Chống sét là một hệ thống đơn giản nhưng gần như ngôi nhà nào ở nước ta cũng cần sử dụng. Tuy nhiên lại không có nhiều người tìm hiểu và biết về hệ thống đảm bảo an toàn này. Cùng nội dung bài viết dưới đây biết được những lợi ích mang lại của hệ thống này và ứng dụng chúng vào cuộc sống.
Chống sét ra đời với mục đích là gì?
Chống sét hay hệ thống chống sét được dịch ra tiếng Anh là Lightning Protection System. Đây là hệ thống cung cấp phương tiện mà tia sét có thể đi vào rồi rời khỏi trái đất mà không đi qua vật dụng hay con người. Một hệ thống có cấu trúc dẫn điện nhưng không ảnh hưởng đến tài sản và con người.
Hệ thống chống sét được hiểu rằng chúng không ngăn được sét đánh; nó chỉ cung cấp một phương tiện để kiểm soát sét và ngăn ngừa thiệt hại bằng cách cung cấp một đường dẫn điện hạ điện trở thấp xuống để phóng điện năng lượng sét.
Hệ thống này hoạt động đáng tin cậy và đạt mục đích khi bao gồm cả bảo vệ tia sét và bảo vệ quá áp thoáng qua. Hiểu đơn giản về hệ thống này có mục đích là thu hút các tia sét đánh xuống đất rồi giảm tác hại của chúng đối với con người.
Vì với mục đích như vậy nên nó là cần thiết để bảo vệ con người, công trình hay các vật dụng. Mọi rủi ro từ việc bị sét đánh trực tiếp, điện áp bước, điện áp tiếp xúc hay đánh lan truyền từ sét đều được loại bỏ.
Các hiệu ứng phụ, chẳng hạn như ngạt thở do khói hoặc bị thương do lửa từ sét hay các mối nguy hiểm về kết cấu chẳng hạn như khối xây rơi xuống sẽ được loại bỏ. Các rủi ro khác đến từ cháy hoặc nổ gây ra bởi sức nóng của tia sét được giảm bớt và loại bỏ cùng nhiều rủi ro khác với con người.
Những dạng chống sét hiện đang được dùng
Hệ thống chống sét cho các tòa nhà và hệ thống lắp đặt hiện nay trong cuộc sống được chia thành ba dạng chính mà bạn có thể kể đến như sau:
- Hệ thống để bảo vệ cho các tòa nhà và hệ thống lắp đặt để chống lại sét đánh trực tiếp.
- Hệ thống bảo vệ chống quá áp trên dây dẫn và hệ thống dây dẫn.
- Hệ thống chống tia sét để bảo vệ chống lại xung điện từ sức mạnh của sét.
Trong đó cụ thể chúng ta sẽ đi tìm hiểu chi tiết nhưng dạng chống sét này để các bạn có thể hiểu hơn về chúng. Chắc chắn rằng các thông tin này sẽ giúp bạn tìm ra nhiều điều thú vị từ hệ thống này.
Hệ thống chống lại sét đánh trực tiếp
Hệ thống này bảo vệ các tòa nhà khỏi tác động từ việc sét đánh trực tiếp nhưng không ngăn được sét đánh vào các tòa nhà. Loại này có thể được chia thành hệ thống chống thông thường, hệ thống chống phi thông thường.
Cụ thể loại thông thường sẽ có hệ thống cột Franklin và hệ thống lồng Franklin / Faraday. Còn hệ thống chống sét phi thông thường gồm (2) loại là hút chủ động và Phòng ngừa /Loại bỏ chủ động.
Hệ thống chống sét thông thường hay truyền thống được thiết kế phù hợp cho các kết cấu ở mặt đất nhằm cung cấp các điểm và đường dẫn cho dòng sét đi theo từ các điểm gắn vào đất. Như vậy thì kết cấu được bảo vệ và không bị gây hại cùng với bất cứ thứ gì trên mặt đất.
Hệ thống này về cơ bản cần đảm bảo 3 yếu tố chính là đầu cuối không khí tại các điểm thích hợp, dây dẫn xuống để mang dòng sét xuống đất và nối đất các điện cực để truyền dòng sét xuống đến đất.
Các hệ thống còn lại
Về cơ bản sẽ có nhiều tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế như NFPA 780 để mô tả các hệ thống chống sét hiện nay. Với các hệ thống ngoài chống trực tiếp thì thông thường và hiệu quả của cách tiếp cận không khác quá nhiều.
Kỹ thuật chống sét thông thường đã chứng minh được tính ứng dụng rất cao của chúng trong thực tế. Ngoài ra các hệ thống phi thông thường cũng mang lại hiệu quả nhưng không cao bằng nên không có sự phổ biến.
Cấu hình của hệ thống bạn cần biết
Hệ thống chống sét thông thường sẽ gồm có 2 loại khác nhau là hệ thống cột Franklin có các tên gọi khác là cột thu lôi hay cột đơn. Hệ thống này sẽ có cấu hình được định dạng như sau:
- Một cột thu lôi nhọn hoặc thiết bị đầu cuối không khí, cũng có thể là một cột buồm duy nhất. Tác dụng là giúp ngăn chặn sét đánh ở vùng lân cận vì nó sẽ giúp giảm sự khác biệt về điện thế trong đất với mây bằng cách “chảy máu” điện tích nên giảm khả năng sét đánh trực tiếp.
- Cột thu lôi hoặc thiết bị đầu cuối cung cấp một vùng bảo vệ hình nón với góc 45 độ. Điều này sẽ tạo thành một đế tròn trên mặt đất xung quanh một tòa nhà hoặc cả tòa nhà.
Bên cạnh đó còn phải có lồng faraday để bao vây được cố định bên ngoài tòa nhà. Vật này được làm bằng các dây dẫn được đặt trên một mô hình lưới để tạo ra con cá bên ngoài.
Nếu tòa nhà được làm bằng thép thì có thể được thực hiện dễ dàng hơn vì bản thân khung thép có thể được sử dụng như lồng. Nhưng thiết bị đầu thu sét là cần thiết nếu bề mặt bên ngoài không phải là kim loại và liên tục nối liền cùng khung thép. Ghi chú: Hệ thống này chỉ dùng cho các tòa nhà cao dưới 20m thì mới đạt được hiệu quả cao nhất.
Ưu và nhược điểm mà hệ thống chống sét mang lại
Hệ thống chống sét sử dụng công nghệ tiêu tán đám mây điện tích nên mang lại rất nhiều ưu điểm. Đầu tiên phải nói về chất liệu để tạo thành đơn giản, không đắt đỏ mà vẫn phát huy được tác dụng rất lớn. Từ đầu chống sét cho đến dây dẫn cho đến hệ thống tiếp đất đều là những vật liệu hết sức đơn giản được sử dụng.
Về cơ bản hệ thống này cực kỳ đơn giản mà không cần quá nhiều công sức lắp đặt cũng là một ưu điểm rất lớn từ hệ thống. Các tiêu chuẩn chống sét đều được đáp ứng với các bước lắp đặt đơn giản.
Ưu điểm tiếp theo có thể được kể đến theo thống kê là nó đã làm giảm rất nhiều nguy hại đối với con người hay các vật dụng, các tòa nhà. Hệ thống này thu lôi tốt giúp cho tia sét khi xuất hiện sẽ tránh đánh xuống đất nhiều như thông thường.
Tất nhiên hệ thống này vẫn có những nhược điểm của nó được kể đến đó là không có tiêu chuẩn cụ thể nào được kiểm tra với các tòa nhà. Khi lắp lên sẽ không một ai kiểm tra với hệ thống này nên không biết nó có hoạt động tốt hay không.
Vì đơn giản trong cấu tạo nên thường dẫn đến hỏng hóc nếu có gió bão mạnh sẽ cuốn theo tất cả hệ thống này ở trên cao. Tất nhiên ở dưới mặt đất thì không bị cuốn đi nhưng chống sét dưới mặt đất lại xuất hiện rất ít.
Nguyên lý mà hệ thống chống sấm sét hoạt động
Thiết bị chống sét lan truyền hoạt động theo nguyên lý của hệ thống mạch bảo vệ có nghĩa là khi bị sét đánh vào hệ thống, thiết bị chống sét sẽ cắt sét trực tiếp. Sau đó bộ lọc triệt tiêu xung nhiễu của sét lên thiết bị và bảo vệ quá áp, quá tải của đường dây giúp cho đường dây không gặp các vấn đề.
Tùy vào đường dây của hệ thống điện là dây pha – pha (L – L hoặc Ph – Ph), pha – trung tính nên cần chọn chế độ bảo vệ của thiết bị này lan truyền khác nhau. Hiện nay hệ thống chống sét lan truyền có những công nghệ bảo vệ hệ thống điện hiệu quả để bảo vệ hệ thống điện trong các tòa nhà.
Các thiết bị chống sét hoạt động đơn giản với nguyên lý lan truyền từ cột thu đến dây dẫn rồi giảm điện thế đi vào đất hoặc các bộ khung lồng. Tất cả chạy trong một chu trình để giảm thiểu tối đa năng lượng từ tia sét tác động đến vật dụng, vật liệu.
Các bước lắp đặt hệ thống chính xác, hiệu quả với sét
Tùy theo nhu cầu, đặc điểm địa hình, yêu cầu chức năng hay môi trường đất sẽ có hệ thống chống sét này không giống nhau,… Mà chọn những giải pháp và vật liệu, vật tư tiếp địa hay cách lắp đặt hệ thống thì có tiêu chuẩn chung sẽ được trình bày dưới đây để bạn tham khảo.
Bước 1: Đào hố, rãnh hoặc khoan để tạo giếng tiếp đất
Đầu tiên xác định vị trí lắp đặt hệ thống này với các yếu tố cần đảm bảo đó là tránh công trình ngầm trong đất. Cùng với đó các yếu tố về rãnh phải được đào với kích thước theo thiết kế ban đầu. Mọi yếu tố phải đảm bảo theo thiết kế và tiêu chuẩn để phát huy được hết tất cả mục đích chính của hệ thống.
Sử dụng các vật dụng để đào hố hoặc rãnh với kích thước rộng 30-50cm, sâu 60-80cm. Với phương pháp khoan giếng chống sét sẽ áp dụng với những mặt bằng nhiều đá hạn chế khả năng thi công.
Bước 2: Lắp cọc chống sét
Cọc tiếp đất là vật dụng được đóng sâu và cần thiết của hệ thống này nên cần đóng chúng đến khi đỉnh cọc cách rãnh 10-15cm. Cọc trung tâm đóng cạn hơn các cọc khác và cần lưu ý khoảng cách giữa các cọc không được ngắn hơn chiều dài của cọc.
Tiếp đến rải cáp đồng dọc các rãnh đào rồi hàn hóa nhiệt để liên kết với các cọc với nhau. Rải hóa chất dọc cáp đồng làm giảm điện trở trong đất. Các dây dẫn sét từ kim chống sét sẽ được liên kết vào hệ thống ở vị trí cọc trung tâm.
Bước 3: Hoàn trả mặt bằng và kiểm tra lại
Ở bước này cần lấp hố chống sét rồi kiểm tra điện trở trong đất. Sau đó kiểm tra lần cuối các mối hàn, lấp đất, nện chặt các hố rãnh và hoàn trả lại mặt bằng. Lưu ý đo điện trở đất bắt buộc phải nhỏ hơn 10Ω để không ảnh hưởng đến con người.
Kết luận
Chống sét là hệ thống quan trọng với bất kỳ ngôi nhà nào mà chúng ta phải tìm hiểu nguyên lý hoạt động của nó. Hy vọng rằng bài viết đã giúp mọi người hiểu hơn về hệ thống quan trọng này và có các thông tin về nó.