Skip to content
Chống sét lan truyền là gì và tại sao cần thiết? Đây là câu hỏi mà nhiều người quan tâm. Nguyên lý thiết bị chống sét lan truyền hoạt động như thế nào và các yêu cầu kỹ thuật khi lắp đặt, thi công hệ thống chống sét lan truyền hiệu quả và an toàn cũng là điều cần được làm rõ. Hãy cùng Công Ty P69 khám phá thêm thông tin chi tiết qua bài viết dưới đây!
Sét lan truyền là gì?
Sét lan truyền xảy ra khi một tia sét đánh xuống bất kỳ vị trí nào và trong bán kính 2 km từ điểm đánh, nó sẽ tạo ra cảm ứng điện từ trên các dây điện, vật bằng kim loại, và đường truyền dữ liệu gần đó, gây ra hư hỏng.
Thống kê hiện tượng sét lan truyền
Theo thống kê về hiện tượng sét lan truyền:
- Trên toàn thế giới, mỗi ngày có khoảng 8 triệu tia sét.
- Các kết cấu cao nhất thường là điểm tiếp xúc dễ bị sét đánh nhất.
- Mặc dù một số cấu trúc có khả năng thu hút sét nhiều hơn, sét vẫn là hiện tượng khó dự đoán.
Rủi ro sét đánh vào các thiết bị điện tử
Điện áp tăng cao có khả năng xâm nhập vào nhà qua tia sét đánh trực tiếp hoặc gián tiếp. Trong trường hợp của sét đánh trực tiếp, tia sét đi thẳng qua tòa nhà hoặc nhà máy, gây ra những hư hỏng nghiêm trọng. Còn với sét đánh gián tiếp, tia sét đánh vào mặt đất gần kề, từ đó lan ra đường điện nối trực tiếp vào nhà. Khi điều này xảy ra, mọi thiết bị điện tử đều có thể bị phá hủy.
Kết quả của việc này không chỉ là việc phải chi trả chi phí cao để thay thế các thiết bị điện tử và mạch điện, mà còn là việc làm gián đoạn kết nối với các thiết bị cá nhân.
Mô phỏng đường đi của sét
Khi tia sét đánh gần một tòa nhà không được bảo vệ, nó sẽ di chuyển vào bên trong thông qua đường dây điện kết nối trực tiếp với bảng chuyển mạch. Khi tia sét đánh vào tòa nhà có cột thu lôi, điện áp sẽ truyền trực tiếp xuống đất xung quanh ngôi nhà. Tuy nhiên, một phần của điện áp vẫn có thể xâm nhập vào nhà thông qua mạch điện.
Chống sét lan truyền là gì?
Chống sét lan truyền là việc sắp xếp các thiết bị cắt và lọc sét để hạn chế sự lan truyền của điện áp đột biến trên đường dây điện hoặc tín hiệu. Điều này được thực hiện bằng cách dẫn dòng điện nguy hiểm này sang một nơi an toàn khác (bao gồm cả bãi tiếp địa).
Thiết bị chống sét lan truyền là gì? Đây là các thiết bị được thiết kế để bảo vệ các thiết bị điện từ và điện áp khỏi điện áp đột biến. Mục đích của chúng là giảm điện áp cung cấp cho thiết bị điện bằng cách dẫn nó xuống đất khi gặp điện áp không mong muốn vượt quá ngưỡng an toàn.
Thiết bị chống sét tăng áp và bộ giảm điện áp đột biến thường được lắp đặt chủ yếu trong tủ tổng cấp điện của các tòa nhà, nhà máy, xí nghiệp, bảng điện phân phối tầng, trước các thiết bị PLC, hệ thống viễn thông, thu – phát tín hiệu, và trong các hệ thống IT để bảo vệ khỏi biến động của điện áp và dòng điện, kể cả trong trường hợp sét đánh.
Nguyên lý thiết bị chống sét lan truyền hoạt động như thế nào
Khi sét đánh xảy ra và tạo ra hiện tượng sét lan truyền xung quanh, dòng điện biến đổi sẽ lan tỏa vào các thiết bị. Điện áp trên đường dây dẫn thường cao hơn so với phần tử cắt sét sơ cấp. Hai van sét sẽ dẫn điện áp xuống đất, sau đó giữ điện áp ở hai đầu của dây cấp nguồn. Dòng điện sau đó đi qua mạch lọc L-C để giảm thiểu các tác động nhiễu. Trong trường hợp điện áp tại nguồn vẫn cao, van sét thứ cấp sẽ kiểm soát điện áp đầu ra ở mức cho phép.
Nguyên lý mạch bảo vệ của thiết bị chống sét lan truyền
Các thiết bị cắt và lọc sét cũng như các thiết bị triệt xung nhiễu hoạt động dựa trên nguyên lý hấp thụ và triệt tiêu năng lượng đột biến điện áp. Điều này phụ thuộc vào các loại dây phối hợp như:
Dây pha-phối pha (L-L hoặc Ph-Ph)
Dây pha-trung tính (L-N hoặc Ph-N)
Dây pha-đất (L-G hoặc Ph-G)
Dây đất-trung tính (N-G)
Do đó, các thiết bị có thể triệt tiêu năng lượng sét qua các mode khác nhau như 2, 3, 4, 7, hoặc 10 modes – độ bảo vệ sẽ thay đổi tùy thuộc vào loại mode được sử dụng trong hệ thống chống sét.
Nguyên lý mạch bảo vệ lai ghép của thiết bị chống sét lan truyền – Hydrid Network
Mỗi mode trong hệ thống chống sét được thiết kế để hấp thụ năng lượng của sét lan truyền và xung nhiễu từ các loại đột biến điện khác nhau. Khi một cơn sét đánh, đột biến điện áp thường ở mức cao, nhưng cũng có những đột biến có điện áp nhỏ nhưng tần số cao hơn và ngược lại. Ứng dụng nguyên lý này vào công nghệ chế tạo thiết bị cắt và lọc sét cùng với việc triệt xung nhiễu được gọi là mạch lai ghép.
Trong số các công nghệ mới nhất, mạch lai ghép thế hệ thứ 3, hay Third Hydrid Network, được coi là tiên tiến nhất. Mặc dù vậy, mạch này vẫn có nhược điểm về độ bền của thiết bị đo nhiệt sinh ra từ việc hấp thụ năng lượng. Điều này có thể làm giảm tuổi thọ của thiết bị triệt xung nhiễu và lọc sét. Do đó, vẫn còn cần sự cải tiến để tạo ra sự khác biệt giữa các thiết bị cắt và lọc sét trên thị trường, đồng thời khắc phục nhược điểm này.
Công nghệ bảo vệ các mode trong nguyên lý chống sét lan truyền – Discrete All Mode Protection
Thiết bị triệt xung nhiễu và lọc sét cần được trang bị các linh kiện bảo vệ giữa các đường sau:
Dây pha – trung tính (L-N)
Dây pha – đất (L-PE)
Dây trung tính – đất (N-PE)
Trong trường hợp ứng dụng ba pha, thiết bị cần có các linh kiện bảo vệ giữa các:
Dây pha – pha (L-L)
Dây pha – trung tính (L-N)
Dây pha – đất (L-PE)
Dây trung tính – đất (N-PE)
Công nghệ cầu chì nhiệt ở mức linh kiện – Thermal Conductive Compound
Thiết bị triệt xung nhiễu và lọc sét cần được bảo vệ khỏi hiện tượng quá nhiệt, một vấn đề có thể xảy ra khi nhiệt độ bên trong tăng cao quá. Công nghệ bảo vệ này thường được thực hiện dưới dạng cầu chì nhiệt tích hợp vào từng linh kiện MOV để đảm bảo an toàn và tránh việc lớp tản nhiệt tan chảy. Đồng thời, nó cần đáp ứng các tiêu chuẩn như IEC 61643-1 và UL 1449 Second Edition Rev. Tháng 2 năm 2007.
Công nghệ này cung cấp khả năng tản nhiệt tốt hơn cho các linh kiện MOV. Khi vượt quá giới hạn chịu đựng, nó sẽ được ngắt ra khỏi mạch, đây là công nghệ hiện đại và an toàn nhất được áp dụng trên toàn thế giới ngày nay.
Nguyên lý công nghệ tản nhiệt trên board mạch thiết bị chống sét lan truyền – Thermal Encapsulation
Thiết bị triệt xung nhiễu và lọc sét cần có các tính năng sau:
Hợp chất tản nhiệt để giúp kiểm soát nhiệt độ.
Khả năng giảm chấn động và va đập.
Tính cách nhiệt nội tại bên trong để bảo vệ toàn bộ mạch.
Mạch điện được cấu hình mắc song song hoặc nối tiếp, với thiết kế phù hợp với ứng dụng và có thể hoạt động trong môi trường rắn.
Khả năng tự phục hồi và trở về trạng thái bình thường sau khi xử lý xung nhiễu, không vượt quá 5 nanoseconds (5ns). Do đó, thời gian đáp ứng với xung nhiễu cần phải nhỏ hơn 1 nanosecond (1ns).
Công nghệ nắn sóng sine chuẩn – Sinewave Tracking
Các nhà sản xuất thiết bị lọc sét và triệt xung nhiễu thường phải đối mặt với vấn đề nắn sóng sine chuẩn. Nếu sóng sine không được chuẩn, hậu quả sẽ như thế nào? Tình trạng này thường xảy ra khi bị ảnh hưởng bởi sóng hài hoặc nhiễu từ các thiết bị vi xử lý, vi điều khiển, dẫn đến việc chúng hoạt động không chính xác.
Thiết bị triệt xung nhiễu và lọc sét cần phải có khả năng nắn sóng sine chuẩn, và thường là các loại cao cấp hơn so với thiết bị lọc sét thông thường. Chúng không chỉ ngăn chặn sự hư hỏng do sét gây ra cho thiết bị, mà còn giúp lọc xung nhiễu trong nguồn điện khi không có sự tác động của sét. Việc đưa sóng sine về dạng chuẩn là cần thiết để hệ thống vi xử lý, vi điều khiển có thể hoạt động một cách ổn định.
Công nghệ mạch True Frequency Attenuation Network
Đây là một loại mạch nắn sóng sine chuẩn với hiệu suất cao hơn. Nó có thể được gọi là mạch lọc suy giảm tần số xung nhiễu (“True” frequency attenuation). Mạch này hoạt động hiệu quả hơn trong việc giảm điện áp dư, với tỷ lệ giảm đôi khi lên đến 80%, so với các mạch nắn sóng sine chuẩn thông thường.
Lưu ý khi lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền
Ngoài việc hiểu nguyên lý của việc chống sét lan truyền, các điều sau đây sẽ giúp đảm bảo việc lắp đặt hệ thống chống sét lan truyền của bạn có hiệu quả. Để tối ưu hóa hệ thống, cần xác định vị trí lắp đặt theo các tiêu chí sau:
Tầng cắt sét sơ cấp: Tầng này bảo vệ toàn bộ thiết bị cơ trong nhà. Lắp đặt tại ngõ đầu vào cho các công trình lớn để cắt sét trực tiếp. Có khả năng cắt sét lớn nhất, đạt yêu cầu từ 100 kA trở lên.
Tầng cắt sét thứ cấp: Giảm điện áp dư và bảo vệ thiết bị mạch nhánh khỏi xung đột biến. Thiết bị này phòng tránh nhiễu xung từ mạch chính, là nguyên nhân gây hại cho thiết bị nhạy cảm.
Mạch thiết bị điện gây nhiễu: Ngăn trường hợp nhiễu điện cấp ngược, bảo vệ biến tần và thiết bị công nghiệp khác.
Điện áp dư của thiết bị chống sét: Điện áp còn lại sau xung sét và xung đột biến. Càng nhỏ càng tốt.
Vị trí của thiết bị điện tử: Đặt các thiết bị nhạy cảm cách thiết bị chống sét ít nhất 9m. Công trình yêu cầu cao về chống sét cần lắp thêm thiết bị bổ sung để bảo vệ các ngõ vào điểm sử dụng.
Để được hỗ trợ tư vấn về quý khách hàng xin vui lòng liên hệ Sét Toàn Cầu theo địa chỉ Hotline: 0972.299.666 hoặc Email settoancau@gmail.com.
