Bài tập lớp môn kỹ thuật cao áp luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

Luận văn, khóa luận tốt nghiệp, báo cáo là sản phẩm kiến thức, là công trình khoa học đầu tay của sinh viên, đúc kết những kiến thức của cả quá trình nghiên cứu và học tập một chuyên đề, chuyên ngành cụ thể. Tổng hợp các đồ án, khóa luận, tiểu luận, chuyên đề và luận văn tốt nghiệp đại học về các chuyên ngành: Kinh tế, Tài Chính Ngân Hàng, Công nghệ thông tin, Khoa học kỹ thuật, Khoa học xã hội, Y dược, Nông Lâm Ngữ... dành cho sinh viên tham khảo. Kho đề tài hay và mới lạ giúp sinh viên chuyên ngành định hướng và lựa chọn cho mình một đề tài phù hợp, thực hiện viết báo cáo luận văn và bảo vệ thành công đồ án của mình.

Nhóm 8

CÂU I: TÍNH TỐN HỆ THĨNG THU SÉT SAU VE MAT

BANG BAO VE SAU KHI TINH DUQC

Biét: Một toàn nhà có 2 khu A, B, C hư hình vẽ, người ta đặt cột thu sét cho tồ nhà như hình vẽ, chiêu cao của khu A là 10 m,

của khu B là 16 m khu C là 13 m, xác định chiêu cao của kim thu sét đặt tại các toà nhà, biết chiều cao kim thu sét trong I khu bằng nhau

khu A với h;A = 10m +, Xét bảo vệ bên trong - Xét A asbaca:

aaba - J6? +42 -7.21 cm

bạc - 4+4=§cm

aacz2- 414? +42 - 14,56 em

1 1

€cac:= 8 cm 1 1 P= 2 ( azC; + aaCš + CạC; ) = 2 (14,56 + 14,56 + 8 ) = 18,56 D- 14,56.14,56.8 = 15.143 2.,/18,56.(1 8,56 — 14,56).(18,56 — 14,56).(18,56 — 8) , * Dé bao vé bén trong : D<8(h—h, ) => 15,143 <8 (h— 10) 15,143 =h> + 10= 11,893 cm - Xét ñ C2a¡C¡G3 : €›a¡ = C¡Cs= 6 cm CạCs = a¡c¡ = 8 cm

* Để bảo vệ bên trong :

d= 8.6,403.6,403 ~ 2.,/10,403.(10,403 — 8).(10,403 — 6,403).(10,403 — 6,403) = 8,199 * Dé bao vé bén trong : D<§(h-h,) D 8,199 h> 8 +h= + 10= 11,025

— Dé bao vé hoan tồn phía trong ta chon giá trị h = 13,283 (a)

+, Xét phạm vi bảo vệ từng cột

ruo> V6” +4” = 7/21 cm

Txe2 Tye2 2 cm

Tal = Txe1 = 2 Mm

Txb1 = V6 +3° = 6,708 cm

—> Đề bảo vệ hoàn toàn được các cột thì r,> 7,21 em

2 +) Giả sử 2 h>h, (*) =1,5(1 _ i> ;5( " 08w) h = 7,21 10 +—— 08° L5 048 1b =>h= L5 ~ = 17,307 (b)

Kiểm tra điều kiện (*) có:

2

3 17,307 = 11,54 > 10 => thỏa mãn điều kiện

+) Xét giũa 2 cột aibi có rọi :

- Xét Abidihi~ A bịanH; có :

dh — hà - ail, = lb => hyd; = ajl) Lb, hb, =5 =7,5m

BID

1 1 5 5

bigi = giai= 7 abi =2 4°+5° =3,2cm

a,b; = 6,4 cm bd, bh, bh, 6

ba, 1b, => bịdi= aibi 1b, = 6,4 TT ĐỒ

digi= dib)- gibị= 9,6- 3,2= 6,4 cm

* Xét Adigif; ~ Adjhlbl: SA Ag, đãi - 6,4- hb, “hd, => gif¡= hịbị hd © 75 1m => rọi= 5,l2m 2 +) Giả sử 3 ha> hạ (*) ror 1 Sha( I 9 7) fo, Ae 512 10 => ho= L5” 087 L5 _r =15,913m +) Kiém tra diéu kién (*):

2

3 15,913= 10,609 >10 => thoa man

a 6,403

=> h= hot 7 ~ 15,913 + 7 = 16,83 m (1)

+) Giữa cột: bịc¡ có: aibi= bic;

hx —ry=0,75hạ| ho 2 =ho =1o + hy = 7 Oe + 10 = 12,667.m 0,75 2 x 2

= kiêm tra điêu kiện (*) có 3 12,667 = 6,444 < 10 thỏa mãn

a 6

=>h=ho + 7 = 12,667 + 7 = 13,524 (2)

+) xét giữa 2 cột aaca

Xét Adđaa›la~ Acaa›ha

d,a, al, a,l,

— ah, = dbay =ane3—— =14,56© =21,84 ah, Ta

> C,a, a,Ó 14, d, 8 = ay dạ— gaa; =asd; - 2 =21,84- 2 = 14,56 dl, yl, yl, 6

ch, = a,h, > dala = esha gj, = 47 =21 Xét Ad;aal› ~ A dogof> có tỷ số

Bh, aah, pal at, 14.56

al, ay, =82 22 a,l, 5 21 ~ 4

> Too = 4.16 m 2 Gia str 3, bo > hx (*) I— h, >To = 1,5ho 0,8h, 2n 416 10 => ho = 3 15 + 8 = L5 _ = 15,273 m „ ` 2

Kiêm tra điêu kiện (*)= 3 15,273 = 10,182 m> 10 =thỏa mãn

a 14,56

= h=hy + 7 = 15,273 + 7 7 17,353 (3)

+)xét giữa 2 cột aa-ba 197 =?

đủ: a,l, a,l; 6

b,h, = a,h, => dạl; = bạha a,h, 64 =9m

1 1

2 8aba = 4283 — bogs = 2 v44? +6? = 3,6m => arb» = 7,2 m

a,d, yl, a,l;

ty = 7,281 > 7,21 => thoa man a 14,56 0„ „ =h- 7 = 17,353 - 7 = 15,273 F ho = : 15,273 = 10,182 > hy jp =>fo= 1,5h 0,8h, 10 = l-—————|= => To 1,5% 15,273 nan s25) 4,16 +,khuB h,=16 - xét A aed co: ae= 5° +3° =5,831 de= 5° +3° =5,831 ad= 10 P= 2 (5.831+5.831+10) = 10,831 p= 5,831.5,831.10 _ 2.,/10,831.(10,831— 5,83 1).(10.831—5,831).(10.831—10)

*Dé bao vé bén trong thi: D <8(h—- hy) 11,334 _ 11334 h>=— ` +h, +16=17,417 (1) - Xét A bec _ 11334

Do A bec = A aed nên h> ` +h +16 = 17,417 (2) Từ (1), (2) suy ra h= 17,417 (a)

- xét bảo vệ từng cột

ru= nọ= V4Ì+4” =5,657

Txe —Íxd — V4? +37 =5

Giả sử 3 <h x —>rx=0,75h(1- g) h= +h =~ 116 =23,543 b 3" 075 0,75 = 23,543 m (b) ` 2

Kiểm tra điều kiện + 23,543 = 15,695 < 16 thỏa mãn

Từa,b,c h=23,543 Voi h= 23,543 , hy = 16 a >h,=h- 10 = 23,543 - > = 22,114 7 2 h sa 3° 22,114 = 14,743 < 16 wlN h, )=0,75.22,114(1- 55944 +,khuC h,=13m xét bao vé bén trong - xét trong A aibici a,c; = 10m cib,= V4 44" =5,657m ab; = V14?+4? =14,56m 1 1

p= 5 (ae + cibi + aibi )= 2{ 10 + 5,657 + 14,56 ) = 15,109 m 10.5, 657.14,56

D=

2j15,109(15,109—10)(15,109 — 5,657 — 14,56) * Để bảo vệ bên trong

—re= 0/75 hạ(1- ) =4,586 = 20,576 D <8&(h-h, ) D 20,576 —>h> gIN= Tp +13=15,571 m(1 ) - xét A ajarc, aya = V4 +6 =7,211 m ac, = V4? +4? =5,657m 10m 1

(ayaz + apc) + ajc) ) = > (7,211 + 5,657+ 10 ) = 11,434 m

b- 7,211.5,657.10

s 2h 1,434(11,434—7,211)(11,434—5,657)(11,434—10) * Để bảo vệ được phía trong

cibạ=V7?°+4” =§,062m 1 p= 5 (11 +5,657 + 8,062 )= 12,36 11.5,657.8, 062 =11 2,/12,36(12, 36-1 1)(12,36 —5,657)(12, 36 —8, 062) 398m

* Đề bảo vệ được bên trong

D<§(h-h,) D 11,398 >he g thks 8 + 13 = 14,425 m (3) - xét A bja3b2 a3b, = 6 bib) = V8" +3" =8,544m asbaz = bib = 8,544 1 P=2 (8,544 +8,544+6)= 11,554 8,544.8, 544.6 D= =9,125m 2 1,544(11,544- 8,544)(11,544—8,554)(11,544— 6) * Để bảo vệ bên trong

P= > (8 +5 +9,434)=11,217 m

5.8.9,434

D= = 9,434

2V[11,2171,217—5).(11,217—8).(11,217-9,434)]

*Đề bảo vệ bên trong

D<8§(h-h,) D 9,434 =>h> gth = ~g~ +13=14,179 6) Từ 1,2,3,4,5,6 > h = 15,571 m (a) +; xét bảo vệ cho từng cột Tear = V47+7°> =8,062 Tyb3 = Teg = V3° +3? = 4,243

— Chon gia tri r, = 8,062

2 Giả sử lu > hy (*) x > ry = 1,5h.(1 - 0.8" ) ah h, — 8062 l3 _ —>h= L5 + 087 l5 + 08 = 21,625 (b) 2

Kiém tra diéu kién (*) 3 21,625 = 14,416 > 13 m— thoa man

+ xét phạm vi bảo vệ giữa 2 cột Giữa cột a¡aa Ta có : aa hị // eidị `" 8% 6 7 = 105 — ty so ah ah, SIE PM gp TT m 1 1 2 2 đến = 6n; = 2 =2 6+4 =3,6m aiaa=3,6 2= 7,2m aidi = 2/7? +10,52 = 12,62 m

digi—- aidi— aigi = 12,62 — 3,6 = 9,02 m

xét Adg f ~A dea,

SS = A > r =e\a LH, 9,02 601

=1 =6,Ulm

ea = de, tối” 6ì _ 10,5

2 Giá sử ~ họ>h, Œ®) 3 1,5ho (1 h ) Tọ = 1, ° ° - 0,8h, th h 601 13 7h =1as 0g“ 1s Tọg 7027 : ` 2

—> kiêm tra điêu kiện 3 20,257= 13,504 > h, = 13 — thoa man

a 7,21

h=ho+ 7 =20,257+ 7 = 21,287 m(1)

giữa cột aibi

hyb, // doe,

đe; Ue, ae,

“22 _ = = 7

> hb, = ha, — doer = hob) hoa, 14 P 24,5

aid, = §24,5°+7° =25,48m

1 lm

aigs = g;bị = 2 đổi = 2 VI4) +4) =17,28

—> ab, = 14,56

dogo = ad,- ag, = 25,48 — 7,28 = 18,2

- „ ⁄28: _ đ.g; —— đ,g;

xét A aiead; ~ A ƒ›gad; có ae, = dye, —> ƒ2E2= ai dye, 7

18,2 5 “24,5 02™ —> Toa= 5,2m 2 Giả sử 3 hạ >h, h, —>ro=l,5h„.( 1 - 085 ) ly h, 5,2 13 —hạ¿= T7 + 15 0,8 = 1,5 + —~ =19,717m 0,8

Kiểm tra điều kiện — - 19,717 = 13,144 > 13 thỏa mãn 3|

14,56 a

> h=hy+ > = 19,717 +

+ xét cột aaba,

Ta có roa> 3m

2

Giả sử + hạ< h,Œ)

fo 30

0,75 +hy= 0.75 +13=17 Kiém tra diéu kién (*) 17 = 11,333 < 13 thoa man

a 11

h=h, + 7 17+ 7 + ; xét ct bya;

Taco t4>3m

asbi= 6m < a¿b;—> hạsp < hạ2u2

xét cột a:ba ta có

Tos > 3m

+; xét cột bạc; có rè> 3 m +; xét cột bạc; ta có

Câu II: TÌM HIỂU MỘT SO THIET BI CHONG SET HẠ ÁP, CAO ÁP TRÊN THỤC TẾ (THƠNG QUA INTERNET, TÌM HIẾU THỰC TÉ ), CÁCH CHÓNG SÉT CHO CÁC TRẠM ATM, NGÂN HÀNG, TỎNG ĐÀI

ĐIỆN THOẠI

Theo nguyên lý làm việc và cấu tạo người ta có thế chia ra làm 4 loại thiết bị chống sét:

1.Chống sét van loại có khe hở và khơng có khe hở 2.Chống sét ống

3.Thiết bị chống sét đặt tập chung bằng các cột thu sét

4 Khe hở bảo vệ I CHONG SET VAN:

1 Khai niém:

Phan chính của chống sét van là chuỗi khe hở phóng điện ghép

nối tiếp với các tắm điện trở không đường thắng (điện trở làm việc) Điện trở không đường thắng chế tạo bằng vật liệu vilit, có đặc điểm là có thể duy trì được mức điện áp dư tương đối ơn định khi dịng điện

tăng

Sau khi tản đòng sét sẽ có địng điện ngắn mạch duy trì bởi nguồn

điện áp xoay chiều (ngắn mạch qua điện trở làm việc) đi qua chống sét

van, dòng này gọi là dòng kế tục Khi cho tác dụng điện trở rất bé đo

đó dịng sét được tan trong dat dễ đàng và nhanh chóng, ngược lại ở điện áp làm việc thì điện trở tăng cao do đó hạn chế trị số dòng kế tục

(thường không quá 80A) tạo điều kiện thuận lợi cho việc dập hồ quang ở chuỗi khe hở Chính do tính chất cho qua dòng điện lớn khi điện áp lớn và ngăn dòng điện khi điện áp bé nên loại chống sét này được gọi là chống sét van Trị số điện áp cực đại ở tần số công nghiệp mà chống sét van co thé dập tắt hồ quang của dòng điện kế tục gọi là điện áp dập hồ quang, đó là một trong các tham số chủ yếu của chống sét van 2 Một số loại chống sét van:

2.1 Chống sét van từ:

Trong chống sét van từ, đưới tác dụng của từ trường hồ quang

giữa các điện cực sẽ đi chuyên dưới tốc độ lớn dọc theo khe hở vịng xuyến, do đó sẽ dễ bị thỏi tắt Sau khi hồ quang tắt cường độ cách điện

sóng vng và độ dài sóng 2000ms có thể tới 400 A Trị số này phù hợp với các tham số của quá điện áp nội bộ trong lưới điện áp tới 220 kV Do đó chống sét van từ cịn có khả năng hạn chế phần lớn các loại

quá đòng nội bộ trong lưới điện này Ở điện áp 300 và 500kV đề hạn

chế quá điện áp nội bộ cần thơng qua dịng điện nhiều hơn nữa Các

chống sét van từ dùng để bảo vệ trạm của nga kí hiệu là PBM và loại

bảo vệ máy điện là PBM được chế tạo ở các cấp 3, 6,10 kV,

=bbby>-

2.2 Chống sét ơ xít kim loại:

Chống sét van đã thay đối một cách cơ bản trong khoảng hơn 20 năm trở lại đây cả về cầu trúc lẫn nguyên lí làm việc Loại van chống sét có khe hở phóng điện kiểu tắm phẳng và phát triển lên loại có khe thổi từ và điện trở cácbit silic (SiC) mắc nối tiếp đã được thay thế bằng van chống sét khơng có khe hở phóng điện

van chông sét khơng có khe hở phóng điện Van chống sét mới không có khe hở phóng điện mà dựa trên điện trở ô xít kim loại (MO) có đặc tính U-I hồn tồn phi tuyến và có khả năng hấp thụ năng lượng rất cao Chúng được biết đến như loại van

chống sét ôxit kim loại (MO)

Van chống sét MO khơng “phóng điện” do vậy không định nghĩa điện áp phóng điện Khi điện áp tăng van chống sét chuyên ngay từ trị số điện trở lớn sang điện trở nhỏ

Khi điện áp giảm lại trị số Uc van chống sét lại duy trì tính dan

điện kém Mức bảo vệ của van chống sét MO được xác định bằng điện

áp dư của nó.Điện áp dư được định nghĩa như giá trị đỉnh của điện áp ở đầu cực van chống sét khi có đòng điện sét chạy qua

Van chống sét được sử dụng dé bao vệ thiết bị và trạm quan trọng

(đặc biệt là máy biến áp điện lực) chống lại quá điện áp khí quyền và quá điện áp đóng mở Khi thiết kế và lựa chọn van chống sét thông dụng, cần lưu ý điện áp đánh thủng và điện áp đệm Ngoài ra van chống sét MO được chọn theo các tiêu chuân sau đây:

-Điện áp tần số nguồn tối đa -Khả năng hấp thụ năng lượng -Mức bảo vệ

Có thê đạt được khả năng hấp thụ năng lượng yêu cầu với cùng cấp bảo vệ bằng cách xếp chồng các điện trở MO song song Bằng cách gấp đôi số chồng là có thể có mức bảo vệ thấp hơn và khả năng hấp thụ gần như gắp đôi Mức bảo vệ cần thiết được tìm ra nhờ các quy

mức bảo vệ của van chống sét và điện áp xung định mức của thiết bị cần bảo vệ

Với van chống sét MO, điện áp làm việc liên tục cực đại Us là điện áp tần số nguồn lớn nhất mà van chống sét có thế chịu đựng được

thường xuyên Cường độ T của van chống sét chống lại quá điện áp

quá độ UTOV được cho bằng các đặc tính điện áp/thời gian (U TOV=

T.UC hoặc UTOV = TR.UR )

Hệ số T hoặc TR phụ thuộc vào loại van chống sét và có thể tìm

được trong tài liệu của nhà chế tạo, UR là điện áp định mức Theo IEC

99-4 điện áp liên tục của van chống sét phải không được thấp hơn trị số hiệu dụng của điện áp tần số nguồn có thể xảy ta ở đầu cực lâu hơn 10 phút trong lúc làm việc Điện áp này được xác định trên cơ sở điện áp

làm việc cao nhất tác động lên lưới đang xét ở chế độ làm việc bình

thường Nếu số liệu này không được xác định rõ ràng có thé lay bang

điện áp cao nhất Um đối với thiết bị (IEC 71-1)

a) Van chống sét giữa pha và đất:

Đối với các hệ thống có tổng trở nói đất nhỏ, điện áp liên tục ít nhất bằng 1,05 lần điện áp làm việc cao nhất.Đối với các hệ thơng có

sự cố trạm đất được bù hoặc trung tính cách li, điện áp liên tục có thé

lấy ít nhất bằng điện áp làm việc cao nhất

b)Van chống sét điểm trung tính:

Đối với các hệ thống có tổng trở nói đất thấp, điện áp liên tục nhận

được từ điện áp định mức tạo nên

Van chống sét trong lưới phân phối dưới 30 kV (ví dụ các máy biến áp lắp trên cột ) thường được thiết kế với dòng điện sét định mức là 5 kA Van chống sét 10 kA được sử dụng cho các mạng thường có nguy cơ

bị sét đánh Dòng điện sét định mức 10 kA cần phải luôn luôn được lựa

chọn cho van chồng sét trước đường cáp Van chống sét dùng cho các điện áp trên 30 kV ln có dịng điện sét định mức là 10 kA Van chống sét được đặt song song với đối tượng được bảo vệ thường giữa

pha và đất Vì vùng bảo vệ trong không gian bị giới hạn, các van chống

sét phải được nối càng gần bộ phận bảo vệ càng tốt

2.3 Chống sét VariSTAR UItraSIL:

Thế hệ chống sét loại mới UltraSIL của hãng Cooper Power

System đã hoàn thiện những ưu điểm của công nghệ chống sét có vỏ bọc bằng polymer đó là kích thước và trọng lượng giảm nhỏ, cùng với độ an toàn được nâng cao Chống sét UItraSIL sử dụng loại vật liệu ưu

việt hiện nay được chấp nhận rộng rãi trong công nghiệp là cao su cone làm vỏ bọc Việc đùng các đĩa MOV (điện trở phi tuyến oxid kẽm) với

năng bảo vệ quá điện áp hơn hắn cho các lưới phân phối Các đĩa MOV chế tạo đều phải qua các kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt từ khâu bắt đầu cho đến khâu hoàn tất trong dây chuyền sản xuất Mỗi đĩa MOV

sau khi được sản xuất đều phải qua một loạt các thử nghiệm điện học nhằm bảo đảm cho đĩa có được chất lượng cao nhất Nhờ vậy, các đĩa MOV này có được độ tin cậy rất cao trong chức năng bảo vệ khi làm việc ngay cả sau nhiều năm sử dụng.Chống sét UIt raSIL có các loại

5kA và I0kA, cấp I theo tiêu chuẩn IEC-99-4

* Cấu tạo:

Chống sét UIt raSIL gồm một chồng các đĩa MOV với hai điện cực ở hai đầu Toàn bộ các đĩa được bọc keo epoxy gia cường bằng sợi

thủy tinh trong một qui trình sản xuất hồn tồn tự động hóa Sau khi

được gia nhiệt để thành một khối lượng vững chắc về mặt cơ học có thể chịu đựng các ứng suất điện học, cơ học, trong các điều kiện môi trường khắt khe Lớp vỏ bọc sau đó được lắp vào và kết dính chặt với

khối các đĩa MOV tao thanh mot thé chắc chắn có độ bền điện cao Sau khi lắp ráp, mỗi chống sét đều phải trải qua một loạt các thử nghiệm

hầu bảo đảm khả năng làm việc cao nhất

Vỏ bọc cao su Silicone đã phải trải qua rất nhiều thử nghiệm khi thiết

kế nhằm xác định hình dáng tối ưu

* Đặc điểm:

Ngoài ra các thí nghiệm trong thời gian dài trong các điều kiện

môi trường khác nhau cũng chứng tỏ tính ưu việt của cao su silicone UltraSIL vê độ bền, nếu so với các vật liệu polimer khác.Các thí nghiệm tiến hành ở các phịng thí nghiệm độc lập đã xác nhận tính hơn hắn của vật liệu silicone về các mặt chống bám nước, khả năng chịu tia tử ngoại cũng như khả năng chống phóng điện bề mặt trong các môi

trường ơ nhiễm, tính trơ đối với các hóa chat, tinh ổn định nhiệt và

nhiều đặc tính cách điện cơ bản khác

* Hoạt động:

Chống sét UItraSIL có hoạt động giống như các chống sét không khe hở khác Trong điều kiện xác lập, điện áp trên chống sét là điện áp pha của lưới điện Khi có quá điện áp, lập tức chống sét giới hạn quá điện áp ở mức bảo vệ cần thiết bằng cách dẫn dòng xung xuống đất

* Các lưu ý chung để lựa chọn chống sét:

- Định mức của chống sét là giá trị điện áp pha ở tần số công nghiệp lớn nhất mà chống sét được thiết kế và thử nghiệm theo tiêu chuẩn IEC

- Chống sét không khe hở phải được lựa chọn đầy đủ với các phụ kiện, chịu đựng được điện áp pha ở tần số công nghiệp trong tất cả các

điều kiện vận hành của hệ thống - Điện thế làm việc liên tục

Chọn sơ bộ trên cơ sở là "Điện áp làm việc liên tục của chống sét

MCOV co Uc bang hoặc lớn hơn điện áp pha lớn nhất của hệ thống" Quá điện áp tần số công nghiệp (quá điện áp nội bộ)

Tiêu chuẩn thứ 2 dé lựa chọn chống sét dựa vào mức độ nói đất của hệ thống Khi có sự cố một pha chạm đất, trong điều kiện điện áp hệ

thống có giá trị lớn nhất, điện áp định mức của chống sét được chọn

phải lớn hơn điện áp tăng cao trên các pha không chạm đất Cần lưu

tâm đặc biệt đến các hệ thống có hệ số nói đất kém, hệ thống không ni

đất, hệ thống nói đất kiểu cộng hưởng hoặc đối với các hệ thống có các

điều kiện làm việc không bình thường nhất định Tuy vậy, tùy theo

điều kiện làm việc cụ thể của hệ thống mà có thể lựa chọn điện áp định mức của chống sét một cách thích hợp miễn là khơng vi phạm khả năng chịu đựng quá điện áp tạm thời của chống sét Các sự cố trên lưới điện có thể gây ra các quá điện áp tạm thời tần số công nghiệp với giá

trị vượt quá mức điện áp làm việc liên tục MCOV hoặc ngay cả điện áp định mức chống sét có thể chịu đựng Khi đó cần quan tâm đến mức quá điện áp (so với thời gian bảo vệ dự trữ của hệ thống), cũng như

mức năng lượng của địng phóng điện So với hệ thống cho phép làm việc khi có chạm đất một pha trong thời gian quá 10000 giây, cần dùng chống sét có điện áp định mức làm việc liên tục bằng với điện áp dây của hệ thống

* Một số hình ánh về các loại chống sét van:

t

a I =

Chữlng sét van các lolili Chững sét van lofii

đổu bớt dôy M12 bồng hôx

“=——” End túng 3EK7Design 1EC 60099-4

‘Silicone housing,

‘irectly molded

ĐamO,

Giass coating

Torn FP tong cong

chống vỡng mỏnh End fitting

Một cết ngơng củo chống sét Nut, washer

đều bớt dôy M12 bằng hôx

ẤM12 y ft inch stainless steel stud

Chữnng sét trung th

Nà

SIEMENS

AREVA SIEMENS | |

Các loili chữlng sét van tữl 72kV đữIn 500kV

* Vật liệu làm chống sét van:

1.Gốm MOV-ZnO :

Gốm MOV-ZnO có đặc tính phi tuyến siêu tốt, được dùng làm

van chông sét 35 kV, thay thê hiệu quả vật liệu cô điên V-S¡C

Các van chống sét thông thường được làm bằng vật liệu V-SiC có điện trở thấp, đòng dò lớn, khi làm van chống sét phải có khe hở đi kèm

Do đó khi đòng điện cao đễ gây cháy nô thiết bị MOV-ZnO là loại vật liệu gốm oxit phức hợp có thành phân chính là ZnO (chiếm trên 90%) và

một số phụ gia khác Đặc tính phi tuyến của MOV-ZnO rất tốt - hệ số phi

tuyến lớn gấp nhiều lần V-SiC Do đó sử đụng MOV-ZnO làm van

chống sét 35 kV sẽ tăng khả năng hấp thụ năng lượng quá áp trên một đơn vị thể tích lớn, thời gian đáp ứng đề cắt biên độ quá điện á áp cũng

giảm đi nhiều lần Ngoài ra, MOV-ZnO sẽ không gây ra đột biến điện áp như ở van chống sét có khe hở sử dụng V-S1C Do có đặc tính kỹ thuật

tốt nên vật liệu mới giúp thu nhỏ rất nhiều kích thước van chống sét, kể

Chống sét cao thế băng varistor thế hệ 5 có vỏ boc silicon cap dién ap 35kV

SiIn phim Varistor thí hl 5

Vật liệu đã được sử dụng tại các trạm điện ở Hà Nam, Thái

Nguyên, Hưng Yên và đảm bảo chất lượng tốt 2 Cách điện Polime :

Do các chống sét vỏ polymer được sản xuất từ các vật liệu rất khác nhau, có thé 1a cao su silicon (silicon rubber), Ethylene Propylene

Rubber (EPR), Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM), Ethylene Propylene Monomer (EPM), hay hén hop EPR va cao su silicon

EPDM va EPM co tinh chat chống ăn mòn, chống vết nứt, lực xé cao

cũng như khả năng chịu mài mòn tốt

cách điện polymer (polymer insulator) có tính chống bám nước mạnh nhất, ngoài ra khả năng chịu tia cực tím của cao su silicon cũng rat cao

Tính chống bám nước là khả năng rat quan trọng của các vật liệu cách

điện, là khả năng tạo thành các giọt nước riêng biệt trên bề mặt khi vật

liệu bị nước bám vào Nhờ khả năng này, thay vì trên bề mặt cách điện tạo thành lớp màng nước âm dẫn điện, các giọt nước riêng rẽ sẽ đọng lại,

dòng rò sẽ nhỏ, nhờ vậy có thé tránh được hiện tượng phóng điện bề mặt Mặt khác, giọt nước co lại sẽ tập trung bụi bậm trên mặt cách điện

polymer (polymer insulator), khi giọt nước trôi, bụi trôi theo luôn

Cách điện polymer (polymer insulator) coi như được rửa bụi triệt

để trên bề mặt sau mỗi trận mưa Xét về khả năng này, vật liệu polymer

rat khác với sứ cách điện, vì vật liệu polymer có tính chống bám nước rất

cao, trong khi sứ cách điện khơng có tính chất này

Thông thường vật liệu cách điện polymer (polymer insulator) đều có tính chống bám nước khi còn mới, tuy vậy, tùy theo chất liệu và công nghệ sản xuất, gia công mà khả năng này sẽ có thé rất khác nhau sau thời gian trong môi trường làm việc

Các chống sét đều thuộc loại MOV không khe hở, điện áp định mức 27

kV, MCOV 22 kV Vi tri lap đặt được chọn là vùng có mức ơ nhiễm cao,

tần suất sét đánh cao, gần bờ biển, khu công nghiệp với các nhà máy ximăng, luyện thép

Nhược điểm lớn của vật liệu cách điện polymer (polymer

insulator) là tính chất bề mặt có thể thay đổi theo thời gian do tia cực tím, ơ nhiễm, hơi ẩm, nhiệt độ và điện áp

Kết quả kiểm tra

ấm xâm nhập vào trong kết cấu chống sét là nguyên nhân hàng đầu gây nên sự cô của chống sét chống sét vo polymer có tỉ lệ sự có thấp hơn loại chống sét vỏ sứ gốm

Việc sử dụng cách điện composite (polymer) trên lưới điện ở nước

ta còn chưa nhiều Các vỏ cách điện của chống sét ZnO ở nước ta hiện

nay hau hét da ding composite thay cách điện gốm Dùng cách điện composite thay cach dién gém cho chéng sét có những ưu điểm:

- Mặt cách điện bị bám bụi sẽ được rửa sạch sau khi mưa do bề

mặt composite không bám nước

- Chống sét vỏ composite nhẹ hơn nhiều so với chống sét vỏ cách điện gốm, do đó dễ vận chuyền va lắp đặt hơn

- Composite đẻo, không bị sứt mẻ khi vận chuyền cũng như khi

lắp đặt

Trong vận hành, tránh được hiện tượng mảnh vở khi chống sét nỗ làm hư

hỏng các thiết bị khác xung quanh Vật liệu cao su silicon là tốt hơn cả, vì

vật liệu này không bị lão hóa do tia tử ngoại của nắng như các loại vật

liệu khác

thành cách điện loại này khơng cịn đắt nhiều so với cách điện bằng gốm hoặc thủy tinh, nên nhiều nước (Tây Âu, Mỹ, Nam Phi ) đã đùng phố bién cach dién cao su silicon cho thiết bị điện trong trạm cũng như cách điện đường dây

_Dùng cao su silicon có các ưu điểm vượt trội: chống bụi tốt, nhẹ

nên dễ lắp đặt và vận chuyền, chịu kéo tốt, kích thước nhỏ nên có thể giảm chiều cao cột, không bị vỡ khi có ngoại lực cơ khí tác động

Il THIET BI CHONG SET ONG : 1.C4u tao:

Phần chính của thiết bị là ống làm bằng vật liệu tự sinh hoặc chất

dẻo viniplastbkhí, chất phibro-bakêlít với loại (PT với loại (PTB), một

đầu có nắp kim loại giữ điện cực thanh còn đầu kia hở và đặt điện cực

hình xuyến

Khe hở S gọi là khe hở trong (hoặc khe hở đập hồ quang) còn S2 là khe hở ngồi có tác dụng cách li thân ống với đường dây đề nó không bị hư hỏng do dịng đị

2.Ngun lí:

Khi có quá điện áp cả hai khe hở sẽ phóng điện dòng điện sét qua

chống sét đi vào bộ phận nói đất Sau khi hết dòng điện xung kích, sẽ có

dịng điện tần số cơng nghiệp (dòng ngắn mạch chạm đất) đi qua chống sét Dưới tác dụng của hồ quang do đòng ngắn mạch sinh ra chất sinh khí

bị phát nóng sản sinh nhiều khí, áp suất khí tăng tới vài chục at, và thôi

tắt hồ quang (thôi về phía đầu hở ống, ngay khi dòng xoay chiều qua trị số 0 lần đầu tiên)

Đặc tính V-s phụ thuộc vào khoảng cách khe hở trong và ngoài

của chống sét và có dạng giống như khe hở bảo vệ Sau khi phóng điện điện áp dư trên chống sét là phần điện áp giáng trên bộ phận nơi dat do đó các nơi đặt chống sét ống cần nói đất tốt Độ dài khe hở ngoài được

Chống sét PTB: có thân ống bằng chất dẻo viniplast có đặc về cấu tạo¿tính điện và khả năng sinh khí tốt hơn loại PT Qcũng đơn giản hơn Loại chống sét phibro - bakêlít dùng ở cấp 5kA.+1 10kV và giới hạn dòng

cắt 0,8

Khi làm việc chống sét ống có thải khí bị ion hóa đo đó khi lắp chống sét trên cột phải sao cho khí thốt ra khơng gây nên phóng điện

giữa các pha hoặc phóng điện xuống đất, muốn thé trong phạm vi thoat khí của nó phải khơng có dây dẫn của pha khác, khơng có kết cấu nói đất cũng như phạm vi thốt khí của chống sét ống ở pha khác

Ngày nay dưới sự phát triển của lưới điện công suất lớn yêu cầu chế tạo

chống sét Ống có giới hạn trên đòng cắt lớn hơn, Liên Xơ cũ có loại PTBY, dùng chất đẻo viniplast tăng cường bằng quấn vải thủy tinh tam

nhựa êpôxit nên giới hạn trên dòng cắt tới 20kA (loại PTB tới I5kA) Chống sét ống chủ yếu dùng bảo vệ các đường dây khơng có dây chống sét Khó khăn lớn nhất là phải đảm bảo trị sơ dịng điện ngắn mạch chạm đất tại điểm đặt chống sét nằm trong phạm vi giới hạn trên và dưới của dòng điện cắt Khi dùng nó trong hệ thống công suất bé hoặc đặt chống sét ông với mật độ quá dày sẽ không đảm bảo về yêu cầu giới hạn đưới của dòng cắt Ngược lại nêu hệ thống cơng suất lớn sẽ có thể vượt quá trị số giới hạn trên Chế độ vận hành hệ thống thay đổi ln làm dịng ngắn mạch khó đáp ứng yêu cầu trên Các nhược điểm đó đã hạn chế việc ứng dụng chống sét Ong rộng rãi, thường thay bằng khe hở bảo vệ phối hợp với thiết bị tự động đóng lại để bảo vệ cho đường dây

5 2 F= s ES 5 S s ci E] 8

Elng sii thui tỉnh cách din ching sét an

HI HỆ THÓNG CHÓNG SÉT TRỰC TIẾP: i i i = S " S 2 2 = = 5

- Chủ động thu sét xuống đất không cho sét đánh xuống cơng

trình

- Vùng bảo vệ rộng

- Lắp đặt dễ dàng thuận lợi

* KIM THU SÉT PHÁT XẠ SỚM:

- Kim thu sét phát xạ sớm được chế tạo bắng các vật liệu đặc biệt không bị ăn mòn trong các điều kiện khắc nghiệt

- Không cần nguồn nuôi

- Bán kính bảo vệ rộng

- Thu sét và tiêu tán xuống đất

*CAP DAN SET CHONG NHIEU:

- Là loại cáp có hiệu suất dẫn sét cao

- Khơng có hiện tượng phóng điện can nhiều ra ngồi vỏ ngay cả với dịng sét lớn

- Chịu được dịng sét có cường độ lớn

* TIẾP ĐÁT:

- Tan dòng sét xuống đất nhanh với cọc tiếp dat

- Chịu được sự ăn mịn của hố chất

- Điện trở đất thấp nhờ chất cải tạo đất: giảm điện trở đất

- Van dang thế giúp cân bằng thế giữa các hệ thống tiếp đất Khả

năng chịu dòng 100kA dạng sóng 8/20Ms * MỘT SÓ LOẠI KIM THU SÉT:

1.Kim Thu Sét: LPI Stormaster ESE:

*Nguyén lý hoạt động của kim thu sét Stormaster ESE:

Sử dụng điện trường tự nhiên xuất hiện giữa kim thu sét và đám

mây mang điện tích để tạo ra một dịng ion phóng ngược chiều với tia sét vào thời điểm thích hợp Phương pháp này tạo sự an toàn và hiệu quả để điều khiển thu năng lượng sét vào một điêm thích hợp

Khi điện trường tập trung xung quanh kim thu sét Stomaster ESE

đến gần khu vực được bảo vệ thì mức điện thế của nó sẽ tăng rất nhanh, điều này làm sinh ra một dòng ion phóng ngược từ kim thu sét lên Sự

xuất hiện sớm của đòng ion tạo thành đường dẫn năng lượng sét vào vị trí thích hợp và khả năng bảo vệ khu vực chồng sét sẽ tốt hơn so với loại kim thu sét thông thường

Với việc tạo ra tia tiên đạo hướng lên từ đỉnh kim sớm hơn các điểm khác, kim thu Stormaster ESE trở thành điểm được ưu tiên cho việc thu hút sét trong khu vực được bảo vệ

* lắp đặt chống sét trong các ngành lĩnh vực sau: - Viễn thông và Truyền thông

- Dâu khí -

- Cơ sở hạ tầng các trung tâm thể thao — Sân Golf, trường đua, Sân

vận động

- Hàng không dân dụng và Quân sự - Khai thác khoáng sản

- Tất cả các loại hình cơng nghiệp

- Bảo vệ các thiết bị Viễn thông, giám sát và lưu trữ các thiết bị

trong quân đội - Truyền tải điện

- Vận tải đường sắt

- Bảo vệ các cơng trình lớn, khu bảo tồn

2 Kim thu sét INGESCO:

Kim thu sét INGESCO xuất hiện trên thị trường từ năm 1984, nó

là kết quả của việc nghiên cứu được tiến hành bỡi các chuyên gia chuyên ngành và thực hiện tại các phịng thí nghiệm chính phủ Tính năng đặc

biệt thiết bị thu sét INGESCO (NGESCO Air ternial) là tạo một lượng điện tích có hướng và có cup712ng độ mạnh sớm hơn so với các hệ

thống thông thường

* Nguyên lý hoạt động của kim thu sét INGESCO :

Hiện tượng tự nhiên khi các đám mây mang điện tích tới sẽ hình

thành các đường dẫn sét về phía mặt đất Đầu kim thu sét INGESCO tạo

thêm một sự sai biệt về điện thế giữa đầu kim và đám mây, từ đó tạo ra một đường dẫn tia điện đạo phát xạ sớm từ đám mây hướng thắng trực

tiếp vào đầu kim INGESCO mà không đánh vào những vùng khác * Chất lượng báo vệ của kim thu sét:

- 100% hiệu quả trong cơng việc phóng điện tích dẫn sét

- Kim thu sét khơng có thiết bị điện tử bảo đảm tuổi thọ bền lâu

- Các đặc điểm kỹ thuật vẫn được duy trì, khơng bị ảnh hưởng sau

mỗi lần sét đánh

- Không cần nguồn cung cấp phụ

- Bảo đảm hoạt đông hiệu quả sau mỗi lần sét đánh

3 Kim thu sét dùng cho gia đình, biệt thự:

*Đặc điểm kỹ thuật:

- Tăng khả năng thu sét cao

- Hình thức mẫu mã mới

- Kim thu sét cỗ điển ứng dụng nhiều cho hệ thống chống sét gia

đình, nhà dân

- Giá cả phù hợp với người tiêu dùng

- Khả năng thoát sét tốt hơn kim thu sét thường

* Mô hình xây dựng chống sét đánh thắng trực tiếp cho gia đình: Cấu hình của loại này gồm có 3 phần :

a) Các đầu kim thu sét

Thường làm bằng thép mạ dang , đồng thau đúc hoặc bằng inox Lựa chọn chiều dài của kim còn phụ thuộc vào cấu trúc của cơng trình cần

b) Dây dẫn sét :

Dùng đề dẫn dòng sét từ các đầu kim thu đến hệ thống tiếp đất Thường

làm bằng đồng lá hoặc cáp đồng trần, tiết điện của dây dẫn được quy

định theo tiêu chẩn quốc tế ( NFC 17 102 của Pháp ) từ 50mm2 đến

75mm2

e) Hệ thống tiếp đất :

Ding dé tan dòng điện sét trong đất

Cấu hình của hệ thống tiếp đất này gồm :

- Các cọc tiếp đất : thường dài từ 2,4 mét đến 3 mét Đường kính

ngồi thường là 14 - 16mm Được chôn thắng đứng & cách mặt đất từ

0,5 đến 1 mét Khoảng cách cọc với cọc từ 3 đến 15 mét

- Dây tiếp đất : thường là cáp đồng trần có tiết điện từ 50 đến

75mm2 dùng để liên kết các cọc tiếp đất này lại với nhau Cáp này nằm âm dưới mặt đất từ 0,5 đến 1 mét

- Ốc siết cáp hoặc mối hàn hóa nhiệt CADWELD : dùng đề liên

kết dây tiếp đất & các cọc tiếp đất với nhau

IV KHE HỞ BẢO VỆ:

Khe hở khơng khí giữa các điện cực dạng thanh, sừng, hình xuyến,

hình cầu là loại thiết bị chống sét đơn giản nhất nó được đấu song

* Ưu điêm:

- Cấu tạo đơn giản

- Rẻ tiền

* Nhược điểm:

- Đặc tính v-s của khe hở bảo vệ rất dốc trong phạm vi thời gian bé

- Khe hở bảo vệ khơng có khả năng dập tắt hồ quang của lưới khi có dòng ngăn mạch

- Điện áp phóng điện tản mạn, đặc tính bảo vệ khơng ổn định

* Ứng dụng:

- Bảo vệ cách điện đường dây

- Cách điện ngoài của thiết bị

- Những nơi cách điện yếu trong hệ thống có dịng ngắn mạch -

cham dat rat bé hoặc khi phôi hợp với các thiệt bị tự đóng lại đê

đảm bảo cung câp điện liên tục

V CÁC GIẢI PHAP CHONG SET:

1.Chống sét cho BTS viễn thông:

Hệ thống BTS bao gồm cột antenna, antenna RF, antenna truyền

dẫn viba (Microwave), máy điều hòa, thiết bị BTS, thiết bị MW và máy nỗ dự phòng Ngồi ra cịn một số thiết bị ngoại vi khác nữa

Trong lĩnh vực điện thoại di động, BTS ngày càng được xây dựng nhiều đo nhu cầu sử dụng điện thoại di động tăng và sô lượng mobile

phone mà mỗi BTS có thể kết nói là giới hạn Cùng với số lượng thuê bao tăng các công ty điện thoại còn muốn mở rộng vùng phủ sóng

Một yếu tố quan trọng của mạng BTS là độ khả dụng của các thiết

bị này Các thiết bị BTS được thiết kế và chế tạo dé hạn chế tối đa các sự

cố có thể xảy ra và nếu có xảy ra thì sẽ được sửa chữa trong thời gian

nhanh nhất

Một số BTS truyền dẫn quan trọng còn được trang bị hệ thống

máy nổ có định và có thiết bị điều khiển tự động trong việc thay đổi nguồn điện từ nguồn điện thường sang nguồn dự phòng và ngược lại

* Lựa chọn Thiết bị chống sét lan truyền qua đường nguồn:

juan LPZ1 + + 1 ull if đl IA

Hình dưới mô tả việc áp dụng đồng thời hệ thống chống sét và

chống xung DEHNventil cho đường nguồn ở tủ phân phối DEHN đã kết hợp chống sét và chống xung vào trong cùng một thiết bị, để tránh việc phái tách riêng từng phần và có thể cung cấp sản phâm hoàn chỉnh cho

từng hệ thống hạ thế (TN-C, TN-S, TT)

kg OUT I ae aoe lene NYY1 1x16 me '

Thanh đồng tiếp địa

Cáp câp đâu nguôn + Cáp viên thông

*Lựa chọn Thiết bị chống sét lan truyền qua đường viễn thông: Một số BTS sử dụng Leased Line (LL) để kết nối tín hiệu tới trung

tâm chuyển mạch Để chống sét cho đường LL này có thể sử dụng thiêt

bị chống sét Blitzductor TX Thiết bị này kết hợp chống sét sơ cấp và thứ cấp cho 1 tới 2 đường LL Thiết bị được lắp trên DIN rail 35mm

trước modem

*Luựa chọn thiết bị chống sét lan truyền qua đường RF feeder:

[ae \euln = lỡ ,” - 7

2 Giải pháp chống sét cho tong đài điên thoai analog va tong đài

digitor:

Để bảo vệ thiết bị này không bị phá hủy bởi sét lan truyền, cần có chống sét cho đường điện và các đường trung kế cũng như các đường thuê bao

* Tổng đài điện thoại :

~ Là thiết bị thường xuyên hoạt động 24/24 sử dụng điện 220V — Téng dai điện thoại được kết nối trung kế và thuê bao

— Một tông đài thường có nhiều trung kế và nhiều đường thuê bao — Yêu cầu của tông đài là độ khả dụng cao

Để bảo vệ thiết bị này không bị phá hủy bởi sét lan truyền, cần có

chống sét cho đường điện và các đường trung kế cũng như các đường

thuê bao Để bảo vệ cho nguồn điện có thể sử dụng thiết bị DEHN guard

T (chống sét cấp II) lắp ở bảng điện tổng và DEHNrail lắp trước tong

đài Đối với các đương trung kế và thuê bao có thể sử dung thiết bị

* Thiết bị chống sét bao gồm:

- DEHNguard T chống sét cấp II lắp ở bảng điện tổng, có thể lựa

chọn 1 pha, 2 pha hoặc 3 pha

- DEHNrail lap trước tông đài đề nâng cao tuổi thọ của thiết bị tổng đài, tránh những xung áp sinh ra trong q trình đóng cắt các thiết bị nguồn

- DEHN DPL G3 chống sét cho 10 đường viễn thông

3 Chống sét máy ATM:

Là thiết bị thường xuyên hoạt động 24/24, sử dụng điện và kết nối

xDSL Để bảo vệ thiết bị này không bị phá hủy bởi sét lan truyền chúng

ta cần có chống sét cho đường điện và đường xDSL Vỏ của ATM cần

phải nói tiếp địa

Hệ thống máy ATM thông thường được đặt trong một cabin có bảo vệ chống trộm tại các khu vực đông dân cư thuận tiện cho việc giao dịch của khách hàng hoặc đặt ngay tại cửa cơ quan của ngân hàng Việc chống sét lan truyền để bảo đảm sự phục vụ liên tục là cần thiết Máy

ATM thông thường được lắp đặt độc lập tách biệt với hệ thống IT chung

của ngân hàng, có nguồn điện và đường truyền ADSL/LeasedLine hoặc

điện thoại nói đến với khoảng cách cáp dẫn tương đối dài, có hoặc khơng

có thiết bị bảo vệ đầu nguồn

Theo tiêu chuẩn IEC về vùng bảo vệ cũng như nguyên tắc bảo vệ

đối với hệ thống IT nói chúng với khoảng cách cáp tương đối lớn kể trên

(trên 5m) nguy cơ các dây dẫn nguồn điện/truyền thông nối đến máy ATM bị tác động bởi các sốc điện cảm ứng lan truyền là không tránh

khỏi và có nguy cơ rất cao làm hỏng hệ thống máy ATM Vì vậy việc lắp

đặt thiết bị bảo vệ hệ thống máy ATM là cần thiết nhằm đảm bảo hệ

thống hoạt động thông suốt duy trì sự ổn định tạo niềm tin đối với khách

hàng cũng như giảm chỉ phí khác cho việc duy trì hoạt động, chỉ phí bảo

dưỡng bảo trì khơng đáng có do sốc điện gây ra

* Ngân hàng hay phòng giao dịch của ngân hàng bao gồm:

- Cac thiết bị điện thông thường như điều hòa, đèn, quạt, máy đếm

tiên v.v „

- Cac thiét bi IT nhu modem xDSL, May chu, cac may tinh ca

- Hệ thống camera quan sát

- Để bảo vệ các thiết bị này không bị phá hủy bởi sét lan truyền,

cần có chống sét cho đường điện, đường điện thoại, đường