TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Sét là một hiện tượng tự nhiên gây thiệt hại lớn về kinh tế và nguy hiểm cho con người, đặc biệt ở Việt Nam, nơi có cường độ dông sét mạnh Theo khảo sát, hàng năm nước ta ghi nhận khoảng 2 triệu cú sét đánh xuống đất, với thiệt hại ngày càng nghiêm trọng trong những năm gần đây do sự phát triển nhanh chóng của các tòa nhà Để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện và thiết bị điện tử, việc thực hiện nối đẳng thế giữa các hệ thống nối đất là rất cần thiết nhằm tránh chênh lệch điện thế Hệ thống nối đất chống sét thường được liên kết với hệ thống nối đất trung tính, và giá trị điện trở đất ảnh hưởng đến dòng điện sét đi vào mạng điện của tòa nhà Do đó, việc xác định thông số dòng điện sét tại các vị trí khác nhau là điều quan trọng để lựa chọn và bố trí thiết bị chống sét (SPD) phù hợp cho mạng điện trong các tòa nhà.
Để giảm thiểu thiệt hại do sét gây ra, các tòa nhà cần lắp đặt thiết bị chống sét (SPD), một giải pháp hiệu quả trong việc phòng chống sét Việc lựa chọn và phát huy hiệu quả các thiết bị này phụ thuộc vào một số yếu tố quan trọng Cần xem xét giá trị điện trở tiếp đất của hệ thống chống sét thẳng và điện trở nối đất của nguồn cung cấp Hơn nữa, hình dạng và biên độ dòng điện sét đánh trực tiếp vào hệ thống cũng ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của các thiết bị chống sét.
Hiện nay, nhiều nhà nghiên cứu và nhà sản xuất thiết bị chống sét cho mạng điện trong tòa nhà đã phát triển các mô hình với độ chính xác cao Các quan điểm về việc xây dựng mô hình cũng rất đa dạng Bên cạnh đó, một số phần mềm mô phỏng đã hỗ trợ trong quá trình này Tuy nhiên, yêu cầu về độ chính xác và sự tương đồng cao giữa mô hình và nguyên mẫu vẫn là một thách thức lớn trong phương pháp mô hình hóa và mô phỏng.
Bằng cách sử dụng chương trình Matlab để mô phỏng nguồn xung sét, nghiên cứu này nhằm xác định các thông số dòng điện trong mạng điện tòa nhà khi sét đánh trực tiếp vào các vị trí khác nhau Điều này liên quan đến các kiểu bảo vệ và giá trị điện trở nối đất khác nhau của hệ thống nối đất chống sét trực tiếp Tuy nhiên, việc thực hiện các nghiên cứu tương tự ở nước ta vẫn còn rất hạn chế.
Đề tài “Nghiên cứu phân bố dòng sét và điện áp trên các SPD khi sét đánh vào tòa nhà” cần được thực hiện sớm để xác định giá trị biên độ và hình dáng của dòng sét trong hệ thống điện hạ thế Việc này sẽ hỗ trợ trong việc lựa chọn và sử dụng các thiết bị chống sét hiệu quả, tin cậy và kinh tế cho tòa nhà.
NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
- Tìm hiểu cấu trúc mạng điện hạ thế, hệ thống nối đất chống sét và hệ thống nối đất trung tính nguồn
Nghiên cứu phân bố dòng xung sét và điện áp trong hệ thống nối đất chống sét là rất quan trọng, đặc biệt khi sét đánh trực tiếp vào kim thu sét trên nóc nhà Việc hiểu rõ cách thức hoạt động của hệ thống nối đất trung tính nguồn sẽ giúp cải thiện hiệu quả bảo vệ và giảm thiểu rủi ro cho các công trình.
- Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị chống sét van MOV
- Nghiên cứu phần mềm mô phỏng Matlab
- Xây dựng mô hình với các cấu hình bảo vệ và số tòa nhà khác nhau
Để bảo vệ các thiết bị chống sét (SPD) và hệ thống nối đất khỏi tác động của sét khi xảy ra hiện tượng sét đánh trực tiếp vào kim thu sét của tòa nhà, việc xác định giá trị biên độ dòng điện sét là rất quan trọng Điều này giúp đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện trong tòa nhà và giảm thiểu nguy cơ hư hỏng do sét.
- Xác định điện áp dƣ của các SPD khi tản dòng sét xuống đất
- Nhận xét, đưa ra cách lựa chọn SPD và đề xuất hướng phát triển cho chống sét đánh trực tiếp tối ưu trên đường cấp nguồn.
GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài nghiên cứu phân bố dòng sét và điện áp trong hệ thống nối đất chống sét, cũng như hệ thống nối đất trung tính nguồn của mạng điện hạ thế, khi có hiện tượng sét đánh trực tiếp vào tòa nhà với các cấu hình khác nhau.
CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH
- Thu thập, nghiên cứu chọn lọc tài liệu liên quan
- Tìm hiểu hệ thống nối đất chống sét đánh trực tiếp và hệ thống nối đất trung tính nguồn của mạng điện hạ thế của tòa nhà
- Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị chống sét van MOV
- Nghiên cứu ứng dụng phần mềm mô phỏng Matlab
- Xây dựng các mô hình với các cấu trúc bảo vệ và số lƣợng tòa nhà khác nhau
- Đánh giá kết quả thu đƣợc, nhận xét và kết luận.
TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Đánh giá hình dạng và biên độ dòng điện xung sét qua các thiết bị chống sét là cần thiết khi sét đánh thẳng vào hệ thống chống sét trực tiếp của tòa nhà Nghiên cứu này được thực hiện với các cấu hình khác nhau và tại nhiều vị trí khác nhau trong mạng điện hạ thế, nơi hệ thống nối đất chống sét trực tiếp được kết nối chung với hệ thống nối đất trung tính nguồn.
- So sánh đƣợc biên độ dòng xung sét qua thiết bị chống sét khi thay đổi giá trị điện trở đất
- Kết quả mô phỏng đƣợc sử dụng làm cơ sở lựa chọn thiết bị chống sét phù hợp.
TÍNH THỰC TIỄN
Kết quả nghiên cứu cung cấp tài liệu quý giá cho việc học tập và nghiên cứu trong lĩnh vực chống sét Nó giúp hiểu rõ hơn về sự phân bố dòng điện trong mạng điện của tòa nhà khi bị sét đánh trực tiếp vào hệ thống chống sét.
NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
Chương 1: Tổng quan về sét
Chương 2: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Metal Oxide Varistor (MOV) Chương 3: Mô hình MOV và mô hình nguồn phát xung
Chương 4: Các cấu hình thử nghiệm
Chương 5: Lập mô hình mô phỏng
Chương 6: Kết luận và hướng nghiên cứu phát triển
Sự hình thành của sét
Trong tự nhiên, có một điện trường E hướng xuống mặt đất và một từ trường B bao quanh trái đất, cùng với các ion dương (+) và âm (-) trong khí quyển Khi giọt nước rơi từ trên cao, nó cắt qua từ trường B, tạo ra điện tích âm ở trên và điện tích dương ở dưới Các ion dương trong khí quyển thường không kịp thời gian để trung hòa các điện tích trên giọt nước, dẫn đến việc giọt nước vẫn giữ được điện tích của mình.
Khi các giọt nước trong đám mây gặp các ion âm từ dưới lên, chúng sẽ trung hòa điện tích dương và chỉ còn lại điện tích âm ở phía trên, tạo nên một đám mây mang điện tích âm Khi đám mây này đi qua mái nhà hoặc tàn cây cao, cảm ứng tĩnh điện trên mái nhà sẽ tích lũy một lượng điện tích dương tương tự nhưng trái dấu Sự chênh lệch điện thế giữa đám mây và mái nhà sẽ tạo ra một hiệu điện thế lớn, đủ lớn để chọc thủng lớp không khí và gây ra sét Dòng điện sét này sẽ tạo ra tia lửa điện lóe sáng (chớp) và tiếng nổ lớn (sấm) khi không khí bị đốt nóng và giãn nở đột ngột Quá trình trao đổi điện tích giữa đám mây và mái nhà diễn ra rất nhanh, với dòng điện trong kênh sét có thể đạt đến 200kA và nhiệt độ lên đến 20.000 độ C.
Sét là một dạng phóng điện tia lửa trong không khí, với khoảng cách phóng điện trung bình từ 3 đến 5 km Quá trình phóng điện của sét tương tự như phóng điện tia lửa trong một điện trường không đồng nhất và diễn ra qua nhiều giai đoạn khác nhau.
Giai đoạn khởi đầu của hiện tượng phóng điện bắt đầu bằng một tia tiên đạo sáng mờ, sau đó phát triển thành các đợt gián đoạn hướng về mặt đất với tốc độ trung bình từ 10^5 đến 10^6 m/s Đây được gọi là giai đoạn phóng điện từng đợt, trong đó kênh tiên đạo là một dòng plasma có mật độ điện cao.
Điện tích âm từ đám mây phân bố đều dọc theo kênh tiên đạo, với thời gian phát triển trung bình khoảng 1μs và thời gian tạm ngừng giữa các đợt là 30-90μs Dưới tác động của điện trường, điện tích âm trong kênh sẽ tạo ra điện tích cảm ứng trái dấu trên mặt đất, chủ yếu tập trung ở những khu vực có điện dẫn cao như tòa nhà, cột điện và cây cao Những khu vực này định hướng sự phát triển của tia tiên đạo xuống đất Cường độ điện trường tại đầu kênh chủ yếu phụ thuộc vào điện tích của kênh và điện tích từ đám mây Đường đi của kênh không bị ảnh hưởng bởi điều kiện mặt đất cho đến khi nó gần tiếp xúc với mặt đất, lúc này sự tập trung điện tích sẽ ảnh hưởng đến hướng phát triển tiếp theo của kênh Kênh sẽ phát triển theo hướng có cường độ điện trường lớn nhất, dẫn đến vị trí đổ bộ của sét mang tính chọn lọc, điều này rất quan trọng trong kỹ thuật chống sét cho các công trình.
Khi tia tiên đạo từ đám mây tiếp cận mặt đất, giai đoạn phóng điện ngược bắt đầu, tạo ra một dòng plasma với mật độ điện tích cao hơn nhiều so với kênh tiên đạo Cường độ điện trường tăng lên, dẫn đến ion hóa mạnh mẽ không khí và hình thành một dòng plasma điện dẫn cao, phát triển ngược lên theo kênh tiên đạo Tốc độ phóng điện ngược đạt khoảng (1,5.10^7 - 1,5.10^8) m/s, nhanh hơn gấp trăm lần so với dòng tiên đạo Sự ion hóa mạnh mẽ tạo ra ánh sáng chói lóa của tia chớp và sóng âm gây tiếng sấm Dòng điện sét sẽ đạt giá trị tối đa khi kênh phóng điện lên đến đám mây, với công thức Imax=σV Giai đoạn kết thúc xảy ra khi kênh phóng điện đạt đám mây, lúc này điện tích cảm ứng từ mặt đất trung hòa với điện tích âm của đám mây, và một phần điện tích sẽ chạy xuống đất, tạo ra sét đánh.
Kết quả quan trắc sét cho thấy rằng một đợt phóng điện sét thường diễn ra nhiều lần liên tiếp, trung bình khoảng 3 lần, và có thể lên tới vài chục lần Các lần phóng điện sau có dòng tiên đạo phát triển liên tục, không phân nhánh và theo quỹ đạo của lần đầu với tốc độ cao hơn 2,10 x 10^6 m/s.
Hình 1.1 Các giai đoạn phóng điện sét (http://vietnamnet.vn/vn/khoa-
(a) Giai phóng điện tiên đạo
(b) Tia tiên đạo đến gần mặt đất hình thành khu vực ion hóa mãnh liệt
(c) Giai đoạn phóng điện ngƣợc hay phóng điện chủ yếu
(d) Phóng điện chủ yếu kết thúc
Sét tự nhiên từ các đám mây được sử dụng làm phương pháp phóng điện hồ quang, như đã được đề cập trong tài liệu tham khảo [8] và [14], nhằm tạo ra dòng sét chuẩn để thử nghiệm đánh trực tiếp vào kim thu sét trên nóc tòa nhà Để thiết lập các cấu hình thử nghiệm gần gũi với thực tế, các mô hình chính đã được đề xuất Kết quả thử nghiệm sẽ khác nhau tùy thuộc vào các thông số của cấu hình.
Các thông số của dòng điện sét
1.2.1 Biên độ của dòng điện sét: I max
Biên độ dòng điện sét là giá trị lớn nhất của dòng điện này Tại vùng đồng bằng, biên độ dòng điện sét thường nằm trong khoảng từ 60 đến 200 kA, trong khi ở vùng núi, biên độ của dòng điện sét tương đương với biên độ ở vùng đồng bằng.
1.2.2 Thời gian đầu sóng t đ , thời gian giữa sóng t z và thời gian toàn sóng t của dòng điện sét
Thời gian đầu sóng tđ là khoảng thời gian từ khi dòng điện sét xuất hiện cho đến khi đạt giá trị cực đại Imax, thường nằm trong khoảng từ 1,5 đến 3 micro giây.
Thời gian giữa sóng t z là thời gian để dòng điện sét giảm từ I max đến I max /2, t z nằm trong khoảng (30-40)às
Thời gian toàn sống t là thời gian từ khi xuất hiện đến khi hết dòng điện sét, t nằm trong khoảng (100-200)às (hỡnh 1.2)
1.2.3 Độ dốc đầu sóng của dòng điện sét Độ dốc đầu sóng là tốc độ biến thiên của dòng điện sét theo thời gian ở đầu sóng t đ
Trong vùng đồng bằng, dòng điện sét có thể đạt độ dốc đầu sóng từ 25 đến 60 kA/µs, tương tự như độ dốc đầu sóng của các vùng khác.
Hình 1.2 Đường cong của dòng điện sét
Cấu tạo
Chống sét van MOV (Metal Oxide Varistor) là thiết bị điện tử có điện trở phi tuyến, hoạt động giống như hai diode zener đấu ngược lại Với đặc tính đối xứng và vùng đánh thủng dốc, MOV có khả năng khử xung quá độ đột biến trong thời gian ngắn Trong điều kiện bình thường, MOV có trở kháng cao gần như hở mạch; khi có xung đột biến quá áp, nó trở thành đường dẫn với trở kháng thấp, giúp triệt tiêu xung đột biến Nhờ vào khả năng hấp thụ năng lượng xung quá độ, MOV bảo vệ các thành phần trong mạch khỏi hư hại.
Hình 2.1 Cấu trúc của biến trở và đặc tính V-I [10]
Biến trở chủ yếu được cấu thành từ ZnO, kết hợp với một lượng nhỏ bismuth, cobalt, mangan và các ôxit kim loại khác Cấu trúc của biến trở bao gồm ma trận hạt dẫn ZnO, được kết nối qua các biên hạt, tạo ra đặc tính lớp tiếp giáp P-N của chất bán dẫn Những biên này khiến biến trở không dẫn ở điện áp thấp và trở thành nguồn dẫn phi tuyến khi điện áp cao.
Mỗi hạt ZnO trong ceramic hoạt động như một tiếp giáp bán dẫn tại vùng biên, có thể quan sát qua hình ảnh vi cấu trúc Hành vi phi tuyến điện tại biên tiếp giáp của hạt ZnO cho thấy biến trở hoạt động như một thiết bị nhiều tiếp giáp, được hình thành từ các liên kết nối tiếp và song song Phân tích chi tiết hoạt động của thiết bị này từ vi cấu trúc của ceramic cho thấy kích thước hạt và phân bố kích thước hạt đóng vai trò quan trọng trong hành vi điện.
Hình 2.2 Vi cấu trúc của MOV [10]
Hỗn hợp rắn ôxyt kẽm với ôxyt kim loại khác tạo ra ceramic đa tinh thể dưới điều kiện đặc biệt, với điện trở phụ thuộc vào điện áp, hiện tượng này được gọi là hiệu ứng biến trở Hạt ôxyt kẽm có khả năng dẫn điện tốt với đường kính khoảng (15-100)μm, trong khi các ôxyt kim loại khác có điện trở cao Tại các điểm giao nhau của ôxyt kẽm, hình thành "vi biến trở", tương tự như hai diode zener đối xứng với mức bảo vệ khoảng 3,5V Việc nối tiếp hoặc song song các vi biến trở giúp MOV có khả năng tải dòng điện cao hơn so với chất bán dẫn, hấp thu nhiệt tốt và chịu đựng dòng xung đột biến tăng cao.
MOV được sản xuất bằng cách hình thành và tạo hạt ZnO dạng bột trong thành phần gốm Các hạt ZnO có kích thước trung bình là d, trong khi bề dày biến trở là
D, ở hai bề mặt khối MOV đƣợc áp chặt bằng hai phiến kim loại phẳng Hai phiến kim loại này lại dƣợc hàn chắc chắn với hai chân nối ra ngoài (hình 2.3)
Điện áp của MOV phụ thuộc vào bề dày và kích thước hạt ZnO, với đặc tính cơ bản là điện áp rơi qua biên tiếp giáp giữa các hạt ZnO gần như hằng số, khoảng từ 2-3V Mối liên hệ giữa điện áp biến trở được xác định theo công thức: V N = 3n (2.1).
Bề dày của biến trở:
Trong nghiên cứu này, n đại diện cho số tiếp giáp trung bình giữa các hạt ZnO, trong khi d là kích thước trung bình của các hạt Điện áp rơi V N trên MOV được xác định khi chuyển hoàn toàn từ vùng dòng rò tuyến tính sang vùng không tuyến tính cao, tại điểm có dòng điện 1mA trên đặc tính V-I Biên tiếp giáp hạt ZnO trong vi cấu trúc rất phức tạp, bao gồm ba vùng cấu trúc khác nhau.
- Vùng I: Biên có độ dày khoảng (100-1000)nm và đây là lớp giàu bột Bi 2 O 3
- Vùng II: Biên có độ mỏng khoảng (1-200)nm và đây là lớp giàu bột Bi2O 3
- Vùng III: Biên này có đặc tính là tiếp xúc trực tiếp với các hạt ZnO
Ngoài ra Bi, CO và một lƣợng các ion ôxy cũng tìm thấy xen giữa biên này với độ dày vài nanomet
Hình 2.4 Sơ đồ cấu trúc của lớp biên tiếp giáp biến trở ZnO
Tính năng hoạt động của biến trở ZnO
Biến trở ZnO có cấu trúc phức tạp với nhiều thành phần, và hành vi điện của các ôxyt ceramic đa tinh thể phụ thuộc vào vi cấu trúc của thiết bị cũng như quá trình diễn ra tại các biên tiếp hạt ZnO Thành phần chủ yếu của biến trở là ZnO, chiếm 90% hoặc hơn, trong khi phần còn lại bao gồm các ôxyt kim loại khác Một ví dụ về hỗn hợp tiêu biểu là 97mol-
%ZnO, 1mol-%Sb 2 O 3 , 0,5mol-% mỗi Bi 2 O 3 , CO, MnO, Cr 2 O 3
Quá trình chế tạo biến trở ZnO tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật ceramic bao gồm các bước quan trọng: đầu tiên, các thành phần được trộn và xay thành bột, sau đó hỗn hợp bột được làm khô và nén thành hình dạng mong muốn Tiếp theo, các viên bột được vón cục ở nhiệt độ cao từ 1000-1400°C Hai phiến kim loại, thường là bạc, sẽ tiếp xúc với các hạt vón cục bên ngoài để làm điện cực và được hàn chắc chắn với hai chân nối ra ngoài Cuối cùng, thiết bị được đóng gói bằng vật liệu trùng hợp và sản phẩm hoàn thành sẽ được kiểm tra để đảm bảo đáp ứng các tính năng kỹ thuật yêu cầu Quá trình này được mô tả chi tiết qua lưu đồ (hình 2.5).
Lưu đồ chế tạo MOV
Hình 2.5 Lưu đồ chế tạo biến trở ZnO [16]
Giá trị tiêu biểu kích thước biến trở ôxyt kim loại được trình bày trong bảng 2.1
Bảng 2.1 Kích thước biến trở Điện ỏp biến trở (Vrms) D(àm) N(hạt) Điện trường
Bề dày của MOV(mm)
25 80 12 39 1,0 Đường kính đĩa danh định được trình bày trong bảng 2.2
Bảng 2.2 Đường kính đĩa danh định Đường kính đĩa danh định (mm) 3 5 7 10 14 20 32 34 40 62
Biến trở oxyt kim loại, đặc biệt là ZnO, có cấu trúc đa tinh thể tự nhiên, dẫn đến sự phức tạp trong hoạt động vật lý so với chất bán dẫn thông thường Nguyên lý hoạt động của biến trở ZnO được giải thích qua hiện tượng điện tại vùng biên tiếp giáp giữa các hạt oxyt kẽm, với một số lý thuyết ban đầu dựa trên hiện tượng xuyên hầm Cấu trúc cơ bản của khối biến trở ZnO hình thành từ quá trình tạo hạt ZnO, trong đó vi cấu trúc vùng gần biên tiếp giáp có điện trở suất rất cao (ρ 10^-10 đến 12 Ωcm), trong khi bên trong các hạt lại có tính dẫn điện cao (ρ=0.1-10 Ωcm) Điện trở suất giảm mạnh từ biên đến hạt trong khoảng (50-100)nm, tạo ra vùng hẹp tại biên hạt Hoạt động của biến trở chủ yếu nhờ vào sự tồn tại của vùng hẹp này, nơi thiếu hụt điện tử tự do tại miền gần các biên tiếp giáp của các hạt, tương tự như tiếp giáp p-n trong diode bán dẫn, với điện dung của lớp tiếp giáp phụ thuộc vào lớp này.
V b : điện thế rào V: điện áp đặt vào q: điện tích điện tử
Hằng số điện môi của chất bán dẫn ảnh hưởng đến mật độ hạt dẫn, thường khoảng 2x10^17/cm³ Dòng rò trong chất bán dẫn được hình thành khi các hạt dẫn di chuyển tự do qua điện trường với rào cản thấp, và quá trình này được kích hoạt bởi nhiệt độ tối thiểu là 25°C.
Sơ đồ năng lượng của ZnO tại biên tiếp giáp ZnO cho thấy điện áp phân cực thuận V L bên trái và điện áp phân cực ngược V R bên phải của hạt Độ rộng vùng nghèo được xác định bởi XL và X R, trong khi điện thế rào tương ứng là L và R Khi điện áp phân cực gia tăng, điện thế phân cực tại gốc o sẽ làm giảm L và tăng R, dẫn đến điện thế rào thấp hơn và sự gia tăng khả năng dẫn điện.
Sơ đồ năng lượng tiếp giáp ZnO cho thấy rằng độ lớn điện thế rào của biến trở phụ thuộc vào điện áp, với sự giảm nhanh của điện thế rào ở điện áp cao đánh dấu sự bắt đầu của vùng dẫn phi tuyến Trong vùng dẫn cao, điện trở của ZnO phụ thuộc vào tính dẫn điện của các hạt bán dẫn, với mật độ hạt dẫn khoảng từ (10^17 - 10^18) cm³ Điện trở suất của ZnO có giá trị dưới 0,3 Ωcm.
Đặc tính V-I
Đặc tính V-I của MOV (hình 2.8), đặc tính V-I được biểu diễn bằng phương trình hàm mũ:
I là dòng qua biến trở
V điện áp đặt lên biến trở
K hệ số phụ thuộc vào loại biến trở
là hệ số phi tuyến Nguyên lý bảo vệ của biến trở thể hiện qua điện áp phụ thuộc giá trị điện trở:
Từ (2.4) và (2.5) suy ra: logI = logK + αlogV (2.6) logR = log(1/K) + (1-α)logV (2.7)
Theo đề nghị của Marned Holzer và Willi Zapsky, xấp xỉ hóa đặc tính V-I của biến trở được biểu diễn theo phương trình: logV = B 1 + B 2 log(I) + B 3 e -log(I) + B 4 e -log(I) (2.8)
Thời gian đáp ứng
Biến trở hoạt động dựa trên cơ chế dẫn điện tương tự như các thiết bị bán dẫn khác, với khả năng dẫn điện diễn ra nhanh chóng trong thời gian tính bằng nano giây Hình 2.9 minh họa đường cong dẫn điện trong trường hợp không có biến trở.
Trường hợp có biến trở không đồng bộ với đường (1) cho thấy ảnh hưởng điện áp kẹp xảy ra nhanh chóng Tuy nhiên, thời gian đáp ứng của MOV có sự thay đổi do một số lý do khác nhau.
- Điện áp đầu dây nối góp phần gia tăng dáng kể điện áp ngang qua đầu cực của biến trở ở xung dòng cao và độ đốc sườn trước lớn
- Điện dung ký sinh của chính bản thân MOV
- Trở kháng ngoài của mạch
Đáp ứng của biến trở phụ thuộc vào dạng sóng của dòng điện và độ vọt điện áp cực đại tại đầu cực của biến trở trong quá trình tăng dòng điện.
Hình 2.9 Đáp ứng của biến trở ZnO ứng với xung tốc độ cao [16]
Hình 2.10 minh họa đáp ứng của biến trở với điện cảm đầu dây khi kết nối với xung dòng Cụ thể, phần a) thể hiện đặc tính V-I của biến trở ZnO khi thời gian tăng xung dòng thay đổi Trong khi đó, phần b) cho thấy điện áp kẹp biến đổi tương ứng với sự thay đổi dũng xung 8/20às.
Năng lƣợng cho phép và công suất tiêu tán trung bình
Sự già hóa của biến trở liên quan đến năng lượng quá độ, được xác định bởi giá trị điện áp dư cực đại Vp và dòng điện đỉnh Ip, cùng với dạng xung Đối với dạng xung sét chuẩn, năng lượng cho phép được tính toán theo công thức (2.10).
W = V P I P (1,4T 2 – 0,88T 1 )10 -6 (2.10) Năng lượng cho phép của MOV phụ thuộc vào đường kính của MOV và năng lƣợng vƣợt giá trị cho phép khi:
- Điện áp tại 1mA bị suy giảm (điện áp ngƣỡng)
- Hệ số phi tuyến bị suy giảm
- Tuổi thọ của MOV còn thể hiện qua số lần xung tối đa mà MOV có thể chịu đựng đƣợc với xung vuông (hình 2.11)
Hình 2.11 Số lần xung có thể chịu đƣợc của MOV 2.5.2 Công suất tiêu tán trung bình
Giá trị công suất tiêu tán trung bình rất quan trọng khi điện áp thay đổi và hệ số phi tuyến cao Theo công thức (2.4), công suất tiêu tán trung bình được xác định một cách cụ thể.
Với sự thay đổi nhỏ của điện áp hiện hành có thể làm tăng công suất tiêu tán trung bình ΔT vì sự tăng cao của hệ số phi tuyến α
Nếu nhƣ MOV làm việc ở trạng thái quá độ tần số cao thì nhiệt độ trung bình sẽ gia tăng và đƣợc cho bởi công thức:
Công suất tiêu tán trung bình (P) phụ thuộc vào năng lượng xung và tần số lặp lại, trong khi hệ số tiêu tán được ký hiệu là Để đảm bảo an toàn, nhiệt độ hoạt động phải luôn thấp hơn giới hạn cho phép của nhà sản xuất; nếu không, MOV sẽ bị hư hỏng do nhiệt.
Mô hình MOV hạ thế
3.1.1 Cấu trúc cơ bản của mô hình MOV hạ thế
Mô hình MOV hạ thế được phát triển dựa trên mô hình của Manfred Holzer và Willi Zapsky, trong đó biến trở MOV được thay thế bằng một phần tử điện trở phi tuyến với đặc tính V-I Phần tử này được kết hợp với một tụ điện Cp và một điện trở song song Rp Tất cả các thành phần này được nối tiếp với một điện cảm Ls và điện trở Rs, như mô tả trong hình 3.1.
Mô hình MOV đề nghị có sơ đồ mạch tương đương với điện trở Rs rất nhỏ khoảng 100nΩ, nhằm ngăn ngừa việc nối tiếp với nguồn dòng lý tưởng trong Matlab Điện cảm nối tiếp Ls bao gồm điện cảm trong của ZnO và điện cảm dây nối của MOV, với giá trị điện cảm dây nối khoảng 1nH/mm, trong khi điện cảm trong của ZnO có thể bỏ qua do giá trị rất nhỏ Giá trị điện cảm Ls này áp dụng cho các loại MOV chuẩn Tụ điện Cp đại diện cho điện dung của MOV, được cung cấp trong catalogue của nhà sản xuất Cuối cùng, điện trở Rp là điện trở giữa các hạt ZnO, có giá trị rất lớn, lên tới 100MΩ.
Phần tử điện trở phi tuyến có đặc tính V-I đƣợc mô phỏng bởi một nguồn áp điều khiển V là một hàm của dòng điện I (V=f(I)) logV = b1 + b2 log(I) + b3e -log (I) + b4e log (I) với I > 0 (3.1)
Công thức V 10 1 2 log 3 log 4 log mô tả các thông số b1, b2, b3, b4 của các loại MOV hạ thế chuẩn, được xác định bởi Manfred Holzer và Willi Zapsky Những thông số này dựa trên đặc tính V-I của MOV với độ sai số TOL của điện áp MOV là 0% Đối với từng loại MOV, độ sai số TOL chuẩn có thể dao động từ 10% đến 20%, như minh họa trong hình 3.2.
Đặc tính V-I của MOV với sai số TOL 10% cho thấy khi MOV chịu xung dòng phóng điện, điện áp dư của MOV đạt giá trị cực đại, tương ứng với giá trị V được cung cấp trong catalogue Để mô phỏng trường hợp này, độ sai số dương sẽ được áp dụng theo công thức (3.3).
Phần tử phi tuyến V=f(I) được thiết kế dựa trên bảng tra, trong đó mỗi giá trị điện áp V tương ứng với một giá trị dòng điện I, thể hiện mối tương quan qua công thức (2-3) Từ đó, chúng ta có thể xây dựng mô hình điện trở phi tuyến như hình 3.3.
Hình 3.3 Sơ đồ mô hình điện trở phi tuyến V=f(I) của MOV log(I) log(I)
Mô hình điện trở phi tuyến được xem như một nguồn dòng điều khiển, trong đó dòng điện I là hàm phi tuyến phụ thuộc vào điện áp U Để đo điện áp tại hai cực của phần tử phi tuyến, sử dụng khối đo điện áp và chuyển đổi tín hiệu điện áp liên tục thành tín hiệu rời rạc thông qua khối Transfer Fcn với chu kỳ lấy mẫu 0,01μs, nhằm tăng tốc độ xử lý trên máy tính mà vẫn đảm bảo độ chính xác Tín hiệu đầu ra sau đó được xử lý qua khối lấy giá trị tuyệt đối Abs và khối Look-Up Table, nơi mỗi giá trị điện áp sẽ cho ra giá trị dòng điện tương ứng theo công thức (3.3) Tín hiệu ra được nhân với đầu ra của khối Sign để tạo thành tín hiệu dòng có dấu Cuối cùng, tín hiệu này cần được chuyển qua khối Controlled Current Source để biến đổi thành tín hiệu dòng điện, thể hiện mối quan hệ V-I theo công thức (3.3) đã khai báo trong khối Look-Up Table.
Vector of Input Values (V) : V_array_input
Vector of Output Values (I) : I_array_output
Trong mô hình MOV hạ thế hoàn chỉnh, một mảng các giá trị điện áp đầu vào và một mảng các giá trị dòng điện ngõ ra được khai báo và tính toán theo công thức (3.3) thông qua chương trình trong các lệnh khởi tạo Nhóm các khối này đã hoàn thành việc xây dựng mô hình phần tử điện trở phi tuyến với đặc tính V-I dựa trên công thức đã nêu.
3.1.2 Mô hình MOV hạ thế trong Matlab
Mô hình hoàn chỉnh của MOV hạ thế trong môi trường Matlab (hình 3.4)
Với các giá trị R10n, R20M, L và C khác nhau cho từng loại MOV, ta nhóm các phần tử của mô hình thành một khối và sử dụng Edit Mask để đặt tên cho MOV Sau đó, khai báo các biến cho mô hình và viết chương trình để truy xuất các giá trị L, C cùng các thông số b1, b2, b3, b4 Tiếp theo, tính toán giá trị của mảng điện áp V_array_input dựa trên mảng dòng điện I_array_output cho các loại MOV khác nhau cần mô phỏng Cuối cùng, xây dựng biểu tượng cho MOV và hoàn thiện mô hình MOV hạ thế như hình 3.5.
Hình 3.5 Biểu tƣợng mô hình MOV hạ thế
Các thông số biến của mô hình đƣợc khai báo trong mục Parameters của hộp thoại Mask Editor nhƣ (hình 3.6)
Hộp thoại khai báo thông số của MOV hạ thế chứa thông tin quan trọng về điện áp làm việc xoay chiều cực đại (Vc) của MOV, được tính bằng giá trị RMS Giá trị này được chuẩn hóa bởi các nhà sản xuất và là tiêu chí cơ bản để lựa chọn loại MOV phù hợp với các mạng điện có điện áp khác nhau, với các mức điện áp như 230V, 275V, 440V và 750V.
Giá trị biên độ của xung dòng 8/20μs mà MOV có thể chịu đựng (I max) được các nhà sản xuất chuẩn hóa và là cơ sở để lựa chọn loại MOV phù hợp với các mức độ chịu đựng xung dòng khác nhau Các giá trị biên độ này bao gồm: 2.5kA, 4.5kA, 6.5kA, 8kA, 25kA, 40kA, 70kA, và 100kA.
Các thông số Vc và Imax được sử dụng để phân loại MOV, và mỗi loại MOV sẽ có các giá trị L, C, cùng với các thông số b1, b2, b3, b4 khác nhau Sai số phần trăm của điện áp MOV (TOL) thường có giá trị chuẩn là ±10%, ±15% và ±20%.
Trong phần Initialization, cần viết một đoạn mã để lấy giá trị của các thông số L, C, b1, b2, b3, b4 và tính toán mảng điện áp V_array_input dựa trên mảng dòng điện I_array_output theo công thức (3.3) cho các loại MOV khác nhau Thông tin về các thông số này được cung cấp từ thư viện dữ liệu MOV hạ thế của Manfred Holzer và Willi Zapsky Hình 3.7 minh họa hộp thoại nhập giá trị thông số đầu vào.
Hình 3.7 Hộp thoại Initialization của mô hình MOV hạ thế
Mảng V_array_input và I_array_output được khai báo cho khối Look-up Table trong mô hình phần tử điện trở phi tuyến, thể hiện mối quan hệ điện áp - dòng điện theo công thức (3.2) của MOV, được tính toán trước trong chương trình thông qua câu lệnh.
V_array_input=(1+TOL/100)*10.^(b1+b2*log10(I_array_output)+b3*exp(-
Sau khi hoàn tất các bước xây dựng mô hình trong Mask Editor, chúng ta đã thu được mô hình hoàn chỉnh cho MOV hạ thế, cùng với hộp thoại thông số của mô hình (hình 3.8).
Hình 3.8 Hộp thoại nhập thông số của mô hình MOV hạ thế
Mô hình nguồn phát xung
Việc xây dựng mô hình nguồn phát xung trên Matlab dựa vào các phương trình sau:
Các biến đầu vào trong mô hình bao gồm t1, t2 và I hoặc U, tùy thuộc vào loại nguồn phát xung Để thực hiện, đầu tiên cần xác định tỷ số (t2/t1) và áp dụng phương trình (3.5) để tính giá trị (b/a) Sau đó, giá trị này được thay vào các phương trình (3.6) và (3.7) để tìm ra các giá trị a và b cần thiết Kết quả mô phỏng được thực hiện trong Matlab như thể hiện trong hình 3.9.
Hình 3.9 Sơ đồ khối tạo nguồn phát xung
Nhóm các khối thành một Subsystem và sử dụng Edit Mask để xây dựng nguồn phát xung hoàn chỉnh với biên độ và dạng sóng tùy chỉnh theo yêu cầu cụ thể.
Hình 3.10 Biểu tƣợng của mô hình nguồn phát xung
Dùng Edit Mask để tạo biến cần nhập vào mô hình nguồn phát xung (hình 3.11)
Hình 3.11 Hộp thoại khai báo các thông số
Mô phỏng MOV
Hình 3.12 Sơ đồ mô phỏng MOV
Hỡnh 3.13 Thụng số nguồn xung dũng 100kA, dạng súng 8/20às
Thực hiện mụ phỏng xung dũng với biờn độ 100kA, dạng súng 8/20às trong mụi trường Matlab, thu được kết quả (hình 3.14)
Hỡnh 3.14 Dạng súng nguồn xung dũng 100kA, 8/20às
Hỡnh 3.15 Thụng số nguồn xung dũng 100kA, dạng súng 10/350às
Thực hiện mụ phỏng xung dũng với biờn độ 100kA, dạng súng 8/20às trong mụi trường Matlab, thu được kết quả (hình 3.16)
Hỡnh 3.16 Dạng súng nguồn xung dũng 100kA, 10/350às
Kết quả mô phỏng mô hình MOV với nguồn xung có biên độ 100kA, dạng sóng 80/20às và 10/350às cho thấy giá trị gần 100kA, nằm trong sai số cho phép 10% của MOV (EPCOS – SIOV-B80K275) Do đó, mô phỏng này được xác định là đạt yêu cầu.
Tóm tắt
Sét tự nhiên từ các đám mây được sử dụng để tạo ra dòng sét chuẩn, phục vụ cho việc thử nghiệm đánh trực tiếp vào kim thu sét trên nóc tòa nhà Để thiết lập các cấu hình thử nghiệm gần gũi với thực tế, các mô hình chính đã được đề xuất Kết quả thử nghiệm sẽ phụ thuộc vào các thông số của cấu hình được thiết lập.
Mô hình đầu tiên mô tả một tòa nhà được cung cấp điện từ phía thứ cấp của máy biến áp phân phối, cách xa 10m Phần thứ cấp của máy biến áp được kéo trên không với chiều dài 10m Tòa nhà này được trang bị hai cọc nối đất: một cọc cho hệ thống chống sét và một cọc cho hệ thống nối đất trung tính, cả hai hệ thống này được liên kết với nhau.
Hình 4.1 Mô hình thứ nhất
Mô hình thứ hai bao gồm hai tòa nhà: một tòa nhà giống như mô hình thứ nhất và một tòa nhà thứ hai cách tòa nhà đầu tiên 30m, cả hai đều sử dụng chung nguồn điện từ trạm biến áp Giữa hai tòa nhà có một trụ điện, nơi đường dây trung tính được nối đất lặp lại Tòa nhà thứ hai được trang bị hai cọc tiếp đất, một dành cho hệ thống nối đất chống sét và một cho hệ thống nối đất bảo vệ nguồn cung cấp, hai hệ thống này được kết nối với nhau.
Hình 4.2 Mô hình thứ hai
Khi thay đổi các thông số trong hai mô hình, giá trị điện trở nối đất sẽ tạo ra nhiều cấu hình khác nhau Trong luận văn này, chúng tôi sẽ trình bày một số cấu hình cụ thể thường gặp trong thực tế Những cấu hình này có sự khác biệt và trong mạch điện của tòa nhà thử nghiệm, các thiết bị bảo vệ xung đã được lắp đặt tại ngõ vào.
Các cấu hình tiêu biểu
Cấu hình bảo vệ L-E và N-E được thiết lập cho tòa nhà với kim thu sét và hệ thống dây dẫn nối vào hệ thống nối đất có điện trở 10Ω Mạng điện của tòa nhà kết nối với điện lưới hạ thế từ trạm biến áp cách 10m, sử dụng sơ đồ đấu nối hình sao với trung tính nguồn nối đất có điện trở 0,5Ω Ngoài ra, tại ngõ vào mạng điện, thiết bị chống sét nguồn điện (SPD) được lắp đặt và kết nối với hệ thống nối đất chung của tòa nhà.
Để đảm bảo tính đồng nhất cho toàn bộ tòa nhà, cần thiết phải sử dụng chung hệ thống nối đất chống sét và hệ thống nối đất trung tính cho nguồn cung cấp mạng điện.
Với những nội dung vừa đƣợc trình bày nhƣ trên, mô hình mạch của cấu hình 1 được xây dựng trong môi trường Matlab (hình 4.3)
Hình 4.3.Mô hình mạch của cấu hình 1
Các thông số trong mô hình mạch của cấu hình 1 có giá trị nhƣ sau:
- R1 và L1 là điện trở và độ tự cảm của hệ thống nối đất trung tính nguồn tại trạm biến ỏp; với R1=0,5 và L1=5àH
- R2, R3, R4 và L2 , L3, L4 là điện trở và độ tự cảm của các cuộn dây pha của mỏy biến ỏp; với R2=R3=R4 m, L2=L3=L40àH
- R5 và L5 là điện trở và độ tự cảm của đường dây trung tính của máy biến áp; với R5=2m và L5=2àH
- R6, R7, R8 và L6 , L7, L8 là điện trở và độ tự cảm của các đường dây pha của mạng phân phối hạ thế từ trạm biến thế đến tòa nhà; với R6=R7=R8=5m và L6=L7=L8àH
- R9 và L9 là điện trở và độ tự cảm của đường dây trung tính của lưới phân phối hạ thế từ trạm biến ỏp đến tũa nhà; với R9=5m và L9àH
- R10 và L10 là điện trở và độ tự cảm của đường dây nối đất lặp lại trung tính nguồn tại tũa nhà; với R10=2m và L10àH
- R11 và L11 là điện trở và độ tự cảm của hệ thống nối đất tòa nhà; với R11 và L11=5àH
- MOV1, MOV2, MOV3 và MOV4 là các thiết bị chống sét nguồn điện tại đầu vào mạng điện của tòa nhà
- RT1, RT2, RT3 là phụ tải của tòa nhà; với RT1=RT2=RT3P
Mạch điện còn có khả năng tạo ra xung sét lên đến 100kA với dạng sóng 10/350, được kết nối trực tiếp vào kim thu sét trên nóc tòa nhà Trong các trường hợp cụ thể, xung sét sẽ đi qua dây dẫn và vào hệ thống nối đất chung của tòa nhà.
Từ mô hình mạch củacấu hình 1, tiến hành mô phỏng trong Matlab thu đƣợc dạng các đặc tuyến:
- Hình dạng và giá trị biên độ của dòng xung sét đi qua hệ thống nối đất trung tính nguồn của trạm biến áp
- Hình dạng và giá trị biên độ của dòng xung sét đi qua hệ thống nối đất của tòa nhà
Hình dạng và biên độ của dòng xung sét qua thiết bị chống sét được kết nối từ đường dây trung tính đến hệ thống nối đất của tòa nhà đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ công trình khỏi các tác động của sét.
Hình dạng và giá trị biên độ của dòng xung sét khi đi qua thiết bị chống sét được kết nối từ đường dây pha đến hệ thống nối đất của tòa nhà là yếu tố quan trọng trong việc bảo vệ công trình khỏi các tác động của sét.
- Hình dạng và giá trị điện áp dư của thiết bị chống sét được nối từ đường dây trung tính đến hệ thống nối đất của tòa nhà
- Hình dạng và giá trị điện áp dư của thiết bị chống sét được nối từ đường dây pha đến hệ thống nối đất của tòa nhà
Cấu hình này tương tự như cấu hình 1, nhưng khác biệt ở kiểu bảo vệ L-N và N-E Mô hình mạch của cấu hình 2 được xây dựng trong môi trường Matlab, như thể hiện trong hình 4.4.
Hình 4.4.Mô hình mạch củacấu hình 2
Từ mô hình mạch củacấu hình 2, tiến hành mô phỏng trong Matlab thu đƣợc dạng các đặc tuyến:
- Hình dạng và giá trị biên độ của dòng xung sét đi qua hệ thống nối đất trung tính nguồn của trạm biến áp
- Hình dạng và giá trị biên độ của dòng xung sét đi qua hệ thống nối đất của tòa nhà
Hình dạng và giá trị biên độ của dòng xung sét được truyền qua thiết bị chống sét, kết nối từ đường dây trung tính đến hệ thống nối đất của tòa nhà, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ công trình khỏi thiệt hại do sét gây ra.
Hình dạng và giá trị biên độ của dòng xung sét khi đi qua thiết bị chống sét được kết nối từ đường dây pha đến dây trung tính của tòa nhà là rất quan trọng.
- Hình dạng và giá trị điện áp dư của thiết bị chống sét được nối từ đường dây trung tính đến hệ thống nối đất của tòa nhà
- Hình dạng và giá trị điện áp dư của thiết bị chống sét được nối từ đường dây pha đến hệ thống nối đất của tòa nhà
Cấu hình này áp dụng kiểu bảo vệ L-E và N-E, dựa trên mô hình thứ hai với hai ngôi nhà Ngôi nhà thứ nhất giống như mô tả ở cấu hình 1, trong khi ngôi nhà thứ hai cách ngôi nhà thứ nhất 30m và cùng sử dụng chung một nguồn điện từ trạm biến áp, giữa hai ngôi nhà có một trụ điện Tại đây, đường dây trung tính được nối đất lặp lại Ngôi nhà thứ hai có hai cọc tiếp đất: một cho hệ thống nối đất chống sét và một cho hệ thống nối đất trung tính nguồn, hai hệ thống này được liên kết với nhau Mô hình mạch của cấu hình 3 đã được xây dựng trong môi trường Matlab.
Hình 4.5 Mô hình mạch của cấu hình 3
Các thông số của cấu hình 3 gồm: Thông số của cấu hình 1 (ngôi nhà thứ nhất) thể hiện đầy đủ ở phần trình bày trên:
- R1 và L1 là điện trở và độ tự cảm của hệ thống nối đất trung tính nguồn tại trạm biến ỏp; với R1=0,5 và L1=5àH
- R11 và L11 là điện trở và độ tự cảm của hệ thống nối đất tòa nhà; với R11 và L11=5àH
Trong cấu hình này, cần chú ý đến các yếu tố còn lại, bao gồm đường dây phân phối và ngôi nhà thứ hai với các thông số cụ thể.
R12, R13, R14 và L12, L13, L14 đại diện cho điện trở và độ tự cảm của đường dây pha trong mạng phân phối hạ thế, nối từ tòa nhà thứ nhất đến trụ điện thứ hai Cụ thể, các giá trị điện trở được xác định là R12 = R13 = R14 = 7,5 mΩ và độ tự cảm L12 = L13 = L14 = H.
R15 và L15 đại diện cho điện trở và độ tự cảm của đường dây trung tính trong mạng phân phối hạ thế, nối từ tòa nhà thứ nhất đến trụ điện thứ hai, với giá trị R15 là 7,5 mΩ.
- R16 và L16 là điện trở và độ tự cảm của hệ thống nối đất trung tính lặp lại tại trụ điện thứ 2; với R16=0,5 và L16 =5àH
- R17, R18, R19 và L17 , L18, L19 là điện trở và độ tự cảm đường dây pha của mạng phân phối hạ thế từ trụ điện thứ 2 đến tòa nhà thứ hai; với R17=R18=R19=7,5m và L12=L13=L14àH
- R20 và L20 là điện trở và độ tự cảm đường dây trung tính của mạng phân phối hạ thế từ trụ điện thứ 2 đến tòa nhà thứ hai; với R20=7,5m và
- R21 và L21 là điện trở và độ tự cảm của hệ thống nối đất lặp lại trung tính nguồn, tại tũa nhà; với R21=2m và L21àH
- R22 và L22 là điện trở và độ tự cảm của hệ thống nối đất tại tòa nhà thứ hai; với R22 và L22=5àH
- MOV5, MOV6, MOV7 và MOV8 là các thiết bị chống sét nguồn điện tại đầu vào mạng điện của tòa nhà thứ hai
- RT4, RT5, RT6 là phụ tải của tòa nhà thứ hai; với RT4=RT5=RT6P
Trong mạch cũn, có nguồn tạo xung sột 100kA, sử dụng dạng súng 10/350às, đã đánh trực tiếp vào kim thu sét trên nóc tòa nhà thứ hai Dây dẫn xung sét này sau đó đi vào hệ thống nối đất chung của tòa nhà.
Từ mô hình mạch củacấu hình 3, tiến hành mô phỏng trong Matlab thu đƣợc dạng các đặc tuyến:
- Hình dạng và giá trị biên độ của dòng xung sét đi qua hệ thống nối đất trung tính nguồn của trạm biến áp
- Hình dạng và giá trị biên độ của dòng xung sét đi qua hệ thống nối đất của tòa nhà thứ nhất
- Hình dạng và giá trị biên độ của dòng xung sét đi qua trung tính nối đất lặp lại ở trụ điện thứ hai
- Hình dạng và giá trị biên độ của dòng xung sét đi qua hệ thống nối đất của tòa nhà thứ hai
Hình dạng và giá trị biên độ của dòng xung sét khi đi qua thiết bị chống sét được kết nối từ đường dây trung tính đến hệ thống nối đất của tòa nhà đầu tiên là rất quan trọng.
Hình dạng và giá trị biên độ của dòng xung sét khi đi qua thiết bị chống sét được kết nối từ đường dây pha đến hệ thống nối đất của tòa nhà đầu tiên rất quan trọng.