Biện pháp chống sét đánh gián tiếp

Các biện pháp chống tác dụng thứ cấp của sét:

1. Chống cảm ứng tĩnh điện của sét

Các biện pháp chống cảm ứng tĩnh điện chỉ bắt buộc phải dùng đối với các công trình cấp I và cấp II. Để chống cảm ứng tĩnh điện của sét ta cần phải nối tất cả cấu kiện kim loại và máy móc kim loại có trong công trình với vật nối đất cảm ứng. Đối với các công trình cấp I phải có vật nối đất cảm ứng riêng với điện trở tản R ≤ 10. Còn đối với các công trình cấp II có thể dùng vật nối đất của các thiết bị điện làm vật nối đất cảm ứng. Ngoài ra nếu công trình đã dùng mái kim loại hoặc lưới thu sét đặt trên mái công trình để chống sét đánh thẳng thì mái kim loại hoặc lưới thu sét này đồng thời dùng để chống cảm ứng tĩnh điện của sét. Đối với các công trình có nguy cơ nổ rất lớn ví dụ như các nhà sản xuất chất nổ, các kho chứa kíp nổ, nếu không có lưới thu sét để chống sét đánh thẳng, thì phải có lưới chống sét cảm ứng đặt trên mái công trình. Kích thước ô lưới không quá 8 ÷10 mét và dọc theo chu vi lưới cứ cách 15 ÷ 20 mét lại đặt 1 dây xuống, công trình nhỏ cũng phải có ít nhất 4 dây xuống.

Lưới thu sét hoặc lưới cảm ứng hoặc mái kim loại cùng với các dây xuống tạo ra một lồng Faraday bảo vệ công trình từ cảm ứng tĩnh điện của sét. Hình dưới minh hoạ biện pháp chống cảm ứng tĩnh điện của sét. Trong đó mái kim loại hoặc lưới thu sét 1 và các cấu kiện kim loại 2 được nối với nhau qua các dây nối 3, dây xuống 4 đến vật nối đất 5.

Hình 1. Lưới thu sét Faraday

Vật nối đất chống sét cảm ứng thường là mạch vòng nối đất bao quanh, mặt bằng công trình, đặt cách móng từ 0.5 ÷ 1m và chôn sâu dưới mặt đất 0.5 ÷ 0.8m.

Nếu thực hiện vòng nối đất như vậy gặp khó khăn thì có thể nối đất tập trung với điện trở nối đất không lớn hơn 10.

Ở những nhà cao tầng để chống cảm ứng tĩnh điện của sét còn phải dùng các đai thép bao quanh chu vi mỗi tầng và nối các cấu kiện kim loại với đai thép này. Làm như vậy để thực hiện đẳng thế từng tầng (cân bằng điện thế ở mỗi tầng).

2. Chống cảm ứng điện từ của sét

Các biện pháp chống cảm ứng điện từ của sét cũng chỉ bắt buộc phải dùng đối với các công trình cấp I và cấp II. Để chống cảm ứng điện từ của sét ta phải nối tất cả các cấu kiện bằng kim loại dài, các ống dẫn bằng kim loại và các vỏ kim loại của cáp lại với nhau tại những chỗ chúng đi gần nhau nhất (cách nhau ít hơn 10cm). Nếu chúng song song với nhau thì dọc theo chiều dài cứ cách 15 ÷ 20m phải nối lặp lại, nếu dài không quá 20m thì phải nối tại 2 đầu ống.

Các mối nối hoặc măng xông nối của các đường ống phải dảm bảo tiếp xúc tốt (điện trở tiếp xúc phải nhỏ hơn 0,03). Nếu không đảm bảo tiếp xúc tốt thì phải đặt thêm các cầu nối bằng thép tròn hay thép dẹt.

3. Chống điện áp cao của sét lan truyền từ ngoài vào công trình

Để chống điện áp cao của sét lan truyển trong công trình nếu có hệ đường ống bằng kim loại đặt nổi ở bên ngoài dẫn vào cần phải:

3.1. Đối với công trình cấp I

  • Để chống điện áp cao của sét theo các đường ống kim loại dưới đất (ống dẫn, cáp, v.v…) dẫn vào công trình, đầu vào công trình của chúng phải nối với vật nối đất cảm ứng tĩnh điện hoặc vật nối đất thiết bị điện.
  • Để chống điện áp cao của sét theo các đường ống kim loại trên mặt đất (thường theo cầu vượt) dẫn vào công trình đầu vào công trình của chúng phải nối với vật nối đất cảm ứng tĩnh điện, đồng thời phải nối đất đường ống ở 2 cột đỡ gần công trình nhất với điện trở tản của vật nối đất không lớn hơn 5 đối với cột đỡ gần công trình nhất và 10 đối với cột đỡ thứ 2.
  • Để chống điện áp cao của sét theo các đường dây điện hạ áp hoặc đường dây điện thoại dẫn đến công trình, nhất thiết phải cung cấp điện cho công trình bằng đường dây cáp ngầm. Thông thường đường dây cáp ngầm được kéo từ trạm biến áp cung cấp đến công trình. Trường hợp ngoại lệ có thể dùng đường dây điện trên không, nhưng trước khi vào công trình phải chuyển sang cáp ngầm có vỏ kim loại dẫn đến công trình, chiều dài đoạn cáp này không được nhỏ hơn 50 mét, đồng thời hộp đầu cáp, đai và vỏ kim loại của cáp tại cột đường dây trên không đầu tiên cũng như các móc chân sứ của cột này phải nối đất với điện trở tản của vật nối đất không lớn hơn 10 .
  • Trong mọi trường hợp, hộp đầu cáp, đai và vỏ kim loại của cáp phải nối với vật nối đất cảm ứng tĩnh điện của công trình.
  • Để loại trừ xâm nhập điện áp cao của sét vào công trình từ các phần tử của thiết bị chống sét đánh thẳng (kim thu set, dây thu sét, dây xuống, vật nối đất). Các phần tử này phải đăt cách công trình hoặc các ống dẫn kim loại dưới đất hoặc trên mặt đất một khoảng không nhỏ hơn khoảng cách tối thiểu quy định.
  • Khi sét đánh vào cột thu sét hoặc dây thu sét, trên mỗi điểm của dây thu sét hoặc dây xuống của cột thu sét sẽ có một điện áp tính theo kV:

                                                 

Trong đó:

  • Imax – biên độ dòng điện sét (kA).
  • Rnd – điện trở tản của vật nối đất (Ω).
  • Điện kháng của đoạn dây dẫn sét hoặc dây xuống từ vật nối đất đến điểm xét (Ω).
  • Tần số góc của dòng điện sét (rad/s).
  • Có thể xác định theo công thức:

Trong đó: K là độ dốc cực đại của dòng điện sét.

Trong tính toán chống sét người ta lấy K = 60; Imax = 100 ÷ 200 kA và người ta tính Umax ở điểm của vật dẫn sét gần công trình nhất (điểm A) khi đó sẽ là:

Trong đó:

  • L – độ dài của vật dẫn sét từ điểm A đến vật nối đất (m).
  • UAmax – tính theo kV.

Trong tính toán chống sét người ta lấy điện áp chọc thủng không khí bằng 500kV/m, và điện áp chọc thủng dọc theo gỗ bằng 200kV/m.

Trong trường hợp đó, để loại trừ sự phóng điện từ điểm A của vật dẫn sét qua không khí đến công trình, điểm A phải cách xa công trình một khoảng không khí Dak> DAkmin

Trong đó:

Hoặc một khoảng gỗ : DAG > DAGmin

Trong đó:

Cũng như vật để tránh sự phóng điện từ vật nối đất qua đất đến các ống dẫn kim loại đặt ngầm dưới đất hoặc công trình, vật nối đất phải đặt cách xa công trình hoặc ống dẫn kim loại đó một khoảng đất.

Dđ > Dđmin

Trong đó Dđmin = 0,5R khi vật nối đất được chôn thẳng đứng xuống và Dđmin = 0,3R khi vật nối đất được chôn ngang trong đất.

  • R – điện trở tản của vật nối đất (Ω);
  • Dđ – tính theo mét.

3.2. Đối với công trình cấp II

  • Các biện pháp chống xâm nhập điện áp cao của sét từ ngoài dẫn vào công trình cũng giống như ở các công trình cấp I, chỉ có khác mấy điểm sau đây:
  • Đối với các ống dẫn bằng kim loại dưới đất dẫn vào công trình, đầu vào công trình của chúng có thể nối với vật nối đất bất kì của công trình (vật nối đất cảm ứng hoặc nối đất chống sét đánh thẳng hoặc nối đất bảo vệ các thiết bị điện).
  • Đối với các ống dẫn bằng kim loại trên mặt đất dẫn vào công trình (thường theo cầu vượt), đầu vào công trình của chúng phải nối với vật nối đất với điện trở tản không vượt quá 10 hoặc nối với vật nối đất bảo vệ chống sét đánh thẳng.
  • Đồng thời phải nối đất ống kim loại ở cột đỡ ống gần công trình nhất với điện trở nối đất không vượt quá 10 và dọc theo ống cứ cách 250 ÷ 300 mét phải nối đát lặp lại với điện trở nối đất không lớn hơn 50Ω.
  • Ngoài ra nếu thiết bị chống sét đánh thẳng hay đặt trên công trình thì các phần dẫn điện phía trên mặt đất của nó (kim thu sét, dây thu sét, dây xuống) phải đặt xa các đường ống, đường dây điện, đường dây điện thoại và các bộ phần kim loại có kích thước lớn của công trình một khoảng không nhỏ hơn 2 mét. Còn vật nối đất của các thiết bị chống sét đánh thẳng phải đặt cách xa các đường ống kim loại và dây cáp ngầm dẫn vào công trình một khoảng không nhỏ hơn 3m và cách xa móng của công trình một khoảng không nhỏ hơn 0,5m.

3.3. Đối với công trình cấp III

  • Để chống sự xâm nhập điện áp cao của sét từ ngoài dẫn vào công trình cần phải thực hiện các biện pháp sau đây:
  • Đối với các đường dây điện trên không dẫn vào công trình phải nối đất chân sứ ở 2 cột thứ nhất và thứ hai gần công trình với điện trở nối đất 20Ω và 30Ω.
  • Đối với các ống nối bằng kim loại dẫn vào công trình phải nối đất đầu vào công trình của chúng với điện trở nối đất không vượt quá 20Ω đồng thời tại 2 cột đỡ ống đầu tiên gần công trình cũng phải nối ống với vật nối đất với điện trở tản không lớn hơn 40Ω.

Phải đảm bảo khoảng cách an toàn giữa các phần tử dẫn điện của thiết bị chống sét đánh thẳng với các cấu kiện kim loại của công trình (nếu không dùng các cấu kiện đó làm vật nối đất tự nhiên) hoặc với các dây điện, đường ống dẫn vào công trình giống như đối với các công trình cấp II.

error: Real Group - Efficiency Projects