Chống sét là gì? Cách bảo vệ chống sét hiệu quả cho công trình

Chống sét là một trong những biện pháp kỹ thuật quan trọng nhằm bảo vệ con người, tài sản và các công trình khỏi tác động nguy hiểm của sét – hiện tượng phóng điện tự nhiên với dòng điện cực mạnh có thể gây ra cháy nổ, hư hại thiết bị và thậm chí đe dọa tính mạng. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và tần suất sét đánh ngày càng tăng, việc thiết kế và lắp đặt hệ thống chống sét hiệu quả không chỉ là yêu cầu bắt buộc mà còn là một phần thiết yếu để đảm bảo an toàn và duy trì hoạt động ổn định cho các công trình, khu dân cư và cơ sở sản xuất. Hệ thống chống sét hoạt động dựa trên nguyên lý thu hút và dẫn dòng điện sét xuống đất một cách an toàn, ngăn chặn thiệt hại về người và tài sản. Cùng Cáp điện VN tìm hiểu chi tiết về chống sét là gì? Cách bảo vệ chống sét hiệu quả cho công trình

Chống sét là gì?

Chống sét là quá trình sử dụng các thiết bị và hệ thống chuyên dụng nhằm bảo vệ con người, tài sản và các công trình khỏi tác động nguy hiểm của sét – hiện tượng phóng điện tự nhiên có dòng điện cường độ rất lớn. Hệ thống chống sét hoạt động bằng cách thu hút, dẫn dòng điện sét từ nơi đánh xuống đất một cách an toàn, ngăn ngừa cháy nổ, hư hại thiết bị điện tử và rủi ro về người. Việc chống sét không chỉ giúp duy trì ổn định điện lưới mà còn nâng cao tuổi thọ và độ an toàn cho các công trình dân dụng và công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống chống sét bao gồm: kim thu sét ở vị trí cao nhất thu hút dòng điện sét; dây dẫn dẫn dòng điện này xuống đất; hệ thống tiếp địa phân tán dòng điện an toàn xuống lòng đất. Thiết bị chống sét có thể là các van chống sét, aptomat chống sét lan truyền, kim chống sét… Ngoài ra, chống sét còn bao gồm các giải pháp bảo vệ chống tăng áp và các thiết bị điện tử khỏi đột biến điện áp đột ngột do sét gây ra. Đây là một biện pháp cần thiết và bắt buộc trong thiết kế và xây dựng hệ thống điện hiện đại để bảo vệ toàn diện.

Tại sao cần chống sét?

Cần chống sét vì sét là hiện tượng thiên nhiên có năng lượng rất lớn, khi đánh trúng công trình hoặc thiết bị điện có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng như cháy nổ, hư hỏng thiết bị, mất điện, thậm chí nguy hiểm đến tính mạng con người. Hệ thống chống sét giúp kiểm soát dòng điện sét, thu hút và dẫn dòng điện này an toàn xuống đất, ngăn ngừa các rủi ro trên. Cụ thể, mục đích của chống sét bao gồm:

• Bảo vệ công trình xây dựng, thiết bị điện tử khỏi bị phá hủy do sét đánh trực tiếp.
• Ngăn ngừa quá áp, quá dòng lan truyền trên hệ thống điện, tránh hư hại thiết bị và giảm thiểu thời gian gián đoạn hoạt động.
• Đảm bảo an toàn cho người sử dụng khỏi nguy cơ bị giật điện, bỏng nặng hoặc tử vong.
• Giúp duy trì ổn định và độ bền của hệ thống điện, hạn chế tổn thất kinh tế và thiệt hại tài sản.
• Bảo vệ các hệ thống truyền thông, tín hiệu, thiết bị điện tử nhạy cảm khỏi các xung điện áp đột ngột do sét gây ra.
• Giúp công trình tuân thủ các tiêu chuẩn, quy định về an toàn điện và xây dựng.

Nhờ những lợi ích quan trọng này, chống sét là biện pháp bắt buộc và thiết yếu cho mọi công trình, đặc biệt ở những khu vực có tần suất sét đánh cao và các ngành công nghiệp sử dụng nhiều thiết bị điện công suất lớn.

Các cách bảo vệ chống sét hiệu quả cho công trình

Để bảo vệ an toàn và tối ưu trước tác động nguy hiểm của sét, việc lựa chọn và ứng dụng các giải pháp chống sét phù hợp với từng loại công trình là vô cùng cần thiết. Bảo vệ chống sét được chia làm hai nhóm chính: bảo vệ bên ngoài và bảo vệ bên trong công trình. Ngoài ra, còn có các giải pháp bổ trợ như hệ thống cảnh báo sớm và tiếp đất an toàn.

Bảo vệ bên ngoài (External Lightning Protection)

Bảo vệ bên ngoài là phương pháp ngăn chặn sét đánh trực tiếp vào các đối tượng cần bảo vệ như con người, vật nuôi, công trình, nhà cửa… Nguyên lý của bảo vệ bên ngoài dựa trên việc sử dụng các thiết bị kim loại tại vị trí cao (kim thu sét) để tạo điểm thu hút dòng điện từ đám mây, từ đó chuyển dòng điện sét một cách kiểm soát xuống đất một cách an toàn.

Các phương pháp bảo vệ bên ngoài phổ biến:

• Lồng Faraday: Tạo ra một khung bảo vệ kim loại bao quanh công trình giúp phân tán dòng điện sét, hạn chế tác động đến bên trong công trình.
• Kim thu lôi chủ động: Sử dụng các đầu thu sét thiết kế đặc biệt, chủ động phát tia tiên đạo để thu hút và dẫn hướng dòng điện sét an toàn hơn.
• Công nghệ phân tán điện tích: Triệt tiêu các tia tiên đạo bằng cách phân tán dòng điện, ngăn sét đánh trực tiếp vào công trình.

Các bộ phận chính trong hệ thống bảo vệ bên ngoài bao gồm: đầu kim thu sét hoặc thiết bị phân tán điện tích, dây dẫn thoát sét dẫn dòng điện từ đầu thu đến hệ thống tiếp địa, các điện cực và dây liên kết để phân tán dòng điện an toàn xuống đất. Việc lựa chọn phương pháp bảo vệ bên ngoài cần cân nhắc đặc điểm kết cấu, độ dễ cháy nổ và quy mô công trình, đồng thời phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật và sử dụng các thiết bị chống sét có chất lượng uy tín.

 

Bảo vệ bên trong (Internal Lightning Protection)

Bảo vệ bên trong, hay còn gọi là chống sét lan truyền, nhằm ngăn chặn các tác động gián tiếp do sét gây ra lên thiết bị điện bên trong công trình. Khi sét đánh vào kim thu sét hoặc đường dây bên ngoài, nó tạo ra các xung điện áp đột biến lan truyền qua hệ thống dây dẫn, gây hư hại các thiết bị điện tử nhạy cảm, thậm chí dẫn đến cháy nổ.

Để hạn chế nguy cơ này, các hệ thống bảo vệ bên trong sử dụng các thiết bị triệt xung điện (SPD) để cắt giảm và chuyển hướng các xung điện áp cao xuống đất. Hệ thống này gồm có:

• Thiết bị cắt lọc sét (SPD): Lắp đặt tại các bảng điện chính hoặc phụ để lọc và cắt giảm sóng sét.
• Dây thoát sét nối đất: Thường là dây đồng hoặc sắt chất lượng cao, dùng để dẫn các dòng sét xuống đất nhanh chóng.
• Hệ thống tiếp địa: Bao gồm các cọc tiếp địa hóa học, vật liệu giảm điện trở đất và vật tư chống sét khác, đảm bảo dòng sét được phân tán hiệu quả.

Bảo vệ bên trong cần được thực hiện nghiêm ngặt theo yêu cầu kỹ thuật, sử dụng thiết bị đạt chuẩn và được cung cấp bởi các nhà sản xuất uy tín, đồng thời phải được kiểm tra định kỳ để đảm bảo hiệu quả.

Hệ thống cảnh báo sớm

Đây là giải pháp phòng ngừa bổ sung, giúp phát hiện và cảnh báo sớm sự thay đổi về điện từ trường trong các đám mây, dự báo khả năng hình thành giông sét. Nhờ đó, công tác phòng chống được chủ động, giảm thiểu tối đa rủi ro cho người và tài sản.

Nối đất an toàn

Công tác nối đất là phần then chốt trong hệ thống chống sét, kết nối các bộ phận từ đầu kim, thiết bị điện đến hệ thống tiếp địa bao gồm nhiều cọc tiếp địa và hộp kiểm tra. Việc thi công phải đảm bảo kỹ thuật, an toàn điện, và đáp ứng tiêu chuẩn với điện trở tiếp địa phù hợp. Nối đất phải được kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ nhằm duy trì hiệu quả và sự an toàn theo thời gian.

Khuyến nghị:

Thiết kế hệ thống chống sét phải tuân theo tiêu chuẩn hiện hành, đồng thời chọn lựa thiết bị chính hãng, nhà thầu uy tín để thi công và bảo trì đều đặn nhằm đảm bảo hệ thống luôn hoạt động hiệu quả và an toàn lâu dài.

Chống sét là yêu cầu thiết yếu để bảo vệ tính mạng, tài sản và duy trì hoạt động ổn định cho các công trình công nghiệp, công cộng và dân dụng. Việc áp dụng đúng và đầy đủ các giải pháp bảo vệ bên ngoài và bên trong, kết hợp với hệ thống cảnh báo sớm và nối đất an toàn sẽ giúp giảm thiểu tối đa thiệt hại do sét gây ra. Để đạt hiệu quả tối ưu với chi phí phù hợp, hệ thống chống sét cần được thiết kế, thi công bởi các chuyên gia, sử dụng sản phẩm chính hãng và được kiểm tra, bảo trì định kỳ.

Trên đây là một vài thông tin quan trọng về chống sét là gì? Chống sét không chỉ là biện pháp bảo vệ thiết yếu mà còn là nền tảng đảm bảo an toàn lâu dài cho hệ thống điện và các công trình xây dựng. Thông qua việc tạo ra các đường dẫn có điện trở thấp để tuần hoàn dòng điện sét an toàn xuống đất, hệ thống chống sét giúp giảm thiểu các thiệt hại vật chất và nguy cơ tai nạn nghiêm trọng do sét đánh gây ra. Việc hiểu rõ về khái niệm, nguyên lý, cấu tạo và các loại thiết bị chống sét sẽ giúp người dùng, doanh nghiệp và tổ chức có thể lựa chọn, thiết kế và bảo trì hệ thống chống sét phù hợp, hiệu quả, góp phần nâng cao giá trị thực và bảo vệ toàn diện cho con người cũng như tài sản trong mọi điều kiện thời tiết khắc nghiệt.