Phương pháp phòng chống sét trực tiếp sử dụng công nghệ mới

  • Số trang: 70 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 15 |
  • Lượt tải: 0
nganguyen

Đã đăng 34173 tài liệu

Mô tả:

Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ LÔØI MÔÛ ÑAÀU Trong coâng cuoäc ñoåi môùi, xaây döïng vaø phaùt trieån cuûa ñaát nöôùc ta, ngaøy caøng coù nhieàu coâng trình xaây döïng, nhaø maùy moïc leân naâng cao ñôøi soáng vaät chaát vaø tinh thaàn cho nhaân daân. Beân caïnh söï öu ñaõi cuûa thieân nhieân cho con ngöôøi cuõng keøm theo söï khaéc nghieät cuûa noù. Trong ñoù seùt laø moät hieän töôïng töï nhieân coù theå gaây nguy hieåm ñeán tính maïng con ngöôøi vaø taøi saûn. Vì vaäy, ngoaøi vieäc xaây döïng caùc coâng trình chuùng ta caàn phaûi coù bieän phaùp baûo veä traùnh ñöôïc thieät haïi do seùt gaây ra. Naêm 1752 nhaø baùc hoïc ngöôøi Myõ laø Benjamin Franklin ñaõ khaùm phaù ra nguyeân taéc cô baûn trong vieäc phoøng choáng seùt tröïc tieáp laø duøng coät nhoïn (kim Franklin) ñeå thu seùt vaø daãn seùt xuoáng ñaát, baûo veä caùc coâng trình xaây döïng. Tuy nhieân, kim Franklin cuõng coù nhöôït ñieåm laø phaïm vi baûo veä heïp , laøm vieäc khoâng tin caäy vaø khoâng hieäu quaû. Ngaøy nay, vôùi söï phaùt trieån cuûa KHKT, caùc nhaø khoa hoïc ñaõ nghieân cöùu vaø cheá taïo ñöôïc caùc thieát bò thu seùt hieäu quaû hôn. Trong taäp kuaän aùn naøy xin trình baøy caùc lyù luaän cô baûn veà seùt vaø caùc phöông phaùp phoøng choáng seùt tröïc tieáp söû duïng coâng ngheä môùi bao goàm noäi dung laø: Toång quan veà seùt vaø caùc phöông phaùp phoøng choáng seùt tröïc tieáp. Giôùi thieäu heä thoáng choáng seùt System 3000 (cuûa haõng GLT – Uùc) vaø caùc phaàn meàm lieân quan. Thieát keá heä thoáng choáng seùt tröïc tieáp cho tröôøng ÑH Sö Phaïm Kyõ Thuaät TP. HCM. Sinh vieân thöïc hieän CAO MINH TRIEÁT 1 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ CHÖÔNG I : A. TOÅNG QUAN VEÀ SEÙT VAØ CAÙC PHÖÔNG PHAÙP PHOØNG CHOÁNG SEÙT . TOÅNG QUAN: Nöôùc Vieät Nam ta thuoäc vuøng khí haäu nhieät ñôùi, noùng vaø aåm thuaän lôïi cho vieäc hình thaønh maây doâng vaø seùt. Ngaøy nay, khi neàn kinh teá ñaát nöôùc phaùt trieån tình hình xaây döïng cuõng phaùt trieån raàm roä, nhieàu toaø cao oác, khu coâng nghieäp ra ñôøi, do ñoù vieäc phoøng choáng seùt laø moät vaán ñeà caàn ñöôïc quan taâm. Ñeå thieát keá ñöôïc heä thoáng choáng seùt cho moät coâng trình caàn phaûi coù söï hieåu bieát cô baûn veà ñieän khí quyeån, caùc hieän töôïng phoùng ñieän trong khí quyeån (cuõng nhö caùc hieän töôïng phoùng ñieän giöõa ñaùm maây vôùi maët ñaát). 1/ Quaù trình phoùng ñieän cuûa seùt: 1.1/ Söï hình thaønh maây doâng vaø seùt: Doâng laø hieän töôïng xaõy ra chuû yeáu vaøo muøa haï lieân quan ñeán söï phaùt trieån maïnh meõ cuûa ñoái löu nhieät vaø caùc nhieãu ñoäng khí quyeån. Doâng ñöôïc ñaët tröng bôûi söï xuaát hieän nhöõng ñaùm maây doâng hay maây tích vuõ (Cumulonimbus) coù ñoä daày töø 10 ÷ 16 Km, tích tuï moät löôïng nöôùc vaø taïo ra nhöõng ñieän theá cöïc maïnh. Trong thöïc teá söï hình thaønh caùc côn doâng gaén lieàn vôùi söï xuaát hieän cuûa nhöõng luoàng khoâng khí khoång loà töø maât ñaát boác leân. Caùc luoàng khoâng khí naøy ñöôïc hình thaønh do söï ñoát noùng bôûi aùnh saùng maët trôøi, ñaëc bieät ôû caùc vuøng cao (doâng nhieät) hoaëc do söï gaëp nhau cuûa nhöõng luoàng khoâng khí noùng aåm vôùi khoâng khí laïnh (doâng Front). Sau khi ñaõ ñaït ñöôïc ñoä cao nhaát ñònh (khoaûng vaøi ki-loâ- met trôû leân – vuøng nhieät ñoä aâm), luoàng khoâng khí aåm naøy bò laïnh ñi – hôi nöôùc ngöng tuï thaønh nhöõng gioït nhoû li ti hay caùc tinh theå baêng vaø taïo thaønh nhöõng ñaùm maây doâng. Ñaõ töø laâu ngöôøi ta khaúng ñònh veà nguoàn taïo ra ñieän tröôøng giöõa caùc ñaùm maây doâng vaø maët ñaát chính laø nhöõng ñieän tích tích tuï treân caùc haït nöôùc li ti vaø caùc tinh theå baêng cuûa caùc daùm maây doâng ñoù. Qua nhieàu laàn ño ñaït thöïc nghieäm, ngöôøi ta thaáy raèng khoaûng 80 ÷ 90% phaàn döôùi caùc ñaùm maây doâng chuû yeáu chöùa ñieän tích aâm, töø ñoù caûm öùng treân maët ñaát nhöõng ñieän tích döông töông öùng vaø taïo neân moät tuï ñieän khoâng khí khoång loà. 2 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ Hình 1.1: Söï phaân boá ñieän tích giöõa caùc ñaùm maây vaø maët ñaát. Hình treân (hình 1.1) cho ta thaáy söï phaân boá ñieän tích trong moät ñaùm maây vaø treân maët ñaát. Khi phaàn döôùi cuûa ñaùm maây mang ñieän tích aâm bò huùt veà phía maây mang ñieän tích döông treân maët ñaát, vaät naøo treân maët ñaát caøng cao thì khoaûng caùch giöõa vaät vaø ñaùm maây caøng nhoû vaø lôùp khoâng khí ngaên caùch giöõa vaät vaø maây caøng nhoû cuõng nhö lôùp ngaên caùch caùc ñieän tích traùi daáu caøng moûng. Ôû nhöõng nôi naøy seùt deã ñaùnh xuoáng maët ñaát. Khi ñeán gaàn nhaø cao, caây cao thì maây doâng mang ñieän tích aâmhuùt caùc ñieän tích döông laøm cho chuùng taäp trung laïi ôû moät ñieåm cao nhaát: treân maùi nhaø, ngoïn caây,…(coøn goïi laø hieäu öùng muõi nhoïn). Neáu ñieän tích maây lôùn thì treân maùi nhaø, ngoïn caây,… cuõng taäp trung moät ñieän tích lôùn. Ñeán moät möùc ñoä naøo ñoù ñoä lôùn cuûa caùc ñieän tích traùi daáu noùi treân seõ taïo neân moät söï cheânh leäch ñieän theá ñeå ñaùnh thuûng lôùp khoâng khí ngaên caùch noù vôùi maët ñaát (cöôøng ñoä ñieän tröôøng ôû maët ñaát luùc naøy khoaûng 25 ÷ 30kV/cm), luùc naøy xaõy ra hieän töôïng phoùng ñieän giöõa ñaùm maây doâng vaø maët ñaát. Hình 2.1 : Söï phaùt sinh cuûa seùt trong ñaùm maây doâng. Seùt thöïc chaát laø moät daïng phoùng tia löûa ñieän trong khoâng khí vôùi khoaûng phoùng ñeän raát lôùn. Chieàu daøi trung bình cuûa keânh seùt khoaûng töø 3 ÷ 5 Km. Phaàn lôùn chieàu daøi ñoù phaùt trieån trong ñaùm maây doâng. Quaù trình phoùng ñieän cuûa seùt töông töï quaù trình phoùng ñieän tia löûa trong ñieän tröôøng raát khoâng ñoàng nhaát vôùi khoaûng caùch phoùng ñieän lôùn. 1.2/ Caùc giai ñoaïn phoùng ñieän cuûa seùt: Ban ñaàu xuaát phaùt töø maây doâng moät daõi saùng môø keùo daøi töøng ñôït giaùn ñoaïn veà phía maët ñaát vôùi toác ñoä trung bình khoaûng 105 ÷ 106 m/s , ñoù laø giai ñoaïn phoùng ñieän tieân ñaïo theo töøng ñôït. Keânh tieân ñaïo laø moät doøng Plasma maät ñoä ñieän tích khoâng cao laém, khoaûng 1013÷1014 ion/m3. Moät phaàn ñieän tích aâm cuûa maây doâng traøn vaøo keânh vaøphaân boá töông ñoái ñeàu doïc theo chieàu daøi cuûa noù (Hình 1.3a). 3 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ Thôøi gian phaùt trieån cuûa keânh tieân ñaïo moãi ñôït keùo daøi khoaûng 1s (moãi ñôït keânh tieân ñaïo keùo daøi theâm trung bình vaøi chuïc meùt). Thôøi gian taïm ngöng phaùt trieån giöõa hai ñôït lieân tieáp khoaûng töø 30 ÷ 90 m. a. b. c. d. Hình 3.1: Caùc giai ñoaïn phoùng ñieän seùt vaø bieán thieân cuûa doøng ñieän seùt theo thôøi gian. Giai ñoaïn phoùng ñieän tieân ñaïo. Tieân ñaïo ñeán gaàn maët ñaát hình thaønh khu vöïc ion hoaù maõnh lieät. Giai ñoaïn phoùng ñieän ngöôïc hay phoùng ñieän chuû yeáu. Phoùng ñieän chuû yeáu keát thuùc. Ñieän tích aâm toång töø maây traøn vaøo keânh tieân ñaïo baèng: Q = σ.L Vôùi: σ laø maät ñoä ñieän tích. L laø chieàu daøi keânh. Ñieän tích naøy thöôøng chieám khoaûng 10% löôïng ñieän tích chaïy vaøo ñaát trong moät laàn phoùng ñieän seùt. Döôùi taùc duïng cuûa ñieän tröôøng taïo neân bôûi ñieän tích cuûa maây doâng vaø ñieän tích trong keânh tieân ñaïo, seõ coù söï taäp trung ñieän tích traùi daáu (thöôøng laø ñieän tích döông) treân vuøng maët ñaát phía döôùi ñaùm maây doâng. Neáu vuøng ñaât phía döôùi baèng phaúng vaø coù ñieän daãn ñoàng nhaát thì nôi ñieän tích caûm öùng taäp trung seõ naèm tröïc tieáp döôùi keânh tieân ñaïo. Neáu vuøng ñaát phía döôùi coù ñieän daãn khaùc nhau thì ñieän tích seõ taäp trung chuû yeáu ôû vuøng keá caän, nôi coù ñieän daãn cao nhö vuøng quaëng kim loaïi, vuøng ñaát aåm, ao hoà, soâng ngoøi, vuøng nöôùc ngaàm, keát caáu kim loaïi caùc nhaø cao taàng, coät ñieän, caây cao bò öôùt,… nhöõng nôi ñoù seõ laø nôi ñoå boä cuûa seùt. Cöôøng ñoä ñieän tröôøng ôû ñaàu keânh tieân ñaïo trong phaàn lôùn giai ñoaïn phaùt trieån cuûa noù (trong maây doâng) ñöôïc xaùc ñònh bôûi ñieän tích baûn thaân cuûa keânh vaø cuûa ñieän tích tích tuï ôû ñaùm maây. Ñöôøng ñi cuûa 4 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ keânh tieân ñaïo naøy khoâng phuï thuoäc vaøo tình traïng cuûa maët ñaát. Chæ khi keânh tieân ñaïo coøn caùch maët ñaát moät ñoä cao ñònh höôùng naøo ñoù thì môùi thaáy roõ daàn aûnh höôûng söï taäp trung ñieän tích ôû maët ñaát vaø ôû caùc vaät theå daãn ñieän nhoâ khoûi maët ñaát vôùi höôùng phaùt trieån tieáp tuïc cuûa keânh theo höôùng coù cöôøng ñoä ñieän tröôøng lôùn nhaát. Ôû nhöõng nôi vaät daãn coù ñoä cao (nhaø cao taàng, coät aêng ten, ñaøi phaùt thanh,…) töø ñænh cuûa noù nôi ñieän tích traùi daáu taäp trung nhieàu seõ ñoàng thôøi xuaát hieän ion hoùa taïo neân doøng tieân ñaïo phaùt trieån höôùng leân ñaùm maây doâng. Chieàu daøi cuûa keânh tieân ñaïo töø döôùi leân treân taêng theo ñoä cao cuûa vaät daãn vaø taïo ñieàu kieän deã daøng cho söï ñònh höôùng cuûa seùt vaøo vaät daãn ñoù. Khi keânh tieân ñaïo xuaát phaùt töø maây doâng tieáp caän maët ñaát hay tieáp caän keânh tieân ñaïo ngöôïc chieàu thì baét ñaàu giai ñoaïn phoùng ñieän ngöôïc laïi hay phoùng ñieän chuû yeáu (töông töï nhö caùc quaù trình phoùng ñieän ngöôïc trong chaát khí ôû ñieän tröôøng khoâng ñoàng nhaát (Hình 1.3b) . Trong khoaûng caùch khí coøn laïi giöõa ñaàu keânh tieân ñaïo vaø maët ñaát, cöôøng ñoä ñieän tröôøng taêng cao gaây neân ion hoùa maõnh lieät daãn ñeán hình thaønh moät doøng Plasma coù maät ñoä ñieän tích töø 1016 ÷ 1019 ion/m3 cao hôn nhieàu so vôùi maät ñoä ñieän tích cuûa tia tieân ñaïo, ñieän daãn cuûa noù taêng leân haøng traêm laàn ñieän tích caûm öùng töø maët ñaát traøn vaøo doøng ngöôïc vaø thöïc teá ñaàu doøng mang ñieän theá cuûa ñaát laøm cho cöôøng ñoä tröôøng ñaàu doøng taêng leân gaây ion hoùa maõnh lieät vaø cöù nhö vaäy doøng Plasma ñieän daãn cao tieáp tuïc phaùt trieån ngöôïc leân treân theo ñöôøng choïn saün cuûa keânh tieân ñaïo. Toác ñoä phaùt trieån cuûa keânh tieân ñaïo phoùng ngöôïc raát cao vaøo khoaûng 0,5.107 ÷ 1,5.108m/s (baèng 0,05 ÷ 0,5 laàn vaän toác aùnh saùng) töùc laø nhanh gaáp treân traêm laàn toác ñoä phaùt trieån cuûa keânh tieân ñaïo höôùng xuoáng. Vì maät ñoä ñieän tích cao ñoát noùng maõnh lieät neân tia phoùng ñieän chuû yeáu saùng choùi coøn goïi laø chôùp. Ñaët ñieåm quan troïng nhaát cuûa phoùng ñieän chuû yeáu laø cöôøng ñoä doøng ñieän lôùn. Goïi V laø toác ñoä cuûa phoùng ñieän , σ laø maät ñoä ñieän tích thì doøng ñieän seùt seõ ñaït giaù trò cao nhaát (Hình 1.3c): is = σV. Khi keânh phoùng ñieän chuû yeáu leân tôùi ñaùm maây thì soá ñieän tích coøn laïi cuûa maây seõ theo keânh phoùng ñieän chaïy xuoáng ñaát vaø cuõng taïo neân ôû choã seùt ñaùnh moät doøng ñieän coù trò soá nhaát ñònh giaûm nhanh töông öùng vôùi phaàn ñuoâi soùng (Hình 1.3d). Keát quaû quan traéc seùt cho thaáy phoùng ñieän seùt thöôøng xaõy ra nhieàu laàn keá tuïc nhau (trung bình laø 3 laàn, nhieàu nhaát coù theå ñeán vaøi chuïc laàn). Caùc laàn phoùng ñieän sau coù doøng tieân ñaïo phaùt trieån lieân tuïc (khoâng theo töøng ñôït nhö laân ñaàu), khoâng phaân nhaùnh vaø theo ñuùng quó ñaïo cuûa laàn ñaàu nhöng vôùi toác ñoä cao hôn (2.106m/s). Qua nghieân cöùu veà seùt, ngöôøi ta lyù giaûi ñöôïc söï phoùng ñieän nhieàu laàn cuûa seùt nhö sau: trong ñaùm maây doâng coù theå coù nhieàu trung taâm ñieän tích khaùc nhau ñöôïc hình thaønh do nhöõng luoàng khoâng khí xoaùy. Laàn phoùng ñieän ñaàu ñöoïc xaõy ra giöõa ñaát vaø trung taâm ñieän tích coù cöôøng ñoä ñieän tröôøng cao nhaát. Trong giai ñoaïn phoùng ñieän tieân ñaïo thì hieäu ñieän theá giöõa caùc trung taâm ñieän tích naøy vôùi trung taâm ñieän tích ñaàu tieân thöïc teá khoâng thay ñoåi vaø ít coù aûnh höôûng qua laïi vôùi nhau. Nhöng khi keânh phoùng ñieän chuû yeáu ñaõ leân ñeán maây thì trung taâm ñieän tích ñaàu tieân cuûa ñaùm maây thöïc teá mang ñieän theá cuûa ñaát laøm cho hieäu ñieän theá giöõa trung taâm ñaõ phoùng vôùi trung taâm ñieän tích laân caän taêng leân vaø coù theå daãn ñeán phoùng ñieän vôùi nhau. Khi ñoù thì keânh phoùng ñieän cuõ vaãn coøn moät ñieän theá daãn nhaát ñònh do söï khöû ion chöa hoaøn toaøn neân phoùng ñieän tieân ñaïo laàn sau theo ñuùng quyõ ñaïo ñoù, lieân tuïc vaø vôùi toác ñoä cao hôn laàn ñaàu. 5 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ a. Hình 4.1: Quaù trình phaùt trieån cuûa phoùng ñieän seùt. Hình daùng quang hoïc ; b. Ñoà thò doøng ñieän. 2/ Caùc thoâng soá cuûa seùt: Doøng ñieän seùt ñöôïc xem nhö moät soùng xung coù daïng ñöôøng cong (Hình 5.1). Thöôøng trong khoaûng vaøi ba µs doøng ñieän taêng nhanh ñeán trò soá cöïc ñaïi taïo thaønh phaàn ñaàu soùng, sau ñoù giaûm chaäm töø 20 ÷ 100 µs taïo neân phaàn ñuoâi soùng. - Caùc tham soá chuû yeáu: + Bieân ñoä doøng seùt: laø giaù trò lôùn nhaát cuûa doøng ñieän seùt. + Thôøi gian ñaàu soùng (τñs ): laø thôøi gian maø doøng seùt taêng töø 0 ñeán giaù trò cöïc ñaïi. + Ñoä doác doøng ñieän seùt: a = dis/dt. + Ñoä daøi doøng seùt (τs): laø thôøi gian töø ñaàu doøng seùt ñeán khi doøng seùt giaûm ½ bieân ñoä. Hình 5.1: Daïng soùng doøng ñieän seùt. 6 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ 2.1/ Bieân ñoä doøng seùt vaø xaùc suaát xuaát hieän: Doøng ñieän seùt coù trò soá lôùn nhaát vaøo luùc keânh phoùng ñieän chuû yeáu ñeán trung taâm ñieän tích cuûa ñaùm maây doâng. Xaùc suaát xuaát hieän doøng ñieän seùt coù theå tính gaàn ñuùng theo coâng thöùc: + Cho vuøng ñoàng baèng: VI = e-is/60 = 10-is/60, hay lgVI = -is/60 (ñöôøng cong1). + Cho vuøng nuùi cao: VI = 10-is/30 , hay lgVI = -is/30 (ñöôøng cong 2) (VI laø xaùc suaát xuaát hieän doøng ñieän seùt, coù bieân ñoä lôùn hôn hoaëc baèng is). Chaúng haïn, xaùc suaát phoùng ñieän seùt coù bieân ñoä doøng seùt is ≥ 60KA : lgVI = -60/60 = -1 ⇒ VI = 0,1 = 10%. Coù nghóa laø trong toång soá laàn seùt ñaùnh chæ coù 10% soá laàn seùt coù bieân ñoä doøng ñieän seùt töø 60KA trôû leân. 2.2/ Ñoä doác ñaàu soùng doøng ñieän seùt vaø xaùc suaát xuaát hieän: Ñeå ño ñoä doác doøng ñieän seùt ngöôøi ta duøng moät khung baèng daây daãn noái vaøo moät hoa ñieän keá. Khi seùt ñaùnh vaøo coät thu seùt vôùi ñoä doác a thì trong khung seõ caûm öùng leân moät söùc ñieän ñoäng baèng Mdis/dt (M laø heä soá hoå caûm giöõa daây daãn doøng ñieän seùt cuûa coät thu seùt vôùi khung). Ñieän aùp ñaàu ra cuûa khung: U = M(dis/dt)max. Ñoä doác lôùn nhaát cuûa doøng ñieän seùt chaïy qua coät: a = (dis/dt)max, (KA/µs). * Xaùc suaát xuaát hieän ñoä doác coù theå tính theo: + Cho vuøng ñoàng baèng: Va = e-a/15,7 = 10-a/36 + Cho vuøng nuùi cao: Va = 10-a/18 2.3/ Cöôøng ñoä hoaït ñoäng cuûa seùt: Cöôøng ñoä hoaït ñoäng cuûa doâng seùt ñöôïc xaùc ñònh baèng soá ngaøy doâng trong moät naêm vaø xem nhö trò soá trung bình qua nhieàu naêm quan saùt vaø ño ñaït ôû nhöõng ñòa phöông khaùc nhau. Soá laàn seùt ñaùnh luoân thay ñoåi trong moät ngaøy. Theo taøi lieäu “Höôùng daãn thieát keá baûo veä choáng seùt cho nhaø ôû vaø coâng trình – CH 305 – 69” cuûa Lieân Xoâ cuû ,soá laàn seùt ñaùnh trong moät naêm vaøo coâng trình (khi chöa coù heä thoáng baûo veä choáng seùt) ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: (S + 3hx)(L + 3hx)n N= 106 trong ñoù: S – chieàu roäng cuûa nhaø(coâng trình) , m. L – chieàu daøi cuûa nhaø(coâng trình), m. hx – chieàu cao tính toaùn cuûa nhaø(coâng trình), m. n – soá laàn seùt ñaùnh trung bình treân 1Km2 trong moät naêm xaõy ra ôû ñòa phöông xaây döïng nhaø(coâng trình). * Soá laàn seùt ñaùnh trung bình treân 1Km2 trong moät naêm: 7 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ Baûng 1.1: Soá giôø doâng trong naêm. 20 – 40 40 – 60 60 – 80 80 – 100 > - 100 Soá laàn seùt ñaùnh Trung bình. 2,5 3,8 5 6,3 7,5 * Soá ngaøy doâng trung bình trong naêm ôû moät soá ñòa phöông cuûa Vieät Nam (theo soá lieäu cuûa toång cuïc khí töôïng thuûy vaên thoáng keâ): Baûng 2.1 : TT Ñòa phöông 1 ròa - Vuõng taøu 2 c thaùi - Thaùi nguyeân 3 h ñònh - Qui nhôn 4 h thuaän - Phan thieát 5 baèng 6 c laéc 7 ng thaùp - Cao laõnh 8 lai - Pleiku 9 baéc - Baéc giang 10 giang 11 noäi - Laùng 12 taây (Sôn taây) 13 tónh 14 höng - Haûi döông 15 ng yeân 16 Hoà Chí Minh 17 aùnh hoøa - Nha trang 18 n giang - Raïch giaù 19 uù quoác 20 chaâu 21 g sôn 22 cai 23 m ñoàng - Ñaø laït 24 nh haûi - Caø mau 25 m haø - Nam ñònh gaøy doâng/naê TT 77,8 96,9 52,1 80,7 93,7 112,2 129,9 96,8 101,3 103,1 93,6 87,2 92,8 72,3 78,6 78,6 45,0 110,4 99,4 97,0 89,5 77,6 89,8 118,9 72,2 Ñòa phöông 26 heä an - Vinh 27 uù yeân - Tuy hoøa 28 aûng bình - Ñoàng hôùi 29 aûng nam - Ñaø naüng 30 aûng ngaõi 31 aûng ninh - Hoøn gai 32 aûng trò - Ñoâng haø 33 ng beù - Phöôùc long 34 n la 35 ninh 36 ai bình 37 anh hoùa 38 öa thieân - Hueá 39 n giang - Myõ tho 40 vinh - Caøng long 41 eân quang 42 n baùi 43 n ñaûo 44 ôøng sa 45 uù lieãn 46 ng caùi 47m ñaûo 48 uù thoï 49 n bieân 50 a 8 gaøy doâng/naê 88,4 37,6 71,7 76,0 75,2 87,1 72,4 104,1 105,5 126,3 53,8 99,0 93,9 123,8 118,1 88,2 83,6 57,3 52,3 104,1 111,9 95,8 111,3 110,3 90,8 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ 3/ Taùc haïi cuûa doøng ñieän seùt: - Khi moät coâng trình bò seùt ñaùnh tröïc tieáp doøng seùt seõ gaây taùc haïi veà cô , nhieät vaø ñieän töø. - Neáu caùc coâng trình noái lieàn vôùi caùc vaät daãn ñieän keùo daøi nhö : ñöôøng daây ñieän, daây ñieän thoaïi, ñöôøng raây, oáng nöôùc gas baèng kim loaïi,... nhöõng vaät daãn aáy coù theå mang ñieän theá cao töø xa ñeán khi chuùng bò seùt ñaùnh, gaây nguy hieåm cho ngöôøi vaø caùc thieát bò noái vôùi noù. - Caàn chuù yù laø ñieän aùp coù theå caûm öùng treân caùc vaät daãn (caûm öùng tónh ñieän, hoaëc caùc daây daãn ñieän taïo thaønh nhöõng maïch voøng caûm öùng ñieän töø). Khi coù phoùng ñieän seùt ôû gaàn ñieän aùp naøy coù theå leân ñeán haøng chuïc kV vaø do ñoù raát nguy hieåm. Nhö vaäy, seùt coù theå gaây nguy hieåm tröïc tieáp vaø giaùn tieáp caàn phaûi coù caùc phöông phaùp phoøng choáng seùt tröïc tieáp vaø giaùn tieáp höõu hieäu, giaûm thieåu caùc ruûi ro do seùt gaây ra. B. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP PHOØNG CHOÁNG SEÙT TRÖÏC TIEÁP : 1/ Khaùi nieäm chung: Ñeå choáng seùt ñaùnh tröïc tieáp cho ñeán nay thöôøng duøng heä thoáng thu seùt baèng coät thu loâi, ñoái vôùi caùc toøa nhaø coâng nghieäp, traïm, kieán truùc cao taàng,... boä phaän thu seùt coù theå duøng kim, daây, ñai hoaëc löôùi thu seùt. Yeâu caàu cuûa vieäc choáng seùt laø toaøn boä coâng trình ñöôïc baûo veä caàn phaûi naèm trong vuøng baûo veä cuûa heä thoáng thu seùt, heä thoáng naøy coù theå naèm ngay treân keát caáu coâng trình hay ñaët caùch ly tuøy thuoäc vaøo hoaøn caûnh vaø ñieàu kieän cuï theå. Song song vôùi vieäc choïn löïa heä thoáng thu seùt coøn löu yù ñeán vaán ñeà noái ñaát choáng seùt, noái ñaát baûo veä vaø noái ñaát choáng seùt caûm öùng. Phöông aùn choáng seùt ñöôïc choïn phaûi coù hieäu quûa choáng seùt cao, chi phí ñaàu tö xaây döïng ít nhaát vaø yeáu toá myõ quan cuõng caàn ñöôïc xem xeùt. Heä thoáng choáng seùt cô baûn goàm coù caùc ñieän cöïc (kim thu seùt) ñöôïc noái vôùi daây daãn xuoáng, daây daãn xuoáng laïi ñöôïc noái vôùi löôùi tieáp ñaát. Vai troø cuûa caùc ñieän cöïc trôû thaønh ñieåm muïc tieâu seùt choïn ñaùnh. Maïng daây daãn xuoáng seõ truyeàn naêng löôïng seùt xuoáng ñaát, coøn löôùi tieáp ñaát coù nhieäm vuï taûn naêng löôïng seùt vaøo trong ñaát. 2/ Choáng seùt theo phöông phaùp coå ñieån: 2.1. Kim thu seùt Franklin: - Vaøo naêm 1752 nhaø khoa hoïc ngöôøi Myõ Benjamin Franklin ñaõ phaùt hieän ra caùc nguyeân taéc choáng seùt cô baûn naøy. Caùc ñieän cöïc Franklin coù ñoä cao thay ñoåi töø 2m ñeán 3m hoaëc cao hôn. Caùc thanh Franklin naøy ñöôïc ñaët ôû nhieàu ñieåm treân noùc nhaø hoaëc ñænh coät cao. Coät thu seùt coù nhieàu kieåu khaùc nhau, veà caáu taïo bao goàm caùc boä phaän sau: + Kim thu seùt (1) + Coät gaén kim thu seùt (2) + Daây daãn truyeàn naêng löôïng seùt xuoáng ñaát (3) + Boä phaän noái ñaát (4). 9 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ Hình 6.1: Coät thu seùt. Kim thu ñöôïc laøm baèng theùp caùn vôùi nhieàu loaïi tieát dieän khaùc nhau, ñænh kim khoâng nhoû hôn 100mm2. Neáu theùp deïp beà daøy khoâng ñöôïc nhoû hôn 3,5mm. Neáu theùp oáng beà daøy thaønh oáng khoâng nhoû hôn 3mm. Chieàu daøi hieäu duïng cuûa kim khoâng ñöôïc nhoû hôn 200mm. Kim thu coù theå maï keõm, thieác, sôn daãn ñieän. Neáu coät laøm baèng kim loaïi coù theå duøng thaân coät ñeå laøm daây daãn seùt, coät laøm beâ toâng loõi theùp coù theå duøng theùp trong coät laøm daây daãn seùt, vaø ñoái vôùi nhöõng nhaø, coâng trình coù nhöõng caáu kieän baèng theùp hoaëc beâ toâng coát theùp thì coù theå duøng caùc phaàn kim loaïi cuûa caáu kieän ñeå laøm daây daãn seùt.Trong caùc tröôøng hôïp treân, phaàn kim loaïi duøng vaøo vieäc truyeàn daãn doøng ñieän seùt phaûi coù tieát dieän töø 100mm trôû leân (vôùi theùp) vaø phaûi baûo ñaûm lieân tuïc veà maët daãn ñieän. 2.2. Ñai vaø löôùi thu seùt: Ñai vaø löôùi thu seùt duøng ñeå choáng seùt ñaùnh thaúng coù theå laøm baèng theùp deïp hay troøn vôùi tieát dieän khoâng ñöôïc nhoû hôn 35mm2. Ñai hoaëc löôùi cho pheùp ñaët beân döôùi lôùp choáng thaám hay lôùp caùch nhieät cuûa noù. Cuõng coù theå ñaët keát hôïp kim ngaén leân löôùi thu seùt, khoaûng caùch trung bình giöõa caùc kim treân löôùi töø 6 ÷ 12m (vieàn theo chu vi maùi), kim duøng theùp troøn 12 ÷16mm coù chieàu cao khoaûng 0,5m. Hình 7.1: Löôùi thu seùt. 2.3. Daây thu seùt: Daây thu seùt ñöôïc duøng ñeå baûo veä cho nhöõng coâng trình coù daïng heïp vaø keùo daøi cuï theå nhö caùc ñöôøng daây daãn ñieän treân khoâng, coù chieàu daøi ñaùng keå. Daây thu seùt cuõng coù theå keát hôïp vôùi coät thu seùt ñeå baûo veä cho caùc traïm phaân phoái ñieän. Daây thu seùt phaûi laøm baèng theùp, tieát dieän daây khoâng ñöôïc nhoû hôn 50mm2 vaø khoâng ñöôïc lôùn hôn 75mm2 (theo TCN - 46 - 71). 10 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ Hình 8.1: Daây thu seùt. 2.4. Caùch xaùc ñònh vuøng baûo veä: + Phöông phaùp quaû caàu laên: Giöõa ñieän tích vaø cöôøng ñoä ñieän tröôøng taïi muõi tieân ñaïo seùt cuõng nhö giöõa ñieän tích vaø bieân ñoä doøng seùt coù moät moái quan heä. Töø moái quan heä naøy moät phöông phaùp ñöôïc ñöa ra vaøo cuoái thaäp nieân 70 nhaèm xaùc ñònh ñieåm seùt ñaùnh döïa treân cô sôû cuûa ñoä daøi khoaûng caùch phoùng ñieän, goïi laø phöông phaùp “Quaû caàu laên” vaø phöông phaùp naøy ñaõ ñöôïc ñöa vaøo tieâu chuaån cuûa Uùc AS 1768 - 1991. Ngöôøi ta giaû thieát muõi tieân ñaïo seùt ôû ñieåm giöõa (taâm) moät quaû caàu coù baùn kính baèng ñoä daøi cuûa khoaûng caùch phoùng ñieän, nhö vaäy seõ coù nhöõng ñieåm beà maët quaû caàu chaïm vôùi maët ñaát hoaëc caùc boä phaän treân beà maët ñaát, nhöõng ñieåm chaïm ñoù coù theå laø nhöõng ñieåm seùt ñaùnh, cuõng coù caùc vuøng beà maët quaû caàu khoâng theå chaïm ñeán, ñieàu naøy ñöôïc minh hoïa treân hình 9.1 Quaû caàu naøy coù baùn kính khoaûng 45m ñoái vôùi möùc baûo veä tieâu chuaån (doøng ñieän seùt ñaùnh 10KA vaø hôn nöõa). Ñoái vôùi caùc coâng trình quan troïng (deã chaùy, noå), ngöôøi ta thieát keá quaû caàu coù baùn kính 20m. Vuøng beà maët caàu khoâng chaïm tôùi ñöôïc coù theå ngaên caûn seùt goïi laø vuøng baûo veä. Khoaûng caùch phoùng ñieän Ds (ñoä daøi caûn seùt) phuï thuoäc vaøo bieân ñoâ doøng seùt coù theå xaùc ñònh baèng coâng thöùc : Ds = 6,7.I0,8 ,m Vôùi I : laø bieân ñoä doøng seùt (KA) phuï thuoäc vaøo möùc baûo veä. 11 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ Hình 9.1 : Moâ taû vuøng baûo veä theo phöông phaùp quaû caàu laên. + Phöông phaùp hình noùn: a. Phaïm vi baûo veä cuûa coät thu seùt Phaïm vi baûo veä cuûa moät coät thu seùt laø moät hình noùn troøn xoay coù ñöôøng sinh daïng hyperbol, coù tieát dieän ngang laø nhöõng hình troøn vôùi baùn kính rx ñöôïc xaùc ñònh: h - hx p. rx = 1,6h h + hx Vôùi p = 1 khi h ≤ 30m p= 30 = 5,5 h Khi 30m < h < 100m 1 h Hình 10.1 : Phaïm vi baûo veä cuûa coät thu seùt Ñeå ñôn giaûn trong thieát keá ngöôøi ta thöôøng thay theá ñöôøng cong baäc hai (ñöôøng sinh) cuûa hình noùn troøn xoay naøy baèng moät ñoaïn ñöôøng gaõy khuùc vôí caùc phöông trình ñôn giaûn sau: 2 - ÔÛ ñoä cao hx ≤ h thì : 3 phaïm vi baûo veä ñöôïc xaùc ñònh: hx )p rx = 1,5h (1 0,8h 12 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ 2 h thì: - ÔÛ ñoä cao hx > 3 hx rx = 0,75h(1 )p h Hình 11.1 : Phaïm vi baûo veä cuûa coät thu seùt vôùi caùch veõ ñôn giaûn hoùa Thöïc nghieäm cho thaáy laø neân duøng nhieàu coät vôùi ñoä cao khoâng lôùn ñeå baûo veä thay cho moät coät coù ñoä cao lôùn ; phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt coù kích thöôùc lôùn hôn nhieàu so vôùi toång soá phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät ñôn. Hình 12.1: Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt coù ñoä cao baèng nhau. Khi 2 coät thu seùt ñaët caùch nhau moät khoaûng a = 7h thì baát kyø ñieåm naøo treân maët ñaát trong khoaûng giöõa 2 coät seõ khoâng bò seùt ñaùnh, töø ñoù suy ra neáu 2 coät thu seùt ñaët caùch nhau moät khoaûng a < 7h thì seõ baûo veä ñöôïc ñoä cao ho xaùc ñònh bôûi: 7 8 h - ho = a ⇒ ho = a - ho 7 Caùc phaàn beân ngoaøi gioáng nhö tröôøng hôïp 1 coät, coøn phaàn beân trong ñöôïc giôùi haïn bôûi voøng cung ñi qua 3 ñieåm : 2 ñænh coät vaø moät ñieåm ôû giöõa coù ñoä cao ho, (ho ñöôïc xem nhö ñoä cao cuûa coät thu seùt giaû töôûng naèm giöõa 2 coät). 13 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ rox = 1,6ho ho - hx p ho+ hx - Neáu 2 coät thu seùt coù ñoä cao khaùc nhau, ví duï: h1< h2 phaïm vi baûo veä giöõa 2 coät coù ñöôïc baèng caùch noái hình coät h2 ngang caét ñöôøng sinh cuûa coät h1 taïi moät ñieåm, ñieåm naøy xem nhö laø ñænh cuûa coät thu seùt giaû töôûng . h1’ = h2 vaø khu vöïc baûo veä giöõa 2 coät h2 vaø h1’ caùch nhau a’ ñaõ ñöôïc trình baøy nhö 2 coät thu coù ñoä cao baèng nhau. Hình13.1: Phaïm vi baûo veä cuûa 2 coät thu seùt coù ñoä cao khoâng baèng nhau Khi coâng trình caàn ñöôïc baûo veä coù phaïm vi roäng lôùn seõ duøng nhieàu coät phoái hôïp baûo veä. Phaàn ngoaøi cuûa phaïm vi baûo veä ñöôïc xaùc ñònh nhö cuûa töøng ñoâi coät. Caàn phaûi kieåm tra ñieàu kieän baûo veä an toaøn cho toaøn dieän tích caàn ñöôïc baûo veä. Vaät coù ñoä cao hx seõ naèm trong vuøng ñöôïc baûo veä neáu thoûa maõn ñieàu kieän : D ≤ 8(h - hx) vôùi h ≤ 30m D ≤ 8(h - hx)p vôùi h > 30m 14 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ Hình 14.1: Phaïm vi baûo veä cuûa 3 coät thu seùt . Hình 15.1: Phaïm vi baûo veä cuûa 4 coät thu seùt. b. Phaïm vi baûo veä cuûa daây choáng seùt (DCS) : Daây choáng seùt thöôøng duøng ñeå baûo veä cho ñöôøng daây taûi ñieän treân khoâng. Ñeå baûo veä ngöôøi ta treo daây choáng seùt treân toaøn boä tuyeán ñöôøng daây. Tuøy theo caùch boá trí daây daøi treân coät, coù theå treo 1 hay 2 daây choáng seùt sao cho daây daãn ñieän cuûa 3 pha ñeàu naèm trong phaïm vi baûo veä cuûa DCS. - Daûi baûo veä bx cuûa coät treo 1 DCS ñöôïc tính theo coâng thöùc: + ÔÛ ñoä cao hx > 2/3 h thì: bx = 0,6h (1-hx/h) p + ÔÛ ñoä cao hx < 2/3 h thì: bx = 1,2h (1-hx/0,8h) p Hình 16.1: Phaïm vi baûo veä cuûa 1 daây choáng seùt. - Phaïm vi baûo veä cuûa 2 DCS : 15 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ Khi 2 DCS ñaët caùch nhau moät khoaûng S = 2B = 4h thì moïi ñieåm treân maët ñaát naèm giöõa 2 daây naøy seõ ñöôïc baûo veä an toaøn vaø neáu S < 4h thì coù theå baûo veä cho caùc ñieåm (giöõa 2 daây) coù möùc cao tôùi : ho = h - S/4p. Hình 17.1: Phaïm vi baûo veä cuûa 2 daây choáng seùt Khi daây daãn boá trí ngang thì ñieàu kieän ñeå daây naèm giöõa vôùi ñoä cao hDD ñöôïc baûo veä laø khoaûng caùch S giöõa 2 DCS phaûi thoûa ñieàu kieän : S < 4p (hDCS - hDD) Giôùi haïn phaïm vi baûo veä ôû phía ngoaøi ôû 2 DCS cuõng gioáng nhö töøng DCS rieâng leû, coøn khu vöïc baûo veä giöõa 2 DCS ñöôïc giôùi haïn bôûi cung troøn veõ qua 2 ñieåm, ôû giöõa coù ñoä cao ho. - Phaïm vi baûo veä cuûa DCS trong thöïc teá: Ñoä treo trung bình cuûa daây daãn thöôøng hôn 2h/3, do ñoù trong tröôøng hôïp naøy chæ caàn xaùc ñònh ñuùng goùc baûo veä α laø ñuû (α : goùc taïo bôûi ñöôøng thaúng noái lieàn ñieåm treo daây CS vôùi daây daãn vaø ñöôøng thaúng goùc vôùi maët ñaát qua ñieåm treo DCS (hình 18.1), α caøng beù thì xaùc suaát seùt ñaùnh vaøo DD caøng beù. αgh = 31o (tgαgh = 0,6) Tröôøng hôïp giôùi haïn hDD = 2hDCS/3 thì Ñeå taêng möùc an toaøn (giaûm xaùc suaát seùt ñaùnh voøng qua DCS vaøo DD) .Thöôøng choïn α = 20o ÷ 25o cho caùc ñöôøng daây taûi ñieän quan troïng . Hình:18.1 3. Choáng seùt theo phöông phaùp hieän ñaïi: Trong nhöõng thaäp nieân vöøa qua nhieàu cuoäc nghieân cöùu vaøthöû nghieäm ñöôïc tieán haønh nhieàu nôi treân theá giôùi nhö ôû Uùc, Phaùp, Myõ ... nhaèm taïo ra moät ñaàu thu ñaëc bieät coù ñaëc tính toát hôn ñaàu thu 16 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ seùt thoâng thöôøng vaø coù phaïm vi baûo veä roäng hôn. Vaøo naêm 1914 nhaø vaät lyù ngöôøi Hungari laø Sziza ñaët ra caâu hoûi neáu coät Franklin coù ñöôïc caûi tieán hay khoâng khi theâm vaät lieäu phoùng xaï taïo ra caùc ion taêng söï thu huùt cuûa seùt ? Vaøi vaät lieäu phoùng xaï ñaõ ñöôïc duøng laø Uranium vaø Thyradium, cöôøng ñoä cuûa vaät lieäu phoùng xaï ñöôïc giôùi haïn laø 1mili Curie laø möùc an toaøn ñoái vôùi con ngöôøi. Ngoaøi ra, naêm 1964 Ball ñeà xuaát vieäc duøng tia Laze ñeå phoùng ñieän vaøo caùc ñaùm maây doâng, noù coù theå chaën moät tieân ñaïo khi tia tieân ñaïo phaùt trieån höôùng xuoáng ñaát. Tia Laze coù taùc duïng nhö moät daây daãn töø ñaùm maây ñeán ñaát vaø keát thuùc baèng moät daây daãn xuoáng vaø noái vôùi moät heä thoáng noái ñaát. Vaø moät soá phöông phaùp nöõa ... Tuy nhieân nhieàu cuoäc tranh luaän vaø thöû nghieäm xoay quanh caùc ñeà taøi ñoù ñi tôùi moät keát cuïc laø nhieàu yù töôûng khoù maø thöïc hieän ñöôïc vaø khoù maø chöùng minh ñöôïc tính hieäu quaû cuûa noù. Qua quan saùt 30 naêm trôû laïi ñaây, coù caùc loaïi ñieän cöïc thu seùt ñöôïc caûi tieán nhö:loaïi ñieän cöïc phoùng xaï, loaïi ñieän cöïc phaùt xaï sôùm ñaõ ñöôïc öùng duïng vaøo thöïc tieãn. Treân thò tröôøng Vieät Nam hieän nay ñang duøng caùc loaïi ñaàu thu phaùt xaï sôùm (ESE), goàm coù Prevectron cuûa haõng Indelec (Phaùp), EF cuûa haõng EF Carrich System (Thuïy Sæ), Dynasphere, Interceptor cuûa haõng Global (Uùc) ... 3.1. Kim thu seùt phaùt xaï sôùm: Veà cô baûn thieát bò choáng seùt taïo tia tieân ñaïo bao goàm: - Kim thu seùt trung taâm baèng ñoàng ñieän phaân hoaëc theùp, hôïp kim khoâng ræ. Kim naøy coù taùc duïng taïo moät ñöôøng daãn doøng seùt lieân tuïc töø tia tieân ñaïo vaø daãn xuoáng ñaát theo daây daãn seùt. - Thieát bò taïo ion, giaûi phoùng ion vaø taïo tia tieân ñaïo. Ñaây laø tính naêng ñaëc bieät cuûa ñaàu thu seùt phaùt xaï sôùm. Nhôø thieát bò naøy maø ñaàu thu seùt coù theå taïo ra vuøng baûo veä roäng lôùn vôùi möùc ñoä an toaøn cao. Veà nguyeân taéc hoaït ñoäng trong tröôøng hôïp doâng baõo xaûy ra ñieän tröôøng khí quyeån gia taêng khoaûng vaøi ngaøn Voân/meùt, ñaàu thu seùt seõ thu naêng löôïng ñieän tröôøng khí quyeån, naêng löôïng naøy ñöôïc tích tröõ trong thieát bò ion hoùa. Tröôùc khi xaûy ra hieän töôïng phoùng ñieän seùt coù moät söï gia taêng nhanh choùng vaø ñoät ngoät cuûa ñieän tröôøng khí quyeån, aûnh höôûng naøy taùc ñoäng laøm thieát bò ion hoùa giaûi phoùng naêng löôïng ñaõ tích luõy döôùi daïng ion taïo ra moät ñöôøng daãn tieân ñaïo veà phía treân, chuû ñoäng daãn seùt. - Quaù trình ion hoùa ñöôïc ñaëc tröng bôûi: + Thieát bò ion hoùa cho pheùp ion phaùt ra trong khoaûng thôøi gian raát ngaén vaø taïi thôøi ñieåm thích hôïp ñaëc bieät, chæ vaøi phaàn cuûa giaây tröôùc khi coù phoùng ñieän seùt, do ñoù ñaûm baûo daãn seùt kòp thôøi chính xaùc. + Söï xuaát hieän moät soá löôïng lôùn caùc electron tieân ñaïo cuøng vôùi söï gia taêng cuûa ñieän tröôøng coù taùc duïng ruùt ngaén thôøi gian taïo hieäu öùng Corona. + Ñaàu thu ESE phaùt ra moät ñöôøng daãn seùt chuû ñoäng veà phía treân nhanh hôn baát cöù ñieåm nhoïn naøo gaàn ñoù. 3.2 . Caùch xaùc ñònh vuøng baûo veä : Tuøy theo coâng ngheä cheá taïo cuûa töøng loaïi ñaàu thu maø caùc nhaø saûn xuaát ñöa ra coâng thöùc tính toaùn phaïm vi baûo veä. + Phaïm vi baûo veä cuûa kim thu Prevectron ñöôïc tính theo coâng thöùc: Rp = √ h(2D - h) + [∆L(2D + ∆L)] 17 (vôùi h>5m ) Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ Trong ñoù : ∆L = 106.∆T , (m) vôùi ∆T : ñoä lôïi veà thôøi gian cuûa töøng ñaàu kim. h : chieàu cao thöïc kim thu tính töø maët baèng baûo veä . D = 20m vôiù caáp baûo veä cao nhaát. D = 45m vôùi caáp baûo veä trung bình. D = 60m vôùi caáp baûo veä tieâu chuaån. chuù thích: vôùi h ≤ 5m tra theo baûng cuûa nhaø saûn xuaát. Hình 19.1 : Vuøng baûo veä cuûa ñaàu thu Prevectron + Phaïm vi baûo veä cuûa ñaàu thu Dynasphere ñöôïc xaây döïng treân phöông phaùp Collection Volume cuûa tieán só A.J.Eriksow.Phöông phaùp naøy ñöôïc moâ taû nhö sau: Ñieän tích Q phaân boå doïc theo luoàng ñieän phoùng xuoáng gaây söï taêng nhanh ñieän tröôøng giöõa noù vaø ñieåm tieáp ñaát. Khi ñaït ñeán giaù trò ñieän tröôøng tôùái haïn, ñieåm tieáp ñaát phoùng moät luoàng tieáp nhaän leân treân. Khoaûng caùch ôû nôi xaûy ra söï kieän naøy goïi laø “khoaûng caùch seùt ñaùnh”. Ñieän tröôøng tôùái haïn tuøy thuoäc vaøo caû ñieän tích phoùng xuoáng vaø caû khoaûng caùch ñeán ñieåm tieáp ñaát. Hình 20.1, cho thaáy söï hình thaønh baùn caàu khoaûng caùch seùt xung quanh moät ñieåm tieáp ñaát ñôn ñoäc , ñieän tích phoùng caøng lôùn khoaûng caùch naøy caøng lôùn. Neáu luoàng phoùng xuoáng gaàn ñeán chu vi cuûa hình caàu, vaän toác cuûa noù coù theå mang noù tieán ñeán tröôùc ñeå tieáp nhaän moät luoàng ñieän phoùng leân khaùc. Nhö vaäy, coù theå coù tröôøng hôïp luoàng ñieän phoùng xuoáng ñi vaøo trong baùn caàu phoùng seùt maø khoâng coù söï tieáp nhaän (vì khoaûng caùch töø tia tieân ñaïo ñeán ñieåm phoùng leân khaùc, nhoû hôn töø tia tieân ñaïo ñeán ñieãm ñang xeùt ) . Trong hình 20.1 moät hình Parabol giôùi haïn ñöôïc ñaët treân baùn caàu. Ñöôøng Parabol naøy ñöôïc hình thaønh treân caùc yeáu toá vaän toác vaø hoaøn chænh theå tích thu (Collection Volume). Vaäy chaén coù söï tieáp nhaän bôûi moät ñieåm lieân heä treân maët ñaát. Hình 20.1 cuõng cho thaáy theå tích thu trôû neân roäng hôn vôùi söï taêng ñieän tích luoàng coù theå noùi raèng luoàng phoùng xuoáng ñi vaøo moät theå tích nhö theá thì veà lyù thuyeát chaéc phoùng xuoáng. Coù nghóa laø doøng ñieän seùt caøng lôùn theå tích thu caøng lôùn. 18 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ Hình 20.1: Vuøng thu seùt,baùn caàu ñöôïc bao bôûi moät parabola giôùi haïn Moät chöông trình maùy tính BENJI do Lightning Protection International Ply Ltd xaây döïng. Noù tính toaùn maät ñoä ñieän tröôøng töông öùng ôû moãi giai ñoaïn vaø so saùnh söï gia taêng ñieän tröôøng cuûa caùc ñieåm ñoái dieän (caùc goùc vaø caïnh toøa nhaø, aêng ten, thieát bò ...). Sau ñoù chöông trình tính ra ñieåm naøo taïo ra tieân ñaïo höôùng leân ñaàu tieân gaëp tieân ñaïo höôùng xuoáng. Söï phoùng ñieän chính phoùng trôû laïi theo ñöôøng tieân ñaïo phoùng leân / phoùng xuoáng. Coù theå tính toaùn baùn kính thu cho moãi ñieåm thích öùng. Caùc ñaàu thu cuûa haõng Global ñaõ chöùng minh khaû naêng taïo ra nhieàu theå tích thu lôùn hôn coät Franklin. Hình 21.1 Moät hay nhieàu ñaàu thu nhö vaäy ñöôïc ñaët treân caáu truùc caàn baûo veä ñeå caùc theå tích thu cuûa chuùng phuû laép treân caùc theå tích thu nhoû töï nhieân ôû caùc ñieåm nhoâ ra cuûa caáu truùc. Phöông phaùp naøy toû ra thuaän tieän vaø haáp daãn cho caùc chuyeân vieân aùp duïng vaøo thieát keá choáng seùt. 4. Daây thoaùt seùt: Coù nhieäm vuï daãn doøng seùt töø ñaàu thu seùt ñeán heä thoáng noái ñaát. Daây daãn seùt coù 3 daïng chính laø deïp, troøn hay beän nhieàu sôïi. Tieát dieän thöïc cuûa chuùng phaûi lôùn hôn hoaëc baèng 50mm. Tuøy theo ñieàu kieän moâi tröôøng vaø coâng trình maø caùc loaïi daây daãn ñöôïc choïn : - Daây ñoàng traàn ñieän phaân maï thieác coù tính daãn toát. - Daây theùp khoâng ræ duøng trong moâi tröôøng aên moøn cao. - Daây nhoâm gaén treân beà maët coâng trình baèng nhoâm. 19 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Do An Chong Set ______________________________________________________________________________________________________________________ Coù theå duøng coát theùp trong caáu kieän beâ toâng coát theùp cuûa coâng trình ,caùc voû boïc baèng kim loaïi beân ngoaøi coâng trình , caùc oáng kim loaïi, ...laøm daây daãn seùt ( ñoái vôùi coâng trình coù baûo veä choáng seùt caáp 2, 3 ) Gaàn ñaây, coøn duøng moät daây xuoáng coù boïc caùch ñieän (daây Ericore). Thuaän lôïi chính cuûa loaïi vaät daãn naøy cho pheùp ngöôøi thieát keá höôùng doøng seùt ñi voøng qua caùc vuøng nhaïy caûm, caùp naøy coù theå ñi ngaàm beân trong cuûa keát caáu coâng trình. Trong haàu heát tröôøng hôïp chæ caàn moät daây daãn xuoáng coù boïc. 5 . Heä thoáng noái ñaát: 5.1 .Noái ñaát choáng seùt Thieát bò noái ñaát thöôøng laø caùc coïc, thanh baèng kim loïai hay baêng ñoàng phaúng coù hình daïng vaø kích thöôùc khaùc nhau choân trong ñaát. Coïc thöôøng ñöôïc cheá taïo baèng caùc loaïi theùp oáng, theùp troøn theùp goùc.Thanh ñöôïc cheá taïo baèng caùc baêng theùp deït, theùp troøn . Heä thoáng noâí ñaát phaûi ñaõm baûo yeâu caàu chi phí kim loaïi nhoû nhaát, baûo ñaûm ñoä beàn cô, baûo ñaûm veà choáng aên moøn khi ñaët trong ñaát. Coù theå xöû duïng caùc keát caáu kim loaïi cuûa coâng trình ñeå laøm noái ñaát töï nhieân nhö moùng , oáng daãn nöôùc baèng kim loaïi choân trong ñaát, voû caùp ngaàm,...nhaèm muïc ñích giaûm gía thaønh xaây döïng heä thoáng noái ñaát cho coâng trình. Trò soá ñieän trôû noái ñaát caøng beù taùc duïng taûn doøng ñieän seùt caøng cao. Ñoái vôùi vuøng ñaát coù ñoä daãn ñieän xaáu coù theå duøng muoái, than ñeå caûi thieän ñoä daån ñieän cuûa ñaát. Hieän nay ngöôøi ta coøn duøng hoùa chaát caûi taïo ñaát ñeå laøm giaûm ñieän trôû suaát cuûa ñaát. Trong heä thoáng noái ñaát coøn coù caùc boä phaän khaùc vôùi muïc ñích kieåm tra vaø an toaøn : + Noái kieåm tra : duøng ñeå taùch rieâng daây daãn xuoáng vaø heä thoáng noái ñaát, nhôø ñoù coù theå ño chính xaùc ñieän trôû heä thoáng noái ñaát. + Hoäp quan saùt : duøng ñeå kieåm tra söï keát noái giöõa daây daãn xuoáng vaø heä thoáng noái ñaát. + OÁng baûo veä: baûo veä khoaûng daây daãn xuoáng noái kieåm tra vaø maët ñaát traùnh khoûi caùc va chaïm coù theå gaây hö hoûng cho daây daãn xuoáng. + Maùy ñeám seùt: ñeå ñeám nhöõng cuù seùt thöïc söï xaûy ra cho moät kieán truùc hay cho moät heä thoáng daây daãn xuoáng. 5.2. Noái ñaát ñaúng theá: Khi doøng ñieän seùt ñi qua daây daãn seùt, coù moät söï cheânh leäch ñieän theá giöõa daây daãn naøy vaø caùc caáu truùc kim loaïi ñaët noái ñaát beân caïnh. Söï phoùng ñieän nguy hieåm coù theå xaûy ra giöõa daây daãn seùt vaø nhöõng boä phaän kim loaïi naøy. Tuøy thuoäc vaøo khoaûng caùch giöõa daây daãn seùt vôùi nhöõng boä phaän kim loaïi noái ñaát khaùc maø vieäc noái ñaúng theá caàn hay khoâng caàn thieát. Khoaûng caùch toái thieåu khoâng xaûy ra söï phoùng ñieän nguy hieåm goïi laø khoaûng caùch an toaøn. Khoaûng caùch naøy phuï thuoäc vaøo caáp baûo veä, soá daây daãn seùt, khoaûng caùch töø ñieåm noái ñaát ñeán caùc boä phaän kim loaïi ñoù... Söï phoùng ñieän nguy hieåm seõ khoâng xaûy ra khi khoaûng caùch d giöõa caùc boä phaän kim loaïi cuûa heä thoáng choáng seùt vôùi caùc caáu truùc kim loaïi noái ñaát khaùc lôùn hôn giaù trò S. Vôùi S laø khoaûng caùch an toaøn vaø ñöôïc tính : S = n. (KI/Km). l Trong ñoù: + n : laø heä soá phuï thuoäc vaøo soá daây daãn seùt cuûa kim thu seùt. 20
- Xem thêm -