Một trong số những thiết bị đảm bảo sự an toàn được sử dụng rộng rãi trong các nhà cao tầng hiện nay chính là hệ thống chống sét. Đây là giải pháp hiệu quả giúp bảo vệ công trình và thiết bị khỏi tác động của sét, nhờ đó giảm thiểu tối đa tình trạng cháy nổ và hỏa hoạn.
Vậy hệ thống chống sét là gì? Có những hệ thống chống sét nào được sử dụng phổ biến hiện nay? Hệ thống chống sét quan trọng như thế nào? Các thành phần cấu tạo nên hệ thống chống sét là gì?…. Hãy cùng Mstar Corp trả lời những thắc mắc này trong bài viết sau đây.
Hệ thống chống sét là gì?
Hệ thống chống sét còn được gọi là A Lightning Protection System là một hệ thống được thiết kế nhằm bảo vệ con người, thiết bị điện và các cấu trí công trình, tòa nhà, tránh những thiệt hại do sét đánh gây nên.
Hiện nay, có rất nhiều loại sét khác nhau, trong đó phải kể đến là sét gián tiếp và sét trực tiếp. Sét có thể gây nên những thiệt hại nghiêm trọng và nguy hiểm đến tính mạng của con người.
Các thiết bị chống sét thường có dạng dây dẫn, được làm bằng thanh kim loại. Chức năng chính của hệ thống chống sét là đất sét đi qua đường dẫn dẫn an toàn từ cột thu lôi xuống đất.
Trong hệ thống chống sét, trụ thu lôi đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối với mặt đất để đảm bảo hiệu quả bảo vệ cho tòa nhà. Hiện nay, có nhiều loại trụ thu lôi khác nhau trong đó phải kể đến là cột rỗng, cột đặc, cột tròn và cột nhọn. Các loại trụ này được làm từ vật liệu như đồng và nhôm, đảm bảo khả năng dẫn điện hiệu quả.
Các hệ thống chống sét phổ biến hiện nay
Hiện nay có 2 hệ thống chống sét phổ biến bao gồm chống sét thẳng và chống sét lan truyền, cụ thể:
Loại chống sét thẳng
Hệ thống chống sét thẳng đứng có cấu tạo gồm các thành phần như kim thu sét, hệ thống tiếp đất và các thiết bị bảo vệ sét, nhằm đảm bảo an toàn và bảo vệ tối ưu cho các thiết bị điện. Hệ thống này giúp giảm thiểu thiệt hại do sét gây ra, ngăn chặn cháy nổ điện và bảo vệ chống lại sự quá tải điện áp.
Ngoài ra, hệ thống chống sét thẳng đứng có thể ngăn ngừa thiết bị hư hỏng, giới hạn điện áp và dòng điện, giảm nguy cơ chấn thương cho con người. Hệ thống này cũng có thể tăng giá trị tài sản và giảm chi phí bảo hiểm cho chủ nhà. Đối với các thiết bị đắt tiền, cần sử dụng thiết bị bảo vệ sét để tránh hư hỏng do sét gây ra.
Hệ thống này cũng góp phần giảm nguy cơ cháy nổ, một lợi ích quan trọng của các hệ thống chống sét. Người dùng nên liên hệ với các chuyên gia để lắp đặt đúng cách các thiết bị bảo vệ và hệ thống tiếp đất.
Một số đặc điểm của hệ thống chống sét đừng bao gồm:
- Các cọc tiếp đất
- Dây tiếp đất
- Mối hàn hóa nhiệt Cadweld được dùng để liên kết các cọc tiếp địa với nhau
- Chống sét thẳng dựa trên công nghệ tiêu tán đám mây điện tích, giúp cho tia tiên đạo sét không được hình thành. Nhược điểm của công nghệ này là giá thành khá cao, do đó chỉ được sử dụng tại một số công trình quan trọng.
- Chống sét thẳng thông qua công nghệ phát tia tiên đạo sớm
Loại chống sét lan truyền
Hệ thống sét đánh lan truyền được thường được lắp đặt ở đầu đường dây vào trạm biến áp để dẫn xung điện sét xuống đất. Cấu hình của thiết bị này gồm ba phần chính: van cắt sét, dây dẫn sét, và hệ thống tiếp đất.
Thiết bị cắt lọc sét thường bao gồm các thành phần sau:
- Van cắt sét sơ cấp được lắp đặt phía trước.
- Bộ lọc sóng hài và nhiễu đặt ở giữa.
- Van cắt sét thứ cấp được lắp đặt phía sau.
Cả van cắt sét sơ cấp và thứ cấp được làm từ oxit kim loại, thường là oxit kẽm. Chúng có khả năng dẫn điện ở điện áp cao và trở thành vật cách điện ở điện áp thấp. Khi điện áp tăng cao, dòng điện thông mạch sẽ lớn, và khi điện áp giảm, dòng thông mạch sẽ giảm theo. Bộ lọc sóng hài và nhiễu sẽ được tạo ra từ chính cuộn kháng điện I và các tụ lọc.
Tầm quan trọng của hệ thống chống sét
Hệ thống chống sét là một trong số những thiết bị quan trọng giúp bảo vệ nhà ở, công trình, cơ sở vật chất và mạng sống của mỗi chúng ta. Dưới đây là những lợi ích cho thấy hệ thống chống sét quan trọng như thế nào, cụ thể:
- Bảo vệ: Việc sử dụng hệ thống chống sét giúp ngăn ngừa nguy cơ hỏa hoạn, nguy hiểm về điện giật do sét đánh. Bên cạnh đó việc bảo vệ thành phần điện bên trong nhà cũng được đảm bảo an toàn, giúp cho khách hàng và nhân viên tránh được nguy hiểm khi có sét.
- Đảm bảo quy định: Lắp đặt hệ thống chống sét giúp đảm bảo an toàn, đảm bảo đúng quy định về các công trình cao tầng. Việc tuân thủ đúng quy định sẽ giúp toàn nhà được bảo vệ, giảm thiểu nguy cơ sét đánh một cách hiệu quả.
- Tài sản được bảo vệ: Sét đánh có thể gây ra những thiệt hại nặng nề cho các thiết bị điện và hệ thống trong các tòa nhà. Việc sử dụng hệ thống chống sét sẽ làm giảm thiểu được các hư hỏng, tiết kiệm tối đa chi phí sửa chữa hoặc thay thế.
- Đảm bảo năng suất kinh doanh: Những thiệt hại do sét đánh có thể làm gián đoạn quá trình hoạt động kinh doanh, giảm năng suất sản xuất. Vì vậy, việc lắp đặt hệ thống chống sét sẽ giảm thiểu tối đa nguy cơ này, đồng thời đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.
- Bảo vệ công nhân: Sử dụng hệ thống chống sét giúp đảm bảo an toàn cho nhân viên khi làm việc trong các tòa nhà, tránh được các thương tích trong quá trình thực hiện.
Mục đích của hệ thống chống sét
Sử dụng hệ thống chống sét giúp bảo vệ các công trình có khả năng cháy nổ cao như nhà máy sản xuất thuốc nổ, kho chứa nhiên liệu,… tránh khỏi nguy cơ gây nên tình trạng cháy nổ.
Với những công trình khác, việc đưa ra các yêu cầu về phòng chống sét được đặt ra nhằm bảo vệ con người và tài sản trước những tác động của sét, cụ thể:
- Lắp đặt tại nơi đông người
- Những nơi cần được bảo vệ các dịch vụ công cộng
- Các khu vực thường xuyên xảy ra sét đánh
- Những nơi yêu cầu kết cấu cao hoặc đứng đơn độc một mình
- Những nơi lắp đặt công trình văn hóa lịch sử, có giá trị
- Những nơi có vật liệu gây cháy, nổ
- Các nhà máy, xưởng sản xuất hay nhà ở chung cứ
- Một số địa điểm quan trọng khác như trường học, nhà trẻ mẫu giáo hay bệnh viện.
Các thành phần của hệ thống chống sét
Dựa trên tiêu chuẩn EN/IEC 62305, các thành phần của hệ thống chống sét bao gồm: cột thu lôi, dây dẫn, hệ thống nối đất, khoảng cách an toàn và hệ thống chống sét, cụ thể:
- Cột thu lôi: Thành phần này gồm các thanh kim loại nhọn hoặc mạch điện, được lắp đặt trên mái nhà hoặc các vị trí cao để thu hút sét. Hệ thống thu hồi không khí tạo ra đường dẫn cho sét, giúp nó đi xuống đất một cách an toàn.
- Dây dẫn: Hệ thống này bao gồm dây dẫn kim loại, thường là đồng hoặc nhôm, kết nối từ hệ thống thu hồi không khí xuống đất. Dây dẫn đảm bảo rằng sét được dẫn đi một cách an toàn, từ mái nhà xuống hệ thống nối đất.
- Hệ thống nối đất: Hệ thống này gồm các thanh kim loại hoặc điểm tiếp xúc được gắn vào đất, tạo kết nối an toàn cho dòng điện sét. Hệ thống nối đất có vai trò giảm nguy cơ tổn thương từ sét và đảm bảo dòng điện do sét tạo ra sẽ được truyền xuống đất một cách an toàn.
- Khoảng cách an toàn: Đây là yếu tố quan trọng trong thiết kế hệ thống chống sét, liên quan đến khoảng cách an toàn giữa các thành phần của hệ thống như cột thu lôi, dây dẫn và các công trình khác. Khoảng cách an toàn đảm bảo rằng sét không truyền từ một thành phần sang thành phần khác, giữ cho toàn bộ hệ thống hoạt động an toàn và hiệu quả.
- Hệ thống chống sét: Đây là một mạng lưới các đường dẫn kim loại, thực hiện kết nối các phần chống sét lại với nhau, bao gồm dây dẫn, cột thu lôi và hệ thống nối đất. Hệ thống này đảm bảo rằng tất cả các thành phần hoạt động cùng nhau để đưa tia sét xuống đất an toàn và hiệu quả.
Hệ thống chống sét hoạt động như thế nào?
Quá trình hoạt động của hệ thống chống sét được diễn ra như sau:
Đối với bộ phận thu lôi và dây dẫn sét
Mỗi bộ phận sẽ đảm nhận một chức năng khác nhau, cột thu lôi thường được làm bằng thanh kim loại, được lắp đặt ngay trên nóc tòa nhà để thu hút sét. Sau đó cột thu lôi và dây dẫn sét sẽ tạo đường dẫn sét, thu hút và định tuyến cho set đi theo đường dẫn an toàn xuống đất, nhờ đó đảm bảo an toàn cho công trình, tòa nhà, con người,…
Đối với hệ thống dây dẫn
Dây dẫn được làm từ chất liệu đồng hoặc nhôm, được lắp đặt ngay trên các nóc của tòa nhà cao tầng. Hệ thống dây dẫn sẽ được gắn trực tiếp vào thanh nối đất thông bằng cách hàng hoặc kết nối cơ học được làm bằng đồng. Chính hệ thống dây dẫn này sẽ tạo ra một mạng lưới dẫn sét định tuyết sét từ chính cột thu lôi xuống mặt đất.
Đối với các cột thu lôi
Ngay phía trên cùng của cấu trúc hệ thống chống sét, các dây dẫn sẽ được kết nối với một loạt các cột thu lôi. Các cột này thường được làm bằng đồng hoặc nhôm, với chức năng chính là thu hút sét và đưa chúng xuống dây dẫn sét, sau đó điều hướng sét vào đất an toàn.
Kết nối đất
Khi có điện tích dương trên mặt đất, dòng điện sét sẽ hướng từ cột thu lôi xuống dây dẫn và truyền xuống hệ thống kết nối đất. Kết nối này bao gồm hệ thống các dây dẫn có chức năng đưa sét vào một điểm nối an toàn với đất, nhờ đó tiêu thụ năng lượng sét và tránh các nguy cơ hỏa hoạn hoặc điện giật hiệu quả.
Có thể nói, khi thực hiện quá trình này, hệ thống sét sẽ thu hút và điều hướng sét vào đường dẫn an toàn, từ cột thu lôi xuống dây dẫn và cuối cùng là truyền xuống đất thông qua hệ thống kết nối. Nhờ đó giảm thiểu tối đa thiệt hại do sét đánh gây ra.
Hiểu chính xác về hệ thống chống sét
Mục đích chính của hệ thống sét đánh là đảm bảo an toàn cho cơ sở vật chất, toàn nhà và con người khi có sét trực tiếp đánh trúng. Điều này được thực hiện bằng cách trang bị một đường dẫn đảm bảo tiêu chuẩn, an toàn đến mặt đất để sét đi theo. Khác với những gì người dùng thường hiểu, hệ thống sét đánh:
- Không thực hiện chức năng thu sét
- Không ngăn chặn sét xả điện tích của một cơn bão, không phân tán được sét
- Hầu như không cung cấp bảo vệ được từ tác động chớp sét cho những thiết bị điện nhạy cảm
- Được trang bị khả năng chống cháy, hỏng cấu trúc bằng cách ngăn chặn sự truyền qua vật liệu xây dựng của một kênh sét nóng, mạnh mẽ.
Những nguy hiểm khi không sử dụng hệ thống chống sét?
Thông qua những thông tin trên có thể thấy việc không lắp đặt hệ thống chống sét sẽ đem lại những nguy hiểm tiềm ẩn đối với ngôi nhà hoặc tòa nhà của bạn, cụ thể:
- Cháy nổ: Sét có thể tìm đường qua các dây dẫn bên trong tòa nhà như dây điện thoại, cáp, ống nước hoặc ống dẫn khí. Nếu sét đánh qua các dây này có thể khiến cho dây nóng quan mức, nghiêm trọng hơn có thể làm bốc cháy các vật liệu khác như gỗ, giấy, và ống dẫn khí, gây cháy ở nhiều vị trí trong tòa nhà, bao gồm cả các cấu trúc gỗ và lớp cách nhiệt trong tường và mái nhà.
- Side flash: Sét có thể chệch hướng vào các phòng trong tòa nhà hoặc các vị trí có dẫn điện khác. Điều này có thể gây thương tích cho những người ở gần đó và có thể gây cháy cho các vật liệu dễ cháy, chẳng hạn như can xăng trong gara.
- Hỏng vật liệu xây dựng: Tia sét tạo ra áp lực mạnh mẽ, có thể khiến các bộ phận như tường, kính, thạch cao bị vỡ, nứt nghiêm trọng.
- Hỏng các thiết bị: Sét có thể làm hỏng các thiết bị điện tử như điện thoại, máy ghi âm, lò vi sóng, máy giặt, đèn và các thiết bị khác được cắm vào mạch bị ảnh hưởng. Đặc biệt, các thiết bị điện tử và máy tính rất dễ bị tổn hại.
- Hệ thống bảo vệ chống sét: Mặc dù không thể hoàn toàn ngăn chặn sét, nhưng hệ thống này cung cấp một đường dẫn tốt hơn và an toàn hơn để sét đi xuống đất. Các thanh kim loại thu sét, dây cáp và thanh nối đất hoạt động cùng nhau để dẫn dòng điện lớn ra ngoài, ngăn ngừa cháy nổ và hạn chế hỏng thiết bị.
Qua bài viết trên của Mstar Corp có thể hiểu hệ thống chống sét là một giải pháp quan trọng giúp bảo vệ các tòa nhà cao tầng, công trình và con người khỏi nguy hiểm. Việc cung cấp một dây dẫn an toàn để sét đi xuống đất là cách duy nhất giúp mọi người được bảo vệ, ngăn chặn được cháy nổi, hư hỏng thiết bị.
Mặc dù không ngăn chặn được sét nhưng hệ thống chống sét là một phần không thể thiết trong việc đảm bảo an toàn và bảo vệ tài sản hiệu quả, qua đó hạn chế tối thiểu các tổn thất xảy ra về người và tài sản.
