BÁO cáo CHUYÊN đề CHỐNG sét môn AN TOÀN điện

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ CHỐNG SÉT MÔN AN TOÀN ĐIỆN docx TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ CHỐNG SÉT MÔN AN TOÀN ĐIỆN Họ tên Cao Huy Trường 90742 Hoàng Văn Long 91647 Trầ[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ: CHỐNG SÉT

MÔN: AN TOÀN ĐIỆN

Họ tên: Cao Huy Trường-90742

Hoàng Văn Long-91647 Trần Thế Anh-94105 Lưu Thành Đạt-94069

Tự Bá Quyền-94084 Trịnh Hoàng Tùng Dương-90216

Mã học phần:13421

Giáo viên hướng dẫn: Phan Đăng Đào

Hải Phòng, tháng 10/2022

little duck 123docz.net

Mục lục

2.Nghiên cứu về các vùng thường hay xuất hiện Sét ở Việt Nam 5

little duck 123docz.net

1.Khái niệm về sét

Sét hay tia sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển giữa các đám mâymang các điện tích khác dấu hoặc giữa các đám mây và mặt đất Đôi khi, các tiasét còn xuất hiện trong các trận phun trào núi lửa hoặc bão cát Tia sét có thể dichuyển với tốc độ 36.000km/h khi phóng điện trong khí quyển, đạt tới nhiệt độtrên 30,000 K (29,726 °C), gấp 5 lần nhiệt độ bề mặt Mặt Trời(5,778 K), và hơn

20 lần nhiệt độ cần thiết để biến cát silicathànhthủy tinh

Sét là sự di chuyển của các ion, trong khi đó hình ảnh của sét lại được tạo rabởi dòng plasma phát sáng Trong điều kiện bình thường của không khí, tiếngđộng chỉ di chuyển với tốc độ 1.230km/h còn ánh sáng đi được 299.792.458m/s

Sét sinh ra từ các đámmây vũ tíchhay còn gọi là mây dông, là loại mâythường có độ cao chân mây từ 1 đến 2 km (0.62 đến 1.24 dặm) tính từ mặt đất

và độ cao đỉnh mây có thể tới 15 km (9.3 dặm) Có khoảng 16 triệu

cơndông mỗi năm Nếu có đám mây dông tích điện đi gần mặtđấttới nhữngkhu vực trống trải, gặp một vật có độ cao như cây cối, người cầm cuốc xẻng thì các luồng dẫnsét sẽ hình thành và xảy ra sự phóng tia lửa điệngiữa đám mây

little duck 123docz.net

2.Các vùng thường hay xuất hiện sét ở Việt Nam

Việt Nam nằm ở tâm dông châu Á, một trong ba tâm dông trên thế giới có hoạtđộng dông sét mạnh Mùa dông ở Việt Nam tương đối dài bắt đầu từ tháng 4 vàkết thúc vào tháng 10 Số ngày dông trung bình khoảng 100 ngày/năm và số giờdông trung bình là 250 giờ/năm Trên nền hoạt động dông tương đối mạnh này

có độ chênh lệch khá lớn về mức độ hoạt động dông ở các vùng Có những nơi

có số giờ dông nhỏ như Cam Ranh (55 giờ/năm), bên cạnh đó lại có khu vực đạt

số giờ dông tới 489 giờ/năm như ở A Lưới (Huế) Sự chênh lệch này do nhiềuyếu tố khác nhau gây ra, trong đó có yếu tố phân chia lãnh thổ bởi những dãynúi cao có hướng khác nhau, làm tăng cường hoạt động dông ở vùng này và hạnchế hoạt động dông ở vùng khác Những vùng hoạt động dông mạnh là nhữngvùng có nhiễu động khí quyển mạnh mẽ và có địa hình thuận lợi cho việc hìnhthành các dòng thăng

Ở Việt Nam có thể có tới 2 triệu cú sét đánh xuống đất trong vòng một năm.Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ của Viện Vật lý Địa cầu thực hiện năm 2004,

cả nước có 820 vụ sét đánh trong 10 năm trở lại đây gây thiệt hại nhiều tỷ đồng,làm gián đoạn dịch vụ viễn thông, điện lực Tại một số khu vực như Cổ Dũng(Hải Dương), Sơn Lộc (Hà Tĩnh), đồng bằng sông Cửu Long, xảy ra nhiều vụsét đánh làm thiệt hại mùa màng và tính mạng con người, gây tâm lý hoangmang trong nhân dân

Dông sét gây ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động kinh tế - xã hội Ngoài nhữngtác dụng có lợi của dông như mang lại lượng nước mưa, khả năng cung cấpnitrat của phóng điện sét, đem lại cho nông nghiệp nguồn đạm phong phú, dôngsét còn gây ảnh hưởng tiêu cực lên kinh tế xã hội Dông có thể gây lụt lội

(những đợt dông front kéo dài), sét thường xuyên là hiểm họa gây thiệt hại vềngười và của

TS Nguyễn Xuân Anh, Trưởng Phòng Vật lý Khí quyển, Phó Viện trưởng ViệnVật lý Địa cầu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, cho biết Việt Namthuộc một trong 3 khu vực tập trung nhiều dông, sét của thế giới Vì nước tanằm trong khu vực nhiệt đới có độ ẩm cao, lại gần biển, có đường bờ biển kéodài nên gió từ biển đưa vào càng tăng thêm độ ẩm trong vùng đất liền, gây mưadông

Theo Viện Vật lý Địa cầu, sét thường chỉ xảy ra trong các cơn dông Đặcbiệt là những cơn dông đầu mùa mưa thường mang theo những trận sét nguyhiểm nhất Lý do là vào thời điểm giao mùa thường xuất hiện 2 luồng không khínóng ẩm và lạnh Điểm giao thoa giữa 2 luồng không khí này chính là nơi xảy radông Đây cũng là địa điểm tập trung sét Vì thế, những nơi xảy ra hiện tượngtập trung dông, sét với mật độ cao trong một thời gian nhất định, thực chất làđang có sự

hoạt động mạnh mẽ của 2 luồng không khí nóng ẩm và lạnh.

little duck 123docz.net

dự đoán về nguy cơ xảy ra dông, sét tại bất kỳ địa phương nào trên toàn lãnh thổViệt Nam

Dựa trên hệ thống dự báo này, Viện Vật lý Địa cầu thống kê: Mỗi năm, cótới khoảng 2 triệu cú sét đánh xuống đất trên lãnh thổ nước ta Khu vực thườngxảy ra sét đánh nhất là Hải Dương, Hà Tĩnh, đồng bằng sông Cửu Long.

Mật độ sét đánh theo địa danh hành chính lãnh thổ Việt Nam

little duck 123docz.net

3.TÁC HẠI CỦA SÉT

• Tác hại của sét đối với con người

- Một tia sét có hiệu điện thế cực lớn gần 300 triệu vôn Bình thường vớidòng điện trên 24 vôn đã có thể gây tổn hại cho sức khỏe bạn Với nguồn điệnthế cực lớn kia bạn sẽ chết ngay lập tức

- Sét mang theo nguồn nhiệt năng cực lớn gây hoại tử ngay vùng da tiếpxúc với sét Có một số trường hợp sét chỉ đánh xượt qua nhưng nạn nhân có thể

bị bỏng nặng và thần kinh bất ổn do chấn thương vùng não ( làm chết norontrong não)

- Sét khi đánh trúng một vùng gần khu vực nhà bạn, điện áp hệ thống sẽgây chập điện, hư hỏng đồ điện tử, công nghệ và nếu xui xẻo, bạn có thể bị sétđánh ngay trong nhà vì sét lan truyền

- Sét cũng là nguyên nhân gây cháy nhà, cháy rừng cực kì nguy hiểm.Một số phân xưởng, nhà ở bị sét đánh trúng và phát hỏa

• Tác hại của sét đối với công trình, thiết bị điện

- Do năng lượng của một cú sét lớn nên sức phá hoại của nó rất lớn khimột công trình bị sét đánh trực tiếp có thể bị ảnh hưởng đến độ bền cơ khí,

cơ học của các thiết bị trong công trình, nó có thể phá hủy công trình, gây

cháy nổ… Trong đó :

• Biên độ dòng sét ảnh hưởng vấn đề quá điện áp xung và ảnh hưởng đến

độ bền cơ khí của các thiết bị trong công trình

• Thời gian xung sét ảnh hưởng đến vấn đề quá điện áp xung trên các thiết bị.Thời gian tồn tại của xung sét thì ảnh hưởng đến độ bền cơ học của các thiết bịhay công trình bị sét đánh

• Ngoài ra, khả năng cháy nổ cũng xảy ra rất cao đôi với công trình bị sétđánh trực tiếp

- Khi xảy ra phóng điện sét sẽ gây nên một sóng điện từ tỏa ra xung quanhvới tốc độ rất lớn, trong không khí tốc độ của nó tương đương tốc độ ánh sáng.Sóng điện từ truyền vào công trình theo các đường dây điện lực, thông tin… gâyquá điện áp tác dụng lên các thiết bị trong công trình, gây hư hỏng đặc biệt đôivới các thiết bị nhạy cảm: thiết bị điện tử, máy tính cũng như mạng máy tính …

- Các tia sét được biết đến là nguyên nhân chủ yếu gây ra các xung quáđiện áp Một lưu ý quan trọng là tia sét không cần phải đánh trực tiếp lên đườngdây nguồn mới gây ra hư hỏng, một tia sét đánh cách xa vài trăm mét cũng cóthể gây ra những xung cảm ứng lan truyền lớn có khả năng phá hủy, hoặc thậmchí

phá hủy đường cáp ngầm lân cận Do đó việc lắp đặt thiết bị chống sét lantruyền cũng không kém phần quan trọng so với chống sét trực tiếp.

4.Các phương pháp phòng và chống sét

1 Chống sét theo phương pháp cổ điển

little duck 123docz.net

Chợ Mới, H Phú Tân, Tx Tân Châu,

H Tịnh Biên, H Thoại Sơn, H Tri Tôn

Tx Giá Rai, H Đông Hải, H Hồng Dân,

H Phước Long, H Vĩnh Lợi

13.7

7 Bến Tre Tp Bến Tre, H Châu Thành, H Chợ

Lách, H Giồng Trôm, H Mỏ Cày Nam,

H An Lão, Tx An Nhơn, H Hoài Ân,

little duck 123docz.net

12 Cà Mau Tx Cà Mau, H U Minh, H Thới Bình,

H Trần Văn Thời, H Cái Nước, H

Đầm Dơi, H Phú Tân, H Năm Căn, H

An, H Nguyên Bình, H Phục Hoà, H

Quảng Uyên, H Thạch An, H ThôngNông, H Trà Lĩnh, H Trùng Khánh

Tp Buôn Ma Thuột, H Buôn Đôn, H.

Ea Súp, H Cư M’Gar, H Ea H’Leo, H.

Krông Búk, H Krông Năng

13.7

H Krông Păk, H Krông Ana, H Lắk, H

KrôngBông,

Tp Điện Biên Phủ, H Điện Biên, H

Điện Biên Đông

8.2

Tx Mường Lay, H Mường chà, H

Mường Nhé, H Tủa Chùa, H TuầnGiáo

21 Gia Lai Tx An Khê, H Chư Păh, H Ia Grai, H.

Mang Yang, H Đắc Đoa, H Đắc Pơ

23 Hà Nam Tp Phủ Lý, H Kim Bảng, H Thanh

Liêm, Tx Duy Tiên

10.9

24 Hà Nội Q Ba Đình, Q Cầu Giấy, Q Đống Đa,

Q Hai Bà Trưng, Q Hoàng Mai, Q

Hoàn Kiếm, Q Long Biên,

Q Tây Hồ, Q Thanh Xuân, Q Bắc TừLiên, Q Nam Từ Liêm, H Gia Lâm, H

Thanh Trì, H Đông Anh, Q Hà Đông,

Tx Sơn Tây , H Ba Vì, H Chương Mỹ,

H Đan Phượng, H Hoài Đức, H MỹĐức, H Phú Xuyên, H Phúc Thọ, H

Quốc Oai, H Thạch Thất, H ThanhOai, H Thường Tín, H Ứng Hòa

10.9

H Sóc Sơn, H Phúc Thọ, H ĐanPhượng, H Thạch Thất, H Quốc Oai,

H Hoài Đức, H Mê Linh

little duck 123docz.net

Q Hải An, Q Đồ Sơn, H Tiên Lãng,

H Vĩnh Bảo, H Kiến Thụy, H Cát Hải

8.2

29 Hoà

Bình

Tp Hòa Bình, H Đà Bắc, H Kim Bôi,

Kỳ Sơn, H Lạc Thủy, H Lương Sơn,

Tp Hưng Yên, H Phù Cừ , H Tiên Lữ 8.2

H Ân Thi , H Khoái Châu, H Kim

32 Kiên

Giang

Tp Rạch Giá, Tp Hà Tiên, H An Biên,

H An Minh, H Châu Thành, H GiồngRiềng, H Gò Quao, H Hòn Đất, H

Kiên Hải, H Kiên Lương, H Tân Hiệp,

14.9

little duck 123docz.net

H Thanh Chương, H Đô Lương, H

Yên Thành, H Quỳnh Lưu, H DiễnChâu

H Yên Khánh, H Yên Mô

Tp Tam Kỳ, Tp Hội An, H Bắc Trà My,

H Duy Xuyên, H Đại Lộc, Tx ĐiệnBàn, H Nam Trà My, H Phú Ninh, H

Núi Thành, H Quế Sơn, H ThăngBình,

H Tiên Phước, H Hiệp Đức

8.2

H Đông Giang, H Nam Giang, H

Phước Sơn, H Tây Giang, H Bắc TràMy

8.2

H Ba Tơ, H Minh Long, H Sơn Hà, H

Sơn Tây, Tây Trà, H Trà Bồng

10.9

48 Quảng Tp Hạ Long, Tp Uông Bí, Tx Đông 8.2Ninh Triều, Tx Quảng Uyên, H Bình Liêu

Tp Móng Cái, H Ba Chẽ, H Cô Tô, H

Đầm Hà, H Hải Hà, H Tiên Yên, H

little duck 123docz.net

14.9

53 Thái

Bình

Tp Thái Bình, H Đông Hưng, H Hưng

Hà, H Kiến Xương, H Quỳnh Phụ, H

Thái Thụy, H Tiền Hải, H Vũ Thư

Nga Sơn, H Thiệu Hóa, H Thọ Xuân,

H Quảng Xương, Tx Nghi Sơn, H

Triêu Sơn, H Vĩnh Lộc, H Yên Định

Tp Huế, H Phong Điền, H Phú Lộc,

H Phú Vang, H Quảng Điền

Tp Mỹ Tho, Tx Gò Công, H Cái Bè,

Tx Cai Lậy, H Châu Thành, H TânPhước, H Chợ Gạo, H Gò CôngĐông, H Gò Công Tây

H Cần Giờ 10.9

59 Trà Vinh Tp Trà Vinh, H Càng Long 13.7

H Cầu Kè, H Cầu Ngang, H ChâuThành, H Duyên Hải, H Tiểu Cần, H

Trà Cú

10.9

60 Tuyên

Quang

Tp Tuyên Quang, H Chiêm Hóa, H

Hàm Yên, H Na Hang, Sơn Dương

H Vĩnh Tường, H Yên Lạc

10.9

63 Yên Bái Tp Yên Bái, Tx Nghĩa Lộ, H Lục Yên,

H Mù Cang Chải, H Trạm Tấu, H Trấn

little duck 123docz.net

Chống sét theo phương pháp Franklin (thường gọi là phương pháp cổ điển)

có ưu điểm đơn giản, giá thành rẻ Nhược điểm là phạm vi bảo vệ hẹp, độ tincậy không cao, sẽ phải tính toán sử dụng rất nhiều kim, khối lượng dây dẫnliên kết các kim dẫn xuống đất nhiều ảnh hưởng đến mỹ quan và kiến trúc côngtrình, các loại kim này thường bị rỉ sét, đứt gãy, tuổi thọ của hệ thống thấp

2 Chống sét theo công nghệ điện từ phát xạ sớm (Electro Magnetic Early Streamer Emission- ESE)

18

little duck 123docz.net

Giải pháp chống sét theo nguyên lý phát xạ sớm - ESE được dựa trên cơ sởchống sét cổ điển của Benjamin Franklin, bổ sung thêm đầu thu sét phát xạ sớm,nhằm kéo dài khoảng cách đón dòng điện sét làm cho phạm vi bảo vệ của kimthu sét được mở rộng hơn

Nguyên lý cấu tạo của đầu thu sét phát xạ sớm chủ yếu nhằm làm giảmhiệu ứng CORONA (hiện tượng phóng xạ tia lửa hay tiếp đất) tăng cường độđiện trường tại đầu kim thu, tạo điều kiện tối ưu để tập trung năng lượng kíchphát dòng tiên đạo từ đầu kim hướng về đám mây dông để đón bắt dòng tiên đạocủa sét từ đám mây dông đánh xuống, phương pháp này có nhiều ưu điểm nổitrội:

- Độ tin cậy cao

3 Chống sét theo công nghệ phân tán điện tích

Hệ thống phân tán điện tích ( Hệ thống năng lượng sét ) - DAS nhằm ngănngừa sự hình thành tia sét Hệ thống này hoạt động theo nguyên lý phóng điện

1819

little duck 123docz.net

điểm dựa trên hiện tượng CORONA, với hàng ngàn điểm nhọn bằng kim loạitạo ra ion bên trên hệ thống và ngăn ngừa sự hình thành tiên đạo sét

Khác với hệ thống chống sét đánh trực tiếp dùng điện cực FranKlin hay điệncực phát tia tiên đạo sớm(ESE), hệ thống này thực hiện bằng cách liên tục giảmchênh lệch hiệu điện thế giữa mặt đất và đám mây dông tích điện xuống dướimức khả năng xuất hiện tiên đạo sét, do đó không xảy ra sét

4 Phương pháp dùng lồng Faraday

Là lồng kim loại bao kín khu vực bảo vệ Theo lý thuyết sóng điện từ thì đây làphương pháp lý tưởng để phòng chống sét Phương pháp chống sét này được sửdụng bảo vệ một số khu vực đặc biệt như nơi chứa thuốc nổ, hạt nhân - Tuynhiên phương pháp này tốn kém và không khả thi trên thực tế áp dụng cho tất cảcác công trình Có một số phương pháp dạng này cần quan tâm khi tạo lồngFaraday không lý tưởng nhưng khá tốt trong phòng chống sét

Ưu điểm của Hệ thống lồng faraday:

1) Lồng faraday, nếu được thiết kế đúng cách, sẽ tạo thành một láchắn điện từ Điều này có nghĩa là sẽ không có điện trường bên tronglồng do các dòng điện chạy tới trái đất trên bề mặt của lồng.

little duck 123docz.net

2) Mỗi một trong nhiều dây dẫn sét sẽ được nối đất

3) Mạng lưới đầu thu sét có thể dễ dàng được thực hiện trên diện rộngmột cách thích hợp

4) Đây là loại bảo vệ có thể là đáng tin cậy nhất về chống sét

4b.Chống sét nhà xưởng

1.Tại sao cần chống sét nhà xưởng?

Như bạn đã biết, nhà xưởng là địa điểm có nhiều máy móc và thiết bị Hơn nữa,với bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa, đồ dùng điện tử càng ngày đượcdùng phổ biến

Theo đó, những thiết bị như: cơ khí, điện lạnh, điện tử, điều khiển, công nghệthông tin, tự động hóa Tất cả đều rất nhạy bởi tác động từ dòng năng lượng sét,khiến cho chúng sẽ dễ bị hư hỏng bởi do xung sét quá điện áp, lan truyền từdây dẫn điện hay dây dẫn tín hiệu Không những thế, với sét đánh trực tiếp sẽgây nên các tác động lớn đến phạm vi kết cấu của một công trình

Tính nguy hiểm và đặc thù của tia sét là dòng điện cường độ lớn nên các côngtrình đều ảnh hưởng rất lớn khi bị sét đánh thậm thí thiệt hại vô cùng nặng nềkhiến công việc sản xuất đều bị ảnh hưởng

Sét đánh trực tiếp hay còn được gọi là sét đánh thẳng là sự phóng điện mộtnhánh hoặc trực tiếp của dòng sét Chúng thường đánh vào những vị trí cao nhưcột thu phát sóng viễn thông BTS, cột điện, cây cối cao, nhà cao tầng, ống khói,

… Bởi những nơi cao do hiện tượng mũi nhọn làm cho những điện tích cảm ứng

tụ lại lớn hơn Tuy nhiên, có các trường hợp sét đánh vào những vị trí thấp hơn

Vì ở nơi đó có những đối tượng hoặc mặt đất dẫn điện tốt hơn

Ngoài ra, chỗ bị dòng sét đánh làm cho không khí nung nóng lên, đến mức xuấthiện tình trạng làm chảy những tấm sắt có độ dày 4mm Điều này sẽ rất nguy

little duck 123docz.net

hiểm với các công trình sở hữu những vật liệu dễ gây cháy nổ, hay cả các côngtrình kiến trúc được thi công bê tông, gạch ngói Hệ thống điện lực Việt Namcòn ghi nhận tình trạng sét đánh vào những đường dây cao áp, máy biến áp,nhà máy điện gây mất điện trên diện rộng

2 Phương pháp chống sét cho nhà xưởng hiệu quả

Xây dựng một hệ thống chống sét cho nhà xưởng là điều cực kỳ quan trọng

và cấp thiết Để bảo vệ cho tính mạng và tài sản trong xưởng, các phương pháp chống sét cần được lựa chọn kỹ càng để đem lại hiệu quả.

Nhà xưởng là một trong nhiều địa điểm cần sử dụng hệ thống chống séthiệnnay, với hàng trăm thiết bị điện tử và truyền phát sóng, các nhà xưởng được xem

là mối nguy hiểm tiềm tàng với tính mạng và tài sản của con người Các hệthống này cực kỳ dễ bị tác động và ảnh hưởng từ sét Vì vậy việc lựa chọn cácthiết bị, hệ thống chống sét hiện đại là cực kỳ quan trọng

Hệ thống chống sét trực tiếp thường bao gồm các thiết bị sau: