Bảo vệ chống sét sử dụng thiết bị hãng INDELEC Chương 1: DẪN NHẬP I. ĐẶT VẤN ĐỀ : Con người xa xưa sợ sấm Sét, nó được xem là cơn giận của thần linh. Mãi đến thế kỷ XIIX, Sét mới được xem xét như là một hiện tượng thiên nhiên bằng các phương pháp khoa học đã tìm ra bản chất điện của nó. Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và đất, hay giữa các đám mây mang điện tích trái dấu. Sét xuất hiện ngẫu nhiên và giải phóng một năng lượng rất lớn. Nó luôn đe dọa tính mạng con người; phá hoại tài sản. Trong khung cảnh rất nhiều công trình và thiết bò hiện đại, một tia Sét không lường trước chỉ trong vài phần triệu giây, có thể gây nên những hư hỏng vật chất lớn lao và các thiệt hại khủng khiếp. Nó có thể gây, làm hư hỏng các hệ thống điện, điện thoại, máy tính và đồng thời gây nên thiệt hại về doanh thu đáng kể do việc sản xuất hoặc cung ứng dòch vụ bò ngưng trệ Do vậy, bảo vệ chống Sét trực tiếp cho công trình và chống Sét lan truyền cho thiết bò của các công trình là yêu cầu bức thiết. Nhiều thiết bò chống Sét của các chuyên gia khoa học đã lần lượt ra đời : Năm 1752 : Benjamin Franklin khám phá ra kim thu Sét. Chứng minh rõ tính chất điện của Sét. Năm 1880 : Một nhà vật lý người Bỉ, Mell Seul nhận ra việc bảovệ các lâu đài bằng hợp lại các thanh kim loại trên mái bằng, hay mái nhọn với nhiều dây nối đất, bảo vệ lưới. Năm 1914 : Thể nghiệm khả quan về kim chống Sét đơn giản của Hongrois Ziliard và Francais Dozere. Những thiết bò chống Sét cổ điển nêu trên phần nào đó đã hạn chế những tác hại do Sét gây ra, tuy vậy mức độ an toàn tin cậy và tính thẩm mỹ khi lắp đặt các thiết bò này cho các công trình còn ở mức hạn chế. Năm 1986 : Các nhà khoa học - chuyên về lónh vực chống Sét đã không ngừng áp dụng những tìm tòi hiểu biết rõ hơn hiện tượng vật lý của Sét, mở ra một thời kỳ mới dùng việc bố trí các điện cực phát tăng cường ion hóa mà tất cả các nguồn năng lượng là tự động. Có nhiều loại thiết bò chống Sét của nhiều hãng khác nhau. Một trong những thiết bò chống Sét mới nhất hiện nay đã đăng ký bản quyền trên toàn thế giới là kim thu Sét PREVECTRON, một sản phẩm của hãng INDELEC (Pháp). PREVECTRON là một thiết bò thu Sét tạo tia tiên đạo, với thiết bò tự động kích phóng điện tích; hoạt động tin cậy đảm bảo cho một vùng bảo vệ rộng. Do đó để bảo vệ chống sét, giảm tác hại của sét gây ra ta phải tính vùng tập trung tương đương và lựa chọn cấp bảo vệ thích hợp. Đề tài :”BẢO VỆ CHỐNG SÉT SỬ DỤNG THIẾT BỊ HÃNG INDELEC” .Đây là đề tài thiết kế chống sét sử dụng thiết bò thu sét tạo tia tiên đạo hiện đại nhất cuả Pháp – PREVECTRON - INDELEC và dùng phần mềm MATLAB để tính toán lựa chọn cấp bảo vệ. II. GIỚI HẠN VẤN ĐỀ : Đây là đề tài hoàn toàn mới mẻ, người thực hiện đã cố gắng tìm tòi học hỏi tiếp thu những công nghệ và thông tin tiến bộ nhất của nước Pháp- một nước đang chiếm vò trí hàng đầu trong lónh vực chống sét cùng với việc sử dụng phần mềm MATLAB để tính toán lựa chọn cấp bảo vệ cho công trình. Với thời gian thực hiện đề tài rất ngắn chỉ trong vòng hai tháng, điều kiện làm việc còn nhiều khó khăn, cho nên tài liệu thu thập để tham khảo không nhiều, kinh nghiệm thực tế còn ít ỏi, tập đồ án này chỉ nghiên cứu vấn đề ở mức độ sau:  Lý thuyết chống sét.  Giới thiệu phần mềm MATLAB .  Tính tóan chống sét cho một công trình cụ thể. III. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU : Lónh hội những kiến thức khoa học mới mẻ, tiến bộ trên thế giới được xem như là điều động viên kích động năng lực khám phá, tìm hiểu của giới trẻ ngày nay, nhất là các tầng lớp sinh viên, công nhân kỹ thuật, các kỹ sư mới ra trường Tập đồ án này là một nỗ lực nhằm đáp ứng phần nào yêu cần nêu trên; mà mục tiêu trước mắt là giúp cho bản thân và các đồng nghiệp tiếp cận thêm với nền kỹ thuật chống Sét hiện đại của Pháp và sử dụng phần mềm MATLAB để tính chọn cấp bảo vệ cho công trình; mục tiêu xa hơn là áp dụng vào đời sống thực tiển để tính chọn cấp bảo vệ cho công trình và các toà nhà cao tầng Tuy nhiên, đề tài này còn ở mức thô sơ và mang tính chủ quan, chưa nghiên cứu vấn đề một cách hoàn thiện; ngoài ra phần mềm MATLAB này còn rất mới mẻ đối với người nghiên cứu, chỉ được học rất ít trong chương trình, do đó chưa đạt được mức độ hoàn hảo. Hy vọng rằng trong tương lai, chúng ta sẽ tìm ra được giải pháp chống Sét hiện đại hơn, đảm bảo an toàn cho ngøi và thiết bò. IV. THỂ THỨC NGHIÊN CỨU : Trước hết người thực hiện đi thu thập và khảo sát tất cả những tài liệu có liên quan về lý thuyết chống Sét của Pháp. Trên cơ sở đó, người nghiên cứu biên soạn lại toàn bộ lý thuyết chống Sét theo trình tự hệ thống và cách sử dụng phần mềm MATLAB để tính vùng tập trung tương đương, lựa chọn cấp bảo vệ. Khi đã hội đủ các giải pháp tiêu chuẩn, người nghiên cứu tiến hành tính toán thiết kế chống Sét cụ thể cho một công trình nhằm kiểm tra mối liên hệ giữa lý thuyết với phần thực hành. Đề tài được thực hiện theo kế hoạch phân bố thời gian như sau: - Tuần 1 : Chọn đề tài - Tuần 2 và tuần 3 : Soạn đề cương - Tuần 4 : Thu thập dữ kiện - Tuần 5 : Xử lý dữ kiện - Tuần 6 đến tuần 7 : Viết nháp và sửa chữa - Tuần 8 và tuần 9 : Viết và trình bày bảng chính - Tuần 10 : Thời gian dự trữ. V.PHÂN TÍCH CÔNG TRÌNH LIÊN HỆ : Công trình liên hệ với đề tài: Xây dựng phương án chống Sét cho các công trình thông tin trên mạng viễn thông Việt Nam. Chủ đề tài : Nguyễn Văn Dũng Cộng tác viên : Đỗ Minh Lê Huy Tònh Nguyễn Thò Tâm Nguyễn Minh Tuấn Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam - Viện Khoa học kỹ thuật Bưu điện, Hà Nội, 1996. A- PHẦN TÓM TẮT : Đề tài này được viết bao gồm 4 phần:  Phần I : Hiện trạng trang bò và tình trạng hư hỏng do Sét gây ra đối với các công trình thông tin trên mạng viễn thông Việt Nam.  Phần II : Xây dựng phương án chống Sét.  Phần III : Mô hình chống Sét tại một trạm liên hợp.  Phần IV : Phương án lựa chọn các phần tử bảo vệ. B- ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI : * Ưu điểm : Các tác giả viết đề tài này đã hệ thống hóa toàn bộ những kiến thức cơ bản có liên quan về lónh vực chống Sét theo một hệ thống logic.  Đề tài phi hợp lý với quy trình kế hoạch chống Sét của nước ta hiện nay.  Đề tài được sử dụng cho đối tượng đang tìm hiểu nghiên cứu về chống Sét nhất là các sinh viên thuộc các trường kỹ thuật, các kỹ sư, công nhân kỹ thuật * Hạn chế : Tác giả viết đề tài này mang nặng tính chủ quan. Hầu như không nói đến tên tài liệu tham khảo nào, kể cả tài liệu ngoài nước để cho người đọc có thể tham khảo mở rộng thêm kiến thức của mình. C- PHẦN LIÊN HỆ : Người nghiên cứu đã sử dụng một số bảng tra cứu trong đề tài này như: Bảng số 3:”Số ngày dông trung bình trong năm ở một số đòa phương của Việt Nam”. Bảng số 4, “ Giá trò điện trở suất của một số loại đất”. Chương 2: XÁC ĐỊNH TỪ NGỮ 1. Phóng điện Sét : Là sự phóng điện trong khí quyển giữa đám mây với đất, bao gồm một hay nhiều xung dòng (trong trường hợp phóng điện lặp lại). 2. Sét : Là sự phóng điện Sét từ đám mây với đất, cường độ dòng Sét lên đến hàng trăm KA. 3. Điểm Sét : Là điểm nằm trên mặt đất bò phóng điện Sét, có thể là một điểm trên công trình hoặc tiếng thu Sét 4. Vùng bảo vệ của hệ thống chống Sét : Là vùng mà nếu bò phóng điện Sét thì điểm bò Sét đánh sẽ là kim thu Sét. 5. Mậät độ phóng điện Sét Ng : Là số lần phóng điện Sét trong một năm trên một Km 2 . Một lần phóng điện Sét thông thường có vài lần phóng điện lặp lại. 6. Hệ thống bảo vệ chống Sét (LPS): Là hệ thống đầy đủ được lắp đặt trên công trình hay trong một khu vực rộng để bảo vệ chống Sét. Hệ thống này bao gồm các thiết bò đặt bên ngoài và bên trong công trình (nếu cần thiết). 7. Lắp đặt hệ thống bảo vệ chống Sét bên ngoài (ELPI) : Hệ thống này bao gồm các đầu thu Sét, một hoặc nhiều dây dẫn Sét, một hay nhiều điểm tiếp đất. 8. Lắp đặt hệ thống bảo vệ chống Sét bên trong (ILPI) : Hệ thống này bao gồm tất cả các thiết bò nhằm giảm thêm các ảnh hưởng điện từ gây bởi dòng Sét. 9. Thiết bò dẫn Sét tạo tia tiên đạo (ESE): Là loại đầu thu Sét bao gồm một kim thu Sét cùng với một loại thiết bò đặc biệt có khả năng tạo ra một đường dẫn Sét chủ động về phía trên nhanh và cao hơn các kim loại thông thường. 10. Quá trình phát ra đường dẫn Sét : Là hiện tượng vật lý giữa sự khởi đầu của hiệu ứng Corona đầu tiên và sự lan truyền một đường dẫn Sét về phía trên. 11. Độ lợi về thời gian tạo tia tiên đạo (T) : Đại lượng T là độ lợi về thời gian tạo đường dẫn Sét chủ động về phía trên của đầu thu Sét loại tia tiên đạo so với các loại kim thu Sét thông thường ở trong cùng một điều kiện. 12. Các thành phần tự nhiên : Đó là những cấu trúc nằm bên ngoài hoặc bên trong công trình hay nằm sâu trong tường (cốt thép của bê tông, khung nhà thép ) mà có thể dùng thay thế một phần hay tất cả dây dẫn Sét hay chỉ là phần dẫn Sét bổ sung. 13. Thanh nối cân bằng thế : Là những thanh kim loại dùng để nối tất cả các thành phần kim loại tiếp xúc với đất nằm trong công trình, các vỏ máy, vỏ cáp thông tin, điện lực với hệ thống chống Sét. 14. Dây dẫn cân bằng thế : Là những dây dẫn dùng để nối cân bằng thế. [...]... cấu trúc cần bảo vệ Tuy nhiên, hệ thống bảo vệ chống sét thiết kế và lắp đặt đúng theo tiêu chuẩn này sẽ đảm bảo độ an toàn cao nhất cho công trình, giảm đến mức thấp nhất các tác hại của sét Việc quyết đònh thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét cho công trình phụ thuộc vào yếu tố sau: khả năng sét tại vùng đó và tác hại của sét đối với công trình Một số công trình cần có hệ thống bảo vệ chống sét là: ... ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngoài các thiết bò chống sét trực tiếp như kim thu sét, dây thoát sét, hệ thống thiết bò nối đất Các thiết bò sau đây không thể thiếu được trong một hệ thống bảo vệ chống sét hoàn hảo * Máy đếm sét được thiết kế để đếm và trình bày thông số những cú sét thật sự xảy ra cho một kiến trúc công trình * Thiết bò chống sét lan truyền được thực hiện theo nguyên tắc chống quá điện áp bậc thang... điện từ  Hiệu quả của hệ thống nối đất 1 Chống sét đánh trực tiếp : Có hai loại bảo vệ chính trong việc chống sét đánh trực tiếp:  Thanh chống sét (thanh đơn giản hay thanh với thiết bò kích)  Đai và lưới thu sét A Chống sét kim : Một hệ thống chống sét dùng kim gồm :  Kim thu sét gắn trên đỉnh của một cột nâng đặt trên đỉnh cao nhất của tòa nhà được bảo vệ  Một hay hai dây dẫn xuống nối từ kim... ướt cao 25 Cấp bảo vệ : Là mức độ bảo vệ của hệ thống chống Sét đối với công trình * Ghi chú : Khái niệm cấp bảo vệ không áp dụng cho các loại chống Sét van 26 Vùng tập trung tương đương Ac : Là diện tích mặt phẳng trên mặt đất có khả năng bò số lần Sét đánh giống như công trình ở cùng một điều kiện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 3: CƠ SỞ LÝ LUẬN Việc quyết đònh thiết kế hệ thống bảo vệ chống Sét cho các công... vi áp dụng : Tiêu chuẩn này được áp dụng trong công việc bảo vệ chống sét cho các công trình thông thường ( cao ốc, nhà máy ) có độ cao nhỏ hơn 60m và các khu vực rộng dùng loại dẫn sét tạo tia tiên đạo Tiêu chuẩn này đề cập vấn đề bảo vệ chống lại tác hại điện gây bởi dòng sét khi đi qua hệ thống chống sét * Ghi chú : 1 Tiêu chuẩn này không đề cập đến vấn đề bảo vệ các thiết bò điện, điện tử chống. .. thống chống Sét của khu vực, công trình cần bảo vệ Các thiết bò này được các chuyên gia về lónh vực chống Sét sáng tạo ra, cần thiết phải đảm bảo độ tin cậy an toàn, bền vững khi có hiện tượng dòng Sét xảy ra Như vậy các thiết bò này phải có những ưu điểm nổi bật riêng về cấu tạo, chức năng hoạt động cũng như vấn đề thẩm mỹ khi lắp đặt chúng Có thể so sánh các thiết bò chống Sét cổ điển với thiết bò chống. .. năng Sét tại vùng đó và tác hại của Sét đối với công trình Hiện tượng Sét là hiện tượng thiên nhiên, do đó không thể đảm bảo độ an toàn tuyệt đối cho các cấu trúc cần bảo vệ Tuy nhiên, nếu một hệ thống bảo vệ chống Sét được thiết kế và lắp đặt đúng theo một tiêu chuẩn nào đó, sẽ đảm bảo độ an toàn cao nhất cho các công trình, giảm đến mức thấp nhất tác hại của Sét Khi đưa ra giải pháp phòng chống Sét. .. thu sét : Bán kính bảo vệ của đầu thu sét được tính như sau : RP = h(2 D  h)  L(2D  L) khi h  5 m (1) Trong đó: h là độ cao của đầu thu sét so với mặt bằng đặt đầu thu sét D = 20m đối với cấp bảo vệ là cấp 1 D = 45m đối với cấp bảo vệ là cấp 2 D = 60m đối với cấp bảo vệ là cấp 3 L = V (m/s).T (s) (2) Khi h < 5m tra bảng tìm được bán kính bảo vệ e Vật liệu và kích thước : Phần dẫn dòng sét. .. PREVECTRON là một thiết bò thu sét tạo tia tiên đạo, với một thiết bò tự động kích phóng điện tích Nó được dùng khi đòi hỏi một vùng bảo vệ rộng B Đai và lưới chống sét : Hệ thống bảo vệ này được thành lập từ một mạng lưới kim nhỏ (30 - 50cm) và các dây dẫn dọc hay ngang được nối với một số điện cực đất Hệ thống này chỉ bảo vệ khép kín cho một tòa nhà 2 Chống ảnh hưởng của sét lan truyền : Để chống ảnh hưởng... việc bảo vệ chống sét dùng các loại kim thu sét thông thường, đai hoặc lưới thu sét Ngoài ra một số ngành như xây dựng, dòch vụ công cộng, cứu hỏa cũng có một số quy đònh đặc thù của ngành mình b Nội dung chủ yếu : Tiêu chuẩn này cung cấp thông tin và những cơ sở khoa học để thiết kế, lắp đặt, kiểm tra và bảo vệ hệ thống chống sét dùng loại dẫn sét tạo tia tiên đạo Mục đích của hệ thống chống sét này . tương đương và lựa chọn cấp bảo vệ thích hợp. Đề tài :”BẢO VỆ CHỐNG SÉT SỬ DỤNG THIẾT BỊ HÃNG INDELEC .Đây là đề tài thiết kế chống sét sử dụng thiết bò thu sét tạo tia tiên đạo hiện đại. Bảo vệ chống sét sử dụng thiết bị hãng INDELEC Chương 1: DẪN NHẬP I. ĐẶT VẤN ĐỀ : Con người xa xưa sợ sấm Sét, nó được xem là cơn giận của thần linh. Mãi đến thế kỷ XIIX, Sét mới. các thiết bò chống sét trực tiếp như kim thu sét, dây thoát sét, hệ thống thiết bò nối đất. Các thiết bò sau đây không thể thiếu được trong một hệ thống bảo vệ chống sét hoàn hảo. * Máy đếm sét