Cấp độ thiết bị chống sét lan truyền và nguyên tắc phân vùng bảo vệ chống sét – LPZ

1. Cấp/loại (Class/Type) của thiết bị chống sét lan truyền là gì ?
 
1.1. Định nghĩa, căn cứ phân cấp/loại ?
Định nghĩa: 
Cấp độ của thiết bị chống sét lan truyền(SPD) thường được ký hiệu vắn tắt là Class hoặc Type và được chia thành 3 cấp độ chính (I/II/III hoặc 1/2/3) với đặc tính kỹ thuật và khả năng ứng dụng khác nhau 
Căn cứ:
Thông qua quy trình thử nghiệm theo bộ tiêu chuẩn quốc tế, việc tiến hành thử nghiệm và đáp ứng cấp độ nào SPD sẽ được công bố đạt Type/Class tương ứng. Bộ tiêu chuẩn quốc sử dụng trong thử nghiệm phân cấp SPD là:
IEC/EN 61643-11 đối với các thiết bị chống sét lắp đặt bảo vệ nguồn hạ áp
IEC/EN 61643-21 đối với các thiết bị chống sét lan truyền hệ thống điện tử – công nghệ thông tin 
 
1.2. Sự phân cấp đó mang ý nghĩa gì ?
Mỗi đường cáp liên kết tới công trình (cáp nguồn, cáp tín hiệu) mang theo những rủi ro phụ thuộc vào vùng và vị trí mà đường cáp đó đi qua, hay còn được gọi là phân vùng LPZ. Tại mỗi phân vùng và điểm chuyển tiếp giữa các phân vùng sẽ yêu cầu loại SPD riêng biệt, phụ thuộc vào loại rủi ro sét có thể xuất hiện.  
Loại rủi ro có tác động nghiêm trọng nhất: ký hiệu Iimp với dạng xung 10/350µs sinh ra trong các trường hợp sét đánh trực tiếp lên đường cáp, sét đánh lân cận đường cáp, sét đánh trực tiếp vào công trình. 
Loại rủi ro thứ cấp: ký hiệu In dạng xung 8/20µs thường xuất hiện trong các trường hợp sét cảm ứng, khởi động tải công suất lớn, hoạt động đóng/cắt/chuyển nguồn… 
 
1.3. Sự khác biệt giữa xung sét tác động trực tiếp Iimp và In 
Trong thực tế, không khó bắt gặp các thiết bị chống sét lan truyền được quảng cáo khả năng làm việc với xung In 8/20µs với trị số rất lớn (120kA, 160kA, 200kA …) trong khi đó tại cấp độ chống sét lan truyền cao nhất(LPL I)  tiêu chuẩn quốc tế chỉ yêu cầu trị số Iimp 10/350µs 100kA. 
Vậy sự khác biệt giữa xung Iimp & In nằm ở đâu và liệu các SPD mang trị số In lớn có thay thế được vị trí lắp đặt cho SPD mang Iimp tiêu chuẩn ? 
Mời xem video thử nghiệm bởi DEHN:
 
 
Thử nghiệm được tiến hành tại DEHNtest Central – Phòng thí nghiệm lớn nhất thế giới trong lĩnh vực chống sét.
 
Kết luận:
Tại cùng trị số cường độ dòng, xung sét Iimp mang các đặc tính về thời gian tồn tại, năng lượng và tác động phá hủy gấp nhiều lần xung In, do đó chắc chắn không thể mang các SPD type 2 In 8/20µs để lắp đặt vào vị trí yêu cầu SPD type 1 Iimp 10/350µs
Đối với mỗi loại rủi ro khác nhau sẽ yêu cầu loại thiết bị chống sét lan truyền với cấp độ tương ứng khác nhau. Phương pháp lựa chọn SPD theo phân vùng xem tại bảng 2.A
 
2. Nguyên tắc phân vùng bảo vệ chống sét LPZ
Các phân vùng LPZ được sử dụng nhằm nhận biết thành phần rủi ro và mức độ tác động của sét lên các đường cáp có kết nối tới công trình, là cơ sở cho việc lựa chọn và tiến hành các biện pháp bảo vệ phù hợp. 
2.1. Định nghĩa
LPZ là tập hợp các vùng không gian bên ngoài hoặc bên trong công trình, tại các phân vùng khác nhau mức độ ảnh hưởng của sét lên công trình và hệ thống bên trong là khác nhau. LPZ được phân làm hai nhóm chính:
Vùng bên ngoài: LPZ 0A – LPZ 0B: được hình thành sau khi công trình được trang bị hệ thống chống sét trực tiếp đúng chuẩn
Vùng bên trong: LPZ 1 – LPZ 2: được hình thành bằng cách thực hiện đúng và đủ các biện pháp chống sét lan truyền và che chắn điện trường sét.
2.2. Sự hình thành phân vùng LPZ đối với công trình cần bảo vệ
Có một số câu hỏi thường gặp đến từ các khách hàng yêu cầu tư vấn như sau: 
Tại sao đã trang bị các kim thu sét chủ động mà hệ thống PV mỗi năm vẫn bị sét đánh hỏng hơn 500 tấm ? 
Trong tiêu chuẩn chống sét quốc tế cũng như tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt nam, không công nhận hoặc tồn tại khái niệm về loại kim thu sét có tên “chủ động”. Tại đây quy định rõ: chỉ có thể sử dụng kích thước thực của kim thu sét để làm căn cứ tính toán thiết kế hệ thống chống sét trực tiếp.
Chỉ có ba phương pháp được khoa học và tiêu chuẩn công nhận sử dụng trong việc xác định số lượng vị trí và chiều cao kim thu sét thiết kế hệ thống chống sét trực tiếp. 
Do đó khi thiết kế hệ thống chống sét trực tiếp không theo phương pháp và chỉ dẫn kỹ thuật tiêu chuẩn ngoài ra đối tượng cần bảo vệ các các nhà máy điện PV quy mô lớn ⇒ hệ thống chống sét trực tiếp không đảm bảo khả năng che phủ bảo vệ công trình, tồn tại nguy cơ sét đánh trực tiếp trên bất kỳ phần nào thuộc công trình (tấm pin, biến tần, camera, nhà điều hành, trạm khí tượng…)
Khi hệ thống chống sét trực tiếp thiết kế Không đúng kéo theo sự sai khác trong hình thành phân vùng LPZ ⇒ đánh giá sai về nguy cơ và rủi ro trên các đường cáp ⇒ sử dụng không đúng loại/cấp SPD cần thiết. 
 
Quy trình tiến hành chống sét lan truyền tiêu chuẩn: 
Đánh giá rủi ro  Lựa chọn đúng cấp độ thiết kế chống sét và đầy đủ biện pháp bảo vệ ⇒ Hình thành phân vùng bảo vệ chống sét LPZ 0A,0B,1,2… ⇒ Lựa chọn đúng chủng loại và cấp độ SPD 
Một số ví dụ về phân vùng bảo vệ chống sét ứng dụng trong thiết kế chống sét lan truyền
Bảo vệ Turbine điện gió
 
Bảo vệ các công trình tòa nhà với các hệ thống điện – điện tử hiện đại
 
 

 

error: Content is protected !!
kênh liên hệ khác
Kênh liên hệ khác!
Gọi ngay cho chúng tôi!