Chương 1: ThiÁt kÁ há tháng bảo vá cháng sét cho trạm biÁn áp Chương 2: ThiÁt kÁ há tháng nái đ¿t Chương 3: Bảo vá cháng sét đưßng dây Chương 4: Bảo vá cháng sét truyÃn vào trạm biÁn áp từ phía đưßng dây 110 kv 1 CH¯¡NG I: THIÀT KÀ Hà THÞNG BÀO Và CHÞNG SÉT CHO TR¾M BIÀN ÁP 1. ĐàNH NGH)A V Hà THÞNG CHÞNG SÉT Há tháng cháng sét (A Lighting Protection System) là há tháng cung c¿p phương tián mà tia sét có thể đi vào hoặc rßi khßi trái đ¿t mà không đi qua và làm hư hại ngưßi, thiÁt bá đián và các c¿u trúc không d¿n đián như tòa nhà. Há tháng cháng sét không ngăn được sét đánh; nó chß cung c¿p mát phương tián để kiểm soát nó và ngăn ngừa thiát hại bằng cách cung c¿p mát đưßng d¿n đián trá th¿p để phóng đián năng lượng sét. NÁu không có há tháng cháng sét: Có thể b¿t kỳ vÁt nào cÿa công trình cjng trá thành vÁt d¿n sét,… Công trình có thể bá hư hại lãn do sét đánh.
Viác đÁu tiên là nó s¿ phá hÿy công trình. Sau đó nó s¿ chuyÃn qua các vÁt có thể d¿n đián bên trong mát công trình như áng nưãc, chảo thu truyÃn hình, ăng ten, dây đián, thiÁt bá gia dụng để tìm con đưßng có trá kháng th¿p nh¿t để truyÃn xuáng đ¿t < gọi là hián tượng sét nhảy=. Do dòng sét có đián áp r¿t lãn. Nên khi chạy qua các vÁt đó s¿ sinh ra nhiát r¿t lãn làm chảy, cháy, nổ vÁt d¿n gây hư hßng và hßa hoạn.
B¿t kỳ vÁt nào cjng có thể d¿n sét. VÁt có đá ẩm cjng có thể d¿n sét và để dòng sét nhảy qua. CÁC YÊU CÄU KỸ THUÀT ĐÞI VàI Hà THÞNG CHÞNG SÉT ĐÁNH TRĀC TIÀP Yêu cÁu kā thuÁt và cÿa thiÁt bá cháng sét Theo tiêu chuẩn IEC 61643- 21: Yêu cÁu kā thuÁt cÿa thiÁt bá cháng sét bảo vá các đưßng tín hiáu, thiÁt bá cháng sét phải đáp āng yêu cÁu và kÁt c¿u cơ khí như sau: 1. Cổng và đÅu nßi Cổng và đÁu nái phải được gắn chặt trên thiÁt bá cháng sét và phải đảm bảo không gây ra ngắt kÁt nái khi đã được xiÁt bằng dụng cụ.
Vít, cháu dòng tÁi và cāc nßi 2 Cāc nái phải cháu được các tác đáng mà không làm đāt kÁt nái trong quá trình sử dụng bình thưßng. kÁt c¿u cơ khí d¿n đián phải cháu được xung lāc cao do năng lượng cÿa xung gây ra. Vít gắn trong quá trình lắp thiÁt bá cháng sét không được sử dụng kiểu vít khoan ren. Cāc kÁt nái đián phải được thiÁt kÁ chắc chắn đảm bảo tính d¿n đián tát vãi vÁt liáu chÁ tạo không phải từ gám hoặc mica hoặc các vÁt liáu có tính ch¿t d¿n đián không phù hợp, trừ trưßng hợp vÁt liáu có tính đàn hái được pha vào vÁt liáu kim loại để giảm đá cāng hoặc giòn.
PhÁn d¿n dòng bao gồm cả các cāc đ¿u dây và cho tiÁp đáa trong b¿t kỳ trưßng hợp nào cjng phải được chÁ tạo từ: Đồng hoặc/ hợp kim đồng vãi ít nh¿t 58% đồng để đảm bảo đá d¿n đián và nhiát đá th¿p/ hợp kim đồng vãi tái thiểu 50% đồng cho chÁ đá làm viác d¿n đián sinh nhiát vãi các thành phÁn kim loại khác dùng để phÿ nhưng không làm tăng đián trá d¿n đián cao hơn đồng đồng thßi đảm bảo kÁt c¿u chắc chắn không th¿p hơn māc yêu cÁu. Cāc đÃu dây có vít siÁt đÅu cáp Cāc đ¿u dây phải có kÁt c¿u chắc chắn vãi các yêu cÁu sau : Mßi cāc đ¿u dây chß nái 1 dây d¿n đồng thßi có thể đ¿u dây hoặc ngắt dây riêng r¿. Có thể kẹp đÁu cáp vãi kích thưãc lãn đÁn kích thưãc cho phép đã được thiÁt kÁ và yêu cÁu. Cách đián nßi đÅu cáp PhÁn đÁu nái cách đián phải đảm bảo kÁt c¿u chắc chắn tin cÁy, kiểm tra tính hợp quy bằng nhân công và thử nghiám.
Vít siÁt đÁu nái kẹp cáp được đánh d¿u cho mát đÁu không được dùng để cá đánh phÁn khác thÁm chí là để cá đánh thiÁt bá. Kiểm tra hợp quy bằng nhân công. Kim loại làm vít không được sử dụng bằng vÁt liáu kim loại mÃm và thiÁu tin cÁy. Cháu va đÁp kim lo¿i: Các loại kẹp, khoá, kẹp giÿ cáp, vòng đám siÁt cáp, cáp và các phÁn tương tā phải cháu được các lāc siÁt như kim loại (tham khảo thêm IEC 60999-1).
Yêu cÅu và cháu lāc: KÁt c¿u thiÁt bá cháng sét phải đảm bảo đÿ chắc chắn khi lắp đặt để đảm bảo làm viác ổn đánh. Chßng tác đßng căa vÁt rÃn và n°ác tā bên ngoài: ThiÁt bá cháng sét phải có kÁt c¿u đảm bảo yêu cÁu vÁn hành trong điÃu kián theo yêu cÁu. ThiÁt bá lắp đặt ngoài trßi phải được lắp trong háp kín cháng lại tác đáng cÿa môi trưßng bằng thuÿ tinh hoặc vÁt liáu gám tráng men hoặc vÁt liáu cho phép khác cháu được ăn mòn, cháng tia cāc tím, va đÁp …. Các thiÁt bá được lắp phải có khoảng cách vãi bà mặt đÿ lãn giÿa 2 phÁn tử có đián thÁ chênh lách, á mát sá quác gia có thể áp dụng tiêu chuẩn cÿa quác gia cho các yêu cÁu trên.
BÁo vá chßng tiÁp xúc trāc tiÁp Để đảm bảo không thể tiÁp xúc trāc tiÁp vào các phÁn d¿n đián hoặc các phÁn tử cháng sét thiÁt bá cháng sét cÁn phải được thiÁt kÁ đảm bảo không thể có tiÁp xúc trāc tiÁp cÿa ngưßi vào các phÁn kể trên khi thiÁt bá cháng sét được lắp đặt đưa vào sử dụng. Các yêu cÁu này áp dụng cho các thiÁt bá cháng sét làm viác vãi đưßng dây có đián áp UC từ 50V rms hoặc 71VDC trá lên. ThiÁt bá cháng sét, ngoại trừ các thiÁt bá không thể tiÁp cÁn, phải có thiÁt kÁ chắc chắn khi lắp đặt đ¿u nái dân d¿n từ bên ngoài không thể tiÁp xúc trāc tiÁp vãi con ngưßi trong điÃu kián sử dụng bình thưßng, phÁn cāc đ¿u nái cjng như các phÁn tử cháng sét bên trong thiÁt bá không thể tiÁp xúc trāc tiÁp ngay cả trong trưßng hợp thiÁt bá được tháo ra bằng tay mà không cÁn dụng cụ. PhÁn cāc đ¿u nái giÿa tiÁp đáa và các phÁn cāc đ¿u nái khác có thể tiÁp xúc phải có đián trá tiÁp xúc nhß (tham khảo IEC 60529).
Chßng cháy: Các phÁn cách đián phải được chÁ tạo từ vÁt liáu không cháy hoặc tā dÁp lửa. Ph¿m vi bÁo vá căa cßt thu sét và dây chßng sét 1. Phạm vi bảo vệ của cột thu sét: a) Phạm vỉ bảo vệ của một cột thu sét độc lập. Phạm vi bảo vá cÿa mát cát thu sét là miÃn được giãi hạn bái mặt ngoài cÿa hình chóp tròn xoay có đưßng kính xác đánh bái công thāc.
1,6 Rx = ℎ�㕥 (/ 2 /�㕥) 1+ ℎ Trong đó: h: đá cao cát thu sét hx: đá cao vÁt cÁn bảo vá h- hx= ha: đá cao hiáu dụng cát thu sét rx: bán kính cÿa phạm vi bảo vá Để dß dàng và thuÁn tián trong tính toán thiÁt kÁ thưßng dùng phạm vi bảo vá dạng dạng đơn giản hoá vãi đưßng sinh cÿa hình chóp có dạng đưßng gãy khúc được biểu dißn như hình v¿ 1. Bán kính bảo vá á các māc cao khác nhau được tính toán theo công thāc sau. 2 /�㕥 + NÁu hX f / thì rx = 1,5./ 2 /�㕥 + NÁu hX f / thì rx = 0,75.1: Phạm vi bảo vệ của 1 cột thu sét Các công thāc trên chß đúng trong trưßng hợp cát thu sét cao dưãi 30m. Hiáu quả cÿa cát thu sét cao quá 30m có giảm sút do đá cao đánh hưãng cÿa sét giÿ hằng sá.
Có thể dùng các công thāc trên để tính phạm vi bảo vá nhưng phải 5,5 nhân vãi há sá hiáu chßnh p. Vãi p = và trên hình v¿ dùng các hoành đá √/ 0,75hp và l,5hp. b) Phạm vi bảo vệ của hai hay nhiều cột thu sét. • Phạm vi bảo vá cÿa hai cát thu sét kÁt hợp thì lãn hơn nhiÃu so vãi tổng phạm vi bảo vá cÿa hai cát đơn.
Nhung để hai cát thu sét có thể phái hợp được thì khoảng cách a giÿa hai cát thì phải thoả mãn điÃu kián a < 7h (h là chiÃu cao cÿa cát). • Phạm vi bảo vá cÿa hai cát thu sét có cùng đá cao. - Khi hai cát thu sét có cùng đá cao h đặt cách nhau khoảng cách a (a < 7h) thì đá cao lãn nh¿t cÿa khu vāc bảo vá giÿa hai cát thu sét h0 được tính như sau: �㕎 h0 = h - (1-4) 7 Sơ đồ phạm vi bảo vá cÿa hai cát thu sét có chiÃu cao bằng nhau. 6 Hình 1- 2: Phạm vß bảo vá cÿa hai cát thu sét giáng nhau.
Tính rox: 2 /�㕥 + Nểu hx f h thì rox =1,5 ho (1 ) (1 - 5) 3 0,8/Ā 2 /�㕥 + NÁu hx g ho thì rox = 0,75 ho (1 3 ) (1 - 6) 3 /Ā Chú ý: Khi đá cao cÿa cát thu sét vượt quá 30m thì ngoài các hiáu chßnh như trong phÁn chú ý cÿa mục 1 thì còn phải tính ho theo công thāc: �㕎 ho = h - (1-7) 7ā c) Phạm vỉ bảo vệ của hai cột thu sét có độ cao khác nhau. Giả sử có hai cát thu sét: cát 1 có chiÃu cao h1, cát 2 có chiÃu cao h2 và h1 > h2. Hai cát cách nhau mát khoảng là a. Trưãc tiên v¿ phạm vi bảo vá cÿa cát cao h 1, sau đó qua đßnh cát th¿p h 2 v¿ đưßng thẳng ngang gặp đưßng sinh cÿa phạm vi bảo vá cÿa cát cao tại điểm 3.
Điểm này được xem là đßnh cÿa cát thu sét giả đánh, nó s¿ cùng vãi cát th¿p h2, hình thành đôi cát á đá cao bằng nhau và bằng h 2 vãi khoảng cách là a’. PhÁn còn lại giáng phạm vi bảo vá cÿa cát 1 vãi a'= a – x 7 1,6(/12/2) x= ℎ2 (1-8) 1+ ℎ1 c) Hình 1- 3: Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét khác nhau. d) Phạm vi bảo vệ của một nhóm cột (số cột >2). Mát nhóm cát s¿ hình thành 1 đa giác và phạm vi bảo vá được xác đánh bái toàn bá miÃn đa giác và phÁn giãi hạn bao ngoài giáng như cÿa từng đôi cát Hình 1- 4: Phạm vi bảo vệ của nhóm cột.
VÁt có đá cao hx nằm trong đa giác hình thành bái các cát thu sét s¿ được bảo vá nÁu thoả mãn điÃu kián: D<8. (h – hx) (1-9) Vãi D là đưßng tròn ngoại tiÁp đa giác hình thành bái các cát thu sét. Chú ý: Khi đá cao cÿa cát lãn hơn 30m thì điÃu kián bảo vá cÁn được hiáu chßnh theo p.