nghiên cứu đánh giá rủi ro thiệt hại do sét
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.53 MB, 100 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
PHAN CHÍ THẠCH
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO THIỆT HẠI DO SÉT
NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202
S K C0 0 4 4 9 7
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
PHAN CHÍ THẠCH
NGHIÊN CƢ́U ĐÁNH GIÁ RỦ I RO THIÊT
̣ HAỊ DO SÉT
NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
PHAN CHÍ THẠCH
NGHIÊN CƢ́U ĐÁNH GIÁ RỦ I RO THIỆT HẠI DO SÉT
NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202
Hƣớng dẫn khoa học:
PGS.TS QUYỀN HUY ÁNH
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2015
LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC:
Họ & tên: Phan Chí Tha ̣ch
Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 26/09/1989
Nơi sinh: TP. Hồ Chí Minh
Quê quán: TP. Hồ Chí Minh
Dân tộc: Kinh
Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 36/80, Lê Thi ̣Hồ ng, phƣờng 17, quâ ̣n Gò Vấ p, TP. Hồ
Chí Minh
Điện thoại: 0986560294
Email:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo:
Nơi học (trƣờng, thành phố):
Ngành học:
Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ ……
2. Đại học:
Hệ đào tạo: Đại học chính qui
Thời gian đào tạo từ: 09/2007 đến 8/2012
Nơi học (trƣờng, thành phố): Đại học Tôn Đƣ́c Thắ ng, TP. Hồ Chí Minh
Ngành học: Hê ̣ Thố ng Điê ̣n
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp:
Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp:
Ngƣời hƣớng dẫn:
ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15tháng 04 năm 2015
Phan Chí Tha ̣ch
ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành với sự trân trọng và lòng biết
ơn sâu sắc đến ThầyPGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật
Tp. HCM, đã tận tình hướng dẫn để em có thể hoàn thành luận văn này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể quí Thầy Cô khoa Điện –
Điê ̣n tử trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM đã tận tình, hết lòng giúp đỡ và tạo
mọi điều kiện cho em trong thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Xin cảm ơn gia đình , bạn bè đã luôn động viên, ủng hộ và giúp đỡ trong suốt
thời gian học tập và hoàn thành luận văn này.
Học viên thực hiện
PhanChí Thạch
iii
TÓM TẮT
Viê ̣t Nam là nƣớc thuô ̣c khí hâ ̣u nhiê ̣t đới gió mùa , hoạt động dông sét ở mức độ
cao, nhƣ̃ng rủi ro thiê ̣t ha ̣i do sét bao gồ m : thiê ̣t ha ̣i về tin
́ h ma ̣ng con ngƣời ; dịch vụ;
giá trị di sản văn hóa và thiê ̣t ha ̣i về giá tri ̣kinh tế . Để có giải pháp bảo vê ̣ chố ng sét
phù hợp với đặc điểm của công trình , đă ̣c điể m vùng miề n ,…viê ̣c xây dƣ̣ng phƣơng
pháp cải tiến đánh giá rủi ro thiệt hại do sét có mức độ chi tiết cần thiết độ chính xác
cao là yêu cầ u bƣ́c thiế t.
Hiê ̣n nay trên thế giới và trong nƣớc có nhiề u tiêu chuẩ n về đánh giá rủi ro thiê ̣t
hại do sét : IEC 62305-2, BS EN:62305, AS/ANZ 1768, NFPA 780, ITU-T K.39,
QCVN 32:2011/BTTTT,… mỗi tiêu chuẩ n về đánh giá rủi ro la ̣i c
ó những ƣu điểm ,
cách tiếp cận đánh giá rủi ro và phạm vi ứng dụng khác nhau .
Nhiê ̣m vu ̣ chính của luâ ̣n văn này là nghiên cƣ́u và phân tích các
phƣơng pháp
đánh giá rủi ro theo các tiêu chuẩ n trong nƣớc và quố c tế . Tƣ̀ đó đề xuất phƣơng pháp
cải tiến đánh giá rủi ro thiệt hại do sét trên cơ sở phƣơng pháp tính toán rủi ro thiệt hại
do sét đƣơ ̣c đề xuấ t bởi tiêu chuẩ n IEC 62305-2,có bổ sung các tính toán đề xuất tƣ̀ các
tiêu chuẩ n AS/ANZ 1768, IEEE 1410.
Kết quả tính toán rủi ro thiệt hại do sét cho công trin
̀ h điể n hin
̀ h theo tiêu chuẩ n
IEC 62305-2 đề xuất cải tiến cho kết quả thấ p hơn khoảng 26,2% đối với giá trị rủi ro
thiê ̣t ha ̣i về con ngƣời R
1
và khoảng 12,95% đối với giá trị rủi ro thiệt hại về giá trị
kinh tế R 4 so với khi tiń h toán theo tiêu chuẩ n IEC 62305-2 . Tƣ̀ kế t quả tin
́ h toán này ,
chi phí đầ u tƣ cho hê ̣ thố ng bảo vê ̣ chố ng sét sẽ giảm đi do cấ p đô ̣ bảo vê ̣ chố ng sét
giảm nhƣng vẫn đảm bảo yêu cầ u kỹ thuâ ̣t chố ng sét cho cấ u trúc .
Chƣơng triǹ h tiń h toán rủi ro thiê ̣t ha ̣i do sét LIRISAS đƣơ ̣c xây dƣ̣ng trên cơ sở
áp dụng phƣơng pháp đánh giá rủi ro cải tiế n cho kết quả tin cậy , chính xác và tạo tiện
ích cho ngƣời sƣ̉ du ̣ng.
iv
ABSTRACT
Vietnam is a country of tropical monsoon climate, lightning activity at a high
level, the risk of damage due to lightning include: loss of human life; loss of service;
loss of cultural heritage value and loss of economic value. For lightning protection
measures in accordance with the characteristics of the structure, regional
characteristics, ... to build innovative methods of risk assessment of damage caused by
lightning have the necessary level of detail accuracy is urgent needs.
Currently, in the world and in our country are many standards for assessing the
risk of damage due to lightning: IEC 62305-2, BS EN: 62305, AS/ANZ 1768, NFPA
780, ITU-T K.39, QCVN 32:2011/BTTTT, ... every standard of risk assessment has its
advantages, the approach of risk assessment and the range of different applications.
The main task of this thesis is to study and analyze the risk assessment
methodology in accordance with the standards of national and international. Since
then, the proposed method improved risk assessment of damage caused by lightning on
the basis of the calculation method of risk of damage due to lightning recommended by
IEC 62305-2, with additional calculations from the proposed standards AS/ANZ 1768,
IEEE 1410.
Results calculated risk of damage due to lightning for typical structure
according to IEC 62305-2 proposed improvement result in lower than 26,2% of the
value of the risk of loss of human life R1and about 12,95% of the value of the risk of
loss of economic value R4 than when calculated according to IEC 62305-2. Therefore,
investment costs for lightning protection system will decrease due to lightning
protection level decreased, while ensuring the technical requirements for structure
against lightning.
v
The programLIRISAS calculates the risk of damage due to lightning built on the
basis of method of improved risk assessmentis reliability, accuracy and utility created
for the user.
vi
MỤC LỤC
Trang
LÝ LỊCH KHOA HỌC ............................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................... ii
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... iii
TÓM TẮC ............................................................................................................... iv
ABSTRACT ............................................................................................................ vi
MỤC LỤC .............................................................................................................. vii
DANH SÁCH CÁC CHƢ̃ VIẾT TẮC .................................................................. viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ..................................................................................... ix
DANH SÁCH CÁC BẢNG ......................................................................................x
Chƣơng 1:DẪN NHẬP ...........................................................................................1
1.1.
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ..................................................................1
1.2.
NHIÊM
̣ VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI ...................................................2
1.3.
PHẠM VI NGHIÊN CỨU .............................................................................2
1.4.
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢ́U ..................................................................2
1.5.
CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH ............................................................................2
1.6.
ĐIỂM MỚI CỦA ĐẾ TÀI .............................................................................3
1.7.
GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ............................................................3
1.8.
BỐ CỤC LUẬN VĂN ...................................................................................3
vii
Chƣơng 2:PHÂN TÍ CH ĐÁNH GIÁ RỦ I RO THIỆT HẠI DO SÉT
THEO CÁC TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ VÀ TRONG NƢỚC ..........4
2.1. TỔNG QUAN ....................................................................................................4
2.2. ĐÁNH GIÁ RỦI RO THIÊT
̣ HẠI DO SÉ T THEO TIÊU CHUẨN
IEC 62305-2/BS EN:62305................................................................................4
2.3. ĐÁNH GIÁ RỦI RO THIÊT
̣ HẠI DO SÉ T THEO TIÊU CHUẨN
AS/ANZ 1768 .................................................................................................24
2.4. ĐÁNH GIÁ RỦI RO THIÊT
̣ HẠI DO SÉ T THEO TIÊU CHUẨN
NFPA 780........................................................................................................46
2.5. ĐÁNH GIÁ RỦI RO THIÊT
̣ HẠI DO SÉ T CHO TRẠM VIỄN THÔNG
THEO ITU-T K39 ...........................................................................................50
2.6. ĐÁNH GIÁ RỦI RO THIÊT
̣ HẠI DO SÉ T CHO TRẠM VIỄN THÔNG
THEO QCVN 32:2011/BTTTT ......................................................................54
2.7. TỔNG HỢP CÁC YẾU TỐ XEM XÉ T CỦA CÁC TIÊU CHUẨN ...............58
2.8. KẾT LUẬN ......................................................................................................60
Chƣơng 3:PHƢƠNG PHÁP CẢI TIẾN ĐÁNH GIÁ RỦ I RO
THIỆT HẠI DO SÉT .........................................................................61
3.1. CÁC HỆ SỐ CẢI TIẾN ...................................................................................61
3.2. LƢU ĐỒ ĐÁNH GIÁ RỦI RO .......................................................................69
3.3. TÍNH TOÁN MẪU ..........................................................................................69
3.4. XÂY DƢ̣NG CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN ĐÁNH GIÁ RỦI RO ...........79
Chƣơng 4:KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CƢ́U PHÁ T TRIỂN ..............81
4.1. KẾT LUẬN .....................................................................................................81
4.2. HƢỚNG NGHIÊN CƢ́U PHÁ T TRIỂN .........................................................82
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................83
viii
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
LPL: Lightning Protection Level
Mức bảo vệ chống sét
LPS: Lightning Protection System
Hệ thống bảo vệ chống sét
SPD: Surge Protective Device
Thiết bị bảo vệ xung
ix
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Những tổn thất, thiệt hại và những thành phần rủi ro. .................. 44
Hình 2.2. Các vùng rủi ro do sét gây ra cho trạm viễn thông. ..................... 51
Hình 3.1. Che chắn đƣờng dây cấp nguồn bởi các vật thể ở gần.................. 65
Hình 3.2. Lƣu đồ đánh giá rủi ro .............................................................................69
Hình 3.3. Công trình cầ n đánh giá rủi ro thiệt hại do sét. .......................................70
Hình 3.4. Giao diện chƣơng trình tin
́ h toán đánh giá rủi ro
thiê ̣t ha ̣i do sét LIRISAS. ........................................................................80
x
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Nhƣ̃ng nguồ n thiê ̣t ha ̣i, dạng thiê ̣t ha ̣i và nhƣ̃ng
dạng tổn thất theo vị trí sét đánh. ............................................................6
Bảng 2.2. Nhƣ̃ng thành phầ n rủi ro tƣơng ƣ́ng với mỗi da ̣ng thiê ̣t ha ̣i. ....................9
Bảng 2.3. Giá trị rủi ro chấp nhận đƣợc. .................................................................10
Bảng 2.4. Hê ̣ số vi ̣trí CD cho cấ u trúc. ...................................................................11
Bảng 2.5. Giá trị xác suất PTA do sét đánh vào cấ u trúc
gây ảnh hƣởng đế n sƣ̣ số ng hay điê ̣n giâ ̣t . ............................................12
Bảng 2.6. Giá trị xác suất pB phụ thuộc vào cấp độ
hê ̣ thố ng bảo vê ̣ chố ng sét . .....................................................................12
Bảng 2.7. Giá trị PSPDtheo cấ p đô ̣ bảo vê ̣. ...............................................................13
Bảng 2.8. Giá trị CLD và CLI phụ thuộc biện pháp
bảo vệ nối đất và điều kiện cách ly. .......................................................13
Bảng 2.9. Hê ̣ số lắ p đă ̣t đƣờng dây Cl. ....................................................................13
Bảng 2.10. Hê ̣ số cho da ̣ng đƣờng dây CT. .............................................................15
Bảng 2.11.Hê ̣ số môi trƣờng đƣờng dây C E. ...........................................................15
Bảng 2.12. Giá trị PTU do sét đánh vào đƣờng dây
gây nguy hiể m tới sƣ̣ số ng do điê ̣n áp tiế p xúc . ..................................16
Bảng 2.13. Giá trị PEB phụ thuộc cấp độ bảo vệ chống sét
cùng với những SPD đƣợc thiết kế. .....................................................16
Bảng 2.14. Giá trị xác suấ t PLD phụ thuộc điện trở R S của vỏ cáp
và điện áp chịu xung của thiết bị...........................................................16
Bảng 2.15. Giá trị xác suất PLI phụ thuộc vào loại đƣờng dây
và điện áp chịu xung UW của thiết bị. ..................................................18
Bảng 2.16. Nhƣ̃ng thành phầ n rủi ro cho cấ u trúc
theo nhƣ̃ng da ̣ng thiê ̣t ha ̣i và hƣ̃ng nguồ n thiê ̣t ha ̣i khác nhau. ............18
xi
Bảng 2.17. Dạng tổn thất L1: giá trị tổn thất cho mỗi vùng. ..................................19
Bảng 2.18. Giá trị trung bình điển hình của LT, LF, LO
cho da ̣ng tổ n thấ t L1 ............................................................................20
Bảng 2.19. Hê ̣ số suy giảm rtphụ thuộc dạng vật liệu bề mặt đất hay sàn . .............20
Bảng 2.20. Hê ̣ số suy giảm rp phụ thuộc những biện pháp
đƣơ ̣c trang bi ̣để làm giảm hậu quả thiệt hại do cháy. .........................20
Bảng 2.21. Hê ̣ số suy giảm rf phụ thuộc rủi ro cháy nổ của cấu trúc . ....................20
Bảng 2.22. Hê ̣ số gia tăng hZliên quan đế n số lƣơ ̣ng tổ n thấ t
do nhƣ̃ng nguy hiểm đặt biệt. ..............................................................21
Bảng 2.23.Dạng tổn thất L2 - Giá trị tổn thất cho mỗi vùng. .................................21
Bảng 2.24.Giá trị trung bình tiêu biểu LFvà LO cho da ̣ng tổ n thấ t L2. ...................22
Bảng 2.25.Dạng thiệt hại L3 – giá trị tổn thất cho mỗi vùng. ................................22
Bảng 2.26.Giá trị tiêu biểu LFcho da ̣ng thiê ̣t ha ̣i L3. ..............................................23
Bảng 2.27. Dạng thiệt hại L4 – giá trị tổn thất cho mỗi vùng ................................23
Bảng 2.28.Giá trị tiêu biểu của LT, LF, LO chodạng thiệt hại L4. ............................24
Bảng 2.29. Những giá trị rủi ro chấp nhận đƣợc (Ra) tiêu biểu. .............................25
Bảng 2.30. Hiê ̣u quả bảo vê ̣ của hê ̣ thố ng bảo vê ̣ chố ng sét cho cấ u trúc E. ..........32
Bảng 2.31. Xác suất phóng điện nguy hiểm phụ thuộc
dạng vật liệu xây dựng cấu trúc Ps......................................................32
Bảng 2.32. Xác suất phóng điện nguy hiểm phụ thuộc
dạng thuộc dạng bảo vệ đƣờng dây bên trong pi. ................................33
Bảng 2.33.Hê ̣ số suy giảm cho thiế t bi ̣bảo vê ̣ xung ở ngõ vào thiế t bi ̣ k3..............33
Bảng 2.34. Hê ̣ số suy giảm cho thiế t bi ̣bảo vê ̣ xung
ở ngõ vào đƣờng dây dịch vụ k5. ..........................................................34
Bảng 2.35. Những thành phần rủi ro gây ra
do những nguyên nhân khác nhau. ......................................................45
Bảng 2.36. Một số da ̣ng thiê ̣t ha ̣i khi
sét đánh vào nhƣ̃ng công trin
̀ h tiêu biể u ...............................................47
Bảng 2.37. Hê ̣ số môi trƣờng liê quan đế n vi ̣trí cấ u trúc. ......................................48
xii
Bảng 2.38. Bảng xác định hệ số cấu trúc C 2 ................................................................... 49
Bảng 2.39. Bảng xác định đối tƣớng, giá trị cấu trúc chứa đựng C 3 .............................. 49
Bảng 2.40. Bảng xác đinh
̣ hê ̣ số liên quan đế n số lƣơ ̣ng con ngƣời cƣ trú
hay làm viê ̣c trong cấ u trúc .......................................................................... 49
Bảng 2.41. Bảng xác định hệ số liên quan hậu quả thiệt hại do sét ................................ 49
Bảng 2.42. Các giá trị rủi ro chấp nhận đƣợc ................................................................. 54
Bảng 2.43.Giátrịrủirochấpnhậnđƣợcđốivớinhàtrạmviễnthông. ..................................... 58
Bảng 2.44. Tổ ng hơ ̣p các yế u tố xem xét đánh giá rủi ro
cho các tiêu chuẩn ........................................................................................ 58
Bảng 3.1. Liê ̣t kê các hê ̣ số cải tiế n ................................................................................. 68
Bảng 3.2.Thông số, đặc điểm của cấ u trúc và môi trƣờng xung quanh . ......................... 70
Bảng 3.3. Thông số, đặc điểm của đƣờng dây điê ̣n cấ p nguồ n ....................................... 71
Bảng 3.4.Thông số, đặc điểm các đƣờng dây viễn thông. .............................................. 71
Bảng 3.5. Tính toán rủi ro thiệt hai do sét cho cấu trúc. ................................................. 72
Bảng 3.6. Tổ ng hơ ̣p các kế t quả đánh giá rủi ro. ............................................................ 78
xiii
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Chƣơng 1
DẪN NHẬP
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Do nằm ở vị trí địa lý đặc thù nên Việt Nam là một trong ba tâm dông sét của
thế giới, phải hứng chịu tần số sét khá cao . Hậu quả do sét gây ra là khôn lƣờng , không
chỉ thiệt hại về ngƣời mà còn gây thiệt hại lớn về vật chất. Rất nhiều công trình đƣờng
dây tải điện , các thiết bị ngành bƣu chính viễn thông , thiết bị nghiên cứu khoa học ,
thiết bị điện tử,…bị sét đánh hỏng gây thiệt hại rất lớn về kinh tế .
Cùng với tốc độ phát triển của khoa học kỹ thuật , các thiết bị và biện pháp bảo
vê ̣ chố ng sét cũng ngày càng hiê ̣n đa ̣i và hiê ̣u quả hơn . Tuy nhiên viê ̣c thiế t kế hê ̣ thố ng
bảo vệ chống sét còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố : kích thƣớc và đặc điểm cấu trúc , các
biê ̣n pháp bảo vê ̣ hiê ̣n có , môi trƣờng xung quanh cấ u trúc, mâ ̣t đô ̣ sét khu vƣ̣c ,…Công
tác đánh giá rủi ro thiệt hại do sét sẽ giúp những nhà thiết kế bảo vệ chống sét đƣa ra
đƣơ ̣c nhƣ̃ng giải pháp bảo vê ̣ chố ng sét thić h hơ ̣p nhằ m giảm thiể u rủi ro do sét gây ra
ở mức chấ p nhâ ̣n đƣơ ̣c với chi phí đầ u tƣ hơ ̣p lí nhấ t .
Hiê ̣n nay ở nƣớc ta , viê ̣c thiế t kế hê ̣ thố ng bảo vê ̣ chố ng sét cho nhƣ̃ng kế t cấ u
công triǹ h dƣ̣a vào công tác đánh giá rủi ro vẫn còn chƣa đƣơ ̣c quan tâm áp du ̣ng mà
chủ yếu dựa vào kinh nghiệm và tính toán sơ bộ , nhƣ̃ng tài liê ̣u hƣớng dẫn tham khảo
liên quan và nhƣ̃ng phầ n mề m hỗ trơ ̣ vẫn còn ha ̣n chế
. Đề tài sẽ nghiên cƣ́u đề xuấ t
phƣơng pháp cải tiế n đánh giá rủi ro thiê ̣t ha ̣i do sét tƣ̀ đó đề xuấ t áp dụng tính toán rủi
ro cho công trình điể n hình.
HVTH: Phan Chí Thạch
1
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh
1.2. NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦ A ĐỀ TÀ I
Nghiên cƣ́u và phân tić h các da ̣ng rủi ro do sét gây ra theo các tiêu chuẩ n trong
nƣớc và quố c tế .
Nghiên cƣ́u và phân tić h nhƣ̃ng thành phầ n rủi ro do sét gây ra theo các tiêu
chuẩ n trong nƣớc và quố c tế .
Đề xuấ t phƣơng pháp cải tiế n đánh giá rủi ro thiê ̣t ha ̣i do sét có mƣ́c đô ̣ chi tiế t
hơn so với các phƣơng pháp đƣơ ̣c đề xuấ t trƣớc đây.
Áp dụng tính toán rủi ro cho công trình điển hình và đƣa ra các nhận xét cụ thể .
Xây dƣ̣ng chƣơng trình tính toán rủi ro thiê ̣t ha ̣i do sét gây ra ta ̣o tiê ̣n ích cho
ngƣời sƣ̉ du ̣ng.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Nghiên cƣ́u những dạng rủi ro , nhƣ̃ng thành phầ n rủi ro do sét gây ra , giải thuật
tính toán đánh giá rủi ro thiệt hại do sét.
1.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢ́U
Thu thâ ̣p , đo ̣c hiể u nhƣ̃ng tiêu chuẩ n , nhƣ̃ng bài báo trong nƣớc và quố c tế
,
nhƣ̃ng tài liê ̣u tƣ̀ internet liên quan.
Phân tić h, so sánh, tổ ng hơ ̣p.
Xây dƣ̣ng chƣơng triǹ h tin
́ h toán .
1.5. CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH
Chọn lọc, thu thâ ̣p, đo ̣c hiể u nhƣ̃ng tài liê ̣u liên quan.
Nghiên cƣ́u, phân tić h nhƣ̃ng da ̣ng thiê ̣t ha ̣i , nhƣ̃ng thành phầ n rủi ro do sét gây
ra, nhƣ̃ng ƣu điể m và ha ̣n chế của các tiêu chuẩ n đánh giá rủi ro .
Đề xuấ t phƣơng pháp cải tiế n đánh giá rủi ro thiê ̣t ha ̣i do sét .
Tính toán rủi ro cho công trình điển hình.
HVTH: Phan Chí Thạch
2
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Nghiên cƣ́u giải thuâ ̣t và xây dƣ̣ng ch ƣơng trình tính toán rủi ro thiê ̣t ha ̣i do sét
gây ra.
Kế t luâ ̣n và hƣớng nghiên cƣ́u phát triể n .
1.6. ĐIỂM MỚI CỦ A ĐỀ TÀ I
Là công trình đầu tiên tại Việt Nam , phân tích nhƣ̃ng yế u tố ảnh hƣởng , nhƣ̃ng
thông số ảnh hƣởng đế n đánh g iá rủi ro thiệt hại do sét theo các tiêu chuẩn trong nƣớc
và quốc tế, tƣ̀ đó đề xuấ t phƣơng pháp cải tiế n đánh giá rủi ro thiê ̣t ha ̣i do sét .
Tính toán rủi ro cho công trình điển hình và đƣa ra các khuyến nghị .
Xây dƣ̣ng chƣơng triǹ h tin
́ h toán rủi ro thiê ̣t ha ̣i do sét gây ra theo phƣơng pháp
đánh giá rủi ro cải tiế n dƣ̣a trên tiêu chuẩ n IEC 62305-2.
1.7. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Cung cấ p công cu ̣ tiń h toán rủi ro thiê ̣t ha ̣i do sét , cho phép tin
́ h toán nhanh với
đô ̣ chiń h xác cao , hỗ trơ ̣ cho công tác nghiên cƣ́u đánh giá rủi ro do sét gây ra cho các
công ty điê ̣n lƣ̣c , công ty tƣ vấ n thiế t kế điê ̣n , công ty xây dƣ̣ng điê ̣n trong nƣớc xác
đinh
̣ các biê ̣n pháp bảo vê ̣ chố ng sét thích hợp nhất cho các công trình.
Kế t quả nghiên cƣ́u có thể đƣơ ̣c sƣ̉ du ̣ng làm tài liê ̣u tham khảo cho các ho ̣c
viên cao ho ̣c và nghiên cƣ́u sinh ngành Kỹ thuâ ̣t điê ̣n trong công tác nghiên cƣ́u bảo vê ̣
chố ng sét.
1.8.
BỐ CỤC LUẬN VĂN
Chƣơng 1: DẪN NHẬP
Chƣơng 2: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ RỦI RO THIÊ ̣T HẠI DO SÉ T THEO
CÁC TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ VÀ TRONG NƢỚC
Chƣơng 3: PHƢƠNG PHÁP CẢI TIẾN ĐÁNH GIÁ RỦI RO THIÊT
̣ HẠI DO
SÉT
Chƣơng 4: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CƢ́U PHÁ T TRIỂN
HVTH: Phan Chí Thạch
3
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Chƣơng 2
PHÂN TÍ CH ĐÁNH GIÁ RỦI RO
THIỆT HẠI DO SÉT THEO CÁC TIÊU CHUẨN
QUỐC TẾ VÀ TRONG NƢỚC
2.1. TỔNG QUAN
Việc đánh giá rủi ro thiệt hại do sét gây ra cho các công trin
̀ h xây dƣ̣ng đóng vai
trò rất quan trọng trong viê ̣c xác đinh
̣ các biê ̣n pháp bảo vê ̣ chố ng sét phù hơ ̣p về kinh
tế và kỹ thuâ ̣t. Trên thế giới cũng nhƣ trong nƣớc hiê ̣n nay có nhiề u tiêu chuẩ n và công
trình nghiên cứu về đánh giá rủi ro thiê ̣t ha ̣i do sét nhƣ : IEC 62305-2 [1,12], BS EN
62305:2006[3], AS/ANZ 1768 [4], NFPA 780 [5], ITU-T K.39 [6], QCVN
32:2011/BTTTT [7],…Tuy nhiên, ở những quan điểm và khía cạnh xem xét khác nhau ,
các phƣơng pháp xác định rủi ro thiệt hại do sét đề xuất bởi các tiêu chuẩn nêu trên còn
nhiề u khác biê ̣t . Để có thể đánh giá đƣợc rủi ro do sét gây ra mô ̣t cách hoàn
đô ̣ chính xác cao cần phải xét đến nhiề u yế u tố nhƣ
chỉnh với
: Đặc điểm của cấu trúc ; Nhƣ̃ng
biê ̣n pháp bảo vê ̣ hiê ̣n có ; Mâ ̣t đô ̣ sét khu vƣ̣c ; Mức độ thiệt hại và tổn thất do sét
;
Nguồn gây ra thiệt hại (trực tiếp, gián tiếp,…); Dạng thiệt hại (liên quan đến vật sống ,
thiệt hại vật chấ t , hƣ hỏng các thiế t bi ̣điê ̣n điê ̣n tƣ̉ ,…); Dạng tổn thất (con ngƣời, kinh
tế, dịch vụ công cộng, di sản văn hóa) với mƣ́c đô ̣ chi tiế t cầ n thiế t . Vì vậy, nghiên cƣ́u
và phân tích các tiêu chu ẩn đánh giá rủi ro thiê ̣t ha ̣i do sét nêu trên và đề xuấ t phƣơng
pháp đánh giá rủi ro cải tiến là điều cần thiết.
2.2. ĐÁNH GIÁ RỦ I RO THIỆT HẠ
I DO SÉT THEO TIÊU CHUẨN IEC
-
62305-2/BS EN 62305:2006
2.2.1. Phạm vi
Tiêu chuẩ n IEC 62305-2 [1]/BS EN 62305:2006 [3] về đánh giá rủi ro đƣơ ̣c áp
dụng để đánh giá rủi ro do sét gây ra cho các cấu trúc
HVTH: Phan Chí Thạch
4
, công trin
̣ vu ̣
̀ h hay nhƣ̃ng dich
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh
liên quan. Mục đích của tiêu chuẩn là cung cấp qui trình đánh giá những rủi ro do
sét
gây ra. Mô ̣t khi giá tri ̣rủi ro tin
́ h toán cao hơn so với giá tri ̣rủi ro chấ p nhâ ̣n đƣơ ̣c đã
đƣơ ̣c cho ̣n, qui trình sẽ cho phép lƣ̣a cho ̣n và áp du ̣ng nhƣ̃ng biê ̣n pháp bảo vê ̣ thích
hơ ̣p nhấ t để làm giảm rủi ro đế n mƣ́c bằ ng hoă ̣c thấ p hơn so với giá tri ̣rủi ro chấ p nhâ ̣n
đƣơ ̣c.
2.2.2. Nhƣ̃ng thiêṭ ha ̣i, tổ n thấ t do sét
1. Nguồ n gố c gây ra những thiê ̣t hại do sét
Dòng điện sét là nguồn gốc chủ yếu gây ra những thiệt hại , nguồ n gố c thiê ̣t ha ̣i
đƣơ ̣c phân biê ̣t theo vi ̣trí sét đánh (nhƣ Bảng 2.1):
S1: sét đánh vào cấu trúc.
S2: sét đánh gần cấu trúc.
S3: sét đánh vào đƣờng dây dịch vụ kết nối đến cấu trúc .
S4: sét đánh gầ n đƣờng đƣờng dây dich
̣ vu ̣ kế t nố i đế n cấ u trúc.
2. Những da ̣ng thiê ̣t ha ̣i do sét
Nhƣ̃ng thiê ̣t ha ̣i do sét đánh phu ̣ thuô ̣c vào đă ̣c điể m của cấ u trúc
. Mô ̣t số đă ̣c
điể m quan tro ̣ng nhƣ : dạng cấu trúc , nhƣ̃ng tiê ̣n ích mà cấ u trúc chƣ́a đƣ̣ng , đă ̣c điể m
nhƣ̃ng đƣờng dây dich
̣ vu ̣ liên kế t đến cấ u trúc và nhƣ̃ng biê ̣n pháp bảo vê ̣ hiê ̣n có .
Cho mu ̣c đić h đánh giá rủi ro thì nhƣ̃ng da ̣ng thiê ̣t ha ̣i do sét gây ra bao gồ m :
D1: thiê ̣t ha ̣i liên quan đế n tổ n thƣơng về con ngƣời hay đô ̣ng vâ ̣t do điê ̣n giâ ̣t .
D2: thiê ̣t ha ̣i về vâ ̣t chấ t .
D3: thiê ̣t ha ̣i hay sƣ̣ cố trong nhƣ̃ng hê ̣ thố ng điê ̣n, điê ̣n tƣ̉.
3. Những da ̣ng tổ n thấ t do sét
Mỗi da ̣ng thiê ̣t ha ̣i đơn lẽ hay liên quan nhau có thể ta ̣o ra nhƣ̃ng tổ n thấ t trong
cấ u trúc đƣơ ̣c bảo vê ̣ . Dạng tổn thất phụ thuộc vào đặc điểm củ a cấ u trúc hay nhƣ̃ng
tiê ̣n ích mà cấ u trúc chƣ́a đƣ̣ng. Nhƣ̃ng da ̣ng tổ n thấ t đƣơ ̣c xem xét bao gồ m :
L1: tổ n thấ t về cuô ̣c số ng con ngƣời.
HVTH: Phan Chí Thạch
5
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh
L2: tổ n thấ t trong nhƣ̃ng dich
̣ vu ̣ công cô ̣ng.
L3: tổ n thấ t về di sản văn hóa .
L4: tổ n thấ t về giá tri ̣kinh tế .
Bảng 2.1. Nhƣ̃ng nguồ n thiêṭ ha ̣i, dạng thiệt hại và những dạng tổn thất
theo vi tri
̣ ́ sét đánh.
Sét đánh
Vị trí sét đánh
Sét đánh trực tiếp
trúc
vào cấu
Sét đánh gần cấu trúc
Nguồ n thiê ̣t hại
S1
S2
Cấ u trúc
Dạng thiệt hại
Dạng tổn thất
D1
L1, L4a
D2
L1, L2, L3, L4
D3
L1b, L2, L4
D3
L1b, L2, L4
Sét đánh trực tiếp vào những
D1
L1, L4a
đƣờng dây dich
S3
D2
L1, L2, L3, L4
̣ vu ̣ kế t nố i
đến cấu trúc
D3
L1b, L2, L4
Sét đánh gần nhƣ̃ng đƣờng
dây dich
S4
D3
L1b, L2, L4
̣ vu ̣ kế t nố i đế n cấ u
trúc
a
Nhƣ̃ng nơi có thể bi ̣thiê ̣t ha ̣i các loa ̣i vâ ̣t nuôi.
b
Nhƣ̃ng công triǹ h với rủi ro phát nổ , bê ̣nh viê ̣n hay nhƣ̃ng cấ u trúc khác với nhƣ̃ng sƣ̣ cố hê ̣
thố ng bên trong ngay lâ ̣p tƣ́c có thể gây nguy hiể m đế n tính ma ̣ng con ngƣời .
2.2.3. Rủi ro và những thành phần rủi ro
1. Rủi ro
Rủi ro R đƣợc định nghĩa là sự tổ n thấ t , thiê ̣t ha ̣i hàng năm (về con ngƣời, hàng
hóa,...) có thể xảy ra do sét đánh , liên quan đế n giá tri ̣tổ ng (về con ngƣời, hàng hóa,...)
của đối tƣợng đƣợc bảo vệ.
Nhƣ̃ng loa ̣i rủi ro bao gồ m [1,10,12]:
R1: rủi ro tổn thất về con ngƣời.
R2: rủi ro tổn thất về dịch vụ công cộng.
R3: rủi ro tổn thất về di sản văn hóa.
R4: rủi ro tổn thất về giá trị kinh tế.
HVTH: Phan Chí Thạch
6
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh
2. Những thành phầ n rủi ro cho cấ u trúc do sét đánh trực tiế p vào cấ u trúc
RA: thành phần rủi ro liên quan đến tổn thƣơng sƣ̣ số ng do điê ̣n giâ ̣t gây ra bởi
điê ̣n áp tiế p xúc và điê ̣n áp bƣớc bên trong cấ u trúc và bên ngoài cấ u trúc trong pha ̣m
vi 3m xung quanh nhƣ̃ng bô ̣ phâ ̣n dẫn dòng sét khi sét đánh trƣ̣c tiế p vào cấ u trúc .
RB: thành phần rủi ro liên quan tới thiệt hại về vật chất gây ra bởi phóng điện
nguy hiể m bên trong cấ u trúc gây ra cháy nổ và cũng có thể gây ng
uy hiể m cho môi
trƣờng xung quanh khi sét đánh trƣ̣c tiế p vào cấ u trúc.
RC: thành phần rủi ro do sự cố những hệ thống điện , điê ̣n tƣ̉ gây ra bởi trƣờng
điê ̣n tƣ̀ do sét khi sét đánh trƣ̣c tiế p vào cấ u trúc.
3. Thành phần rủi ro cho cấ u trúc do sét đánh gầ n cấ u trúc
RM: thành phần rủi ro liên quan đến sự cố những hệ thống bên trong gây ra bởi
trƣờng điê ̣n tƣ̀ do sét khi sét đánh gầ n cấ u trúc.
4. Những thành phầ n rủi ro cho cấ u trúc do sét đánh vào những đường dây dịch vụ
kế t nố i với cấ u trúc
RU: thành phần rủi ro liên quan đến tổn thƣơng về sự sống do điện giật gây ra
bởi điê ̣n áp tiế p xúc và điê ̣n áp bƣớc bên trong cấ u trúc khi sét đánh trƣ̣c tiế p vào
nhƣ̃ng đƣờng dây dich
̣ vu ̣ kế t nố i đế n cấ u trúc .
RV: thành rủi ro liên quan đến thiệt hại về vật chất do dòng sét truyền trên những
đƣờng dây dich
̣ vu ̣ đi vào khi sét đánh trƣ̣c tiế p vào nhƣ̃ng đƣờng dây dich
̣ vu ̣ kế t nố i
đến cấu trúc.
RW: thành phần rủi ro liên quan tới sự cố những hệ thống bên trong gây ra bởi
quá áp cảm ứng trên những đƣờng dây truyề n vào cấ u trúc khi sét đánh trƣ̣c tiế p vào
nhƣ̃ng đƣờng dây dich
̣ vu ̣ kế t nố i đế n cấ u trúc.
HVTH: Phan Chí Thạch
7
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh
5. Những thành phần rủi ro cho cấu trúc do sét đánh gần những đường dây dịch vụ
kế t nố i với cấ u trúc
RZ: thành phần rủi ro liên quan tới sự cố những hệ thống bên trong bởi quá áp
cảm ứng trên đƣờng dây truyền vào cấu trúckhi sét đánh gầ n nhƣ̃ng đƣờng dây dich
̣ vu ̣
kế t nố i với cấ u trúc.
2.2.4. Tổ ng hơ ̣p nhƣ̃ng thành phầ n rủi ro:
Nhƣ̃ng thành phầ n rủi ro đƣơ ̣c xem xét cho mỗi da ̣ng tổ n thấ t cho cấ u trúc đƣơ ̣c
tổ ng hơ ̣p nhƣ sau:
R1: rủi ro tổn thất về cuộc số ng con ngƣời.
R1 = RA1+RB1+RC11)+RM11)+RU1+RV1+RW11)+RZ11)
1)
(2.1)
Cho nhƣ̃ng cấ u trúc với rủi ro phát nổ , hay bê ̣nh viê ̣n với nhƣ̃ng thiế t bi ̣điê ̣n ,
điê ̣n tƣ̉ dùng để duy trì sƣ̣ số ng cho bê ̣nh nhân hay nhƣ̃ng cấ u trúc khác mà khi
xảy ra
nhƣ̃ng sƣ̣ cố trong hê ̣ thố ng bên trong ngay lâ ̣p tƣ́c có thể gây nguy hiể m đế n tính
mạng con ngƣời.
R2: rủi ro tổn thất về dịch vụ công cộng.
R2 = RB2 + RC2 + RM2 + RV2 + RW2 + RZ2
(2.2)
R3: rủi ro tổn thất về di sản văn hóa.
R3 = RB3+ RV3
(2.3)
R4: rủi ro tổn thất về giá trị kinh tế.
R4 = RA42) + RB4 + RC4 + RM4 + RU42) + RV4 + RW4 + RZ4
2)
(2.4)
Cho nhƣ̃ng tài sản, nhƣ̃ng khu nơi mà nhƣ̃ng vâ ̣t nuôi có thể bi ̣thiê ̣t ha ̣i.
Nhƣ̃ng thành phầ n rủi ro tƣơng ƣ́ng với mỗi da ̣ng thiê ̣t ha ̣i đƣơ ̣c tổ ng hơ ̣p nhƣ trong
Bảng 2.2.
HVTH: Phan Chí Thạch
8
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Bảng 2.2. Nhƣ̃ng thành phầ n rủi ro tƣơng ƣ́ng với mỗi da ̣ng thiêṭ ha ̣i.
Nguồ n thiêṭ
hại
Thành phần rủi
ro
Rủi ro cho mỗi
dạng tổn thất
Sét đánh vào
cấ u trúc
S1
Sét đánh
gầ n cấ u trúc
S2
Sét đánh vào đƣờng
dây dich
̣ vu ̣ kế t nố i
đến cấu trúc
S3
Sét đánh gần
đƣờng dây dich
̣ vu ̣
kế t nố i đế n cấ u trúc
S4
RA
RB
RC
RM
RU
RV
RW
RZ
*
*
* (a)
* (a)
*
*
*(a)
*(a)
R2
*
*
*
*
*
*
R3
*
*
*
R1
R4
*(b)
*
*
*
*(b)
*
*
Cho nhƣ̃ng cấ u trúc với rủi ro phát nổ , hay bê ̣nh viê ̣n với nhƣ̃ng sƣ̣ cố hê ̣ thố ng bên trong ngay lâ ̣p tƣ́c có
thể gây nguy hiể m đế n tin
́ h ma ̣ng con ngƣời.
(b)
Cho nhƣ̃ng tài sản, nhƣ̃ng nơi mà nhƣ̃ng vâ ̣t nuôi có thể bi ̣thiê ̣t ha ̣i.
(a)
2.2.5. Đánh giá rủi ro
1. Qui trình cơ bản
Qui triǹ h cơ bản để đánh giá rủi ro nhƣ sau:
-
Xác định cấu trúc cần bảo vệ và những đặc điểm của nó .
-
Xác định tất cả những dạng tổn thất trong cấu trúc và những rủi ro tƣơng
ứng
liên quan (tƣ̀ R1 đến R4).
-
Đánh giá rủi ro cho mỗi da ̣ng tổ n thấ t tƣ̀ R1 đến R4.
-
Đánh giá sƣ̣ cầ n thiế t bảo vê ̣ bằ ng cách so sánh các giá trị rủi ro R với giá tri ̣rủi
ro chấ p nhâ ̣n đƣơ ̣c RT.
2. Những yế u tố của cấ u trúc cầ n xem xét khi đánh giá rủi ro
Nhƣ̃ng yế u tố của cấ u trúc cầ n đƣơ ̣c xem xét bao gồ m :
-
Chính cấu trúc đó.
-
Nhƣ̃ng thiế t bi ̣lắ p đă ̣t bên trong cấ u trúc.
HVTH: Phan Chí Thạch
9
