bảo vệ chống sét sử dụng thiết bị hãng INDELEC, chương 4

Sét là một dạng phóng điện tia lửa trong không khí với khoảng cách rất lớn. Quá trình phóng điện có thể xảy ra trong đám mây giông, giữa các đám mây với nhau và giữa đám mây với đất. Ở đây ta chỉ xét sự phóng điện giữa mây và đất. Sự hình thành sétCó hai loại mây giông : + Giông nhiệt: Hình thành từ các luồng khí nóng ẩm bốc lên do sự đốt nóng của ánh nắng mặt trời. + Giông front: Hình thành do sự gặp nhau của những luồng không khí nóng ẩm với...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
bảo vệ chống sét sử dụng thiết bị hãng INDELEC, chương 4 Chương 4: SEÙT VAØ CAÙC GIAÛI PHAÙP PHOØNG CHOÁNG SEÙTI. SEÙT :Söï hình thaønh seùt : Seùt laø moät daïng phoùng ñieän tia löûatrong khoâng khí vôùi khoaûng caùch raát lôùn.Quaù trình phoùng ñieän coù theå xaûy ra trongñaùm maây gioâng, giöõa caùc ñaùm maây vôùinhau vaø giöõa ñaùm maây vôùi ñaát. ÔÛ ñaây tachæ xeùt söï phoùng ñieän giöõa maây vaø ñaát. Hình 1 : Söï hình thaønh seùtCoù hai loaïi maây gioâng : + Gioâng nhieät: Hình thaønh töø caùc luoàng khí noùng aåm boácleân do söï ñoát noùng cuûa aùnh naéng maët trôøi. + Gioâng front: Hình thaønh do söï gaëp nhau cuûa nhöõng luoàngkhoâng khí noùng aåm vôùi luoàng khoâng khí naêïng. Sau khi ñaït ñoä cao nhaát ñònh (khoaûng vaøi km trôû leân, vuøngnhieät ñoä aâm) luoàng khoâng khí aåm naøy bò laïnh ñi, hôi nöôùcngöng tuï thaønh nhöõng gioït nöôùc li ti hoaëc thaønh caùc tinh theåbaêng vaø taïo thaønh caùc ñaùm maây doâng. Theo keát quaû quan traéc töø 80 - 90% caùc ñaùm maây gioângtích ñieän tích aâm beân döôùi.2. Caùc giai ñoaïn phaùt trieån cuûa seùt :a) Giai ñoaïn phoùng tia tieân ñaïo : Ban ñaàu xuaát phaùt töø maây gioâng moät tia tieân ñaïo saùng môø,phaùt trieån thaønh töøng ñôït giaùn ñoaïn veà phía maët ñaát, vôùi toác ñoätrung bình khoaûng 105 - 106m/s. Keânh tieân ñaïo laø moät doøngplasma maät ñoä ñieän khoaûng 1013  1014 ion/m3, moät phaàn ñieäntích aâm cuûa maây gioâng traøn vaøo keânh vaø phaân boá töông ñoái ñeàudoïc theo chieàu daøi cuûa noù. Thôøi gian phaùt trieån cuûa tia tieân ñaïo moãi ñôït keùo daøi trungbình khoaûng 1s. Thôøi gian taïm ngöng phaùt trieån giöõa 2 ñôït khoaûng 30 -90s. Ñöôøng ñi cuûa tia tieân ñaïo trong thôøi gian naøy khoâng phuïthuoäc vaøo tình traïng maët ñaát vaø caùc vaät treân maët ñaát, do ñoù noùgaàn nhö höôùng thaúng veà phía maët ñaát. Cho ñeán khi tia tieân ñaïoñaït ñeán ñoä cao ñònh höôùng thì môùi bò aûnh höôûng bôûi caùc vuøngñieän tích taäp trung döôùi maët ñaát.b) Giai ñoaïn hình thaønh khu vöïc ion hoùa : Döôùi taùc duïng cuûa ñieän tröôøng taïo neân bôûi ñieän tích cuûamaây gioâng vaø ñieän tích trong keânh tieân ñaïo, seõ coù söï taäp trungñieän tích traùi daáu treân vuøng maët ñaát phía döôùi ñaùm maây gioâng.Neáu vuøng ñaát phía döôùi coù ñieän daãn ñoàng nhaát thì nôi ñieän tíchtaäp trung seõ naèm tröïc tieáp döôùi keânh tieân ñaïo, neáu vuøng ñaát phíadöôùi coù ñieän daãn khaùc nhau thì ñieän tích chuû yeáu taäp trung ôûvuøng keá caän nôi coù ñieän daãn cao nhö vuøng quaëng kim loaïi, vuøngñaát aåm, ao hoà, soâng ngoøi, vuøng nöôùc ngaàm, keát caáu kim loaïi caùctoøa nhaø cao taàng, coät ñieän, caây cao bò öôùt trong möa... chính caùcvuøng ñieän tích taäp trung naøy seõ ñònh höôùng höôùng phaùt trieån cuûatia tieân ñaïo höôùng xuoáng khi noù ñaït ñeán ñoä cao ñònh höôùng, tiatieân ñaïo seõ phaùt trieån theo höôùng coù ñieän tröôøng lôùn nhaát. Do ñoùcaùc vuøng taäp trung ñieän tích seõ laø nôi seùt ñaùnh vaøo. ÔÛ nhöõng vaät daãn coù ñoä cao nhö caùc nhaø cao taàng, coätangten caùc ñaøi phaùt thì töø ñænh cuûa noù nôi caùc dieän tích traùi daáutaäp trung nhieàu cuõng seõ ñoàng thôøi xuaát hieän doøng tieân ñaïo phaùttrieån höôùng leân ñaùm maây gioâng. Chieàu daøi cuûa keânh tieân ñaïo töødöôùi leân naøy taêng theo ñoä cao cuûa vaät daãn vaø taïo ñieàu kieän deãdaøng cho söï ñònh höôùng cuûa seùt vaøo vaät daãn ñoù. Ngöôøi ta lôïi duïng tính chaát choïn cuûa seùt ñeå baûo veä choángseùt ñaùnh thaúng cho caùc coâng trình baèng caùch duøng caùc thanh kimloaïi hay daây thu seùt baèng kim loaïi ñöôïc noái ñaát toát, ñaët cao hôncoâng trình caàn baûo veä ñeå höôùng seùt ñaùnh vaøo ñoù maø khoângphoùng vaøo coâng trình. Khi tia tieân ñaïo höôùng xuoáng gaàn maët ñaát hay tia tieân ñaïohöôùng leân, thì trong khoaûng caùch khí ôû giöõa do cöôøng ñoä ñieäntröôøng taêng cao gaây leân ion hoùa maõnh lieät, daãn ñeán söï hìnhthaønh moät doøng plasma coù maät ñoä ñieän tích cao hôn nhieàu so vôùimaät ñoä ñieän tích cuûa tia tieân ñaïo, ñieän daãn cuûa noù taêng leân haøngtraêm laàn.c) Giai ñoaïn phoùng ñieän ngöôïc : Do ñieän daãn cuûa noù taêng cao nhö vaäy neân ñieän tích caûmöùng traøn vaøo doøng ngöôïc mang ñieän theá cuûa ñaát laøm cho cöôøngñoä tröôøng ñaàu doøng taêng leân gaây ion hoùa maõnh lieät vaø cöù nhövaäy doøng plasma ñieän daãn cao 1016 - 1019 ion/m3 tieáp tuïc phaùttrieån ngöôïc leân treân theo ñöôøng doïn saün bôûi keânh tieân ñaïo. Ñaâylaø söï phoùng ñieän ngöôïc hay phoùng ñieän chuû yeáu. Vì maät ñoä ñieäntích caoñoát noùng maõnh lieät cho neân tia phoùng ñieän chuû yeáu saùngchoùi ( ñoù chính laø chôùp ). Toác ñoä phaùt trieån cuûa keânh phoùng ñieän ngöôïc vaøo khoaûng1,5 . 107  1,5.108 m/s töùc laø nhanh gaáp treân traêm ...