1.CHỌN THIẾT BỊ CHỐNG SÉT.
Với xí nghiệp sản xuất giấy có diện tích 130m x 60m để bảo vệ xí nghiệp khỏi bị sét đánh trực tiếp ta sử dụng phương pháp thu sét hiện đại là dùng cột thu sét sử dụng đầu thu sét phát tia tiên đạo sớm (ESE: Early Streamer Emission).
Vùng bảo vệ của ESE là một hình nón có đỉnh là đầu kim thu sét, bán kính bảo vệ Rp (m) = f(khoảng cách kích hoạt sớm trung bình L(m) của kim thu sét, khoảng cách kích hoạt D(m) tuỳ theo mức độ bảo vệ).
Công thức tính bán kính bảo vệ Rp của đầu thu sét ESE, áp dụng khi h 5m theo tiêu chuẩn NF-C của pháp.
(2 ) (2 )
Rp h D h L D L (*) (*):công thức trang 416 tài liệu [1]
D(m) phụ thuộc cấp bảo vệ I,II,III.
h: chiều cao đầu thu sét tính từ đỉnh kim đến bề mặt đƣợc bảo vệ.
L(m) độ lợi về khoảng cách phóng tia tiên đạo.
L= v T, T( s )độ lợi về thời gian.
Đối với phân xưởng xi mạ kim loại ít có khả năng cháy nổ nên phân xưởng thuộc cấp bảo vệ III. Ta chọn đầu thu sét IONOSTAR với các thông số nhƣ sau:
Bảng thông số bán kính bảo vệ của cầu chống sét (bảng 9.1) Chiều cao từ đầu
thu lôi đến mặt bằng cần bảo vệ h (m)
Bán kính bảo vệ Rp (m)
Bảo vệ cấp I Bảo vệ cấp II Bảo vệ cấp III
2 32 40 44
3 48 59 65
4 65 78 86
5 79 97 107
6 79 97 107
8 79 98 108
10 79 99 109
20 80 102 113
40 77 105 118
60 69 104 120
99 (Hình 17: hiển thị chiều cao cần bảo vệ )
Ta sẽ chọn chiều cao từ đầu thu lôi đến mặt bằng cần bảo vệ là 4m Nhƣ vậy, bán kính bảo vệ của vùng có độ cao 9m là:
Rp = 86m (vì h =4m, cấp bảo vệ là cấp III)
2.KIỂM TRA VÙNG BẢO VỆ CỦA ĐẦU THU SÉT.
2.1.Kiểm tra vùng bảo vệ độ cao 9m.
Khoảng cách xa nhất cần đƣợc bảo vệ đối với độ cao 9m(khoảng cách từ vị trí đặt đầu thu sét tới điểm A) là:
2 2
35 65 73,83( )
l m
mà bán kính bảo vệ của đầu thu sét đối với độ cao 9m là:
Rp = 86m > l = 73,83m
Như vậy toàn bộ vùng có độ cao 9m của phân xưởng được bảo vệ hoàn toàn bởi đầu thu sét đã chọn.
100 (Hình 18: hiển thị bán kính bảo vệ của cầu chống sét )
Vậy với đầu thu sét đã chọn phân xưởng sẻ được bảo vệ hoàn toàn khỏi sét đánh trực tiếp.
3.TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT.
Điều kiện thực hiện nối đất chống sét:
xk 1 R
Mục đích của việc nối đất chống sét là nhằm tản nhanh dòng sét xuống đất khi có sét đánh vào đầu thu sét. Dòng điện sét thường có giá trỉ lớn và điện áp cao.
Nên việc tản nhanh dòng sét tránh gây quá áp cho các thiết bị và đảm bảo an toàn cho con người.
-Ta có điện trở suất của đất do=100 m . Ta sử dụng hình thức nối đất phức hợp gồm ba tia song song(giống nhau) như hình dưới đây:
101 (Hình 19: sơ đồ hệ thống nối đất chống sét )
với khoảng cách giữa các cọc a =3m, t0 = 0,8m, t = t0 + 2 l Điện trở tản xoay chiều của 1 cọc :
Thông số cọc : lc = 5m, dc = 30 mm,
tt= do.km = 1,3x100 =130 ( m)
km:hệ số mùa vào mùa ẩm tra, (PL03 trang 244 tài liệu [8])
2 1 4
(ln ln )
2 2 4
tt c
l t l
R l d t l
Với : 0 5 0,8 3,3
2 2
t l t m
1, 3 100 2 5 1 5 3, 3 5
(ln ln ) 25, 35
2 5 0, 03 2 5 3, 3 5
c
x x x
R x x
Điện trở tản xoay chiều của thanh Thông số thanh: lt = 18m, dc = 30 mm
tt= do.km = 1,45x100 =145 ( m)
km:hệ số mùa vào mùa ẩm, (tra PL03 trang 244 tài liệu [8])
2
2 ln
tt t
R l
l dt
102
1, 45 100 182
(ln ) 12, 2
2 18 0,8 0, 03
t
R x
x x
Hê thống gồm 4 tia,mỗi tia có 7 cọc
Giả sử dòng sét chạy qua hệ thống nối đất là 100 KA
*Ta sẽ xét 1 tia Với a
l = 3
5và n=7, (tra bảng phụ lục PL04 và PL06 tài liệu [8]) chọn:
c=0,7
Điện trở tản tương đương của 7 cọc
c C
c
R R n 25, 35 7 0, 7 5,17 RC
x
Xác định dòng sét trong thanh và cọc
Dòng sét chạy trong hệ thống thanh và cọc thõa hệ
C T 25
I I kA (1) 12, 2 5,17
C T
T C
I R
I R (2)
Giải hệ phương trình (1) và (2) ,tìm được IC =17,56(kA)
I =7,44(kA)
Vậy dòng điện sét chạy trong mỗi cọc 17, 56
7
C C
C
I I
n =2,51 (kA)
Và dòng điện sét chạy trong mỗi thanh 7, 44
T 1
T
I I
n =7,44(kA)
Điện trở xung kích của 1 cọc là
103
xk xk* c
R R
với cọc l=5m ,IC=2,51 kA , tt=130 ,(tra phụ lục PL15 tài liệu [8]) Chọn hệ số xung kích của cọc xk = 0,9
=> Rxk xk*Rc= 0,9x25,35 = 22,815( ) Điện trở xung kích của 1 thanh là
xk xk* t
R R
với cọc l=18m ,IT=7,44 kA , tt=145 ,(tra phụ lục PL15 tài liệu [8]) Chọn hệ số xung kích của thanh xk = 1,1
=> Rxk xk*Rt= 1,1x12,2 = 13,4( ) Điện trở xung kích của hệ thống là
1 1
4
xkc xkt c xkHT
xkc xk
xkt c
R xR
R n x x
R R
n
với xk = 0,7 hệ số sử dụng xung kích của hệ thống,(tra phụ lục 12 tài liệu[8])
22,815 13, 4
1 1
7
22,815 4 0, 7
13, 4 7
xkHT
x
R x x =0,94( )
Nhƣ vậy hệ thống nối đất chống sét thoả mãn điều kiện tản dòng sét một cách nhanh chóng, đảm bảo an toàn cho phân xưởng.