thuyết trình trang thiết bị công trình - hệ thống chống sét trong công trình

Nĩ được thiết kế để tạo ra dịng chuyển động khơng khí xuyên qua đầu phát ion, phân tán các ion này ra khơng gian xung quanh, tạo mơi trường thuận lợi để kích hoạt sớm sự phĩng điện hiện

NHÓM 9

THÀNH VIÊN:

CAO BÁ LỢI NGUYỄN VĂN HOÀNG

VŨ ĐỨC TÂM NGUYỄN MINH TUẤN NGUYỂN TẤN THANH NGUYỄN QUỐC TỊNH TRẦN VĨNH PHÚ LÊ ĐÌNH VŨ

Trong những năm qua, cứ mỗi khi mùa mưa đến, ngoài việc chuẩn bị các biện pháp phòng chống bão lụt chúng ta còn phải quan tâm đến một hiện tượng thiên nhiên khác có tác hại nghiêm trọng

đến cơ sở vật chất và con người - đó là dông sét.

Vậy hiện tượng sấm sét là hiện tượng xảy ra

trong cơn mưa với tiếng nổ rền và những tia chớp nhoáng trên bầu trời.

Sét dây : là sét hình thành giữa các đám mây

Sét đánh thẳng:là dòng sét đánh thẳng xuống mặt

đất nhà cửa hay công trình, người và vật ở dưới đất.

Sét cục: là những dòng sét có cường độ cực lớn, phóng cực nhanh.

Sét ñánh thẳng vào công trình.

Sét xâm nhập qua thiết bị anten

Sét xâm nhập qua các ñường dây treo nổi

Sét xâm nhập qua các ñường dây treo nổi

Sét xâm nhập qua ñường dây cáp ñặt ngầm

Sét xâm nhập qua cáp nối giữa các thiết bị

Sét xâm nhập qua các mạch cung cấp ñiện cho các thiết bị viễn thông

Sét xâm nhập qua hệ thống tiếp ñất và các

ñiểm ñấu chung

Nguyên nhân làm xuất hiện sét : là do sự hình thành các

điện tích(âm và dương) khối lớn.(hay còn gọi là sự

phân cực của đám mây )

Về mùa nắng nước bốc hơi mạnh,hơi nước tích

tụ ở trạng thái áp suất thấp.càng lên cao không khí càng loãng nước ở trạng thái phân ly thành H+ và OH –

Các ion này chênh lệch nhau rất nhiều,H+ là ñiện dương nhẹ bốc lên trên ñám mây,OH –

nặng hơn ở phía dưới ñám mây.

• Dưới nhiệt độ và áp suất khí quyển các ion dương và các ion âm tách thành

những đám mây trái dấu.giữa các đám

mây và mặt đất hình thành những điện

trường E với cường độ tăng dần.Lúc này không khí ngột ngạt vì sự ion hóa đã làm giảm nồng độ oxy tự do trong không

khí.nhiệt độ tăng cao oi bức.khi cường độ điện trường tăng tới 20 – 30 kv/cm thì

xảy ra hiện tượng sét

• Khi hai dòng điện trái dấu gặp nhau có sự trung hòa về điện gây ra ánh chớp sáng lòa ta gọi là

sét.không khí đột ngột giãn ra gây tiếng nổ ta gọi

là sấm.vì âm thanh đi chậm hơn ánh sáng nên bao giờ ta cũng thấy chớp sáng rồi mới nghe tiếng

Làm chết người ,chết gia súc,gẫy đổ cây cối,hư hỏng nhà cửa

,thiết bị

ở Việt nam;Ngày 4/6/2001, sét đánh nổ một máy cắt 220 KV

của Nhà máy Thuỷ điện Hòa Bình Sự cố đã khiến lưới điệnmiền Bắc bị rã mạch, nhiều nhà máy điện bị tách ra khỏi hệthống Hà Nội và nhiều tỉnh thành khác bị mất điện trên diệnrộng

Theo ước tính của các nhà chuyên môn,trên khắp mặt địa cầu, cứ mỗi giây, có khoảng 100 cú sét

đánh xuống mặt đất

Tại Mỹ, sét gây thiệt hại từ 4 đến 5 tỷ USD mỗi năm Số người chết do sấm sét mỗi năm lớn hơn số người chết do bão và lốc cộng lại

BỘ PHẬN NỐI ĐẤT

Phase 1 Phase 2 Phase 3

KIM CHỐNG

SÉT DÂY DẪN SÉT HT NỐI ĐẤT

ƯU ĐIỂM

NHƯỢC ĐIỂM

GÂY SÉT CẢM

ỨNG

CHIỀU CAO BẢO VỆ THẤP NHƯỢC ĐIỂM

MẤT MĨ QUAN CÔNG TRÌNH

ĐỘ CHÍNH

XÁC KHÔNG

CAO

Hệ thống chống sét chủ động : Hệ thống chủ động dùng thu lơi phĩng trực tiếp một luồng ion về phía đám mây, làm tăng thêm khả năng phĩng điện cĩ thể xảy ra trong

đám mây

Giới thiệu hệ thống:

 SAINT ELMO là một đầu

thu sét trực tiếp

 Thuộc sản phẩm của công

ty Công nghệ chống sét

toàn cầu Pháp chế taọ

Kim thu sét SAINT ELMO

SE6(30.104.000VND)

-Bán kính bảo vệ cấp từ : 32-52m

Kim thu sét SAINT ELMO

Một số loại kim Saint Elmo

Kim thu sét SAINT ELMO

SE15(43.349.000VND)

-Bán kính bảo vệ cấp từ : 79-107m

Kim thu sét SAINT ELMO SE2D30(33.463.000VND)

Kim thu sét hiện đại SAINT

ELMO AFB

-Chủ động thu sét tia tiên đạo Tự tái tạo năng lượng bằng năng

Một số loại kim Saint Elmo

tái tạo năng lượng bằng năng

lượng mặt trời và gió

-Bán kính bảo vệ 52m-107m, giá tùy theo bán kính bảo vệ của

kim

Cấu tạo của kim thu sét

SAINT ELMO :

 Đầu thu

-Một đầu thu gắn cố định phía trên

dùng thu sét và che chắn cho đầu phát xạ ion ở bên trong Nĩ được thiết kế để tạo ra dịng chuyển động khơng khí xuyên qua đầu phát ion, phân tán các ion này ra khơng gian xung quanh, tạo mơi trường thuận lợi để kích hoạt sớm sự phĩng điện (hiện tượng Corona), hạn chế thiệt hại do sét gây ra

Cấu tạo của kim thu sét

SAINT ELMO :

Thân kim

-Thân kim được làm bằng đồng xử

lý hoặc inox cách nhiệt, phía trên cĩ một hoặc nhiều đầu nhọn dùng phát

xạ ion Các đầu nhọn này được nối với bộ phát xạ ion thơng qua dây

dẫn luồng bên trong ống cách điện

Cấu tạo của kim thu sét

SAINT ELMO :

 Bộ kích thích phát xạ ion

-Được làm bằng vật liệu Ceramic

áp điện, đặt phía dưới thân kim,

trong buồng cách điện, nối với các

đầu phát xạ nhờ dây dẫn chịu được điện thế cao Khi cĩ dơng, dưới tác động của một lực, bộ phận này sẽ

phát ra các điện tích

Nguyên tắc hoạt ñộng

a - Sự kích thích áp ñiện

-Một sự dao động nhỏ của kim thu sét so với cột đỡ

cùng với áp lực được tạo ra trước trong bộ kích thích sẽ sinh ra những áp lực biến đổi ngược nhau Theo đó,

chúng tạo ra điện thế cao tại các đầu nhọn phát xạ ion, sinh ra một lượng lớn ion xung quanh kim thu sét

Những ion này sẽ ion hóa dòng khí quyển xung quanh

và phía trên đầu thu nhờ hệ thống lưu chuyển không

khí VENTURI ngay đầu thu Tính lưỡng cực của vật liệu áp điện tạo cho kim thu sét SAINT-ELMO khả

năng hoạt động với cả sét dương và âm

Nguyên tắc hoạt động

b- Giảm thời gian kích thích hiệu ứng CORONA và

giảm điện áp ngưỡng

-Sự tăng cưỡng bức mật độ ion của không khí chung

quanh một điện cực đều làm giảm điện áp ngưỡng

Điều này được thực hiện nhờ bộ phát xạ ion Khả năng

này khiến cho nó có tính hiệu quả hơn trong vai trò của

điểm thu sớm nhất so với các điểm khác của tòa nhà mà

nó bảo vệ

•Căn cứ chọn số lượng kim chống sét :

Cần phải xác định quy mô công trình( lớn, nhỏ),

Mức độ cần bảo vệ ( cao, trung bình, thấp ),

Vị trí các điểm cạnh tranh ( là các điểm có góc nhọn, nhô ra của công trình –là điểm sét phóng điện vào chủ yếu )

Có bán kính các điểm cạnh tranh, (Rct) tra

bảng xác định bán kính bảo vệ chọn được số lượng kim cần đặt

Ưu, nhược điểm của kim thu sét SAINT ELMO

Ưu điểm:

-Kim thu sét này phĩng điện tích dẫn sét nhưng khơng sử

dụng thiết bị điện tử nên bảo đảm tuổi thọ

-Khơng cần nguồn cung cấp bên ngồi

-Khơng cần bảo trì mà vẫn hoạt động tốt sau mỗi lần cĩ sét đánh

-Vật liệu chất lượng cao, thẩm mỹ

-Sử dụng thép khơng gỉ chống ăn mịn, tuổi thọ cao

-Mức độ an toàn cao trong việc phòng chống tia sét

đánh thẳng.

-Chủ động lựa chọn đánh vào điểm nhất định của công trình, hạn chế việc đánh lung tung vào các

điểm bên cạnh Giảm thiểu sét đánh tạt ngang.

-Khả năng bảo vệ rất cao.

-Đảm bảo liên tục điện vả tiếp tục chức năng sau khi nhận dòng phóng sét lặp lại.

-Hiệu suất dòng phóng 100%.

Ưu, nhược điểm của kim thu sét SAINT ELMO

 Nhược điểm:

-Giá thành cao

-Khĩ khăn để vận chuyển

-Chi phí lắp đặt cao

Bảng so sánh

1.Cấu tạo:

Chiều dài 30 cm, năng 1,5 kg

Kim được bọc bởi kim loại bọc ngồi là thiết bị tạoion, giải phĩng ion và chủ động phĩng ra tia điệnsớm về phía các đám mây sét

Bên trong quả cầu là kim phóng điện nối với cápthoát sét

2.Nguyên tắc hoạt động của kim thu sét Interceptor -Đầu kim thu sét INTERCEPTOR tạo nên một sự sai biệt

về điện thế giữa đầu kim và đám mây

- Khi có đám mây sét xuất hiện, ion trái dấu trong đámmây sét ghép điện dung với bề mặt kim ,quả cầu tạoion cảm ứng bằng bộ phận trong quả cầu với ion trong

đám mây sét xuất hiện gần nó

-Tạo ra một đường dẫn tia tiên đạo phát xạ sớm từ đámmây hướng thẳng trực tiếp vào đầu kim

3.Việc lắp đặt:

-chọn kim ,chiều cao kim phụ thuộc quy mô công

trình,chiều cao của công trình

-vị trí các điểm cạnh hay phần nhô ra của công trình.-chọn số lượng kim thích hợp

Chiều cao công

trình(m)

Chiều cao cột

đỡ(m)

Tổng chiều cao(m)

Bán kính bảo vệ với chiều cao kim tương

4.Ưu, nhược điểm của INTERCEPTOR :

Ưu điểm:

• Tăng tối đđa khả năng tản dòng sét

• Cho phép cáp thoát sét đi trong công trình

• Giảm thiểu tác dụng cảm ứng và hiện tượng sét đánh tạt ngang

•So với các đầu thu sét khác ( trừ Dynasphere ) Interceptor có

tính năng vượt trội hơn về bán kính bảo vệ và về tính thẩm

mỹ.(ví dụ như một nhà cao 10 tầng, bán kính 90m chỉ cần 1 kim interceptor là có thể bảo vệ được)

Nhược điểm :

• Giá thành cao

• Tuỳ theo quy mô của công trình và số lượng cọc nối đất mà giá dao động từ 20-40 triệu đồng; chi phí lắp đặt chiếm 15-

20% tổng giá thành.

Các kim thu sét tạo ra nhiều hiệu ứng corona sẽ

thu sét không hiệu quả

Một kim thu sét hoạt động tối ưu nếu có thể phóng

tia tiên đạo đi lên khi điện trường xung quanh đạt đến mức có thể duy trì sự lan truyền của tia tiên đạo

Vỏ kim hình bán cầu bao quanh một kim được nối với đất.

Vỏ kim cách li với kim nhưng được nối đất bằng trở kháng biến đổi động theo độ dẫn DC

Kim Dynasphere được cách ly với công trình

bằng cột cách ly.

Trong giai đoạn điện trường động của cơn dông, khi tia tiên

đạo sét xuống gần, vỏ bán cầu của kim DYNASPHERE sẽ

tăng điện thế do hiện tượng ghép điện dung

Khi điện thế đủ lớn, một tia hồ quang kích sẽ phóng qua khe hở không khí giữa vỏ bán cầu và kim nối đất

Tia hồ quang kích có 2 tác dụng:

Tạo một số lượng lớn electron cần thiết để khởi tạo tia tiên

đạo đi lên

Tạo sự gia tăng đột ngột điện trường trên đầu kim thu sét, cung cấp thêm năng lượng để khởi tạo tia tiên đạo lan

truyền mạnh lên trên

Hai tác dụng trên làm cho việc lan truyền tia tiên đạo

được ổn định, đảm bảo việc thu bắt sét được chắc

chắn

Kích thước của khe hở không khí được tối ưu hóa

sao cho tia hồ quang kích chỉ xuất hiện khi điện

trường xung quanh đủ lớn để đảm bảo tia tiên đạo đilên ổn định và bắt tia tiên đạo đi xuống một cách

hiệu quả

Các tính chất của một kim thu sét tối ưu:

-Cực tiểu hóa hiệu ứng corona

-Tia phóng chỉ được phát ra khi điện trường xung

quanh đủ lớn để duy trì tia tiên đạo

Cả hai tính chất trên đòi hỏi phải có cấu hình đầu kim dạng tà

VÙNG BẢO VỆ CỦA KIM DYNASPHERE

Ưu :

-Không cần nguồn bên ngoài

-Có thể chọn lựa bán kính đỉnh kim và trở kháng điềuchỉnh để hoạt động tối ưu ở các độ cao lắp đặt khácnhau

-Đáp ứng chủ động với tia tiên đạo sét đi xuống

Nhược:

Giá thành đắt,chỉ sử dụng cho công trình lớn

5.PHẠM VI SỬ DỤNG:

-Dùng cho nhà có chiều cao hơn 65 m.

-Bán kính bảo vệ có thể lên đến 120m.

-bảo vệ cho nhà cao tầng, sân golf…

-Thường chỉ cần một kim cho một công trình, không gây mất mỹ quan cho công trình.

kim thu sét INGESCO INGESCO PDC 2.1,

PDC 3.1, PDC 3.3, PDC 4.3, PDC 5.3, PDC 6.3

KIM THU SÉT GUARDIAN - ÚC

Kim Prevectron®

Kim thu sét IF

Sự cần thiết phải dùng kim phân tán:

Nguyên lý hoạt động của kim phân tán

So sánh 2 kim phát xạ nhanh và kim phân tán:

Kim phát xạ nhanh Kim phân tán điện tích

1.Nguyên lý hoạt động:

2.Khả năng bảo vệ:

3.Giá thành:

4.Phạm vi ứng dụng:

ALS-500 ALS-1000 ALS-50 ALS-100

Hút sét bằng tia laze

a) Cấu hình: loại này gồm có 3 phần :

trên lưới hạ thế xuống đất & lọc các sóng hài các nhiểu tần số cao trước khi chúng có thể theo nguồn điện đi vào phụ tải

đến hệ thống tiếp đất

b) Cấu tạo của thiết bị cắt lọc sét thường bao gồm :

Van cắt sét sơ cấp (nằm phía trước)

- Bộ lọc sóng hài & nhiểu (nằm giữa)

- Van cắt sét thứ cấp (nằm phía sau) Van cắt sét sơ cấp & thứ cấp được chế tạo từ ô xýt kim loại (metal oxide varristor – mov) thường là ô xýt kẽm Đặc điểm của loại vật liệu này là chỉ có thể dẫn điện ở điện áp cao & sẽ trở thành vật cách điện ở điện áp thấp , điện áp càng cao thì dòng điện thông mạch càng lớn và điện áp càng giảm thì dòng thông mạch càng giảm về zê rô ( còn gọi là khối điện trở phi tuyến).

Bộ lọc sóng hài được cấu tạo từ cuộn kháng điện l & các tụ lọc c , cuộn khán l được lắp nối tiếp với mạch điện còn tụ lọc

c thì lắp song song với mạch điện (nằm phía sau cuộn kháng

điện l).

.

* ƯU ĐIỂM :

- Không bị giới hạn dòng tải nên cùng lúc

có thể

Bảovệ được nhiều thiết bị dùng điện

- Vì đây chỉ là thiết bị cắt sét sơ cấp nên thường giá thành thấp

* NHƯỢC ĐIỂM :

- Chỉ cắt hầu hết các xung lớn mà không lọc được các thành phần tần số cao của sét , như các sóng hài , các loại nhiểu

Các hãng có thể đáp ứng tốt như : TPS –

ÚC , OBO – ĐỨC , MCG – USA, ERICO – ÚC , TERCEL – ÚC

hợp bảo bảo vệ vệ với với thiết thiết bị bị chống chống sét sét

DRL ¬ Bảo Bảo vệ vệ cho cho một một đôi đôi dây dây ¬

DÂY DẪN SÉT

A.Khái niệm:

Dây dẫn sét là bộ phận làm nhiệm vụ dẫn dòng

điện sét từ bộ phận thu sét xuống bộ phận nối đất Bộ

phận này có thể dặt nổi trên vật cách điện gắn trên

tường hoặc luồng trong ống cách điện đặt nổi hoặcchìm trong tường Dây dãn sét phải đi theo đường

ngắn nhất, chọn nơi ít người qua lại Khoảng cách từdây dẫn sét dến cữa ra vào phải lớn hơn 1,5m Ở độcao dưới 3m hoặc nơi có người qua lại bộ phận dẫnsét phải luồn trong ống cách điện đặt nổi hoặc chônngầm trong tường

B.Cấu tạo:

-Dây dẫn sét làm bằng dây điện một ruột đồnghoặc dây điện một ruột nhôm cách điện bằng 2 lớpPVC hoặc dùng dây thép Mỗi công trình phải có ítnhất 2 dây dẫn sét Tiết diện dây bằng một nửa tiếtdiện bộ phận thu sét Ở vị trí dây xuống cách mặt

đất 1m , dặt bộ phận nối bộ phận thu sét với bộ phận

nối đất, bộ phận mày làm bằng hai ốc xiết cáp (ốc

đồng nêú dây dẫn sét làm bằng đồng, ốc thép nếu

dây dẫn sét làm bằng thép) có thể tháo lắp dễ dàng

Vị trí nối dây là nơi cần tháo ra kiểm tra điện trở của

bộ phận nối đất vào trước mỗi mùa mưa để kiểm tratrị số điện trở nối đất của bộ phận nối đất so với tiêuchuẩn qui định

*Khái niệm về cáp thốt sét:

Cáp thoát sét là thiết bị dẫn sét từ kimtruyền xuống hệ thống nối đất Yêu cầucủa cáp thoát sét:

-Bố trí, lắp đặt dễ dàng

-Giảm hiện tượng cảm ứng đối với nhữngthiết bị điện tử nhạy cảm

-Giảm hiện tượng cảm ứng đối với nhữngthiết bị điện tử nhạy cảm

1.Cáp thoát sét của ERICO:

Cáp cho System2000

Cáp cho System3000

-Cho phép cáp thoát sét đi trong công trình

-Giảm thiểu tác dụng cảm ứng và hiện tượng sét

đánh tạt ngang

-Giảm thiểu tác dụng cảm ứng và hiện tượng sét

đánh tạt ngang

-Không cần kết nối đặc biệt và bao bọc công trình

bằng nhiều dây dẫn xuống

-Dễ dàng lắp đặt, đặc biệt đối với công trình có sẵn

-Giá thành thấp hơn các hệ thống cũ vì chỉ cần

một dây dẫn.

2.Cáp thoát sét HVSC (High Voltage Shielded Cable)

LPI:

Tính năng thiết bị

-Cáp thoát sét HVSC là loại cáp đồng tâm có trở kháng thấp, đặc biệt có hiệu quả cao khi được sử dụng ở những công trình có mật độ người cao hoặc những nơi có thiết bị điện tử nhạy cảm, có chất lỏng dễ bay hơi,… Cáp HVSC cần 1 dây tiếp đất riêng lẻ, không cần liên kết với kết cấu, dễ nối dài

-Các thông số kỹ thuật của cáp thoát sét

HSVC:

3.Cách nối dây dẫn sét với bộ phận thu sét và bộ phận nối đất:

a.Hàn CADWELD của ERICO:

Mối hàn có thể áp dụng cho tất cả các

mối hàn điện, bao gồm hàn không khói,

thích hợp cho những mục đích sử dụng trong

nhà và hàn một lần, thích hợp cho việc hàn

dây dẫn sét với cọc tiếp đất

108

-Công nghệ hàn hóa nhiệt CADWELD cho phép hàn nhanh chóng với chất lượng cao các mối nối đồng/đồng, đồng/thép.

-Nguyên lý là kết hợp trộn đầy chất hàn và tác nhân phát cháy trong một khuôn hàn graphite Sự phân huỷ của ôxyt đồng do nhôm tạo ra đồng chảy và xỉ ôxyt nhôm tại nhiệt độ cao hơn 2000C

-Hình dạng kích thước của khuôn đa dạng thích hợp với mọi chi tiết được hàn

-Mối hàn CADWELD sẽ tải dòng điện hiệu quả hơn dây dẫn.

-Mối hàn CADWELD là mối nối phân tử nên

không hư hỏng hay giảm chất lượng với thời gian.