Hệ thống chống sét lan truyền
Hệ thống chống sét lan truyền là hệ thống có chức năng bảo vệ các thiết bị nhạy cảm với sự thay đổi đột ngột của dòng điện như thiết bị điện, điện tử, viễn thông khi bị sét đánh trực tiếp hay nằm trong vùng ảnh hưởng của tia sét.
Hệ thống chống sét lan truyền là hệ thống bảo vệ thiết bị điện, điện tử, viễn thông khỏi xung quá áp lan truyền theo đường dây khi sét đánh trực tiếp hoặc đánh gần công trình. Hệ thống gồm các thiết bị cắt sét SPD lắp theo từng cấp bảo vệ và hệ thống nối đất đẳng thế.
Các bộ phận chính trong hệ thống chống sét lan truyền là:
Thiết bị chống sét lan truyền (SPD, thiết bị cắt sét): lắp một hoặc nhiều cấp SPD tùy đặc điểm công trình và thiết bị cần bảo vệ.
Hệ thống nối đất và liên kết đẳng thế: dẫn dòng xung xuống đất và giữ các phần kim loại, dây bảo vệ ở cùng điện thế.
Lắp đặt hệ thống chống sét lan truyền nhằm hạn chế hiện tượng tăng điện áp đột ngột vượt quá mức cho phép của thiết bị khi bị sét đánh trực tiếp hoặc nằm trong vùng bị ảnh hưởng của sét.
SPD là gì?
SPD (Surge Protective Device), còn gọi là thiết bị chống sét lan truyền hay thiết bị cắt sét, là thiết bị giới hạn điện áp tăng đột ngột trên đường dây và chuyển dòng xung do sét tạo ra xuống hệ thống nối đất, để bảo vệ thiết bị điện, điện tử nhạy cảm. Một số tài liệu cũ gọi là TVSS (Transient Voltage Surge Suppressor).
SPD có trở kháng cao được kết nối song song với các thiết bị điện tử. Khi điện áp của hệ thống tăng đột biến, trở kháng của thiết bị SPD sẽ giảm xuống để dòng điện tăng đột biến được dẫn qua SPD xuống đất mà không đi vào các thiết bị nhạy cảm.
Trong hệ thống chống sét lan truyền, SPD được sử dụng để loại bỏ quá áp theo các cách sau đây:
Chế độ chung (common mode): giữa dây pha hoặc dây trung tính và dây bảo vệ (đất). Năng lượng xung được dẫn thẳng xuống đất.
Chế độ vi sai (differential mode): giữa các dây pha, hoặc giữa dây pha và dây trung tính. Năng lượng xung được phân bố qua các dây dẫn khác.
Phân loại thiết bị SPD trong hệ thống chống sét lan truyền
Theo IEC 61643-11, SPD hạ áp được chia thành các loại theo dạng sóng dùng để thử nghiệm và vị trí lắp:
SPD Type 1 (loại 1, cắt sét sơ cấp): thử nghiệm bằng dòng xung sét Iimp dạng sóng 10/350 µs, mô phỏng một phần dòng sét đánh trực tiếp. Lắp tại tủ điện tổng ở đầu vào công trình, nhất là công trình có hệ thống chống sét đánh thẳng (kim thu sét, lồng Faraday) hoặc được cấp điện bằng đường dây trên không.
SPD Type 2 (loại 2, cắt sét thứ cấp): thử nghiệm bằng dòng phóng danh định In dạng sóng 8/20 µs. Lắp tại tủ phân phối sau SPD Type 1, hoặc tại tủ tổng khi công trình không có hệ thống chống sét đánh thẳng.
SPD Type 3 (loại 3, bảo vệ tinh): thử nghiệm bằng sóng kết hợp 1,2/50 µs và 8/20 µs. Lắp gần thiết bị nhạy cảm, luôn đứng sau SPD Type 2.
SPD Type 1+2: một thiết bị đạt cả hai phép thử Type 1 và Type 2, thường dùng ở tủ tổng của công trình vừa và nhỏ.
Việc lựa chọn số lượng cũng như chủng loại thiết bị SPD sử dụng trong hệ thống chống sét lan truyền phụ thuộc vào:
Đặc điểm của hệ thống chống sét đánh thẳng
Cường độ dòng điện do tia sét tạo ra
Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị cần bảo vệ
Tầm quan trọng của thiết bị, công trình
Sơ đồ lắp SPD nhiều cấp
Sơ đồ chống sét lan truyền thường chia làm 3 cấp, từ đầu nguồn tới thiết bị:
Cấp 1, tủ điện tổng: SPD Type 1 hoặc Type 1+2, nối giữa các dây pha, dây trung tính và thanh nối đất chính.
Cấp 2, tủ phân phối từng tầng hoặc từng khu vực: SPD Type 2.
Cấp 3, gần thiết bị: SPD Type 3 cho máy chủ, thiết bị điều khiển, viễn thông.
Các cấp phải phối hợp năng lượng với nhau theo hướng dẫn của nhà sản xuất (khoảng cách cáp giữa hai cấp hoặc cuộn cảm phối hợp), để cấp đầu nhận phần lớn năng lượng xung. Dây nối từ SPD tới thanh nối đất càng ngắn càng tốt. Phần 4 của bộ TCVN 9888:2013 (IEC 62305) trình bày cách phối hợp SPD trong biện pháp bảo vệ chống xung cho hệ thống điện, điện tử bên trong công trình. SPD chỉ phát huy tác dụng khi hệ thống nối đất tốt, xem cách đo điện trở tiếp địa.
Khi cần tư vấn hay kiểm định hệ thống chống sét lan truyền hãy liên hệ trực tiếp với SITC. Chúng tôi sẽ đáp ứng yêu cầu trong thời gian sớm nhất.
Câu hỏi thường gặp
Nhà dân có cần lắp SPD không?
Nên lắp, nhất là nhà có nhiều thiết bị điện tử hoặc được cấp điện bằng đường dây trên không. QCVN 12:2014/BXD về hệ thống điện của nhà ở và nhà công cộng yêu cầu lắp thiết bị chống quá điện áp khí quyển khi nhà được cấp điện bằng đường dây trên không ở nơi có trên 25 ngày dông mỗi năm (mục 2.7.2.7), và phần lớn các trạm khí tượng ở Việt Nam ghi nhận trên mức này (QCVN 02:2022/BXD). Xem thêm làm chống sét cho nhà ở.
SPD 1 pha và SPD 3 pha khác nhau thế nào?
Khác ở số cực và cách đấu, nên phải chọn theo hệ thống điện: nguồn 1 pha dùng SPD 1P+N (bảo vệ dây pha và dây trung tính), nguồn 3 pha 4 dây dùng SPD 3P+N. Điện áp làm việc liên tục lớn nhất Uc của SPD phải cao hơn điện áp làm việc của lưới, có tính tới dao động điện áp và sơ đồ nối đất (TT, TN, IT). Nên chọn theo bảng của nhà sản xuất cho đúng sơ đồ nối đất của công trình.
Khi nào cần thay SPD?
Khi chỉ thị trạng thái trên SPD báo hỏng (cửa sổ chuyển màu hoặc đèn báo), sau một lần sét đánh mạnh vào hoặc gần công trình, hoặc khi SPD bị nóng, nứt vỏ. Nhiều SPD có module rời, chỉ cần thay module. Nên kiểm tra SPD cùng đợt kiểm tra định kỳ hệ thống chống sét, tốt nhất không quá 12 tháng một lần theo khuyến nghị của TCVN 9385:2012.