Nguyên lý chống sét lan truyền sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cách thức nó hoạt động

Nguyên lý chống sét lan truyền quan trọng người dùng nên biết

Đạt Đỗ Chia sẻ kiến thức

Việc chống sét lan truyền rất cần thiết, tuy nhiên, nguyên lý chống sét lan truyền là gì? Hãy cùng CHONGSET.VN tìm hiểu qua bài viết sau nhé!

Nguyên lý chống sét lan truyền sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cách thức nó hoạt động
Nguyên lý chống sét lan truyền sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cách thức nó hoạt động

Bài viết có chủ đề liên quan mà bạn nên xem qua:

Ở các bài viết trước, CHONGSET.VN đã mang đến cho bạn các thông tin cơ bản về chống sét lan truyền. Tuy nhiên, chỉ khi thực sự hiểu được nguyên lý chống sét lan truyền, bạn mới có thể lựa chọn và lắp đặt hệ thống chống sét lan truyền phù hợp. Hãy xem qua bài viết sau để hiểu hơn về nguyên lý chống sét lan truyền nhé!

Các thành phần của hệ thống chống sét lan truyền là gì?

Nguyên lý thiết bị chống sét lan truyền của OTOWA
Thiết bị chống sét lan truyền của OTOWA

Trước khi tìm hiểu về nguyên lý chống sét lan truyền, độc giả cần sơ lược qua các thành phần cấu tạo nên chống sét lan truyền là gì?

  • Thiết bị cắt sét, lọc sét đường nguồn
  • Hệ thống tiếp địa chống sét lan truyền
  • Cáp thoát sét
  • Thiết bị đếm sét
  • Hộp kiểm tra điện trở
  • Thiết bị cắt sét, lọc sét cho nguồn điện AC

Thiết bị cắt sét, lọc sét đường nguồn

Thiết bị cắt sét, lọc sét đường nguồn là các thiết bị hấp thụ xung đột biến, xung sét, hiện tượng giao thoa RF. Các thiết bị này dùng để bảo vệ thiết bị công trình khi bị sét đánh.

Hệ thống tiếp địa chống sét lan truyền

Hệ thống này bao gồm các cọc tiếp địa nối với nhau theo tiêu chuẩn đóng cọc tiếp địa

Cáp thoát sét

Cáp thoát sét thường được dùng để dẫn sét từ kim thu sét xuống đất. Cáp thoát sét thường được làm từ kẽm đồng hoặc đồng lá. Tiết diện của cáp cần đủ để chịu được xung quá áp (50mm2 – 70mm2).

Thiết bị đếm sét

Thiết bị đếm sét thường được dùng để đếm số lần sét đánh vào thiết bị chống sét lan truyền. Thiết bị này sẽ được lắp vào dây dẫn sét xuống đất hoặc gắn dưới cáp thoát sét.

Hộp kiểm tra điện trở

Hộp kiểm tra điện trở tiếp đất dùng để kiểm tra điện trở của hệ thống chống sét lan truyền. Đây là thiết bị không thể thiếu trong hệ thống chống sét lan truyền. Nó sẽ đánh giá độ an toàn của hệ thống chống sét lan truyền.

Thiết bị cắt sét, lọc sét cho nguồn điện AC

Thiết bị này dùng để tiêu diệt xung quá áp đột biến truyền đi nguồn điện AC. Từ đó giảm điện áp đột ngột về mức an toàn.

Nguyên lý chống sét lan truyền là gì?

Nguyên lý - Mô hình lắp đặt Chống sét lan truyền cho văn phòng
Mô hình lắp đặt chống sét lan truyền cho văn phòng

Khi sét đánh tạo ra sét lan truyền xung quanh, từ đó các dòng điện biến thiên sẽ lan tuyền vào thiết bị. Điện áp ở đường dây dẫn sẽ cao hơn ở phần tử cắt sét sơ cấp. Hai van sét đưa điện áp xuống đất, sau đó giữ điện áp ở 2 đầu dây cấp nguồn điện. Dòng điện từ đó đi qua mạch lọc L-C làm giảm đáng kể các xung nhiễu. Nếu điện áp tại nguồn vẫn cao, cắt sét thứ cấp sẽ giữ điện áp đầu ra trong giới hạn cho phép.

Nguyên lý mạch bảo vệ của thiết bị chống sét lan truyền

Nguyên lý hoạt động của các thiết bị cắt lọc sét và triệt xung nhiễu là khi có đột biến điện áp sẽ hấp thu năng lượng đột biến đó và triệt tiêu năng lượng này, vì điện áp được tính dựa trên:

  • Dây pha pha – pha (L – L hoặc Ph – Ph)
  • Dây pha – trung tính (L – N hoặc Ph – N)
  • Dây pha – đất (L – G hoặc Ph – G)
  • Dây pha đất – trung tính (N – G)

Vì thế sẽ có nhiều cách để thiết bị triệt tiêu năng lượng sét. Từng đường này gọi là một mode. Từ đó có sự phân biệt độ bảo vệ giữa các mode như:

  • 2 modes
  • 3 modes
  • 4 modes
  • 7 modes
  • 10 modes – Full Discrete Modes

Chúng khác nhau tùy thuộc vào độ bảo vệ của hệ thống chống sét.

Nguyên lý mạch bảo vệ lai ghép của thiết bị chống sét lan truyền – Hydrid Network

Mỗi mode hấp thu năng lượng sét lan truyền/xung nhiễu được bố trí nhiều thiết bị chống sét. Các thiết bị chống sét lan truyền này hiệu quả với nhiều loại đột biến điện khác nhau.

Ví dụ khi sét đánh thì sẽ có đột biến điện áp ở mức cao. Trong đó số ít đột biến điện khác có điện áp nhỏ hơn nhưng lại có tần số cao hơn v.v… Ứng dụng nguyên lý này vào công nghệ chế tạo thiết bị cắt lọc sét và triệt xung nhiễu gọi là mạch lai ghép.

Công nghệ mạch hydird mới nhất hiện nay là mạch lai ghép thế hệ thứ 3. Mạch này còn được biết dưới tên tiếng anh là Third Hydrid Network.

Khuyết điểm của Third Hydrid Network) là hạn chế về độ bền thiết bị. Lý do vì nhiệt sinh ra làm giảm tuổi thọ thiết bị triệt xung nhiễu và cắt lọc sét. Hiển nhiên đây vẫn chưa phải là thế hệ cuối cùng. Để khắc phục, phải tạo nên sự khác biệt giữa thiết bị cắt lọc sét và triệt xung nhiễu trên thị trường.

Công nghệ bảo vệ các mode trong nguyên lý chống sét lan truyền – Discrete All Mode Protection

Thiết bị triệt xung nhiễu và cắt lọc sét phải có các linh kiện bảo vệ giữa các đường:

  • Dây pha – trung tính (L-N)
  • Dây pha – đất (L-PE)
  • Dây trung tính – đất (N-PE)

Ở ứng dụng ba pha, thiết bị phải 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 cắt lọc sét phải có sự bảo vệ hiện tượng quá nhiệt. Hiện tượng này xảy ra khi có nhiệt độ tăng quá cao bên trong. Công nghệ này nên có dưới dạng cầu chì nhiệt ở mức linh kiện. Nên được tích hợp cho từng linh kiện MOV để bảo đảm đáp ứng được mức độ an toàn. Đồng thời tránh hiện tượng lớp tản nhiệt bị tan chảy. Yêu cầu nên đáp ứng được tất cả các tiêu chuẩn liệt kệ trong:

  • IEC 61643-1 and UL 1449 Second Edition Rev. February 2007

Công nghệ này cho phép các MOV tản nhiệt tốt hơn. Khi quá giới hạn chịu đựng sẽ được ngắt ra khỏi mạch. Đây là công nghệ hiện đại và an toàn nhất trên thế giới hiện nay.

Nguyên lý công nghệ tản nhiệt trên board mạch thiết bị chống sét lan truyền – Thermal Encapsulation

Thiết bị triệt xung nhiễu và cắt lọc sét phải có:

  • Hợp chất tản nhiệt
  • Giảm chấn động, va đập
  • Cách nhiệt nội tại bên trong bao phủ toàn mạch
  • Mạch điện cấu hình mắc song song hoặc nối tiếp, có thiết kế khác nhau tùy theo ứng dụng và ở thể rắn.
  • Phải có khả năng tự phục hồi và trở về trạng thái bình thường sau khi xử lý xung nhiễu (không quá 5 nanoseconds hay 5ns). Vì thế, thời gian đáp ứng với xung nhiễu bắt buộc phải nhỏ hơn 1ns.

Công nghệ nắn sóng sine chuẩn – Sinewave Tracking

Các hãng sản xuất thiết bị cắt lọc sét và triệt xung nhiễu gặp phải vấn đề nắn sóng sine chuẩn. Nếu sóng sine không chuẩn sẽ như thế nào? Tình trạng này xảy ra do bị sóng hài hoặc nhiễu can thiệp, các thiết bị vi xử lý, vi điều khiển sẽ chạy không chính xác. Thiết bị triệt xung nhiễu và cắt lọc sét có nắn sóng sine chuẩn phải là dạng cao cấp hơn thiết bị cắt lọc sét thông thường. Chúng không chỉ ngăn sét gây hư hỏng thiết bị, mà còn giúp lọc xung nhiễu gây ra trong nguồn điện khi không có sét. Cần đưa sóng sine về dạng để hệ thống vi xử lý, vi điều khiển chạy ổn định.

Công nghệ mạch True Frequency Attenuation Network

Đây là dạng mạch nắn sóng sine chuẩn ở mức độ cao hơn. Nói cách khác đây là mạch lọc suy giảm tần số xung nhiễu (“True” frequency attenuation). Mạch này có tác dụng giảm điện áp dư hiệu quả hơn mạch nắn sóng sine chuẩn thông thường. Tỉ lệ giảm đôi khi đến 80%.

Lưu ý khi lắp đặt chống sét lan truyền

Cọc tiếp địa RAMRATNA Ấn Độ
Cọc tiếp địa RAMRATNA Ấn Độ

Ngoài việc nắm bắt nguyên lý chống sét lan truyền, các lưu ý sau sẽ đảm bảo việc lắp đặt chống sét lan truyền của bạn đạt hiệu quả. Để tối ưu hệ thống chống sét lan truyền, cần xác định vị trí lắp đặt theo các tiêu chí sau:

  • Tầng cắt sét sơ cấp
  • Tầng cắt sét thứ cấp
  • Mạch thiết bị điện gây nhiễu
  • Điện áp dư của thiết bị chống sét
  • Vị trí của thiết bị điện tử

Tầng cắt sét sơ cấp

Tầng này sẽ bảo vệ toàn bộ các thiết bị cơ trong nhà. Cần phải lắp đặt tầng cắt sét sơ cấp tại ngõ đầu vào cho công trình lớn. Khi bị sét trực tiếp đánh vào, các thiết bị tầng này đóng vai trò quan trọng nhất. Nó có khả năng cắt sét lớn nhất, khả năng cắt sét đạt yêu cầu khi hơn hoặc bằng 100 kA.

Tầng cắt sét thứ cấp

Tầng cắt sét thứ cấp có thể làm giảm điện áp dư. Tầng này được áp dụng để chọn lựa thiết bị ở các nhánh tủ phân phối. Tầng cắt sét thứ cấp có chức năng bảo vệ thiết bị mạch nhánh khỏi các xung đột biến. Các xung đột biến này sinh ra từ nội bộ mạch chính do các thiết bị trong mạch bao gồm: thiết bị đóng cắt, gây nhiễu xung. Gây nhiễm xung thường chiếm 70–80% mức độ gây hại cho thiết bị điện, điện tử nhạy cảm.

Mạch thiết bị điện gây nhiễu

Mạch thiết bị điện gây nhiễu dùng để tránh trường hợp nhiễu điện cấp ngược trở lại. Nó làm cho các thiết bị ở mạch khác bị hỏng hóc. Mạch thiết bị điện gây nhiễu để bảo vệ biến tần và thiết bị điện công nghiệp.

Điện áp dư của thiết bị chống sét

Sau khi đã chịu xung sét và xung đột biến thì đây là điện áp còn lại. Điện áp dư càng nhỏ, càng tốt.

Vị trí của thiết bị điện tử

Cần đặt các thiết bị nhạy cảm ở vị trí cách xa thiết bị chống sét tối thiểu 9m. Với công trình đòi hỏi chống sét cao, nên lắp thêm thiết bị chống sét lan truyền bổ sung để bảo vệ các ngõ vào điểm sử dụng.

Gợi ý các bài viết có chủ đề liên quan khác:

Hy vọng những thông tin mà chúng tôi cung cấp cho bạn về nguyên lý chống sét lan truyền đã giúp bạn hiểu thêm về mục đích của việc chống sét. Chúc bạn có thể xây dựng được hệ thống chống sét lan truyền an toàn và hiệu quả.

Nếu hữu ích cho bạn?

Hãy bình chọn 5 sao nhé!

Xếp hạng: 5 / 5. Phiếu bầu: 3

Cảm ơn bạn đã bình chọn.