Đồ án Hệ thống điện Tran van cuong

TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
===================

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Trần Văn Cƣờng
Lớp
: Đ5H2
Tên đề tài:

Hệ: Đại học

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP
220kV HẢI DƢƠNG PHÍA 220kV
I. SỐ LIỆU BAN ĐẦU:
 Trạm biến áp: Bản vẽ sơ đồ mặt bằng và kích thƣớc của trạm.
 Điện trở suất của đất: đ  95 m
 Đƣờng dây:
Phía 220 kV có: 3 mạch đƣờng dây, 2 mạch dự phòng
Dây dẫn:
+ Phía 220kV: ACSR-400/64
Dây chống sét: C-70
 Số ngày sét: 100 ngày/năm
 Chiều dài khoảng vƣợt của đƣờng dây 220 kV: 250 m
 Khi tính nối đất: Rc = 10 Ω
 Khi tính chống sét cho đƣờng dây 220 kV, tính cho các trƣờng hợp: Rc = 10 Ω
II. NỘI DUNG TÍNH TOÁN:

Phần I: Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 220kV.
Chƣơng I: Hiện tƣợng dông sét và ảnh hƣởng của nó đến hệ thống điện Việt Nam.
Chƣơng II: Tính toán bảo vệ sét đánh trực tiếp cho toàn trạm.
Chƣơng III: Tính toán hệ thống nối đất cho toàn trạm.
Chƣơng IV: Bảo vệ chống sét cho đƣờng dây tải điện 220kV.
Phần II: Chuyên đề tính toán sóng truyền từ đƣờng dây tải điện 220 kV vào trạm biến áp.
III. CÁC BẢN VẼ: 6-8 bản vẽ A0
1. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét, các phƣơng án bảo vệ chống sét đánh trực tiếp.
2. Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét.
3. Các kết quả tính toán nối đất an toàn và nối đất chống sét cho trạm biến áp.
4. Phƣơng pháp và kết quả tính toán chỉ tiêu bảo vệ chống sét cho đƣờng dây tải điện.
5. Các kết quả tính toán bảo vệ trạm biến áp chống sóng truyền.
6. ………………………………..
Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:
Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
Ngày
tháng
năm
TRƢỞNG KHOA
Người hướng dẫn

TS. Trần Thanh Sơn

THs.Phạm Thị Thanh Đam


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

LỜI NÓI ĐẦU
Đất nƣớc ta đang bƣớc vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, ngành điện giữ
một vai trò rất quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế của đất nƣớc. Trong cuộc
sống hiện đại, điện năng rất cần cho cuộc sống sinh hoạt và phục vụ sản suất.
Nền kinh tế càng phát triển thì nhu cầu điện năng càng tăng lên. Nhiệm vụ đặt ra
cho ngành điện là phải đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng đó. Vì vậy việc xây dựng và
mở rộng thêm các nhà máy điện, các trạm biến áp và các đƣờng dây tải điện là không
thể thiếu với mỗi quốc gia. Để đảm bảo cho việc cung cấp điện thƣờng xuyên và liên
tục cho các phụ tải điện ta phải tìm ra các biện pháp, các phƣơng pháp hữu hiệu để bảo
vệ cho các đƣờng dây tải điện và các thiết bị trong trạm điện .v.v. Trong đó, việc tính
toán bảo vệ chống sét cho các nhà máy điện, trạm điện và đƣờng dây tải điện là một
việc làm hết sức cần thiết vì sét là một hiện tƣợng đặc biệt của thiên nhiên có thể gây
ra nguy hiểm tới tính mạng của con ngƣời và thiệt hại do sét gây ra cho ngành điện là
rất lớn.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, cùng với những kiến thức chuyên ngành đã đƣợc
học, em đã đƣợc giao thực hiện Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp với nhiệm vụ:
“Thiết kế bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 220kV Hải Dương phía 220kV”. Đồ án tốt
nghiệp gồm có hai phần:
Phần I: Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 220kV Hải Dƣơng phía
220kV.
Phần II: Chuyên đề tính toán sóng truyền từ đƣờng dây 220kV vào trạm.
Trong thời gian thực hiện đồ án, với sự lỗ lực của bản thân và đƣợc sự giúp đỡ
tận tình của các thầy cô giáo, đặc biệt là cô giáo Ths. Phạm Thị Thanh Đam đến nay
em đã hoàn thành bản đồ án này. Em rất mong nhận đƣợc sự đánh giá nhận xét góp
ý của các thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 05 tháng 01 năm 2015
Sinh viên
Trần Văn Cƣờng

Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

NHẬN XÉT
(Của giáo viên hƣớng dẫn)
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

NHẬN XÉT
(Của giáo viên phản biện)
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ
MỤC LỤC

BIỂU BẢNG
BIỂU HÌNH
PHẦN I
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP 220kV HẢI
DƢƠNG PHÍA 220kV ....................................................................................................... 1
CHƢƠNG I
HIỆN TƢỢNG DÔNG SÉT VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ ĐẾN HỆ THỐNG ĐIỆN
VIỆT NAM ........................................................................................................................ 2
1.1 Hiện tƣợng dông sét .................................................................................................. 2
1.1.1 Giải thích hiện
tƣợng………...…………………………………………………………………………….2
1.1.2 Tình hình dông sét ở Việt Nam ....................................................................... 4
1.2 Ảnh hƣởng của dông sét đến hệ thống điện .............................................................. 7
1.3 Vấn đề chống sét ....................................................................................................... 8
CHƢƠNG II
TÍNH TOÁN BẢO VỆ SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO TOÀN TRẠM…………………9
2.1 Khái niệm chung…………………………………………………………………….9
2.2 Các yêu cầu kĩ thuật khi tính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp………………...9
2.3 Lý thuyết để tính chiều cao cột và phạm vi bảo vệ………………………………...10
2.3.1 Tính toán chiều cao cột thu lôi………………………………………………10
2.3.2 Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi………………………………………….11
2.3.3 Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột thu lôi……………………………….12
2.4 Phƣơng án bố trí cột thu lôi………………………………………………………16
2.4.1 Phƣơng án 1…………………………………………………………….….18
Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

2.4.2 Phƣơng án 2………………………………………………………………..24
2.5 Chọn phƣơng án tối ƣu ..........................................................................................30
CHƢƠNG III
TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP……………………………………....31
3.1 Khái niệm chung ...................................................................................................31
3.2 Các yêu cầu kĩ thuật đối với hệ thống nối đất .......................................................32
3.2.1 Trị số cho phép của điện trở nối đất ............................................................32
3.2.2 Hệ số mùa ....................................................................................................33
3.3 Trình tự tính toán ...................................................................................................34
3.3.1 Nối đất tự nhiên ...........................................................................................34
3.3.2 Nối đất nhân tạo ..........................................................................................35
3.3.3 Nối đất chống sét .........................................................................................37

CHƢƠNG IV
BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƢỜNG DÂY TẢI ĐIỆN……………………………..49
4.1 Khái niệm và yêu cầu chung đối với bảo vệ chống sét đƣờng dây .......................49
4.2 Lý thuyết tính toán ................................................................................................49
4.2.1 Phạm vi bảo vệ của dây chống sét ..............................................................49
4.2.2 Tính toán chung về chỉ tiêu chống sét .........................................................51
4.3 Tính toán bảo vệ chống sét cho đƣờng dây 220kV ...............................................53
4.3.1 Các tham số tính toán ..................................................................................53
4.3.2 Xác định tổng số sét đánh vào đƣờng dây hằng năm ...................................57
4.3.3 Tính suất cắt đƣờng dây do sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn 58
4.3.4 Tính suất cắt đƣờng dây khi sét đánh vào khoảng vƣợt ...............................59
Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

4.3.5 Tính suất cắt đƣờng dây do sét đánh vào đỉnh cột và lân cận đỉnh cột ........65
4.3.6 Chỉ tiêu chống sét của đƣờng dây tải điện……………………………………….78

PHẦN II
CHUYÊN ĐỀ TÍNH TOÁN SÓNG TRUYỀN TỪ ĐƢỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 220kV
VÀO TRẠM BIẾN ÁP ..................................................................................................80
A Lý thuyết chung..........................................................................................................81
1. Quy tắc Petersen ......................................................................................................83
2. Quy tắc sóng đẳng trị ..............................................................................................84
3. Xác định điện áp trên điện dung .............................................................................85
4. Xác định điện áp và dòng điện trên chống sét van..................................................86
B. Trình tự tính toán .......................................................................................................90
1. Sơ đồ tính toán quá trình truyền sóng trong trạm biến áp .......................................90
2. Tính sóng truyền trong trạm biến áp .......................................................................93
C. Kết luận ...................................................................................................................101
PHỤ LỤC .....................................................................................................................103
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................117

Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

BIỂU BẢNG

Bảng 1.1 Thông số dông sét của một số vùng .............................................................. 5
Bảng 1.2 Số ngày dông sét trong các tháng ở một số vùng .......................................... 5
Bảng 1.3 Tình hình sự cố lƣới điện miền Bắc từ năm 1987 – 2009 ............................. 7
Bảng 2.1 Chiều cao hiệu dụng của các nhóm cột phía 220kV phƣơng án 1 .............. 20
Bảng 2.2 Phạm vi bảo vệ của các cặp cột phƣơng án 1 .............................................. 22
Bảng 2.3 Phạm vi bảo vệ của các cặp cột phƣơng án 2 .............................................. 28
Bảng 3.1 Bảng hệ số kmùa ............................................................................................ 33
Bảng 3.2 Bảng quan hệ giữa k và tỉ lệ l1/l2 ................................................................. 36
ds

1 
Bảng 3.3 Bảng kết quả của chuỗi 2 .e Tk .................................................................. 41
k

Bảng 3.4 Hệ số sử dụng của thanh khi nối cọc theo dãy ............................................ 44
Bảng 3.5 Kết quả tính toán các giá trị Bk ................................................................... 46
Bảng 4.1 Xác suất hình thành hồ quang   f(Elv ) ..................................................... 52
Bảng 4.2 Đặc tính V-S của chuỗi sứ ........................................................................... 62
Bảng 4.3 Giá trị U cd (a, t) tác dụng lên chuỗi sứ ......................................................... 62
Bảng 4.4 Các cặp thông số (a i , t i ) ............................................................................... 63
Bảng 4.5 Kết quả tính toán xác suất phóng điện......................................................... 64
Bảng 4.6 Kết quả tính giá trị U cd (a i , t i ) khi sét đánh vào đỉnh cột .............................. 76
Bảng 4.7 Kết quả tính xác suất phóng điện ................................................................ 77
Bảng 4.8 Kết quả tính toán suất cắt tổng do sét đánh vào đƣờng dây ........................ 79
Bảng 4.9 Tính toán chỉ tiêu chống sét đƣờng dây ..................................................... 79
Bảng 5.1 Giá trị điện dung của các phần tử thay thế .................................................. 92

Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ
BIỂU HÌNH

Hình 1.1 Các giai đoạn phát triển của phóng điện sét .................................................. 3
Hình 2.1 Phạm vi bảo vệ cho một cột thu lôi.............................................................. 11
Hình 2.2 Phạm vi bảo vệ cho một cột thu lôi(đƣờng sinh gấp khúc) ......................... 12
Hình 2.3 Phạm vi bảo vệ của hai cột thu lôi có độ cao bằng nhau ............................. 13
Hình 2.4 Phạm vi bảo vệ của hai cột thu lôi có độ cao khác nhau ............................. 14
Hình 2.5 Phạm vi bảo vệ của nhóm 3 và 4 cột thu lôi có độ cao bằng nhau .............. 14
Hình 2.6 Mặt bằng trạm và sơ đồ bố trí thiết bị trạm 220kV Hải Dƣơng .................. 17
Hình 2.7 Sơ đồ bố trí các cột thu sét phƣơng án 1 ..................................................... 19
Hình 2.8 Phạm vi bảo vệ của các cột thu sét phƣơng án 1 ......................................... 23
Hình 2.9 Sơ đồ bố trí các cột thu sét phƣơng án 2 ...................................................... 25
Hình 2.10 Phạm vi bảo vệ của các cặp cột phƣơng án 2 .......................................... `29
Hình 3.1 Sơ đồ nối đất nhân tạo mạch vòng ............................................................... 35
Hình 3.2 Đồ thị hệ số hình dáng ................................................................................ 37
Hình 3.3 Sơ đồ đẳng trị của hệ thống nối đất ............................................................. 38
Hinh 3.4 Sơ đồ đẳng trị rút gọn .................................................................................. 38
Hình 3.5 Hình thức nối đất bổ sung ............................................................................ 43
Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ T  f(n) ....................................................... 44
Hình 3.7 Đồ thị xác định nghiệm của phƣơng trinh tgX k  0,0764X k ..................... 46
Hình 3.8 Sơ đồ nối đất tổng thể trạm biến áp ............................................................. 48
Hình 4.1 Phạm vi bảo vệ của một dây chống sét ........................................................ 50
Hình 4.2 Phạm vi bảo vệ của 2 dây chống sét ở cùng một độ cao ............................. 50
Hình 4.3 Góc bảo vệ của dây thu sét .......................................................................... 51
Hình 4.4 Kết cấu cột 220kV ....................................................................................... 54

Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ   f(Elv ) ....................................................... 59
Hình 4.6 Sét đánh vào khoảng vƣợt ............................................................................ 59
Hình 4.7 Đồ thị U cd (a, t) ............................................................................................. 63
Hình 4.8 Đƣờng cong nguy hiểm................................................................................ 64
Hình 4.9 Sét đánh vào đỉnh cột hoặc lân cận đỉnh cột ................................................ 65
Hình 4.10 Sơ đồ thay thế mạch khi chƣa có sóng phản xạ ......................................... 68
Hình 4.11 Sơ đồ thay thế mạch khi có sóng phản xạ .................................................. 69
Hình 4.12 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ U cd (t)  f(a, t) .............................................. 77
Hình 4.13 Đƣờng cong nguy hiểm khi sét đánh vào đỉnh cột .................................... 78
Hình 5.1 Sơ đồ truyền sóng giữa hai nút ................................................................... 82
Hình 5.2 Sơ đồ thay thế Petersen ................................................................................ 83
Hình 5.3 Sơ đồ nút có nhiều đƣờng dây nối vào ........................................................ 84
Hình 5.4 Sơ đô thay thế Petersen xác định điện áp trên điện dung ............................ 85
Hình 5.5 Đặc tính V – A của chống sét van................................................................ 86
Hình 5.6 Sơ đồ thay thế Petersen cho chống sét van .................................................. 87
Hình 5.7 Đồ thị xác định U(t), I(t) của chống sét van từ đặc tính V – A ................... 89
Hình 5.8 Sơ đồ nguyên lý trạng thái nguy hiểm nhất ................................................. 90
Hình 5.9 Sơ đồ thay thế trạng thái nguy hiểm nhất .................................................... 91
Hình 5.10 Sơ đồ thay thế rút gọn trạng thái nguy hiểm nhất ...................................... 91
Hình 5.11 Quy tắc phân bố cực................................................................................... 93
Hình 5.12 Sơ đồ Petersen tai nút 1 .............................................................................. 94
Hình 5.13 Sơ đồ Petersen tai nút 2.............................................................................. 96
Hình 5.14 Sơ đồ Petersen tại nút 3.............................................................................. 98

Hình 5.15 Sơ đồ Petersen tại nút 4.............................................................................. 98
Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

Hình 5.16 Điện áp trên cách điện chuỗi sứ khi có sóng truyền vào trạm ................. 100
Hình5.17 Điện áp trên cách điện máy biến áp khi có sóng truyền vào trạm ............ 100
Hình5.18: Dòng diện đi qua chống sét van khi có sóng truyền vào trạm ................. 101

Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

PHẦN I
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG
SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP 220kV HẢI
DƢƠNG PHÍA 220kV

Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Trang 1


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

CHƢƠNG I
HIỆN TƢỢNG DÔNG SÉT VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ ĐẾN HỆ
THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lƣợng bao gồm nhà máy điện,
đƣờng dây, trạm biến áp và các hộ tiêu thụ điện. Trong đó trạm biến áp, đƣờng dây là
các phần tử có số lƣợng lớn và khá quan trọng. Trong quá trình vận hành các phần tử
này chịu ảnh hƣởng rất nhiều sự tác động của thiên nhiên nhƣ: mƣa, gió, bão và đặc
biệt nguy hiểm khi bị ảnh hƣởng của sét. Khi có sự cố sét đánh vào trạm biến áp hoặc
đƣờng dây sẽ gây hƣ hỏng cho các thiết bị trong trạm dẫn tới việc gián đoạn cung cấp
điện và gây thiệt hại lớn tới nền kinh tế.
Để nâng cao mức độ tin cậy cung cấp điện, giảm thiểu chi phí thiệt hại và nâng
cao độ an toàn khi vận hành chúng ta phải tính toán và bố trí bảo vệ chống sét cho hệ
thống điện.
1.1 Hiện tƣợng dông sét
1.1.1 Giải thích hiện tƣợng
Dông là hiện tƣợng thời tiết của tự nhiên kèm theo sấm, chớp xảy ra. Cơn dông
đƣợc hình thành khi có khối khí nóng ẩm chuyển động thẳng. Cơn dông có thể kéo dài
từ 30 phút đến 12 tiếng và có thể trải rộng từ vài chục đến vài trăm km.
Trong giai đoạn đầu phát triển của cơn dông, khối không khí nóng ẩm chuyển
động thẳng đứng trong đám mây. Sự phân bố điện tích trong mây dông khá phức tạp.

Khảo sát thực nghiệm cho thấy, thông thƣờng mây dông có kết cấu nhƣ sau: vùng điện
tích âm chính nằm ở khu vực độ cao 6 km, vùng điện tích dƣơng ở phần trên đám mây ở
độ cao 8-12km và một khối điện tích dƣơng nhỏ phía dƣới chân mây. Khi các vùng
điện tích đủ mạnh sẽ xảy ra phóng điện sét.
Quá trình phóng điện sét có thể là phóng điện giữa các đám mây với nhau hoặc
giữa đám mây với đất, hiện tƣợng phóng điện từ đám mây mang điện tích âm sang
đám mây mang điện tích dƣơng. Quá trình phóng điện sét mây – mây sẽ dừng khi hai
đám mây trung hòa hết điện tích.
Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Trang 2


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

Khoảng 80% số trƣờng hợp phóng điện sét mây – đất thì các đám mây đều tích
điện âm.
Khi các đám mây đƣợc tích điện với mật độ điện tích lớn, có thể tạo ra cƣờng độ
điện trƣờng lớn sẽ hình thành dòng phát triển về phía mặt đất. Giai đoạn này là giai
đoạn phóng điện tiên đạo. Tia tiên đạo là môi trƣờng Plasma có điện tích lớn. Tốc độ
di chuyển trung bình của tia tiên đạo ở lần phóng đầu tiên khoảng 1,5.107 cm/s. Ở các
lần phóng điện tiếp theo sẽ nhanh hơn có thể đạt tới 20.108 cm/s, trung bình mỗi đợt
sét có khoảng 3 lần phóng điện liên tiếp bởi trong đám mây có thể hình thành nhiều
trung tâm điện tích. Dƣới mặt đất do hiệu ứng bề mặt mà tập trung nhiều điện tích
dƣơng. Nếu điện tích ở dƣới mặt đất đồng đều (điện trở suất tại mọi điểm đều nhƣ
nhau) thì tia tiên đạo phát triển theo hƣớng vuông góc với mặt đất. Nếu điện trở suất ở
các vị trí khác nhau thì điện tích dƣơng tập trung ở những nơi có điện trở suất nhỏ và
đây cũng là mục tiêu của tia tiên đạo, đó cũng là tính chọn lọc của phóng điện sét.

Hình 1.1 Các giai đoạn phát triển của phóng điện sét
Tia tiên đạo càng gần mặt đất thì cƣờng độ điện trƣờng càng lớn, quá trình ion
hóa càng mãnh liệt tạo nên nhiều thác điện tử và có thể có dòng phóng điện ngƣợc từ
Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Trang 3


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

mặt đất lên với tốc độ 1,5.109 – 1,5.1010 cm/s. Trong giai đoạn này điện tích của mây
sẽ theo dòng Plasma xuống đất tạo nên dòng ở nơi sét đánh. Nhƣ vậy quá trình phóng
điện chuyển từ phóng điện tiên đạo sang phóng điện ngƣợc và dòng điện tích dƣơng sẽ
giảm dần điện thế đám mây tới trị số 0 và lúc này quá trình phóng điện kết thúc.
1.1.2 Tình hình dông sét ở Việt Nam
Việt Nam là một trong những nƣớc khí hậu nhiệt đới, có cƣờng độ dông sét khá
mạnh. Theo tài liệu thống kê cho thấy trên mỗi miền đất nƣớc Việt Nam có một đặc
điểm và mùa dông sét khác nhau:
Ở miền Bắc mùa dông sét tập trung trong khoảng từ tháng 5 đến tháng 9, số ngày
dông dao động từ 70-110 ngày trong một năm và số lần dông từ 150-300 lần, nhƣ
vậy trung bình một ngày có thể xảy ra từ 2-3 cơn dông. Vùng dông sét nhiều nhất ở
miền Bắc là Móng Cái. Tại đây hàng năm có từ 250-300 lần dông tập trung trong
khoảng 100-110 ngày. Tháng nhiều dông sét nhất là các tháng 7, tháng 8. Một số
vùng có địa hình thuận lợi thƣờng là khu vực chuyển tiếp giữa vùng núi và vùng
đồng bằng, số trƣờng hợp dông sét cũng lên tới 200 lần, số ngày dông sét lên đến 100
ngày trong một năm. Các vùng còn lại có từ 150-200 cơn dông mỗi năm, tập
trung trong khoảng 90-100 ngày.

Vùng phía Bắc duyên hải Trung Bộ là khu vực tƣơng đối nhiều dông sét trong
tháng 4, từ tháng 5 đến tháng 8 số ngày dông khoảng 10 ngày/tháng, tháng nhiều dông
sét nhất (tháng 5) quan sát đƣợc 12-15 ngày (Đà Nẵng 14 ngày/tháng, Bồng Sơn 16
ngày/tháng...), những tháng đầu mùa (tháng 4) và tháng cuối mùa (tháng 10) dông sét
còn ít, mỗi tháng chỉ gặp từ 2-5 ngày dông sét.
Phía Nam duyên hải Trung Bộ (từ Bình Định trở vào) là khu vực ít dông sét nhất,
thƣờng chỉ có trong tháng 5, số ngày dông sét khoảng 10 ngày/tháng nhƣ Tuy Hoà 10
ngày/tháng, Nha Trang 8 ngày/tháng, Phan Thiết 13 ngày/tháng.
Ở miền Nam, khu vực nhiều dông sét nhất là ở đồng bằng Nam Bộ từ 120-140
ngày/năm, nhƣ ở thành phố Hồ Chí Minh 138 ngày/năm, Hà Tiên 129 ngày/năm.
Mùa dông sét ở miền Nam dài hơn mùa dông sét ở miền Bắc đó là từ tháng 4 đến
tháng 11 trừ tháng đầu mùa (tháng 4) và tháng cuối mùa (tháng 11) có số ngày
dông sét đều quan sát đƣợc trung bình có từ 15-20 ngày/tháng, tháng 5 là tháng
Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Trang 4


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

nhiều dông sét nhất trung bình gặp trên 20 ngày dông/tháng nhƣ ở thành phố Hồ Chí
Minh 22 ngày, Hà Tiên 23 ngày.
Ở khu vực Tây Nguyên, mùa dông sét ngắn hơn và số lần dông sét cũng ít
hơn, tháng nhiều dông sét nhất là tháng 5 cũng chỉ quan sát đƣợc khoảng 15 ngày
dông ở Bắc Tây Nguyên, 10-12 ngày ở Nam Tây Nguyên, KonTum 14 ngày, Đà
Lạt 10 ngày, Plêiku 17 ngày.
Bảng 1.1 Thông số dông sét của một số vùng
Số ngày dông

trung bình

Số giờ dông
trung bình

( ngày/năm)

( giờ/năm)

61,6

Mật độ sét
trung bình

Tháng
nhiều dông
sét nhất

219,1

6,33

7

44

95,2

3,55

5; 8

Cao nguyên miền Trung

47,6

126,21

3,31

5; 8

Đồng bằng ven biển Nam Bộ

81,1

215,6

6,47

8

Đồng bằng miền Nam

60,1

89,32

5,17

5; 9

Vùng

Miền núi trung du Bắc Bộ
Ven biển miền Trung

Bảng 1.2 Số ngày dông sét trong các tháng ở một số vùng
Tháng
Địa điểm

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Cả
năm

PHÍA BẮC
Cao Bằng

0,2 0,6 4,2 5,9

12

17

20

19

10

11

0,5 0,0

94

Bắc Cạn

0,1 0,3 3,0 7,0

12

18

20

21

10

2,8 0,2 0,1

97

Lạng Sơn

0,2 0,4 2,6 6,9

12

14

18

21

10

2,8 0,1 0,0

90

Móng Cái

0,0 0,4 3,9 6,6

14

19

24

24

13

4,2 0,2 0,0

112

Hồng Gai

0,1 0,0 1,7 1,3

10

15

16

20

15

2,2 0,2 0,0

87

Hà Giang

0,1 0,6 5,1 8,4

15

17

22

20

9,2 2,8 0,9 0,0

102

SaPa

0,6 2,6 6,6

13

15

16

18

7,3 3,0 0,9 0,3

97

12

Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Trang 5


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

Lào Cai

0,4 1,8 7,0

10

12

13

17

19

8,1 2,5 0,7 0,0

93

Yên Bái

0,2 0,6 4,1 9,1

15

17

21

20

11

4,2 0,2 0,0

104

Tuyên Quang

0,2 0,0 4,0 9,2

15

17

22

21

11

4,2 0,5 0,0

106

Phú Thọ

0,0 0,6 4,2 9,4

16

17

22

21

11

3,4 0,5 0,0

107

Thái Nguyên

0,0 0,3 3,0 7,7

13

17

17

22

12

3,3 0,1 0,0

97

Hà Nội

0,0 0,3 2,9 7,9

16

16

20

20

11

3,1 0,6 0,9

99

Hải Phòng

0,0 0,1 7,0 7,0

13

19

21

23

17

4,4 1,0 0,0

111

Ninh Bình

0,0 0,4 8,4 8,4

16

21

20

21

14

5,0 0,7 0,0

112

Lai Châu

0,4 1,8

13

12

15

16

14

14

5,8 3,4 1,9 0,3

93

Điện Biên

0,2 2,7

12

12

17

21

17

18

8,3 5,3 1,1 0,0

112

Sơn La

0,0 1,0

14

14

16

18

15

16

6,2 6,2 1,0 0,2

99

Nghĩa Lộ

0,2 0,5 9,2 9,2

14

15

19

18

10

5,2 0,0 0,0

99

Thanh Hoá

0,0 0,2 7,3 7,3

16

16

18

18

13

3,3 0,7 0,0

100

Vinh

0,0 0,5 6,9 6,9

17

13

13

19

15

5,6 0,2 0,0

95

Con Cuông

0,0 0,2

13

17

14

13

20

14

5,2 0,2 0,0

103

Đồng Hới

0,0 0,3 6,3 6,3

15

7,7 9,6 9,6

11

5,3 0,3 0,0

70

Cửa Tùng

0,0 0,2 7,8 7,8

18

10

12

5,3 0,3 0,0

85

13

12

12

PHÍA NAM
Huế

0,0 0,2 1,9 4,9

10

6,2 5,3 5,1 4,8 2,3 0,3 0,0 41,8

Đà Nẵng

0,0 0,3 2,5 6,5

14

11

9,3

Quảng Ngãi

0,0 0,3 1,2 5,7

10

13

9,7 1,0 7,8 0,7 0,0 0,0 59,1

Quy Nhơn

0,0 0,3 0,6 3,6 8,6 5,3 5,1 7,3 9,6 3,3 0,6 0,0 43,3

Nha Trang

0,0 0,1 0,6 3,2 8,2 5,2 4,6 5,8 8,5 2,3 0,6 0,1 39,2

Phan Thiết

0,2 0,0 0,2 4,0

13

7,2 8,8 7,4 9,0 6,8 1,8 0,2 59,0

Kon Tum

0,2 1,2 6,8

14

8,0 3,4 0,2 8,0 4,0 1,2 0,0 58,2

10

Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

12

8,9 3,7 0,5 0,0 69,5

Trang 6


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

Plêiku

0,3 1,7 5,7

12

16

9,7 7,7 8,7

Đà Lạt

0,6 1,6 3,2 6,8

10

8,0 6,3 4,2 6,7 3,8 0,8 0,1 52,1

Blao

1,8 3,4

11

13

10

5,2 3,4 2,8 7,2 7,0 4,0 0,0 70,2

Sài Gòn

1,4 1,0 2,5

10

22

19

17

16

19

15

2,4

138

Sóc Trăng

0,2 0,0 0,7 7,0

19

16

14

15

13

1,5 4,7 0,7

104

Hà Tiên

2,7 1,3

23

9,7 7,4 9,0 9,7

15

128

10

20

17

9,0 2,0 0,1 90,7

11

15

4,3

Từ bảng trên ta thấy Việt Nam là nƣớc phải chịu nhiều ảnh hƣởng của dông sét, đây là
điều bất lợi cho hệ thống điện, đòi hỏi ngành điện phải đầu tƣ tốt vào các thiết bị chống
sét, đồng thời phải chú trọng khi tính toán thiết kế các công trình điện để hệ thống điện
vận hành kinh tế, hiệu quả, đảm bảo cung cấp điện liên tục và tin cậy
1.2 Ảnh hƣởng của dông sét đến hệ thống điện
Khi có sét, biên độ dòng sét có thể đạt tới hàng trăm kA, đây là nguồn sinh nhiệt
vô cùng lớn khi dòng điện sét đi qua. Thực tế đã có dây tiếp địa do phần nối đất không
tốt, khi bị dòng điện sét tác dụng đã bị nóng chảy và đứt, thậm chí có cách điện bằng
sứ khi bị dòng điện sét tác dụng đã bị vỡ và chảy ra nhƣ nhũ thạch. Phóng điện sét còn
kèm theo việc di chuyển trong không gian lƣợng điện tích lớn, do đó tạo ra điện từ

trƣờng rất mạnh, đây là nguồn gây nhiễu loạn vô tuyến và các thiết bị điện tử, ảnh
hƣởng của nó rất rộng, ở cả những nơi cách xa hàng trăm km.
Bảng 1.3 Tình hình sự cố lưới điện miền Bắc từ năm 1987-2009

Loại sự cố năm

Dƣới 220kV

Đƣờng dây Phả Lại-Hà Đông

Tổng số

Vĩnh cửu

Tổng số

Vĩnh cửu

1987

2

1

2

1

1

1989

2

5

5

2

1

1996

24

3

6

2

1

2000

25

4

2

1

1

2004

30

2

3

1

1

2009

19

4

4

4

3

Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Do sét

Trang 7


Đồ án tốt nghiệp
Tổng số

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ
106

16

22

11

8

Khi sét đánh thẳng vào đƣờng dây hoặc xuống mặt đất gần khu vực đƣờng dây
có đi qua sẽ sinh ra sóng điện từ truyền theo dọc đƣờng dây, gây nên quá điện áp tác
dụng lên cách điện của đƣờng dây. Khi cách điện của đƣờng dây bị phá hỏng sẽ gây
nên ngắn mạch pha-đất hoặc ngắn mạch pha-pha buộc các thiết bị bảo vệ đầu đƣờng
dây phải làm việc. Với những đƣờng dây truyền tải công suất lớn, khi máy cắt
cắt có thể gây mất ổn định cho hệ thống, nếu hệ thống tự động ở các nhà máy điện làm
việc không nhanh có thể dẫn đến rã lƣới. Sóng sét còn có thể truyền từ đƣờng dây vào
trạm biến áp hoặc sét đánh thẳng vào trạm biến áp đều gây nên phóng điện trên cách
điện của trạm biến áp, điều này rất nguy hiểm vì nó tƣơng đƣơng với việc ngắn mạch

trên thanh góp và dẫn đến sự cố trầm trọng. Mặt khác, khi có phóng điện sét vào trạm
biến áp, nếu chống sét van ở đầu cực máy biến áp làm việc không hiệu quả thì cách
điện của máy biến áp bị chọc thủng gây thiệt hại vô cùng lớn.
Trong tổng số sự cố vĩnh cửu của đƣờng dây 220kV Phả Lại - Hà Đông nguyên
nhân do sét là 8/11 chiếm 72%. Vì đƣờng dây Phả Lại-Hà Đông là đƣờng dây quan
trọng của miền Bắc nên lấy kết quả trên làm kết quả chung cho sự cố lƣới điện toàn
miền Bắc.
Qua đó ta thấy rằng sự cố do sét gây ra rất lớn, nó chiếm chủ yếu trong sự cố lƣới
điện, vì vậy dông sét là mối nguy hiểm lớn nhất đe doạ hoạt động của hệ thống điện.
1.3 Vấn đề chống sét
Ảnh hƣởng của sét là rất lớn tới các công trình xây dựng nói chung và các công
trình điện nói riêng. Do đó vấn đề chống sét cho các công trình là đặc biệt cần thiết và
quan trọng, nhằm hạn chế ảnh hƣởng do sét gây ra. Để làm đƣợc điều đó, ngƣời ta đặt
các cột thu sét cho các công trình để thu dòng sét xuống đất. Đối với các đƣờng dây tải
điện trên không, do khoảng cách đƣờng dây là rất lớn, trải dài trên nhiều vùng địa hình
nên ta sử dụng dây chống sét để chống sét cho đƣờng dây tải điện. Ngoài ra ta còn sử
dụng các thiết bị chống sét nhƣ chống sét van, chống sét ống... để hạn chế tác động của
dòng sét cho các thiết bị, tránh đƣợc các hậu quả nghiêm trọng có thể xảy ra.
Kết luận: Sau khi nghiên cứu tình hình dông sét ở Việt Nam và ảnh hƣởng của
Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Trang 8


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

dông sét tới hệ thống điện, ta thấy rằng việc tính toán chống sét cho đƣờng dây tải điện
và trạm biến áp là rất cần thiết. Vì vậy, việc đầu tƣ nghiên cứu chống sét đúng mức rất

quan trọng nhằm giảm thiểu thiệt hại do dông sét gây ra, nâng cao độ tin cậy cung cấp
điện trong vận hành hệ thống điện.

CHƢƠNG II:
TÍNH TOÁN BẢO VỆ SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO TOÀN TRẠM
2.1. Khái niệm chung
Đối với trạm biến áp 220kV thì với các thiết bị phân phối đặt ngoài trời, khi có sét
đánh trực tiếp vào trạm sẽ xảy ra những hậu quả nghiêm trọng, làm hƣ hỏng các thiết bị
điện, có thể phải ngừng cung cấp điện năng trong một thời gian dài làm ảnh hƣởng đến
sản xuất và gây ra những chi phí tốn kém cho ngành điện, ảnh hƣởng đến nền kinh tế
quốc dân. Do vậy, trạm biến áp thƣờng có yêu cầu bảo vệ khá cao.
Hệ thống thu sét phải gồm các dây tiếp địa để dẫn dòng sét từ kim thu sét vào hệ
thống nối đất. Để nâng cao tác dụng của hệ thống này thì trị số điện trở nối đất của bộ
phận thu sét phải nhỏ để tản dòng điện sét một cách nhanh nhất, đảm bảo sao cho khi
dòng điện sét đi qua thì điện áp trên bộ phận thu sét sẽ không đủ lớn để gây phóng điện
ngƣợc đến các thiết bị khác gần đó.
Ngoài ra khi thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm ta cần
phải quan tâm đến các chỉ tiêu kinh tế sao cho hợp lý và đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật
và mỹ thuật.
2.2. Các yêu cầu kĩ thuật khi tính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp
Tất cả các thiết bị cần bảo vệ phải đƣợc nằm gọn trong phạm vi bảo vệ an toàn của
hệ thống bảo vệ. Ở đây, hệ thống bảo vệ trạm 220 kV ta dùng hệ thống cột thu lôi, hệ
thống này có thể đặt ngay trên bản thân công trình hoặc độc lập tùy thuộc vào các yêu cầu
cụ thể.
Đặt hệ thống thu sét trên bản thân công trình sẽ tận dụng đƣợc độ cao của phạm vi
bảo vệ và sẽ giảm đƣợc độ cao của cột thu lôi. Nhƣng mức cách điện của trạm phải đảm
Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Trang 9

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

bảo an toàn trong điều kiện phóng điện ngƣợc từ hệ thống thu sét sang thiết bị, dòng điện
sét sẽ gây nên một điện áp giáng trên điện trở nối đất và trên một phần điện cảm của cột,
phần điện áp này khá lớn và có thể gây phóng điện ngƣợc từ hệ thống thu sét đến các
phần tử mang điện trong trạm khi mức cách điện không đủ lớn. Do đó điều kiện để đặt cột
thu lôi trên hệ thống các thanh xà của trạm là mức cách điện cao và trị số điện tản của bộ
phận nối đất nhỏ.
Đối với trạm biến áp có điện áp từ 110 kV trở lên có mức cách điện khá cao (cụ
thể khoảng cách giữa các thiết bị đủ lớn và độ dài chuỗi sứ lớn) do đó có thể đặt các cột
thu lôi trên các kết cấu của trạm và trên các kết cấu đó có đặt cột thu lôi phải đƣợc ngắn
nhất và sao cho dòng điện sét khuếch tán vào đất theo 3 đến 4 thanh cái của hệ thống nối
đất, mặt khác phải có nối đất bổ xung để cải thiện trị số điện trở nối đất.
Khâu yếu nhất trong trạm phân phối ngoài trời điện áp từ 110 kV trở lên là cuộn
dây máy biến áp, vì vậy khi dùng cột thu lôi để bảo vệ máy biến áp thì yêu cầu khoảng
cách giữa điểm nối vào hệ thống của cột thu lôi và điểm nối vào hệ thống nối đất của vỏ
máy biến áp là phải lớn hơn 15m theo đƣờng điện.
Tiết diện các dây dẫn dòng điện sét phải đủ lớn để đảm bảo tính ổn định nhiệt khi
có dòng điện sét chạy qua.
Đối với cấp điện áp 110 kV trở lên cần phải chú ý:
+ Ở nơi các kết cấu đó có đặt cột thu lôi vào hệ thống nối đất cần phải có nối đất bổ sung
(dùng nối đất bổ sung) nhằm đảm bảo điện trở khuyếch tán không đƣợc quá 4 (ứng với
tần số công nghiệp).
+ Khoảng cách trong không khí giữa kết cấu của trạm trên có đặt cột thu lôi và bộ phận
mang điện không đƣợc bé hơn độ dài chuỗi sứ.
Có thể nối cột thu lôi độc lập vào hệ thống nối đất của trạm phân phối cấp điện áp
110kV nếu nhƣ các yêu cầu trên đƣợc thực hiện. Khi dùng cột thu lôi độc lập thì cần phải

chú ý đến khoảng cách giữa cột thu lôi đến các bộ phận của trạm để tránh khả năng phóng
điện từ cột thu lôi đến các vật cần đƣợc bảo vệ.
Khi sử dụng cột đèn chiếu sáng làm giá đỡ cho cột thu lôi thì các dây dẫn điện phải
đƣợc cho vào ống chì và chôn trong đất. Có thể nối dây chống sét vào hệ thống nối đất
Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Trang 10


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

của trạm nếu nhƣ khoảng cách từ chỗ nối đất của điểm nối đất ấy đến điểm nối đất của
máy biến áp lớn hơn 15m.
2.3. Lý thuyết để tính chiều cao cột và phạm vi bảo vệ
2.3.1. Tính toán chiều cao cột thu lôi
Độ cao cột thu lôi:
h = hx + ha
Trong đó:

hx là độ cao của công trình cần bảo vệ
ha là độ cao tác dụng của cột thu lôi, đƣợc xác định theo từng

nhóm cột cụ thể
2.3.2. Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi
Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi có độ cao là h tính cho độ cao hx là một hình
chóp tròn xoay có đƣờng sinh đƣợc xác định nhƣ sau:
rx =

1, 6
(h - h x )
hx
1+
h

Hình 2.1. Phạm vi bảo vệ cho một cột thu lôi
Trong đó:

h: Chiều cao cột thu lôi.
hx: Chiều cao cần đƣợc bảo vệ.
(h - hx) = ha : Chiều cao hiệu dụng.

Trong tính toán, đƣờng sinh đƣợc đƣa về dạng đƣờng gãy khúc ABC đƣợc xác định
nhƣ sau:
Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Trang 11


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

Hình 2.2. Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi (đường sinh gấp khúc)
Trong đó:
- AB : đƣờng thẳng nối từ đỉnh cột đến điểm trên mặt đất cách xa chân cột
một khoảng là 0,75h.
- BC : là đƣờng thẳng nối 1 điểm có độ cao trên thân cột là 0,8h đến 1 điểm
trên mặt đất cách chân cột là 1,5h.

+ Nếu hx 

2
h
h thì rx = 1,5h(1- x ) = 1,5h – 1,875hx
0,8h
3

+ Nếu hx >

2
h
h thì rx = 0,75h(1- x ) = 0,75h – 0,75hx
h
3

Các công thức chỉ để sử dụng cho hệ thống thu sét có độ cao h < 30m. Khi
h  30m ta cần hiệu chỉnh các công thức đó theo hệ số p: p =

5,5
.
h

2.3.3. Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột thu lôi
2.3.3.1. Phạm vi bảo vệ của hai cột thu lôi
a. Hai cột thu lôi có độ cao bằng nhau
Xét 2 cột thu lôi có độ cao bằng nhau h1 = h2 = h, cách nhau 1 khoảng a.

Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Trang 12


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho TBA và ĐZ

Hình 2.3. Phạm vi bảo vệ của hai cột thu lôi có độ cao bằng nhau
+ Khi a = 7h thì mọi vật nằm trên mặt đất ở khoảng giữa 2 cột không bị sét đánh vào.
+ Khi a < 7h thì khoảng giữa 2 cột sẽ bảo vệ đƣợc cho độ cao lớn nhất h 0 đƣợc xác định
nhƣ sau: h0 = h -

a
7

Xét phạm vi bảo vệ:
 Phần ngoài: giống nhƣ phạm vi bả vệ của từng cột độc lập.
 Phần giữa: cung tròn đi qua 3 đỉnh cột 1, 2, 3 (điểm 3 là điểm đặt cột giả tƣởng
có độ cao h0).

-

Tính toán phạm vi bảo vệ:
 Bán kính bảo vệ của từng cột: rx1 = rx2 = rx
 Bán kính bảo vệ giữa hai cột: r0x
 Độ cao lớn nhất bảo vệ đƣợc giữa hai cột: h0 = h -

Nếu hx  2 h 0 thì r0x = 1,5h0(1 3

-

2
3

a
7

hx
)
0,8h 0

Nếu hx > h 0 thì r0x = 0,75h0(1 -

hx
)
h0

Các công thức trên đƣợc áp dụng khi hệ thống chống sét có độ cao nhỏ hơn 30m.
Sinh viên: Trần Văn Cường – Lớp: Đ5H2

Trang 13