CHƯƠNG 5 BẢO VỆ CHỐNG SÉT

Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và đất, hay giữa các đám mây mang điện tích khác dấu. Trước khi có hiện tượng sét thì đã có sự phân chia và tích lũy số lượng điện tích rất lớn trong các đám mây giông của các luồng không khí nóng bốc lên và hơi nước ngưng tụ trong các đám mây. Các đám mây mang điện là do kết quả của sự phân tích các điện tích trái dấu (ion hóa tự nhiên) và tập trung chúng trong các đám mây....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG 5 BẢO VỆ CHỐNG SÉTWelcome! TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH Khoa Điện – Điện tử viễn thông NHÓM 81. LÊ VĂN HẬU2. TRƯƠNG LÂM HÀO NGUYÊN3. SA HUỲNH LỘC4. NGUYỄN BÁ CƯỜNG5. NGUYỄN HƯNG6. TRƯƠNG QUỐC THIỆN7. NGUYỄN VĂN CACHƯƠNG 5 BẢO VỆ CHỐNG SÉT 1 2 3 4 5Chương 5 Bảo vệ chống sét A. Quá trình hình thành và phát triển của sét Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và đ ất, hay gi ữa các đám mây mang điện tích khác dấu. Trước khi có hiện t ượng sét thì đã có sự phân chia và tích lũy số lượng điện tích rất lớn trong các đám mây giông của các luồng không khí nóng bốc lên và hơi nước ngưng t ụ trong các đám mây. Các đám mây mang điện là do kết quả của sự phân tích các đi ện tích trái dấu (ion hóa tự nhiên) và tập trung chúng trong các đám mây. Hình 1: Sự phân bố điện tích giữa các đám mây và mặtChương 5 Bảo vệ chống sét Khi các đám mây được tích điện (khoảng 80% số trường hợp phóng điện sét xuống đất của mây có cực tính âm) tới mức độ có thể tạo ra cường độ trường lớn sẽ hình thành dòng phát triển về phía mặt đất. Gia đoạn này được gọi là giai đoạn phóng điện tiên đạo và dòng gọi là tia tiên đạo.Tia tiên đạo là môi trườngPlasma có điện dẫn lớn. Đầutia có nối với một trong cáctrung tâm điện tích của lớpmây điện nên một phần điệntích của trung tâm này đi vàotia tiên đạo và phân bố đềudọc theo chiều dài tia.Chương 5 Bảo vệ chống sét - Dưới tác dụng của điện trường của tia tiên đạo sẽ có sự tập trung điện tích trái dấu trên mặt đất mà địa điểm t ập kết tùy thu ộc vào tình hình d ẫn điện của đất. Nếu vùng đất có điện dẫn đồng nhất thì đ ịa đi ểm này n ằm ngay phía dưới đầu tia tiên đạo. -Khi các tia tiên đạo phát triển tới gần mặt đất thì trường trong kho ảng không gian giữa các điện cực sẽ có trị số rất lớn và tăng cao và gây ion hóa mãnh liệt...dòng plasma được kéo dài và di chuyển ngược lên phía trên. Giai đoạn này được gọi là giai đoạn phóng điện ngược. -Trong giai đoạn này điện tích lớp mây điện sẽ theo dòng plasma v ề phía mặt đất tạo nên dòng điện ở nơi sét đánh.Chương 5 Bảo vệ chống sét Hình:Sự phát triển của dòng dẫn đầu a) và dòng sét chính b) khi đánh vào cột thép.Chương 5 Bảo vệ chống sét * Tham số của phóng điện sét. Hình: 1-Dòng điện sét ghi trên máy hiện sóng. 2-Dòng điện sét tính toán.Chương 5 Bảo vệ chống sét Dòng điện sét được đặc trưng bởi hai tham số quan trọng là biên độ dòng sét Is ( Imax ) và tốc độ đầu sóng a: dis a= dtChương 5 Bảo vệ chống sét Các hậu quả của phóng điện sét: • Gây cháy, nổ, hư hại công trình. • Phá hủy thiết bị, các phương tiện thông tin liên lạc. • Gây nhiễu loạn hay ngưng vận hành hệ thống. • Mất dữ liệu hay hư dữ liệu. • Ngừng các vụ gây tổn thất kinh tế và các tổn thất khác. • Gây chết người.Chương 5 Bảo vệ chống sétChương 5 Bảo vệ chống sét B. Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp Một số kỹ thuật chống sét đánh trực tiếp: I.Dùng cột chống sét (kim Franklin): - Franklin lợi dụng hiệu ứng mũi nhọn để chống sét đánh trực tiếp. Vùng bảo vệ của kim có thể xác định theo phương pháp hình nón. Theo phương pháp này có thể xác định như sau:Chương 5 Bảo vệ chống sét a. Trường hợp một kim: Hình: Phạm vi bảo vệ cột thu sétChương 5 Bảo vệ chống sét Bán kính bảo vệ rx của kim Franklin được xác định theo công thức: Với: 2 hx hx < h rx = 1,5h(1 − )p 3 0,8h 2 hx hx > h rx = 0, 75h(1 − ) p 3 h Ở đây: h: là chiều cao kim thu sét(m). hx : là chiều cao công trình. p: hệ số hiệu chỉnh theo chiều cao kim thu sét(thường bằng 1).Chương 5 Bảo vệ chống sét b. Trường hợp hai kim hay nhiều kim: • Đối với hai kim: Khi hai cột thu sét đặt cách nhau khoảng cách a = 7 h thì bất cứ điểm nào trên mặt đất trong khoảng giữa hai cột sẽ không bị sét đánh. T ừ đó suy ra nếu hai cột đặt cách nhau một khoảng a < 7 h thì sẽ bảo vệ được độ cao h0 xác định bởi: h0 = h – a/7Chương 5 Bảo vệ chống sét Hình a: Hai cột có độ cao bằng nhauChương 5 Bảo vệ chống sét Hình b: Hai cột khác độ caoChương 5 Bảo vệ chống sét • Đối với nhiều kim: Vật có độ cao hx nằm trong đa giác sẽ được bảo vệ nếu thỏa mãn điều kiện: D ≤ 8(h − hx ) p = 8ha . p Trong đó: D: Đường kính vòng tròn ngoại tiếp đa giác hình thành bởi cột thu sét ha : Độ cao hiệu dụng của cột thu sétChương 5 Bảo vệ chống sét Hình: Phạm vi bảo vệ của nhiều cột thu sét ...