Sét trực tiếp gây ra xung sét lan truyền như thế nào?

Sét lan truyền là hiện tượng gia tăng đột biến của xung điện áp hoặc sóng điện từ. Xung điện áp đột biến sẽ ảnh hưởng trực tiếp đối với các thiết bị điện, thiết bị điện tử, camera cũng như mạng máy tính.

Hiện tượng sét lan truyền đến từ nhiều nguyên nhân khác nhau như:

• Nhà hoặc nhà máy nằm gần vị trí bị sét đánh.
• Xung điện áp đột biến được sinh ra bên trong chính các thiết bị, do bật tắt các tải điện như đèn, hệ thống nhiệt, motor, máy in laser, máy photocopy.
• Đường dây dẫn điện trong khu vực bị hỏng.

Việc phóng điện trong không khí của sét sẽ tạo ra từ trường. Các dòng điện cường độ cao sẽ tạo ra từ trường thoáng qua nhanh chóng nhưng cực kỳ mạnh, bán kính ảnh hưởng lên đến hàng nghìn mét và càng gần tâm sét thì mức độ thiệt hại càng nặng.

Dù sét không đánh trúng thiết bị điện trực tiếp, thì xung sét lan truyền vẫn gây thiệt hại cho các thiết bị điện. VÌ vậy, cần có những biện pháp bảo vệ thiết bị điện khỏi sét đánh trực tiếp cũng như là xung sét lan truyền.

Phòng tránh sét lan truyền như thế nào?

Ngoài việc ngăn chặn sét trực tiếp bằng các thiết bị như cột thu lôi và hệ thống nối đất, chúng ta cũng phải cùng lúc ngăn chặn sét lan truyền bằng các thiết bị cắt sét sơ cấp, cắt sét thứ cấp và chống sét cho các thiết bị đầu cuối.

Thiết bị chống sét lan truyền (SPD) được chia làm 3 loại (Type) dựa theo tiêu chuẩn IEC 61643-11 và EN 61643-11 theo 3 mức độ thử nghiệm khác nhau (Class):

• Type 1 SPD: Được đặc trưng bởi dòng điện dạng sóng 10/350 µs.
  • Còn gọi là thiết bị cắt sét sơ cấp: lắp đặt ở vị trí có nguy cơ bị sét đánh trực tiếp cao, đặc biệt là khi tòa nhà được trang bị các đầu cột thu lôi.
  •  Nó có thể xả dòng ngược do dòng sét lan truyền dội ngược từ dây dẫn đất đến dây dẫn của hệ thống lưới điện.
• Type 2 SPD: Được đặc trưng bởi dòng điện sóng 8/20 µs.
  • Còn gọi là thiết bị cắt sét thứ cấp: lắp đặt tại ngõ vào của hệ thống điện, trong tủ phân phối chính hoặc gần các thiết bị nhạy cảm mà công trình không trang bị kim thu sét.
  • Là hệ thống bảo vệ chính cho tất cả các thiết bị điện hạ thế, ngăn ngừa sự lan truyền quá áp trong hệ thống điện và bảo vệ các tải.
• Type 3 SPD: Đặc trưng bởi sự kết hợp của sóng điện áp 1.2/50 µs và sóng điện dòng 8/20 µs.
  • Còn gọi là bô chống sét cho các thiết bị đầu cuối: lắp đặt bảo vệ các thiết bị điện tử như camera, tivi, điện thoại…
  • Những SPD này có dung lượng xả thấp. Do đó, chúng buộc phải lắp bổ sung cho Type 2 SPD và lắp gần các tải nhạy cảm.

Đặc điểm chung của các thiết bị chống sét lan truyền (SPD)

• U_c: điện áp hoạt động liên tục tối đa.

Đây là điện áp AC hoặc DC mà SPD có thể hoạt động

• U_p: cấp độ bảo vệ điện áp tại dòng I_n

Đây là điện áp tối đa trên các đầu cuối của SPD khi nó hoạt động. Trong trường hợp sét đánh, điện áp tại đầu cuối của SPD vẫn thường thấp hơn U_p. 

• I_n: dòng điện xả hay còn gọi là dòng phát thải.

Đây là giá trị cực đại của sóng dòng 8/20 µs mà SPD có khả năng xả tối thiểu 19 lần.

Mỗi loại SPD sẽ có những đặc điểm cần lưu ý thêm:

• • Type 1 SPD cần kiểm tra thêm I_imp (dòng điện xung). Đây là giá trị cực đại của sóng dòng 10/350 µs mà SPD có khả năng xả tối thiểu 1 lần.
  • Type 2 SPD cần kiểm tra thêm I_max (dòng điện xả tối đa). Đây là giá trị cực đại của sóng dòng 8/20 µs mà SPD có khả năng xả chỉ 1 lần.
  • Type 3 SPD cần kiểm tra thêm U_oc (Điện áp mạch mở được áp dụng trong các thử nghiệm Class III (Type 3).

• Thiết bị cắt sét 1 pha, thiết bị cắt sét 3 pha.
• Thiết bị chống sét trên đıờng tín hiệu ( Chống sét cho điện thoại cố định, máy tính, đầu thu kỹ thuật số, camera quan sát…)
• Cáp thoát sét: Là dây dẫn tiếp địa từ các thiết bị cần chống sét đến hệ thống tiếp địa.
• Thiết bị đếm sét.
• Hộp kiểm tra điện trở tiếp đất.
• Hệ thống tiếp địa gồm các cọc tiếp địa được đóng sâu xuống đất và được nối với nhau.
• Những yêu cầu về mặt kỹ thuật khi lắp đặt hệ thống
• Không chỉ cần am hiểu về thành phần cấu tạo của hệ thống chống sét lan truyền. Để lắp đặt thành công hệ thống đòi hỏi người thi công phải nắm vững được những yêu cầu về mặt kỹ thuật được chia sẻ ngay dưới đây.

• Tầng bảo vệ thứ 1 ( tầng cắt sét sõ cấp): Một thiết bị chống sét sơ cấp thıờng thích hợp để bảo vệ các thiết bị điện cơ/ thiết bị điện không dễ bị hư hỏng như lò sưởi, đèn chiếu sáng và các động cơ. Đây là thiết bị có khả năng cắt sét lớn nhất, vì nó phải chịu dòng sét trực tiếp đánh vào. Thông thıờng khả năng cắt sét được yêu cầu là >100kA 8/20 us.
• Đối với thiết bị điện, điện tử nhạy cảm, tầng bảo vệ thứ 2 ( tầng cắt sét thứ cấp) được lắp đặt để làm giảm điện áp dư (điện áp thông qua). Thiết bị chống sét ở tầng này nên sử dụng thiết bị cắt lọc sét mắc nối tiếp phía trước thiết bị cần bảo vệ gồm tầng cắt sơ cấp + bộ lọc thông thấp LC + tầng cắt sét thứ cấp.
• Tạo một hệ thống tiếp đất nối tiếp