Hàng ngàn cơn giông đang diễn ra trong bất kỳ giờ nào trên khắp thế giới, một phần lớn trong số đó có thể xảy ra trên các tuyến đường thủy, sông ngòi và đại dương. Không giống như các công trình trên đất liền, bất kỳ tàu thuyền nào trên mặt nước đều có khả năng trở thành điểm tấn công trong cơn giông do sự tăng cường trường điện của nó với ít “sự cạnh tranh” từ các điểm lân cận.
Tại sao chống sét cho tàu thủy lại quan trọng?
Khi sét đánh vào tàu thuyền, nó sẽ cố gắng tìm đường đi có trở kháng thấp xuống nước. Do đó, nó sẽ làm hỏng bất cứ thứ gì nằm giữa nó và nước.
GÂY RA CÁC VẤN ĐỀ NHƯ:
– Sự cố điện, các thành phần điện như pin, bộ điều khiển làm lạnh, điều hòa không khí, dụng cụ, cảm biến và điều khiển;
– Hư hỏng cột buồm – đặc biệt là thuyền buồm có cột buồm không phải bằng kim loại;
– Các vấn đề về thân tàu – đặc biệt là những tàu làm bằng sợi thủy tinh, nhưng bất kỳ thân tàu nào cũng có thể bị thủng;
– Các sự kiện thảm khốc – sét thường gây ra hỏa hoạn trên các tàu không được bảo vệ
Nguyên lý hoạt động:
Khi có sét đánh, kim thu sét sẽ thu hút tia sét. Dòng điện sét sau đó sẽ di chuyển qua dây thoát sét và xuống bãi tiếp địa, từ đó được phân tán an toàn. Thiết bị chống sét lan truyền sẽ ngăn chặn các xung điện áp đi vào các thiết bị điện tử, bảo vệ chúng khỏi bị hư hỏng.
Hệ thống chống sét toàn diện cho tàu thuyền
Các nhà nghiên cứu đã phân tích và đưa ra giải pháp lắp đặt thiết bị chống sét cho tàu thuyền, một trong số những giải pháp và thiết bị đáp ứng được vấn đề trên là kim thu sét LPI.
LPI khuyến nghị mạnh mẽ một cách tiếp cận “toàn diện” đối với bảo vệ chống sét cho tàu thuyền. Cách tiếp cận này xoay quanh việc Nối đất và Liên kết, Bảo vệ chống sét lan truyền và Bảo vệ chống sét trực tiếp. Về bản chất, có ba bước chính cần phải tuân theo, mỗi bước đều quan trọng trong kế hoạch bảo vệ tổng thể.
– Bảo vệ tàu và người trên tàu khỏi bị tấn công trực tiếp;
– Thiết lập hệ thống tiếp địa liên kết tốt trên toàn bộ tàu;
– Bảo vệ toàn bộ đường dây điện, đường dây thông tin liên lạc và tín hiệu.
Bước 1: LPI khuyến nghị sử dụng loại đầu cuối không khí STORMASTER ESE. Các đầu cuối không khí này được chứng nhận đầy đủ theo các tiêu chuẩn quốc tế IEC 62561-2 và NF C 17-102. Đầu cuối STORMASTER chặn tia sét đánh vào một điểm mong muốn để cuối cùng truyền dòng sét một cách an toàn vào nước. Sau này được xử lý bằng cáp dẫn sét HVSC Plus của LPI, có định mức chịu điện áp hàng đầu thế giới là ≥ 500 kV và được thiết kế để giảm thiểu nguy cơ sét đánh bên hông, tia lửa điện và phóng điện không kiểm soát có thể ảnh hưởng thảm khốc đến hoạt động của tàu và gây thương tích hoặc tử vong cho người trên tàu.
Bước 2: Tất cả các thành phần dẫn điện của bình phải được liên kết với nhau, đặc biệt là “đất” của tất cả các thành phần của hệ thống điện và điện tử. Cách tiếp cận này rất cần thiết để ngăn ngừa các tia lửa bên hông, tia lửa điện và hồ quang điện, tất cả đều có thể gây ra hỏa hoạn trên bình.
Để dẫn sét đánh xuống nước, cần lắp đặt một tấm tiếp địa bên dưới bình, bên dưới mực nước.
Bước 3: LPI khuyến nghị sử dụng biện pháp bảo vệ quá áp và quá độ phù hợp cho hệ thống điện và điện tử. Bảo vệ quá áp rất quan trọng đối với các thiết bị điện tử nhạy cảm như thiết bị truyền thông.
Hình 1: Ví dụ lắp đặt đơn giản cho tàu thuyền. Chú thích: Màu xanh = Thiết bị đầu cuối không khí Stormaster ESE và cột đỡ cách điện FRP; Màu đỏ = Cáp dẫn sét HVSC Plus; Màu xanh lá cây = tấm tiếp địa / anot kẽm; Màu tím = dây dẫn liên kết (chỉ mang tính minh họa); Màu cam = bảo vệ chống sét lan truyền.
Các giải pháp chống sét cho tàu thủy:
- Kim thu sét: Có nhiều loại kim thu sét khác nhau, từ loại đơn giản đến loại có khả năng phát tia tiên đạo sớm, giúp thu hút sét hiệu quả hơn.
- Dây thoát sét: Nên sử dụng dây thoát sét có tiết diện lớn, chất liệu dẫn điện tốt để đảm bảo dòng điện sét được dẫn đi một cách an toàn.
- Bãi tiếp địa: Bãi tiếp địa cần được thiết kế và thi công đúng kỹ thuật, đảm bảo điện trở tiếp địa đạt yêu cầu.
- Thiết bị chống sét lan truyền: Nên lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền cho tất cả các thiết bị điện tử quan trọng trên tàu.
