối đất dạng chân
chim bao gồm 3 thanh bằng đồng etame dài 7m, đặt lệch nhau một góc 45 °, nối
kết với 8 cọc bằng thép mạ đồng đường kính 15mm, dài 2m. Các cọc này được

đóng sâu 0,5 m và khoảng cách giữa các cọc ít nhất bằng chiều dài của cọc.
Để tăng độ dẫn điện của đất và giữ ổn đònh giá trò điện trở đất trong thời
gian dài, hóa chất đặc biệt không tan ( 7061 ) hoặc (7062) được đề nghò sử dụng
nhằm đạt giá trò điện trở tiếp đất dưới 10Ω.
* Đối với khu vực bồn chứa có chứa vật liệu dễ cháy, dễ nổ do đó các
bồn bể chứa phải được nối đất cẩn thận, phải nối chung với hệ thống nối đất
tạo lưới cân bằng thế nhằm ngăn chặn sự chênh lệch điện thế giữa dây dẫn
Sét với cấu trúc kim lọai của bồn chứa. Hệ thống nối đất phải lắp đặt cách xa
bồn bể chứa.
2. Lắp đặt hệ thống chống Sét trực tiếp cho khu vực xưởng vô lon và tòa nhà
văn phòng.
Thiết bò chống Sét trực tiếp cho khu vực này sử dụng kim thu Sét tạo tia
tiên đạo PREVECTRON loại TS 2.25. Gắn trên cột nâng là những ống thép
cứng đặc biệt được mạ cả bên trong và bên ngoài. Mỗi thành phần được gắn
vào bởi 2 vít xiết bằng thép không rỉ với đai không cho nước thấm qua; độ cao
của cột là 5m.
Thiết bò nối kết giữa kim thu Sét với cột nâng là vòng nối bằng thép mạ
nóng; để nối cột với phần tử đứng dạng ống.
Cột nâng của hệ thống này gắn trên đế bằng được lắp đặt trên nóc nhà
phân xưởng vô lon. Đế bằng được cố đònh bằng 4 điểm khoan trên mái và được
giữ bằng 4 bulon MIO và 4 chốt đúc đường kính φ16. Loại đế bằng lổ nhỏ mã
3025; chiều cao của đế h = 0,32m; trọng lượng P = 4(kg).
Dùng 2 dây thoát Sét loại dây tròn bằng đồng mạ thiếc xung quanh,
đường kính 8mm. Dây thoát Sét của hệ thống này được cố đònh trên mái và
trên tường bằng móc Inox(6143), cử cái cho mỗi mét.
Ở cuối 2m của mỗi dây dẫn Sét phải bọc vỏ bảo vệ bằng ống kim loại
hay vật liệu chòu nhiệt độ cao để tránh va chạm cơ khí ở khu vực gần mặt đất
và tránh nguy hiểm cho người qua lại.
Lắp đặt hộp kiểm tra nối đất (7001), máy đếm Sét nối tiếp (8010).
Qui cách lắp đặt máy đếm Sét như sau: dây dẫn Sét sau khi qua hộp

kiểm tra nối đất bò ngắt giữa đoạn dài 12m. Máy đếm Sét được mắc nối tiếp
TRANG 90


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
vào giữa dây dẫn sét và hệ thống nối đất bằng các nối thích hợp không dây, ví
dụ như mã ( 6092).
Hệ thống nối đất cho kim thu Sét PREVECTRON của phân xưởng vô
lon là dùng 8 cọc nối đất bằng thép mạ đồng, đường kính 15mm, dài 2m, đóng
sâu 0,5m, khoảng cách giữa các cọc tối thiểu phải bằng độ dài cọc. Các cọc này
được liên kết với 3 thanh dài 7m bằng đồng bố trí thành hình dạng chân chim,
độ lệch giữa các thanh là 450.
Để tăng độ dẫn điện của đất và giữ ổn đònh giá trò điện trở đất trong thời
gian dài. Cần phải thêm hóa chất như than, muối hoặc các hóa chất đặc biệt
(7061) hay ( 7062 ) vào hệ thống nối đất nhằm đạt được giá trò điện trở tiếp đất
dưới 10Ω.
Do đòa hình cấu trúc xây lắp giữa xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng với
khoảng cách không cho phép lắp đặt hệ thống nối đất chân chim trong khu vực
này nên cần phải đưa hệ thống nối đất này ra khỏi khoảng giữa xưởng vô lon
và toà nhà văn phòng.
Thực hiện nối đẳng thế các phần kim loại đặt tiếp đất bên cạnh với các
hệ thống chống Sét trong nhà máy bằng các dây dẫn hay thanh cân bằng thế
mà vật liệu và kích thước giống như dây dẫn Sét.
3. Lắp đặt hệ thống chống Sét lan truyền cho nhà máy :
Khi phân tích 2 phương án chống Sét lan truyền ở trên: phương án 1 tuy
không lắp đặt thiết bò lọc Sét cho từng thiết bò điện riêng lẻ, nhưng với máy cắt
Sét tại cầu dao tổng và 3 máy lọc Sét đặt tại 3 tủ phân phối DB1, DB2, DB3
cũng đủ đảm bảo bảo vệ quá điện áp cho thiết bò điện - điện tử, máy tính của
nhà máy.
* Đặt máy cắt Sét loại VGA năng lực cao tại cầu dao tổng :

Máy cắt Sét loại VGA năng lực cao được thiết kế để bảo vệ mạng điện 1
pha hay 3 pha trong truyền tải áp thấp để chống lại sự tăng áp phát sinh trong
mạng do những cú Sét đánh trực tiếp hay gián tiếp hoặc do các thao tác đóng
cắt ký sinh.
Máy cắt Sét VGA bảo vệ mạng được thực hiện qua trung gian một máy
phóng điện cách điện cao lắp song song với một varistor ZnO. Những quá tải ở
mức 10KA đi qua điện trở truyền xuống đất và những gia tăng với cường độ
100KA nhờ sự hoạt động của máy phóng điện, nhờ đó mà không gây ảnh
hưởng đến thiết bò điện. Điện áp dư của hệ thống 2,5KV cho dòng điện phóng
là 5KA ( sóng 8/20).
TRANG 91


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Các thông số kỹ thuật của máy ( xem chương 3 -Thiết bò chống Sét
INDELEC ).
Loại
Mã

VGA/4 3 pha 380/400V
8304

chế độ điện áp max cho phép
Dòng tối đa ( sóng 8/20) trò đỉnh
Điện tích
Năng lượng riêng
Dòng xung max (sóng 4/10)

275V/400Hz
100KA

50AS
2,5 x 106 as
65KA

Điện áp dư
* Dòng 5KA

<2,5KV

* Dòng Sét

< 4 KV

Cỡ máy bảo vệ trên
Dòng ngắt mạch cho phép

100A
25KA/50Hz

Khoảng nhiệt độ

-400C ÷ +800C

Tiết diện cáp max

50mm2

Tiếp điểm báo khoảng cách
Tiết diện max dây báo lỗi

Khe hở 500mA
25mm2

TRANG 92


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Máy cắt

Thiết bò
cần bảo vệ








* Đặt 3 máy lọc Sét loại DG280 tại DB1 , DB2 , DB3 :
Những thiết bò lọc Sét kiểu DG bảo đảm bảo vệ những hệ thống điện
chống lại sự tăng áp có thể xảy ra trên đường truyền tải trong khi có bão táp
hay khi thực hiện các thao tác đóng cắt. Tùy theo sơ đồ phân phối cần dự kiến 1
mun cho mỗi pha cần bảo vệ và 1mun phụ cho dây trung hòa. Sự bảo vệ
được thực hiện bởi biến trở oxyt kẽm (Zn0) có khả năng tản dòng sét xuống đất
đối với dòng 40KA mà không gây thiệt hại.
Chi tiết kỹ thuật ( xem chương 3 - Thiết bò chống Sét của INDELEC )
Kiểu
Mã

Điện áp max cho phép Uc
Dòng phóng điện bình thường ( sóng

DG280
8400
280V/50Hz
15KA
TRANG 93


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
8/20)
Dòng phóng điện max ( sóng 8/20)

40KA

Dòng xung max ( sóng 4/10 )

65KA

Mức điện áp Up

1,5KV

Điện áp dư

<1KV

Thời gian đáp ứng

<25ns

Dùng ngắt mạch cho phép

25KA/50 Hz

Khoảng nhiệt độ

-400C ÷ 800C

Tiết diện cáp max

35mm2

* Sơ đồ nối máy :
Nguồn

Thiết bò
cần bảo
vệ

•
•

ζ

ζ

•

Lắp đặt thiết bò chống Sét lan truyền :
* Lắp đặt máy cắt Sét VGA :
- Vò trí : máy cắt Sét VGA được đặt sau máy cắt.
- Lắp đặt : để tạo hơi gió phía sau máy phóng điện trong lúc nó
hoạt động, máy cắt Sét VGA được lắp đặt trong hộp IP 54 mà nó được gắn chắc
chắn trực tiếp trên đường ray ( omega ) 35mm của tủ điện; máy khác được đặt
phía dưới ít nhất 150mm.

TRANG 94


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Cáp nối: một hệ thống bảo vệ điện của tòa nhà có máy cắt nhỏ
hơn 100A cần gắn thêm dây chảy 100Agl phía trên máy cắt Sét VGA, nối đất
càng trực tiếp càng tốt.
Một sợi cáp nối giữa máy cắt Sét và đường dây bảo vệ tạo thành khối
đồng nhất, cáp này nhỏ nhất là 10mm 2 và lớn nhất là 50mm2, dây dẫn máy cắt
Sét có tiết diện bằng hoặc lớn hơn dây dẫn theo nguyên lý bảo vệ lắp đặt, tiết
diện nhỏ nhất 10mm2 và lớn nhất là 50mm2 .
* Lắp đặt máy lọc Sét DG280 :
- Vò trí : máy lọc Sét DG280 đặt càng gần thiết bò bảo vệ càng tốt.
- Lắp đặt: lắp modun máy lọc DG280 trực tiếp lên các thanh
(omega ) DIN 35mm .
- Cáp nối: đối với các công trình có máy cắt nhỏ hơn 100 A cần
gắn thêm dây chảy 125Agl trước máy DG280, nối đất càng trực tiếp càng tốt.
Cáp nối đất có tiết diện bằng hay lớn hơn dây dẫn theo nguyên lý 6mm 2 nhỏ
nhất và 35mm2 là lớn nhất.
IV. HỆ THỐNG NỐI ĐẤT :
Theo tiêu chuẩn NFC 17 - 102 của Pháp. Để đảm bảo tản nhanh dòng
Sét vào đất thì điện trở của hệ thống nối đất R ≤ 10Ω.

Trong trường hợp này nhà máy cần bảo vệ được xây dựng trên vùng đất
cát Sét nên điện trở suất của đất có giá trò ρ = 100 ÷ 200 Ωm.
Vì không có thiết bò chuyên để đo điện trở suất của đất, căn cứ vào cấu
tạo đòa chất thực tế chọn giá trò điện trở suất đất ρ = 150 Ωm.
Và để đảm bảo cho dòng điện Sét tản nhanh vào đất chọn giá trò điện trở
của hệ thống nối đất là R = 5 Ω.
Như vậy, chiều dài của hệ thống nối đất là :
L=2ρ /R
Thay số vào :
L = 150. 2 / 5 = 60m
Trong đó :
L (m)

: là chiều dài của hệ thống nối đất.

ρ ( Ωm ) : điện trở suất của đất .
R ( Ωm ) : là điện trở của hệ thống nối đất .
TRANG 95


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Theo tiêu chuẩn của NFC 17 - 102 của Pháp. Hệ thống nối đất được nối
theo hình dạng chân chim gồm 3 thanh dài 7m đặt lệch nhau 45°, và các cọc
được đóng sâu 0,5m. Cách nhau ít nhất bằng chiều dài của cọc ( xem hình vẽ
dưới ).
D : Dây dẫn sét
nối kiểm tra

•

D : Dây dẫn sét
nối kiểm tra

450

7m

Hình vẽ 5

Hình vẽ 6
Hình dáng nối đất dạng chân chim

Với chiều dài của hệ thống nối đất L = 60 m, chọn thiết bò nối đất như
sau:
* Nối đất chân chim:
Kiểu

Mã

L(m)

P(kg)

Nối đất chân chim
bằng đồng etame

7021

22

13

* Cọc nối đất :
Kiểu

Số lượng ( cái)

Mã

φ (mm)

L(m )

P(kg)

Cọc đồng
thép

8

7350

15

2

2,6

Phần tính toán hệ thống nối đất sử dụng chung cho khu vực bồn chứa và
phân xưởng vô lon. Nghóa là 2 khu vực trên sử dụng hệ thống nối đất có số liệu

giống nhau.
TRANG 96