Kỹ thuật chống sét trực tiếp và chống sét lan truyền

Kỹ thuật chống sét trực tiếp và chống sét lan truyền

Khoa học đời sống Sự kiện trong tuần

Hằng năm vào mùa mưa dông thiệt hại về hiện tượng bị sét đánh là rất lớn, việc đầu tư trang thiết bị chống sét trực tiếp, chống sét lan truyền là thực sự thiết yếu đối với các công trình xây dựng.

Kỹ thuật tiên tiến chống sét trực tiếp và chống sét lan truyền là gì? và biện pháp phòng tránh ra sao?

Chống sét trực tiếp:

Là phương pháp dùng những thiết bị chống sét để tạo thành một khung sườn bao phủ bên ngoài khu vục cần bảo vệ. Bằng phương pháp này, có thể có hai loại hệ thống: hệ thống chống sét chủ động (cấp tiến) và hệ thống chống sét thụ động (cổ điển). Hệ thống chống sét chủ động:Hệ thống chủ động dùng thu lôi phóng trực tiếp một luồng ion về phía đám mây, làm tăng thêm khả năng phóng điện có thể xảy ra trong đám mây. Vói hệ thống này có thể dùng thu lôi chống sét LNGESCO PDC, sản xuất từ năm 1984 hoặc thu lôi INGESCO bảo đảm khả năng phóng điện nhiều lần, bền, mà không tốn kém chi phí bảo quản bao nhiêu… Kim thu sét đuợc đặt tại một hoặc nhiều điểm nhô cao của một công trình kiến trúc. Phạm vi bảo vệ của nó đuọc tính toán nằm trong vồng tròn bán kính tưong đuong vói chiều cao của vị trí đặt kim so vói mặt đất.

Hệ thống chống sét trực tiếp hiện đại cho nhà ở

 

Hệ thống chống sét thụ động: là hệ thống không kích động cú sét đánh thủng, nó không làm tăng thêm khả năng phóng điện có thể xảy ra tại khu vục cần bảo vệ như phương pháp chủ động. Một trong những hệ thống chống sét thụ động đáng tin cậy nhất được biết dưới tên gọi lồng Faraday. Một công trình kiến trúc được bao phủ trọn vẹn bởi một mạng lưới gồm những ống kim loại, và dẫn xuống một vùng rộng lớn dưới đất. Loại hệ thống này được áp dụng tại những nhà máy hoặc tòa nhà có giá trị lịch sử… Một loại hệ thống chống sét thụ động khác có tên là overhead line. Nó gồm một hệ thống đường dây “ăng-ten” nối tại các cực của công trình cần bảo vệ và dẫn xuống đất bằng loại dây dẫn thích hợp. Loại hệ thống chống sét trực tiếp được dùng để bảo vệ các đường dây diện, các Container nhỏ chứa các chất dễ cháy, trạm phân phối điện, hoặc các tòa nhà nhỏ có nguy cơ bị sét đánh trực tiếp.

Về lĩnh vực chống sét lan truyền:

Khi sử dụng các thiết bị dùng điện, điện thoại, hoặc các hệ thống xử lý dữ liệu, luôn phải đối diện với vấn đề rắc rối là làm thế nào phòng chống sét đánh và giữ cho những thiết bị này vẫn hoạt động được khi có sấm sét. Trên thị trường hiện nay có giới thiệu một số thiết bị chống sét lan truyền khá hiệu quả như: Surge Protector DS105E (CITEL): có cơ cấu ngắt nhiệt ở 3 mức, bảo vệ cho mạng điện áp thấp, đặc biệt cho những khu vục nguy hiểm do sét lan truyền gây ra quá áp, hoặc ngay cả đánh trực tiếp. Nó bảo vệ cho mạng 1 pha (2 X DS105E), mạng 3 pha (4 hoặc 3 X DS105E).

Thiết bị chống sét lan truyền

Thiết bị này chịu đuợc dòng sét 140 KA, cho xung 8/20 us và 15 KA, cho xung 10/350 us, ngắt bên trong, có bộ hiển thị. Thiết bị Surge Protector DS40D (CITEL): có cơ cấu ngắt nhiệt ở 3 mức, bảo vệ quá áp cho mạng điện sơ cấp 1 và 3 pha + trung tính sơ cấp tại những tủ phân phối điện chính. Có thể dùng chung hoặc riêng cho các pha. Dòng phóng: In=15 kA, Imax=40 kA. Mỗi modul cắm cho mỗi pha. SurgeProtec-tor ICS480E (CITEL): lắp đặt trên hệ thống đường truyền cáp IBM, đặc biệt những cáp loại một ở lối vào tòa nhà.

Hệ ngăn chặn sét (hệ tiêu tán năng lượng sét):

Với mục đích là phân tán điện tích của mây dông trước khi nó phóng điện. Hay nói khác đi tạo đám mây điện dương tại khu vực để làm chệch tia sét khỏi khu vực bảo vệ. Nhiều dạng dụng cụ phân tán được sử dụng. Chủ yếu cấu tạo bởi rất nhiều kim mũi nhọn nối đất. Những điểm này có thể như những dạng lưới kim loại, bàn chải… Các dụng cụ này có tác dụng chuyển điện tích dương từ đất vào khí quyển. Nhưng vấn đề ở đây là các đám mây dông tạo điện tích vá chuyển động rất nhanh. Liệu các thiết bị này có kịp tạo đám mây điện tích để làm chệch tia sét hay không? Chưa có thông tin khoa học tin cậy nào thông báo về khả năng này của hệ thống có đủ tốc độ để làm lệch hướng tia sét xuống khu vực bảo vệ.

Hút sét bằng tia laser:

Ngày nay chúng ta cần chống sét cho các công trình hiện đại đòi hỏi phương pháp phải có hiệu quả cao ví dụ như kho chất nổ đạn dược, hạt nhân, các trung tâm máy tính quan trọng (điều khiển bay, trung tâm điều hành mạng,…). Nhằm tìm kiếm giải pháp chống sét 100%, các công ty hàng năm đầu tư hàng triệu đôla cho công việc nghiên cứu hút sét bằng la-ser. Các nhóm nghiên cứu mạnh về vấn đề này là giáo sư Bazelyan (Nga), giáo sư Zen Kawazaki (Nhật). Đã có những kết quả bước đầu. Tại Nhật, năm 1997 sau rất nhiều lần thử nghiệm người ta đã 2 lần thu được tia sét bằng cách này. Theo ý kiến các chuyên gia, về kỹ thuật có thể thực hiện được. Khó khăn ở chỗ đồng bộ hóa và chi phí cho một cú chống sét bằng phương pháp này có thể nói đắt hơn vàng. Hướng nghiên cứu này đang được tiếp tục.

Phương pháp phòng chống tích cực:

Một dạng phương pháp được sử dụng có hiệu quả trong những năm gần đây là dự báo dông sét sớm. Nhờ vào các thiết bị hiện đại như radar, vệ tinh, các hệ thống định vị phóng điện,… người ta có thể dự báo được khả năng có dông sét xảy ra tại khu vực trong khoảng thời gian từ vài giờ đến 30 phút. Các phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong hàng không, điện lực, an toàn cho con người.

Nguồn tổng hợp