KỸ THUẬT PHÒNG CHỐNG SÉT

Chia sẻ: Vudinh Huong | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

333
lượt xem 106
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để chống sét một cách có hiệu quả và toàn diện phải tuân theo giải pháp chống sét bao gồm 1. Chống sét đánh thẳng trực tiếp cho công trình 2. Chống sét lan truyền trên đường cấp nguồn và đường truyền tín hiệu 3. Hệ thống tiếp đất có tổng trở thấp và đảm bảo an toàn cao. CHỐNG SÉT ĐÁNH THẲNG BẰNG KIM THU SÉT PHÁT TIA TIÊN ĐẠO Để giảm bớt những rủi ro mà cột thu lôi không đáp ứng được vì sự thụ động của chúng, FRANKLIN FRANCE (Pháp) với nhiều năm nghiên cứu đã trở thành chuyên gia hàng đầu trong lĩnh...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: KỸ THUẬT PHÒNG CHỐNG SÉT

KỸ THUẬT PHÒNG CHỐNG SÉT Mô hình chống sét trực tiếp Để chống sét một cách có hiệu quả và toàn diện ph ải tuân theo gi ải pháp ch ống sét bao gồm 1. Chống sét đánh thẳng trực tiếp cho công trình 2. Chống sét lan truyền trên đường cấp nguồn và đường truyền tín hiệu 3. Hệ thống tiếp đất có tổng trở thấp và đảm bảo an toàn cao. CHỐNG SÉT ĐÁNH THẲNG BẰNG KIM THU SÉT PHÁT TIA TIÊN Đ ẠO Để giảm bớt những rủi ro mà cột thu lôi không đáp ứng được vì s ự th ụ đ ộng của chúng, FRANKLIN FRANCE (Pháp) với nhiều năm nghiên c ứu đã tr ở thành chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực bảo vệ chống sét đánh th ẳng bởi m ột sản phẩm mới, khắc phục tính thụ động của cột thu lôi cổ điển: kim thu sét t ạo tia tiên đạo – SAINT ELMO.
Mô hình chống sét gián tiếp 1. Cấu tạo • Đầu thu Một đầu thu gắn cố định phía trên dùng thu sét và và che ch ắn cho đ ầu phát x ạ ion ở bên trong. Nó được thiết kế để tạo ra dòng chuy ển động không khí xuyên qua đầu phát ion, phân tán các ion này ra không gian xung quanh, t ạo môi tr ường thuận lợi để kích hoạt sớm sự phóng điện (hiện tượng Corona), hạn chế thiệt hại do sét gây ra. • Thân kim Thân kim được làm bằng đồng xử lý hoặc inox, phía trên có m ột ho ặc nhi ều đầu nhọn dùng phát xạ ion. Các đầu họn này được nối với b ộ phát x ạ ion thông qua dây dẫn luồng bên trong ống cách điện. • Bộ kích thích phát xạ ion Được làm bằng vật liệu Ceramic áp điện, đặt phía dưới thân kim, trong buồng cách điện, nối với các đầu phát xạ nhờ dây dẫn ch ịu được đi ện th ế cao. Khi có dông, dưới tác động của một lực, bộ phận này sẽ phát ra các điện tích. 2. Nguyên tắc hoạt động
a - Sự kích thích áp điện Một sự dao động nhỏ của kim thu sét so với cột đỡ cùng v ới áp lực đ ược t ạo ra trước trong bộ kích thích sẽ sinh ra những áp lực biến đ ổi ngược nhau. Theo đó, chúng tạo ra điện thế cao tại các đầu nhọn phát xạ ion, sinh ra một lượng lớn ion xung quanh kim thu sét. Những ion này sẽ ion hóa dòng khí quy ển xung quanh và phía trên đầu thu nhờ hệ thống lưu chuy ển không khí VENTURI ngay đầu thu. Tính lưỡng cực của Vật liệu áp điện tạo cho kim thu sét SAINT-ELMO khả năng hoạt động với cả sét dương và âm. b- Giảm thời gian kích thích hiệu ứng CORONA và gi ảm đi ện áp ng ưỡng Sự tăng cưỡng bức mật độ ion của không khí chung quanh một điện cực đều làm giảm điện áp ngưỡng. Điều này được thực hiện nhờ bộ phát xạ ion. Kh ả năng này khiến cho nó có tính hiệu quả hơn trong vai trò c ủa đi ểm thu s ớm nh ất so với các điểm khác của tòa nhà mà nó bảo vệ. 3. Vùng bảo vệ của đầu thu sét : Bán kính bảo vệ của đầu kim thu sét phát xạ s ớm đ ược xác đ ịnh b ởi tiêu chu ẩn Pháp NFC 17-102 (tháng 07/1995). CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN Sự tăng đột biến điện áp trên đường cấp điện có th ể gây nguy hi ểm cho ng ười và làm gián đoạn công việc do hư hỏng thiết bị. Nó gây ra nhiều phí tổn như: chi phí sữa chữ và thay thế, chi phí để khôi phục lại dữ liệu, sự hao tổn do ngưng hoạt động và mất các cơ hội làm ăn. Ngoài ra, con người có thể bị nguy hiểm do hệ thống thiếu an toàn. Có nhiều nguyên nhân gây nên quá áp trên hệ thống -Tác nhân bên ngoài: sét là một trong những nguyên nhân gây quá áp. Sét không nhất thiết phải đánh trực tiếp đến đường năng lượng mới gây nguy hiểm, một sét đánh cách xa vài trăm mét có thể gây ra vùng nguy hiểm rộng lớn, ảnh hưởng ngay cả đến cáp dưới đất. -Tác nhân bên trong: Hầu hết những quá áp phát ra bên trong h ệ th ống do việc đóng ngắt các tải điện công suất lớn như hệ thống nhi ệt, động c ơ v.v… Nó chiếm từ 70 – 80% trong tất cả những sự cố quá áp. Do đó, bảo vệ quá áp là việc cần được lưu tâm và khuyến khích.
Xung quá áp đột biến (Transient overvoltage): Xung quá áp đột biến là s ự tăng vọt điện áp trong thời gian ngắn khoảng một phần triệu giây hay một phần ngàn giây và được đo lường giữa hai hoặc nhiều dây dẫn. Điện áp tăng vọt từ vài vôn cho tới hàng ngàn vôn. Điện áp này tồn tại giữa hai hoặc nhiều dây dẫn tức giữa pha/đất, tính/đất. các dây pha/pha, pha/ trung tính, trung CÁC DẠNG ĐỒ THỊ XUNG Hình 1: Đồ thị xung hình Sin chuẩn Hình 2: Power cut: Xung điện áp bị ngắt hoàn toàn và kéo dài trong nhi ều mili giây cho tới nhiều giờ. Hình 3: Udervoltage : Là sự giảm điện áp liên tục trên nguồn đi ện và kéo dài trong vài giây. Hình 4: Overvoltage : Là sự tăng điện áp liên t ục trên nguồn đi ện và kéo dài quá vài giây. Hình 5: Sag : Là sự giảm điện áp trên nguồn đi ện và kéo dài không quá m ột hoặc hai giây.
Hình 6: Swell : Là sự tăng điện áp trên nguồn điện và kéo dài không quá m ột hoặc hai giây. Hình 7: Transient overvoltge : Là xung quá áp đột biến là sự tăng vọt đi ện áp c ực nhanh không lâu hơn một mili giây. a/ CHỐNG SÉT CÁP ĐỒNG TRỤC AN-TEN PHI ĐƠ Để chống sét trên cáp đồng trục an-ten phi đơ, ta dùng các thiết bị bảo vệ tần số cao (High frequency protection). Thiết bị này được thiết kế để chống sét và chống nhiễu do các xung cảm ứng điện từ trên cáp đồng trục. Thường tần số sử dụng là HF, VHF, UHF. Các thiết bị chống sét cho cáp đồng trục thường dùng các ki ểu đ ầu nối N, BNC.
Các yêu cầu chính khi chọn lựa thiết bị bảo vệ: Tương thích về đầu nối. Chắc chắn về cơ học. Thỏa mãn về dãi tần số và băng thông. Suy hao xen vào và suy hao ph ản xạ nhỏ. Thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật khác. b/ CHỐNG SÉT CHO MẠNG MÁY TÍNH Để chống sét cho mạng máy tính, ta cần quan tâm đến kiểu mạng và thiết bị nối mạng, bao gồm: Kiểu mạng: thông dụng nhất là mạng kết nối hình sao , kết n ối h ỗn h ợp thông qua HUB (thiết bị kết nối và truy xuất mạng). Kiểu đầu nối cáp mạng : kiểu UTP hay BNC. Tốc độ truyền dữ liệu của card mạng. Lưu ý: Để bảo vệ đầy đủ cho mạng máy tính, cần thiết lập nguồn cung c ấp duy nhất cho các máy đơn lẻ trong cùng một khu vực và lắp đ ặt các thi ết b ị c ắt nguồn. sét c/ CHỐNG SÉT CHO MẠNG TRUYỀN DỮ LIỆU Kiểu tín hiệu truyền: dạng nguồn áp hay nguồn dòng ( 4 - 20mA) Kiểu đầu nối : RS232, RS485 v.v.. Các kiểu khác: Token Ring … d/ CHỐNG SÉT CHO MẠNG ĐIỆN THOẠI , TỔNG ĐÀI PABX Phụ thuộc số line vào, ta có thể chọn loại bảo vệ đơn hay b ảo v ệ dãy (các thi ết bị KRONE). e/ CHỐNG SÉT CHO CÁC MẠNG KHÁC Các hệ thống có thiết bị chuyên dụng để bảo vệ: Hệ thống báo cháy và camera quan sát. Hệ thống cân công nghiệp ( dùng Load cell) Hệ thống điều khiển công nghiệp, SCADA v.v.. CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN TRÊN ĐƯỜNG DÂY CẤP NGUỒN
Các thiết bị điện tử dễ bị phá hỏng do các xung sét đột bi ến hay do quá đi ện áp lan truyền trên dây cấp điện nguồn. Khả năng cắt gi ảm biên độ và l ọc dòng sét trên đường cấp điện nguồn được thực hiện bằng cách lắp song song một thiết bị cắt sét 1 hoặc 3 pha ngay cầu dao tổng (ở điểm dẫn vào toà nhà) và sau đó lắp thiết bị cắt và lọc sét nối tiếp với hệ thống cấp điện nguồn g ần thi ết bị đi ện t ử nhạy cảm cần bảo vệ. Cách này sẽ giảm được sự phá hoại các trang thi ết b ị, giảm tổn thất trong vận hành và thiệt hại về kinh tế. LỢI ÍCH CỦA BỘ LỌC SÉT ( FILTER DEVICE) Bảo vệ những mạch nhạy cảm đòi hỏi không phải chỉ đơn giản giới hạn mức quá áp. Nó cũng vô cùng quan trọng để làm giảm th ấp s ự đột bi ến c ủa dòng và điện áp hiện hữu do tác động của nhiễu sóng sinh ra. Thiết bị cần có tầng lọc để giúp hạn chế sự thay đổi các dạng th ức kỹ thu ật của Sine Wave, loại bỏ các hài bậc cao, như thế sẽ bảo vệ tốt hơn cho các thi ết bị điện nhạy cảm. Nó được mắc nối tiếp với thiết bị cần bảo vệ. Hiệu quả của việc sử dụng thiết bị lọc sét: Chỉnh sữa lại tỉ lệ đỉnh xung, điều chỉnh lại cạnh nhọn dư sau tầng cắt bằng thiết bị SPD . Làm giảm quá áp đến thiết bị. Làm giảm nhiễu RFI/EMI. NHỮNG LỢI ÍCH CỦA KỸ THUẬT TD Kỹ thuật này đã tăng thêm một bậc về sáng tạo trong thi ết b ị b ảo v ệ quá áp. Nó phân biệt giữa tình trạng quá áp khác thường được duy trì liên t ục và nh ững quá áp đột ngột tạm thời, quá áp do sét gây ra hay do công t ắc đóng ng ắt. Khi t ần s ố quá áp được dò ra, Quick-Switch (được cung cấp bằng sáng ch ế) đ ưa ra m ột s ự bảo vệ mạnh mẽ đến giới hạn quá áp đưa đến. Nó cho phép thiết bị vẫn hoạt động, cung cấp an toàn, và bảo vệ quá áp được tin cậy ngay c ả sau m ột tình trạng quá áp bất thường xảy ra. Điều này không ch ỉ bảo đ ảm được an toàn cho những ứng dụng thiết thực mà còn kéo dài tuổi thọ của thiết bị nhờ cách th ức bảo vệ khônng phải ngắt thường xuyên. Kỹ thuật TD đặc biệt chỉ ra nơi được duy trì liên tục mà quá áp xảy ra và nơi mà kỹ thu ật SPD cũ b ị h ư không có kh ả năng chịu đựng.(theo thử nghiệm những chế tạo SPD để thiết kế cho những sản phẩm ngắt cố định màTVSS vẫn hoạt động ở mức trên đi ện áp danh đ ịnh 10%. Và hầu hết những thiết kế của những chế tạo danh tiếng cho phép quá áp 25%,nhưng với kỹ thuật TD có thể cao hơn. Chứng tỏ kỹ thuật TD có s ức ch ịu
với tỷ lệ điện triệt thấp. quá áp cao áp SỰ CẦN THIẾT CỦA BẢO VỆ PHỐI HỢP Để bảo vệ tốt nhất cho con người và thiết bị, cần có sự hiểu biết đầy đủ về các nguy cơ do sét gây ra. Phương pháp kết nối tiếp đất chống sét và bảo vệ quá áp là rất quan trọng, đòi hỏi sự nghiên cứu và hiểu biết đầy đủ về nó. Việc sử dụng các thiết bị bảo vệ đắt tiền nhưng thiết kế yếu kém, điện trở đất không đạt yêu cầu sẽ đưa đến hiệu quả bảo vệ không cao. Có nhiều loại và nhiều mức bảo vệ quá áp khác nhau. Việc ph ối hợp ch ọn lựa thiết bị và các sơ đồ bảo vệ phù hợp sẽ đem lại hi ệu qu ả an toàn cao nh ất. Chống sét lan truyền cho một thiết bị bao gồm hai hướng chính: - Chống sét trên đường cung cấp nguồn điện của thiết bị. - Chống sét trên đường tín hiệu vào/ra của thiết bị. Chống sét trên đường nguồn thường có 3 tầng chính: - Chống sét tầng sơ cấp, được áp dụng cho lối vào tủ điện chính hoặc n ơi c ần cắt sét với cường độ cao ( >= 100 kA). - Chống sét tầng thứ cấp, được lắp đặt phía sau tầng sơ cấp, có cấp cắt sét thấp hơn, dùng bảo vệ cho các mạch nhánh và các thiết bị nhạy cảm. - Chống xung nhiễu tần số cao bằng các bộ lọc thích hợp. Chống sét trên đường tín hiệu: Thiết bị bảo vệ được lựa chọn phải phù hợp về đặc tính tần số, đi ện áp làm việc, dạng đầu nối v.v.. CÁC KIỂU MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP THƯỜNG GẶP Các mạng điện hạ áp thường gặp nhất trong thực tế là các mạng TN-C, TN-S, TN-C-S và TT. Các mạng điện này tùy theo các quy định ở địa ph ương, nó mô t ả mối quan hệ giữa nguồn cung cấp, các bộ phận hở hoặc dẫn điện c ủa vi ệc lắp đặt hoặc nối đất. Mạng TN-C: Trong mạng TN-C dây trung tính và tiếp đất bảo v ệ dùng chung một dây từ đầu cuối đến hệ thống. Các bộ phận dẫn điện bị hở được nối với dây của mạng ti ếp đ ất bảo v ệ (PEN
– Protection Earthing Network). Mạng TN-S: Trong mạng điện TN-S, dây trung tính và dây tiếp đất bảo v ệ riêng biệt từ đầu đến cuối hệ thống. Dây tiếp đất bảo vệ (PE) có th ể là v ỏ kim lo ại của cáp điện lực hoặc một dây dẫn riêng. Các bộ phận dẫn điện bị hở trong lắp đặt được nối với dây tiếp đất b ảo v ệ. Mạng điện TN-C-S: Trong mạng điện TN-C-S dùng một dây PEN cho các ch ức năng trung tính và tiếp đất bảo vệ. Mạng điện này là mạng có trung tính được nối đất tại nhiều điểm (MEN) và dây bảo vệ được xem như dây tiếp đất trung tính phối hợp (CNE). Dây PEN được nối đất tại một số các điểm khắp cả mạng và nói chung càng gần với bộ tiêu thụ điện càng tốt. Các bộ phận dẫn điện bị hở được nối với dây CNE. Mạng điện TT: Mạng điện TT có một điểm của nguồn cung cấp điện được nối đất và các bộ phận dẫn điện bị hở trong lắp đặt được nối với các đi ện c ực ti ếp đất độc lập. Mạng điện IT: CÁC THIẾT BỊ CHỐNG SÉT TRÊN MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP Các thiết bị chống sét trên mạng điện hạ áp thường sử dụng công nghệ MOV ( Metal Oxide Varistor), MOV kết hợp với các ống phóng đi ện có khí ho ặc SAD ( Silicon Avalanche Diode) có hoặc không có lọc. KẾT LUẬN Sét là hiện tượng tự nhiên đa dạng có nhiều ảnh hưởng đến đời sống con người. Việc chế ngự sét là vấn đề đã và đang được các nhà khoa học trên th ế giới quan tâm nghiên cứu. Phòng chống tác hại của sét phải là v ấn đ ề mang tính tổng thể. Với các giải pháp được nêu bên trên nếu được thực hiện một cách đầy đủ và chính xác sẽ nâng cao hiệu qủa trong việc phòng chống sét.Với kinh nghiệm cao trong việc bảo vệ an toàn cho các thiết bị điện nhạy cảm, tự động hóa, mạng tin học, trạm viễn thông, trạm cân, cân điện tử…