Khái niệm, tác dụng, phân loại của hệ thống chống sét
Sét là hiện tượng tự nhiên có tính bất ngờ, năng lượng từ tia sét không những có thể hủy hoại máy móc thiết bị, công trình xây dựng, nguồn dữ liệu mà còn còn gây nguy hiểm cho tính mạng con người. Vì vậy cần có một hệ thống chống sét để đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị vận hành.
Hệ thống chống sét (A Lighting Protection System) là hệ thống cung cấp phương tiện mà tia sét có thể đi vào hoặc rời khỏi trái đất mà không đi qua và làm hư hại người và các cấu trúc không dẫn điện như tòa nhà.
Hệ thống chống sét không ngăn được sét đánh; nó chỉ cung cấp một phương tiện để kiểm soát nó và ngăn ngừa thiệt hại bằng cách cung cấp một đường dẫn điện trở thấp để phóng điện năng lượng sét.
Nếu không có hệ thống chống sét: Có thể bất kỳ vật nào của công trình cũng trở thành vật dẫn sét,… Công trình có thể bị hư hại lớn do sét đánh. Việc đầu tiên là nó sẽ phá hủy công trình. Sau đó nó sẽ chuyền qua các vật có thể dẫn điện bên trong một công trình như ống nước, chảo thu truyền hình, ăng ten, dây điện, thiết bị gia dụng để tìm con đường có trở kháng thấp nhất để truyền xuống đất “ gọi là hiện tượng sét nhảy”. Do dòng sét có điện áp rất lớn. Nên khi chạy qua các vật đó sẽ sinh ra nhiệt rất lớn làm chảy, cháy, nổ vật dẫn gây hư hỏng và hỏa hoạn. Bất kỳ vật nào cũng có thể dẫn sét. Vật có độ ẩm cũng có thể dẫn sét và để dòng sét nhảy qua.
Hệ thống chống sét hiệu quả sẽ mang lại lợi ích gì?
• Đánh chặn tia chớp (tức là tạo ra điểm tấn công ưu tiên)
• Tiến hành cuộc tấn công tiếp đất an toàn thông qua các dây dẫn được thiết kế có mục đích
• Phân tán năng lượng sét xuống đất với điện áp mặt đất tăng lên tối thiểu
• Loại bỏ các vòng nối đất và chênh lệch tiềm năng nguy hiểm giữa hệ thống chống sét, cấu trúc và các phần tử, mạch bên trong bằng cách tạo trở kháng thấp, hệ thống nối đất đẳng thế
• Bảo vệ thiết bị khỏi dòng điện tăng và quá độ trên đường dây điện đến để tránh hư hỏng thiết bị và thời gian ngừng hoạt động tốn kém
• Bảo vệ thiết bị khỏi các xung đột và quá độ trên các đường truyền tín hiệu và viễn thông đến để ngăn ngừa hư hỏng thiết bị và thời gian ngừng hoạt động tốn kém
• Không gây ra thiệt hại về nhiệt hoặc cơ học cho cấu trúc
• Không gây ra tia lửa điện có thể gây chá nổ áp bước và điện áp chạm để kiểm soát nguy cơ gây thương tích cho người ngồi trong xe.
Phân loại
Hệ thống chống sét đánh thẳng
Cấu hình của chống sét đánh thẳng gồm 3 phần: đầu kim thu sét, dây dẫn sét, hệ thống tiếp đất
Với một hệ thống chống sét, Kim thu sét luôn đặt ở vị trí cao nhất trên tòa nhà. Mục đích là chặn dòng sét trước khi nó đánh tới công trình cần được bảo vệ. Kim thu sét phải là bằng kim loại có tính dẫn điện cao có thể bằng sắt hoặc đồng… Một hệ thống chống sét tốt sẽ bảo vệ an toàn tránh được những thiệt hại của sét gây ra.
Hệ thống dây dẫn thoát sét cũng phải đúng kỹ thuật. Tốt nhất là nên làm bằng cáp đồng, tuyệt đối không dùng dây nhôm làm dây thoát sét. Bởi vì khi dẫn sét nếu cáp không tốt thì sẽ bị nóng chảy khi đó hệ thống chống sét sẽ mất tác dụng.
Hệ thống tiếp địa là rất quan trọng giúp phân tán dòng sét một cách an toàn hiệu quả. Nếu một hệ tiếp địa kém chất lượng sẽ dẫn đến thiệt hại rủi ro rất lớn cho một ngôi nhà.
Các đặc điểm nổi bật của hệ thống chông sét này bao gồm:
• Các cọc tiếp địa
• Dây tiếp đất
• Ốc siết cáp hoặc mối hàn hóa nhiệt Cadweld: dùng để liên kết các cọc tiếp địa lại với nhau.
• Chống sét đánh thẳng bằng công nghệ tiêu tán đám mây điện tích không cho hình thành tia tiên đạo sét (dissipation array system). Nhược điểm lớn nhất của công nghệ này chính là giá thành cao. Vì vậy nó chỉ được sử dụng ở một số công trình quan trọng.
• Chống sét đánh thẳng bằng công nghệ phát tia tiên đạo sớm ( Early Streamer Emission).
Hệ thống chống sét lan truyền
Thường được lắp tại đầu đường dây vào để cắt xung điện sét xuống đất.
Cấu hình của loại này gồm có 3 phần: Van cắt sét, Dây dẫn sét, Hệ thống tiếp đất.
Cấu tạo của thiết bị cắt lọc sét thường bao gồm:
• Van cắt sét sơ cấp được lắp đặt ở vị trí phía trước
• Bộ lọc sóng hài và nhiễu ( nằm giữa)
• Van cắt sét thứ cấp được lắp đặt ở vị trí phía sau
Van cắt sét sơ cấp và thứ cấp sản xuất từ oxit kim loại, thường là oxit kẽm. Chúng có thể dẫn điện ở điện cáp cao và sẽ trở thành vật cách điện ở điện áp thấp. Khi điện áp càng cao thì dòng điện thông mạch càng lớn. Và điện áp càng giảm thì dòng thông mạch càng giảm. Bộ lọc sóng hài và nhiễu được tạo ra từ cuộn kháng điện I và các tụ lọc.
Thân Văn Thứ
