Chống sét lan truyền là hệ thống bảo vệ thiết bị điện và điện tử khỏi các xung sét trực tiếp hoặc gián tiếp gây ra trên hệ thống dây dẫn (đường dây điện, tín hiệu mạng, cáp viễn thông). Xung sét có thể làm hư hỏng thiết bị, gây gián đoạn hoạt động và ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn con người.
2. Phân loại chống sét lan truyền
Hệ thống chống sét lan truyền được chia làm 2 nhóm chính:
Chống sét trực tiếp: Bảo vệ công trình khỏi tác động trực tiếp của sét đánh, sử dụng kim thu sét và hệ thống tiếp đất.
Chống sét lan truyền: Bảo vệ các thiết bị nội bộ trong công trình khỏi xung đột điện (do cảm ứng điện từ hoặc lan truyền qua dây dẫn).
3. Phân loại thiết bị chống sét SPD (Surge Protective Device):
SPD được chia thành 3 loại chính:
Type 1: Lắp tại đầu nguồn (trạm biến áp, tủ điện trung thế), chịu được xung sét lớn từ hệ thống chống sét trực tiếp.
Type 2: Lắp tại các tủ điện phân phối trong nhà hoặc công trình, giảm xung điện áp lan truyền nội bộ.
Type 3: Lắp gần các thiết bị nhạy cảm (ổ cắm, thiết bị điện tử), bảo vệ cuối cùng cho các thiết bị.
4. Nguyên lý hoạt động của SPD
SPD hoạt động bằng cách dẫn xung điện áp quá tải (từ sét hoặc các nguyên nhân khác) xuống hệ thống tiếp đất, bảo vệ các thiết bị điện.
SPD được lắp song song với hệ thống dây dẫn và tự động cắt khi điện áp vượt ngưỡng cho phép.
II. HỆ THỐNG CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN CHO GIA ĐÌNH
1. Thành phần cơ bản của hệ thống chống sét gia đình
Kim thu sét: Đặt tại vị trí cao nhất trên mái nhà, thường làm bằng đồng hoặc inox.
Dây dẫn sét: Dẫn dòng sét từ kim thu sét xuống hệ thống tiếp đất. Nên dùng dây đồng tiết diện ≥ 50mm².
Cọc tiếp đất: Làm bằng thép mạ đồng hoặc đồng nguyên chất, được đóng sâu ≥ 2.5m, điện trở tiếp đất < 10Ω.
SPD (Type 2): Thiết bị chống sét lan truyền lắp trong tủ điện chính.
SPD (Type 3): Lắp gần các thiết bị nhạy cảm như tivi, tủ lạnh, máy tính…
2. Quy trình lắp đặt chi tiết
Bước 1: Lắp kim thu sét
Vị trí: Cài đặt trên mái nhà, chọn vị trí cao nhất để tối ưu phạm vi bảo vệ.
Kết cấu: Kết nối với dây dẫn xuống bằng kẹp đồng chắc chắn.
Bước 2: Hệ thống dây dẫn xuống
Yêu cầu: Dây dẫn phải được cố định chắc chắn, tránh các khúc cua gấp (> 45°).
Tiết diện: Dùng dây đồng ≥ 50mm² hoặc thanh đồng.
Bước 3: Hệ thống tiếp đất
Thi công: Sử dụng 1-3 cọc tiếp đất (mỗi cọc dài ≥ 2.5m), đóng thẳng và nối bằng dây đồng trần ≥ 16mm².
Đo điện trở: Sử dụng máy đo điện trở tiếp đất để đảm bảo đạt tiêu chuẩn (< 10Ω).
Bước 4: Lắp SPD trong tủ điện
Vị trí: Lắp SPD Type 2 trong tủ điện chính, nối song song với dây pha (L), trung tính (N), và đất (PE).
Kiểm tra: Đảm bảo khoảng cách dây nối từ SPD đến tủ điện ngắn nhất (≤ 1m).
Bước 5: Bảo vệ thiết bị nhạy cảm
Lắp SPD Type 3 tại ổ cắm hoặc ngay trước thiết bị nhạy cảm như TV, router, máy tính.
Kết nối thêm cầu chì hoặc CB (Circuit Breaker) để bảo vệ quá dòng.
3. Sơ đồ đấu nối chi tiết cho gia đình
III. HỆ THỐNG CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN CHO CÔNG NGHIỆP
1. Thành phần cơ bản của hệ thống chống sét công nghiệp
Kim thu sét cao cấp: Sử dụng kim thu sét chủ động để mở rộng vùng bảo vệ.
Hệ thống dây dẫn và tiếp đất đa điểm: Đảm bảo phân tán dòng sét lớn một cách hiệu quả.
SPD (Type 1): Lắp tại tủ điện trung thế để chịu dòng xung cực lớn.
SPD (Type 2): Bảo vệ các tủ phân phối chính và phụ.
SPD (Type 3): Lắp tại các khu vực nhạy cảm, như phòng điều khiển hoặc máy móc công nghệ cao.
Bảo vệ đường truyền tín hiệu: SPD bảo vệ các cáp mạng, tín hiệu điều khiển (SCADA), viễn thông.
2. Quy trình lắp đặt chi tiết
Bước 1: Kim thu sét
Lắp đặt kim thu sét ở đỉnh tòa nhà, tháp hoặc các cột cao.
Dây dẫn xuống sử dụng thanh đồng ≥ 70mm².
Bước 2: Tiếp đất đa điểm
Tạo hệ thống tiếp đất bao gồm nhiều cọc (mỗi cọc dài ≥ 2.5m) kết nối thành lưới.
Điện trở tiếp đất cho công nghiệp: ≤ 5Ω.
Bước 3: Lắp SPD Type 1
Lắp tại tủ điện trung thế hoặc đầu vào của hệ thống điện.
Chọn SPD có khả năng chịu dòng sét xung cực lớn (≥ 100kA).
Bước 4: Lắp SPD Type 2
Lắp tại các tủ phân phối, chọn SPD chịu được dòng xung trung bình (≥ 40kA).
Bước 5: Lắp SPD Type 3
Lắp tại các tủ nhỏ hoặc gần thiết bị nhạy cảm.
Bảo vệ các thiết bị như cảm biến, PLC, hoặc máy tính điều khiển.
3. Sơ đồ đấu nối chi tiết cho công nghiệp
IV. MỘT SỐ LƯU Ý QUAN TRỌNG
Khoảng cách dây nối đất ngắn nhất: Đảm bảo dây từ SPD đến hệ thống tiếp đất ≤ 1m.
Chọn SPD đúng chuẩn: Dựa trên điện áp hệ thống (220V hoặc 380V), dòng xung và loại thiết bị.
Kiểm tra định kỳ: Định kỳ đo điện trở tiếp đất và kiểm tra SPD.