Chống sét

Chống sét là việc làm vô cùng quan trọng để đảm bảo an toàn cho các công trình xây dựng. Đây là hạng mục quan trọng trong gói thầu thi công điện nước mà công trình nào cũng cần lưu ý tới.

1. Sét là gì?

Sét hay tia sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và đất, hay giữa các đám mây mang các điện tích khác dấu, đôi khi còn xuất hiện trong các trận phun trào núi lửa hay bão bụi (cát).

Vận tốc của tia sét trong không khí có thể đạt gần 100,000 km/s. Vận tốc này lớn hơn rất nhiều vận tốc âm thanh chỉ có tốc độ 1,235 km/h trong điều kiện bình thường. Vì thế ta thường nhìn thấy sét trước khi nghe thấy tiếng sấm.

Nhiệt độ của sét lên tới 30,000 K (29,726 °C) cao gấp 5 lần nhiệt độ bề mặt Mặt Trời (5778 °C). Vì thế không quá khó hiểu khi mức độ phá huỷ của tia sét đối với vật bị sét đánh là rất lớn.

Sét sinh ra từ các đám mây vũ tích hay còn gọi là mây dông, là loại mây thường có độ cao chân mây từ 1 đến 2 km (0.62 đến 1.24 dặm) tính từ mặt đất và độ cao đỉnh mây có thể tới 15 km (9.3 dặm). Có khoảng 16 triệu cơn dông mỗi năm. Nếu có đám mây dông tích điện đi gần mặt đất tới những khu vực trống trải, gặp một vật có độ cao như cây cối, người cầm cuốc xẻng… thì sẽ hình thành các luồng dẫn sét và bắt đầu có sự phóng tia lửa điện giữa đám mây và mặt đất. Đó là hiện tượng sét đánh.

2. Sự hình thành sét.

Lý do sét hình thành và nguồn gốc của nó, về mặt chi tiết vẫn là một vấn đề còn đang tranh luận. Các nhà khoa học đã nghiên cứu các nguồn gốc khác nhau như gió, độ ẩm, ma sát và áp thấp khí quyển cho đến ảnh hưởng của gió mặt trời và các hạt tích điện trong năng lượng mặt trời. Các tinh thể băng trong các đám mây dông có thể là yếu tố quan trọng trong việc hình thành tia sét do nó có thể tạo ra một môi trường tích điện cực trái dấu nhau trong các đám mây dẫn đến việc tạo ra điện trường mạnh. Chúng ta hiểu nôm na là các đám mây mang điện tích trái dấu va trạm vào nhau gây ra hiện tượng tia sét.

Ngoài ra, sét cũng được tạo ra bởi những cột tro trong những vụ phun trào núi lửa hoặc trong những trận cháy rừng dữ dội tạo ra một làn khói đặc đủ để dẫn điện.

Tia sét gây ra tiếng sấm, nó chính là âm thanh của sóng xung kích khi không khí tại những vùng lân cận nơi phóng điện giãn nở mạnh do chịu áp suất tăng đột ngột.

3. Vì sao phải chống sét cho các công trình xây dựng?

3.1 Tác hại của sét với các công trình xây dựng.

Như đã phân tích ở trên “Tia sét” mang năng lượng cực lớn. Nó có thể đốt cháy và phá huỷ mọi thứ khi nó đánh vào. Các công trình xây dựng thường được xây cao, cấu tạo lại có nhiều sắt thép vì thế là đối tượng rất dễ bị sét đánh chúng.

3.2 Đặc tính của hệ thống chống sét tia tiên đạo

Là sử dụng kim thu sét tia tiên đạo. Các loại kim thu sét này chủ động phát ra một dòng điện phóng vào không khí, chính các tia điện này sẽ là tác nhân thu hút sét ở xung quanh về kim và dẫn sét thoát xuống hệ thống tiếp địa an toàn.

Ngày nay công nghệ ngày càng phát triển các loại kim thu sét tia tiên đạo được phát triển rất nhiều với giá thành ngày càng rẻ hơn, mà chất lượng lại càng tốt lên. Có thể kể đến kim thu sét Bakiral, Kim thu sét Liva…

3.3 Kim thu sét là gì?

Kim thu sét cổ điển là một thanh kim loại hoặc vật bằng kim loại có 1 đầu phía trên nhọn thường được gắn trên đỉnh của một tòa nhà. Đầu nhọn này tập trung nhiều điện tích âm do đó nó dễ thu hút sét hơn các vật thể khác xung quanh.

Các kim thu sét được kết nối với một dây dẫn điện để truyền điện năng xuống đất thông qua một hệ thống các cọc tiếp địa , thiết kế này để bảo vệ tòa nhà trong trường hợp sét tấn công.

3.4 Kim thu sét tiếng anh là gì?

Trong hệ thống chống sét, bộ phận Kim có tên là : Lightning arrester

4. Thiết kế hệ thống chống sét

Thiết kế hệ thống chống sét phải đảm bảo tiêu chuẩn. Có nhiều tiêu chuẩn áp dụng cho thi công chống sét. Các tiêu chuẩn chống sét của IEC (ủy ban kỹ thuật điện quốc tế). Các khuyến nghị và tài liệu chống sét và tiếp đất an toàn của ITU-T (Liên minh viễn thông quốc tế). Tiêu chuẩn chống sét và an toàn tiếp địa điện của Việt Nam… Việc áp dụng tiêu chuẩn nào tùy thuộc vào đặc điểm sét đánh tại địa phương và loại thiết bị công trình.

4.1 Thiết kế hệ thống chống sét lan truyền

Có 2 loại thiết bị chống sét lan truyền cho nguồn điện là thiết bị lọc sét và thiết bị cắt sét. Điểm khác nhau nổi bật giữa 2 loại thiết bị này là ở cách mắc khi thiết kế hệ thống chống sét lan truyền.

4.1.1 Thiết bị cắt sét.

Thiết bị cắt sét được mắc song song với nguồn điện. Nguyên lý bảo vệ của thiết bị cắt sét là kẹp dòng điện áp tăng vọt trên nguồn điện đồng thời chuyển toàn bộ dòng năng lượng xuống đất.

4.1.2 Thiết bị lọc sét.

Thiết bị lọc sét được mắc nối tiếp với nguồn điện. Chúng bao gồm 3 giai đoạn bảo vệ:

• Giai đoạn 1: Chuyển năng lượng của dòng xung sét xuống đất và kẹp điện áp tăng
• Giai đoạn 2: Bộ lọc ngăn chặn không cho điện áp tăng vọt
• Giai đoạn 3: Dây phụ tải cắt sét kẹp điện áp cuối cùng. Giống như van 1 chiều bảo vệ chống lại sự dội ngược điện áp được tạo ra bởi đường thoát sét.

4.2 Thuyết minh biện pháp thi công hệ thống chống sét

Hệ thống chống sét luôn được chúng tôi chú trọng khi thiết kế và thi công hệ thống cơ điện công trình. Đây là hạng mục quan trọng không thể thiếu trong các gói thầu thi công điện nước

Chúng tôi cung cấp đầy đủ thiết bị chống sét như kim thu sét, cột thu lôi, cọc đồng tiếp địa, dây tiếp địa…để hoàn thiện hệ thống chống sét cho mọi công trình.

4.3 Quy trình lắp đặt hệ thống chống sét

Quy trình thi công kim chống sét phải tuân theo các tiêu chuẩn kỹ thuật. Điều này mới đảm bảo sự hoạt động an toàn, hiệu quả của các thiết bị. Dù bạn lắp đặt chống sét gia đình hay hệ thống chống sét tòa nhà, thì đều phải được thực hiện tuần tự qua các bước sau:

4.3.1 Thi công hệ thống tiếp địa

Bước 1: Định vị vị trí cọc tiếp địa. Kiểm tra tính chất đất tại nơi đóng cọc để chọn số lượng cọc hoặc phải dùng hoá chất giảm điện trở.

Bước 2: Đào rãnh, hố hoặc khoan giếng tiếp đất. Đảm bảo tránh các công trình ngầm như cáp ngầm, hệ thống ống nước. Trường hợp thông thường đào rãnh có độ sâu từ 600-800mm, rộng 300-500mm. Trường hợp đất có điện trở suất đất cao hoặc diện tích hạn chế thì khoan giếng. Đường kính giếng khoan từ 50mm đến 80m, sâu 20m đến 40m, tùy độ sâu của mạch nước ngầm.

Bước 3: Đóng cọc tiếp đất. Khoảng cách giữa các cọc thường bằng 2 lần độ dài của cọc.

Nếu như đất khô cằn, hoặc là cát nên đổ hóa chất làm giảm điện trở của đất.

4.3.2 Thi công hệ thống thu và dẫn sét

Bước 4: Lắp đặt dây dẫn sét. Có thể sử dụng dây cáp đồng trần hoặc cáp đồng bọc. Rải dây cáp dọc theo rãnh đã đào. Liên kết các cọc và dây dẫn bằng mối hàn. Trường hợp đào giếng thì cọc được liên kết thẳng với cáp rồi thả sâu xuống đáy giếng.

Bước 5: Lắp đặt hố kiểm tra điện trở suất đất tại vị trí có cọc trung tâm. Đảm bảo mặt hố ngang với mặt đất. Kiểm tra toàn bộ lần cuối các mối hàn.

Bước 6: Lấp đất vào hố, rãnh và nện chặt, hoàn trả mặt bằng.

Bước 7: Gia công, lắp đặt trụ đỡ kim thu sét (cột thu sét). Lắp đặt trụ đỡ và kim thu sét theo bản vẽ thiết kế thi công được duyệt.

Bước 8: Kết nối kim thu sét với dây dẫn sét. Chú ý nên luồn dây dẫn trong ống cách điện từ điểm tiếp xúc với kim thu sét đến bãi tiếp địa. Điều này nhằm tránh sự lan truyền của dòng điện vào kết cấu công trình.

Bước 9: Lắp đặt bộ đếm sét (nếu có).

Bước 10: Tiến hành đo đạc lần cuối điện trở tiếp đất của hệ thống và đo thông mạch dây dẫn sét.