Giáo trình Cao áp - Chương 3

Giáo trình Cao áp Trường: BÁCH KHOA HÀ NỘI Giảng viên: TRẦN VĂN TỚP

Chương 3 : Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp

Cơ chế vật lý của phóng điện mây - đất phục vụ mục đích bảo vệ chống sét đánh trực tiếp

9 tia tiên đạo là một kênh dẫn bị ion hoá, điện dẫn rất lớn gồm các điện tích âm hoặc gồm các điện tích dương (lượng điện tích rất lớn cùng dấu tập trung tại đầu tia tiên đạo)

9 khi tia tiên đạo phát triển đến gần mặt đất, cường độ điện trường trong vùng phía trước tia tiên đạo với mặt đất gia tăng rất đáng kể làm xuất hiện phóng điện phát triển từ mặt đất hướng về phía tia tiên đạo

9 cần phân tích các điều kiện phát triển của phóng điện hướng từ dưới mặt đất lên trên phía các đám mây và từ

đó xác định các giá trị của phóng điện sét để hoàn thiện mô hình dự báo toán lý : phóng điện có khả năng xảy

ra cμng dễ dμng nếu điện trở của vật dưới mặt đất cμng bé

9 điện trường ở mặt đất là hàm của lượng điện tích trong tia tiên đạo, đặc biệt là ở đầu tia tiên đạo và khoảng cách

từ nó tới mặt đất

Để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp người ta sử dụng các cột chống sét (CCS) và dây chống sét (DCS)

9 phạm vi bảo vệ của CTS và DCS thường được xác định bằng mô hình, đó là một hình chóp xoay được xác định dựa trên các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

9 vẫn có khả năng sét đánh vào trong vùng bảo vệ của CTS và DCS, từ đó đã xuất hiện mô hình điện hình học

9 mô hình điện hình học cho phép đánh giá hiệu quả thực tế thu hút phóng điện của CTS và DCS và là có sở để

so sánh các thiết bị bảo vệ chống sét khi có đám mây đến gần

3.2 Nguyên tắc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp

hút phóng điện sét : sử dụng các mũi nhọn nhân tạo có thể thu hút phóng điện sét và sau đó dẫn dòng điện sét xuống đất

3.2.1 Nguyên tắc bảo vệ

Bảo vệ chống sét dựa trên những hiểu biết về tương tác giữ phóng điện sét với công trình cần bảo vệ và từ đó đưa

ra các hành động bảo vệ thích hợp Người ta phân biệt hai loại nhiễu do sét

9 liên quan đến hiệu ứng dòng điện sét (biên độ lớn dẫn đến hiện tượng nhiệt hoặc điện động học)

9 do sự lưu thông của dòng điện sét do quá điện áp cảm ứng

Các nhiễu loạn này có thể gây phóng điện hoặc phá huỷ kết cấu cách điện, làm xuất hiện tia lửa điện gây cháy nổ, phá huỷ các thiết bị điều khiển, tự động, thông tin

3.2.2 Thiết bị bảo vệ

Có hai loại loại bảo vệ chống sét đánh trực tiếp và bảo vệ chống quá điện áp lan truyền

a) Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp

Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp là :

9 tạo điều kiện để thu hút phóng điện sét đến những điểm định sẵn trên mặt đất (tránh sét đánh trực tiếp vào các công trình hoặc thiết bị cần bảo vệ)

9 tản dòng điện sét vào đất

9 tác dụng bảo vệ của các hệ thống thu sét là trong giai đoạn phóng điện tiên đạo, trên đỉnh các hệ thống thu sét (CTS hoặc DCS) tập trung các điện tích và điện trường lớn nhất, mở đường giữa tia tiên đạo và hệ thống thu sét

9 tia tiên đạo ngược lên phía trên phát triển từ các hệ thống thu sét càng làm tăng điện trường và cuối cùng sét bị thu hút về các CTS hoặc DCS

9 các công trình cần bảo vệ thấp hơn nằm gần hệ thống thu sét, được che khuất, ít có khả năng bị sét đánh

Để bảo chống sét đánh trực tiếp có thể đặt các kim thu sét trên các cột cao (CTS), dây thu sét hoặc lưới thu sét Đối với những thiết bị này yêu cầu :

9 CTS (DCS) và dây dẫn dòng điện sét phải được thiết kế hợp lý

9 tổng trở nối đất phải nhỏ

9 các trạm biến áp do diện tích có hạn nên có thể bảo vệ hoặc bằng CTS hoặc bằng DCS

9 các đường dây tải điện cao áp trải rất dài nên không thể bảo vệ bằng CTS Franklin mà phải dùng DCS (lắp đặt

ở phía bên trên các dây dẫn pha và được nối trực tiếp vào cột hoặc qua các khe hở phóng điện)

Nếu không có DCS :

9 khi sét đánh vào đường dây, dòng điện sét sẽ lan truyền theo dây dẫn về hai phía

9 tại điểm sét đánh về mỗi phía có dòng điện bằng i/2 lưu thông

hiện là 5000 kV, dễ dẫn đến phóng điện trên cách điện đường dây)

Trường hợp treo dây chống sét

Một khó khăn không nhỏ đối với các thiết bị bảo vệ chống sét là đánh giá đúng hiệu quả bảo vệ chống sét

b) Bảo vệ chống quá điện áp

Các thiết bị bảo vệ loại này có nhiệm vụ ngăn chặn tác động của quá điện áp do sét gây nên (nghiên cứu sau)

3.3 Bảo vệ chống sét bằng thu lôi

ý tưởng bảo vệ chống sét đánh trực tiếp là :

9 định hướng chính xác tia tiên đạo sét đến những điểm định trước trên mặt đất : kim thu sét, dây dẫn dòng điện sét và nối đất

9 ngoài ra cần rất chú ý tránh sự phá huỷ thiết bị do nhiệt khi có dòng điện sét đi qua

3.3.1 Cột thu sét

Phóng điện sét có tính chất chọn lọc : sét đánh vào công trình có độ cao và các vật nối đất tốt có xác suất cao hơn so với các công trình thấp hơn ở xung quanh

Tính chất này được vận dụng trong việc chống sét đánh thẳng cho các công trình : những nguyên tắc cơ bản bảo vệ các công trình chống sét đánh trực tiếp đã hầu như không thay đổi từ năm 1752 khi Franklin đề xướng thực hiện bằng một cột cao có đỉnh nhọn bằng kim loại được nối đến hệ thống nối đất gọi là CTS hay còn gọi là cột thu lôi

Hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp (hệ thống thu sét) cơ bản gồm :

9 một bộ phận thu đón sét (kim thu sét, dây thu sét)

9 dây dẫn đưa xuống (dây dẫn dòng điện sét)

9 mạng lưới điện cực nằm trong đất để tản dòng điện sét (hệ thống nối đất)

Cột thu sét là :

9 thiết bị không phải để tránh sét mà ngược lại dùng để thu hút phóng điện sét về phía nó

9 Sử dụng các CTS với mục đích là để sét đánh chính xác vào một điểm định sẵn trên mặt đất chứ không phải là vào điểm bất kỳ nào trên công trình

9 Việc láp đặt các CTS làm tăng xác suất sét đánh vào diện tích công trình cần bảo vệ

9 Do đó cần chọn vị trí láp đặt các CTS một cách hợp lý

Tác dụng thu hút phóng điện sét về phía các hệ thống thu sét dựa trên :

9 hiệu ứng mũi nhọn của bộ phân thu sét : sự tích tụ điện tích ở đỉnh mũi nhọn làm khuyếch đại cường độ điện trường cục bộ, gây ra hiệu ứng vầng quang quanh kim thu sét, làm ion hoá chất khí xung quanh nó

9 CTS có độ cao lớn, điện trở bé tạo nên cường độ điện trường trên đỉnh cột khá lớn sẽ thu hút các phóng điện sét về phía mình, do đó tạo nên khu vực an toàn quanh nó

Người ta chia hệ thống tháo sét dùng để bảo vệ sét đánh trực tiếp thành 3 loại : CTS, DCS và thu sét sét hình lưới

Sau phát minh CTS của Benjamin Franklin vào năm 1752, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu và đề xuất các thiết

bị nhằm nâng cao năng lực thu hút sét, tăng khoảng cách bảo vệ so với các cột thu sét đơn giản

9 nhà vật lý học người Hungary, L.Szillard đưa ra một thiết bị chống sét vào năm 1914 bằng cách đặt nguồn chất phóng xạ đặt gần mũi nhọn của CTS Franklin Do tính phóng xạ, một cột không khí bị ion hoá trên đỉnh CTS, tương đương làm tăng chiều cao của cột Các thí nghiệm đối CTS thông thường và cột thu sét có sử dụng chất phóng xạ thực hiện tại vùng Alpe của Thuỵ sĩ không chứng minh được hiệu quả của phương pháp này Chất phóng xạ lại là nguồn ô nhiễm môi trường Loại cột thu sét này hiện nay không được dùng nữa

Còn có một số loại CTS hiệu quả hơn, ví dụ các CTS sử dụng hiệu ứng vầng quang dựa vào sự dẫn đường của vầng quang phát bằng cách đặt các xung cao áp (hàng chục nghìn vôn) vào đầu mũi nhọn của cột thu sét hoặc tìm cách tạo ra các phóng điện tia lửa lặp đi lặp lại giữa điện cực trung gian và kim thu sét

a) Cột chống sét phát xạ sớm (paratonnerre là dispositif d'amorỗage P.D.A.)

Ví dụ hai loại CTS phát xạ sớm của Pháp được đưa vào sử dụng từ năm 1984

9 Thiết bị chống sét kiểu PULSA (hãng Hélita) : các xung cao áp từ 15 đến 20 kV lặp đi lặp lại được đặt vào kim thu sét khi đám mây đến gần, điện tích không gian xuất hiện (do ion hoá) tập trung gần mũi nhọn, thúc đấy tia tiên đạo phát triển lên phía trên, dẫn đường cho tia tiên đạo sét từ đám mây phát triển xuống

9 Thiết bị chống sét kiểu PREVECTRA (hãng Indelec) : gồm kim thu sét trung tâm (1) bằng đồng điện phân hoặc thép không rỉ đọc gắn trên một trụ đỡ, hộp (3) bằng đồng nhằm bảo vệ thiết bị taọ ion hoá bên trong, hệ thống các điện cực bên dưới (4) và các điện cực phía trên (2) Ngoài ra còn có thiết bị tạo ion hoá Nguyên tắc hoạt

động của kim thu sét PREVECTRA như sau : trong trường hợp xảy ra dông bão, điện trường khí quyển tăng nhanh, bộ cảm biến bên dưới sẽ thu năng lượng điện trường và tích trữ trong các thiết bị ion hoá Trước khi xảy

ra hiện tượng phóng điện sét có một sự gia tăng đột ngột điện trường khí quyển, điều này tác động làm thiết bị ion hoá giải phóng năng lượng đã tích luỹ được, các điện cực phía trên sẽ phát ra các tia lửa điện, tạo ra một

đường dẫn tia tiên đạo về phía trên, chủ động dẫn sét

2

3

4

b) Kích thích phóng điện sét và định vị phóng điện sét

Việc nghiên cứu bản chất của sét và các hậu quả đòi hỏi sự kiên trì lớn và điều này hoàn toàn không đáp ứng được các yêu cầu nghiên cứu bảo vệ chống sét

9 phương pháp kích thích phóng điện sét một cách nhân tạo : khi có đám mây dông tiến đến gần, người ta phóng

về phía đám mây một tên lửa cỡ nhỏ kiểu tên lửa chống mưa đá kéo theo một sợi dây kim loại mảnh kéo từ cuộn dây đặc biệt cột trên mặt đất

9 Các hệ thống định vị sét cũng được nghiên cứu phát triển trong dựa trên sự dò tìm các bức xạ điện từ của sét, ví

dụ hệ thống LLS (Lightning Location System) được nghiên cứu tại Mỹ, sử dụng nguyên tắc tìm phương bằng vô tuyến

3.4 Phạm vi bảo vệ của cột chống sét theo mô hình cổ điển

3.4.1 Láp đặt kim thu sét

i

i/2 i/2

i/2

L fil

R t

U Rt

Điện áp U giữa kim thu sét và đất được chọn là gốc có thế bằng không có trị số bằng :

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ +

+

=

2 2

i dt

d L

i R R

Ví dụ : Rt=10Ω, (bỏ qua Rfil so với Rt) L=10-5 H, dây dẫn dài 10m, dòng điện I=200 kA, di/dt=10.109 A/s, ta có :

( )V ( )MV

2

10 200

Cần phải giảm thấp trị số điện trở nối đất để tránh phóng điện

Các CTS tạo ra một khoảng không gian gần cột thu sét (trong đó có vật cần bảo vệ), ít có khả năng bị sét đánh gọi

là phạm vi bảo vệ

Phạm vi bảo vệ của CTS đã có nhiều thay đổi từ khi xuất hiện

A J

B

100

JBCK Trụ - Gay Lussac 1823;

BAC côn – Defonville 1874;

DAE côn – Uỷ ban Paris 1875, LFGM trụ – Chapman 1875;

FAG côn – Adam 1881;

OHIP trụ – 1881;

a) Xác định phạm vi bảo vệ của hệ thống thu sét

9 Hiệu quả bảo vệ của CTS đặc trưng bởi xác suất sét đánh vào khu vực nào đó (tỉ lệ giữa số lần sét đánh vào công trình được bảo vệ với số lần sét đánh vào cột thu sét)

9 Việc xác định chính xác khu vực hướng đánh của sét là rất khó, nhiệm vụ xác định tác dụng bảo vệ của hệ thống tháo sét được quy về việc xác định quy luật phân bố phóng điện trong hệ nhiều điện cực giữa kênh phóng

điện sét với mặt đất trên đó có đặt các CTS và các công trình cần bảo vệ

9 Những nghiên cứu về sét trên thực tế cũng như trên mô hình cho thấy chiều cao của CTS và hệ thống nối đất là rất quan trọng : xác suất sét đánh vào các công trình giảm khi khoảng cách đến CTS giảm

9 Xác định xác suất sét đánh vào một công trình cụ thể là một nhiệm vụ phức tạp, vì vậy người ta sử dụng phạm

vi bảo vệ của các CTS

9 Phạm vi bảo vệ của CTS được xác định trên cơ sở nghiên cứu các mô hình phóng điện sét trong các phòng thí nghiệm, bằng các phóng điện tia lửa xung kích ở khoảng cách lớn, (độ tin cậy được khẳng định bằng kinh nghiệm vận hành hệ thống điện trong thời gian dài)

b) Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi

Từ các kết quả nghiên cứu phạm vi bảo vệ của một CTS là miền được giới hạn bởi mặt ngoài của hình nón cong tròn xoay có tiết diện ngang là các hình tròn

x

h h

+

= 1

6 , 1

h x h

r x

r x

0,75 1,5h

M

h 3

Phạm vi bảo vệ của CTS đơn a) Phạm vi bảo vệ dạng hình nón; b) Phạm vi bảo vệ dạng đơn giản hoá; c) Phạm vi bảo vệ theo ABB

9 Để thuận tiện trong tính toán trong thiết kế, dùng phạm vi bảo vệ dạng đơn giản hoá : đường sinh của hình chóp

có dạng đường gẫy khúc, đoạn ab nối đỉnh CTS có chiều cao h tới điểm cách xa chân cột 1,5h (điểm b có độ cao 2/3 h)

⎪

⎪

⎩

⎪

⎪

⎨

⎧

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

ư

=

⇒

>

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

ư

=

⇒

<

p h

h h h

p h

h h h

x

x

1 75 , 0 3

2

8 , 0 1 5 , 1 3

2

x x

x x

r h

Khi

r h

Khi

(3 3)

h

5 , 5

9 Theo V V Bazukin (Liên xô) phạm vi bảo vệ của CTS đơn có độ cao h dưới 150m có dạng hình chóp có đỉnh ở

⎪

⎩

⎪

⎨

⎧

⎟⎟

⎞

⎜⎜

⎛

ư

ư

=

=

85 , 0 85

, 0 1 , 1

85 , 0

x h h h

h

x

0

r

h

(3 4)

9 Tăng xác suất sét đánh vòng lên 0,05, phạm vi bảo vệ sẽ rộng lớn hơn Với xác suất 0,05 công trình cần bảo vệ

bị sét đánh sẽ nhỏ hơn 1 lần trong 200 năm vận hành

9 Phạm vi bảo vệ với xác suất 0,05 được xác định như sau :

⎪

⎩

⎪

⎨

⎧

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

ư

=

=

92 , 0 5 , 1

92 , 0

x h h

h

x

0

r h

(3 5)

9 Theo ABB CTS đơn tạo nên vùng bảo vệ hình nón có mặt cắt được bao bởi một cung có tâm bằng ba lần chiều

c) Phạm vi bảo vệ của hai CTS

9 Phạm vi bảo vệ của hai CTS có kích thước lớn hơn nhiều so với tổng số phạm vi bảo vệ của hai cột đơn

9 Thực nghiệm cho thấy khu vực có xác xuất 100 % phóng điện vào CTS có R=3,5h Như vậy khi hai CTS đặt cách nhau a = 2R = 7 h thì bất kỳ điểm nào trên mặt đất trong khoảng giữa hai cột sẽ không bị sét đánh

r ox

0,2h

h x

h o

/7 0,2ho

a

1, 5h 0,75h

0,75h o

1, 5h o

r x

R x

Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét

7 7

a h h a

h

hư o = ⇒ o = ư

9 phần bên ngoài khoảng cách giữa hai cột có phạm vi bảo vệ giống như của một cột,

9 Mặt cắt thẳng đứng cắt theo mặt phẳng vuông góc đặt giữa hai cột của phạm vi bảo vệ được vẽ giống như của một cột có độ cao ho Dùng giá trị ho này để tính ra giá trị r0x

Phạm vi bảo vệ của hai CTS có chiều cao khác nhau

1

0.75h 2

1,5h 2

0.75h 1

1,5h 1

a a'

h 2

R

h 1

Phạm vi bảo vệ của hai CTS cao không bằng nhau

Vẽ phạm vi bảo vệ của cột cao (cột 1) Qua đỉnh cột thấp (cột 2) vẽ đường thẳng ngang gặp đường sinh của phạm

vi bảo vệ cột cao ở điểm 2' (điểm này được xem là đỉnh của một CTS giả định), cùng với cột thấp (cột 2) hình thành đôi cột

Mọi công trình cần bảo vệ an toμn bằng hai CTS phải được nằm gọn trong phạm vi bảo vệ nμy nghĩa lμ có độ cao công trình h x≤ h o = h - a/7 vμ mặt bằng công trình được giới hạn trong mặt bằng của phạm vi bảo vệ ở mức cao h x

9 Phạm vi bảo vệ của hai cột được thể hiện (theo V V Bazukin)

r ox

h x

a

r x

h min

Phạm vi bảo vệ của hai CTS theo Bazukin

Với xác suất đánh vòng bằng 0,005 phạm vi bảo vệ của hai CTS bằng :

h

l nếu

l)h nếu

h

l nếu h

x 0

⎩

⎨

⎧

ư

≤

=

⎪⎩

⎪

⎨

⎧

ư +

ư

≤

min min

4 min

/

10 3 17 , 0

h h h r

r r

h l h h

h

x o

õ

o

(3 6)

Với xác suất đánh vòng bằng 0,05 phạm vi bảo vệ của hai CTS bằng :

h

l nếu

l)h nếu

h

l nếu h

x 0

⎩

⎨

⎧

ư

≤

=

⎩

⎨

⎧

ư

ư

≤

=

min min

min

/

, 1

5 , 1 14 , 0

5 , 1

h h h r

r r

h l h

h

x o

õ

o

(3 7)

một cột độc lập

d) Phạm vi bảo vệ của nhiều cột thu sét

9 Khi công trình cần được bảo vệ chiếm khu vực rộng lớn, nếu chỉ dùng một vài cột thì phải rất cao gây nhiều khó khăn cho thi công láp ráp

9 Trong trường hợp này sẽ dùng nhiều cột phối hợp bảo vệ

3

a 12

a31

a 23

D≤8h a

r x

r 0x12

r 0x23

r 0x31

1

4

3

2

Phạm vi bảo vệ của a) ba CTS b) bốn cột thu sét

9 Không cần vẽ phạm vi bảo vệ bên trong đa giác hình thành bởi các CTS mà chỉ kiểm tra điều kiện bảo vệ an toàn

D ≤ 8 (h - hx) = 8 ha

9 Khi các CTS bố trí bất kỳ, cần phải kiểm tra điều kiện bảo vệ an toàn cho từng cặp ba cột đặt gần nhau

9 Theo V V Bazukin phạm vi bảo vệ của một số CTS gần nhau (3 và nhiều hơn) thì phạm vi bảo vệ xác định bởi phạm vi bảo vệ của các cột nằm gần nhau Sác suất đánh vòng trong phạm vi bảo vệ xác định bởi xác suất

đánh vòng của các cặp cột đó

a) Mô hình điện hình học

9 điện trường tại mặt đất phía dưới tia tiên đạo hướng xuống là hàm số đồng thời của số lượng điện tích phân bố dọc theo kênh khí bị ion hoá và khoảng cách giữa nó và đất

9 để bảo vệ chống sét một cách có hiệu quả, nhất thiết phải biết điểm sét đánh

9 để xác định điểm này, người ta sử dụng mô hình điện hình học (Armstrong, Golde, Darveniza và Whitehead) dựa trên khái niệm khoảng cách thu hút sét

9 khi đỉnh của tia tiên tiên đạo gần đến công trình ở một khoảng cách nào đó thì nó sẽ bị bắt, khoảng cách từ đó tia tiên đạo bị thu hút gọi là khoảng cách thu hút Điểm gặp nhau xảy ra khi điện trường đạt 500 kV/m

9 vẽ các đường cong quan hệ giữa điện trường trên mặt đất, khoảng cách từ đầu tia tiên đạo tới mặt đất, biên độ dòng điện sét

Đường cong biên thiên điện trường trên mặt đất theo chiều cao của tia tiên đạo hưỡng xuống dưới với biên độ dòng điện sét khác nhau

9 khoảng cách giữa tia tiên đạo và vật dưới mặt đất mà từ đó tia tiên đạo hướng lên trên có thể phát triển được gọi

là khoảng cách phóng điện (striking distance)

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

ư

ư +

=2.I 30.1 exp 6I,8

(d đo bằng mét và I đo bằng kilo ampe)

Whitehead đưa ra một công thức :

Ngày nay công thức này được hay đổi chút ít :

9 Một trong những khiếm khuyết chủ yếu của công thức trên là nó không tính đến môi trưỡng phát triển trong đó tia tiên đạo (dẫn điện, cách điên), chúng ta chỉ có thể hình dung là cho dù khoảng cách tới tia tiên đạo hơi xa một chút nhưng kim loại có khả năng thu hút phóng điện sét tốt hơn gỗ

Vùng thu hút sét (thẳng đứng có độ cao h trên một mặt đất hoàn toàn bằng phẳng)

9 ,Trước hết ta vẽ một đường parabole p xác định bởi các điểm cách đều đất và đỉnh CTS H : đường parabole này

được viết bởi phương trình :

0

2 2

2ư hy + x =

9 Theo khoảng cách phóng điện, tất cả tia tiên đạo xuất hiện trong vùng I nằm bên phải parabole sẽ không bao giờ bị thu hút về phía đỉnh kim thu sét, sẽ phóng điện xuống đất Ngược lại nếu tia tiên đạo nằm trong vùng II giữa trục oy và parabole p thì nó sẽ bị "bắt", bị thu hút về phía kim thu sét một khi khoảng cách HT từ đỉnh đầu tiên đạo tới đỉnh cột bé hơn khoảng cách phóng điện của cú sét được xem xét

9 Vùng thu hút phóng điện sét được định nghĩa là thể tích xác định xung quanh CTS bị giới hạn bởi diện tích S mà khi kênh khí bị ion hoá tiếp xúc với nó sẽ chắc chắn gây ra một phóng điện của sét vào đỉnh tia cột thu sét

I

0 d y

x

protection si d≥HT 1

protection par la tige

si d≥x

P

II

d≤h/2

x

Lim ite de protection pour distance d'am orỗage

i d hT

non protection

si d≤HT 1

parabole h2 ư 2hy+x2 = 0

H

0

y

x

x i

d i

surface ộquivalent de capture

s i = πx 2 pour d i >h

s i = πd i2 pour d i ≤

Vùng thu hút phóng điện sét (mô hình điện hình học): chiều cao cột thu sét, R bán kính trụ và D khoảng cách phóng điện

Vùng phóng điện xuống đất

9 khi đầu tia tiên đạo xuất hiện trong vùng AB và CD gần mặt đất hơn đỉnh cột thu sét, sét sẽ phóng điện xuống

đất

9 khi đầu tia tiên đạo khi xuất hiện trong vòng cung BC, sét chắc chắn sẽ phóng điện vào đỉnh cột thu sét Vùng

9 cho các giá trị Is khác nhau, sẽ xác định được phạm vi bảo vệ : với các giá trị I>Ii, vùng bảo vệ lớn hơn

9 theo mô hình này ra là các cú sét có biên độ càng lớn thì phạm vi bảo vệ càng được mở rộng Như vậy các CTS bảo vệ chống các cú sét mạnh tốt hơn đối với các cú sét yếu

9 với các cú sét mà dòng điện sét bé, sét có thể phóng điện vào thân cột thu sét

9 nếu dòng điện sét cáng lớn, phạm vi bảo vệ càng rộng nhưng xác suất bảo vệ lại càng thấp :

Ii

i e I I P