Lightning Protection Solutions for Residential Housing

I. Ảnh hưởng của giông sét đối với nhà ở dân dụng

Sét là một hiện tượng thiên nhiên phức tạp, xảy ra do sự chênh lệch điện thế giữa các đám mây hoặc giữa đám mây và mặt đất. Quá trình phóng điện từ sét có thể mang đến dòng điện cực mạnh, đủ sức phá hủy nhiều công trình và thiết bị điện tử.

Sét có thể tác động đến nhà ở theo hai cách

• Tác động trực tiếp: Sét đánh trực tiếp vào nhà hoặc công trình, gây ra cháy nổ và phá hủy cấu trúc.
• Tác động gián tiếp: Sét đánh vào các đường dây điện, điện thoại hoặc truyền hình và truyền tải dòng điện mạnh vào hệ thống điện của nhà.

Tác hại của sét đối với nhà ở dân dụng

• Nguy hiểm cho con người: Nguy cơ bị điện giật hoặc bị thương khi sét đánh vào nhà hoặc các thiết bị điện.
• Cháy nổ: Sét đánh trực tiếp có thể gây ra cháy nổ do nhiệt độ cao và dòng điện mạnh.
• Hư hỏng thiết bị điện tử: Dòng điện cao áp có thể làm hỏng các thiết bị điện tử như TV, máy tính, điện thoại và các thiết bị gia dụng khác.
• Nguy hiểm cho gia súc chăn nuôi: Gia súc chăn nuôi như bò, heo, gà vịt có thể bị chết do sét đánh xuống công trình.

>> Xem thêm: Sét là gì, sét tác động như thế nào?

II. Cần làm gì để hạn chế tác hại của sét đối với nhà ở

Để hạn chế tác hại, trước hết chúng ta phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa một cách nhanh chóng khi trời bắt đầu có dông, như đi vào nhà, không đứng gần cửa sổ, rút phích cắm điện ra khỏi ổ cắm. (hãy xem: Nếu trời có giông sét cần làm gì để đảm bảo an toàn)

Biện pháp bảo vệ chủ động là thực hiện chống sét toàn diện cho ngôi nhà của bạn.

Chống sét cho nhà ở là việc lắp đặt các hệ thống và thiết bị nhằm bảo vệ nhà cửa và các thiết bị điện tử khỏi tác hại của sét bằng cách dẫn dòng điện sét đó xuống đất một cách an toàn trước khi nó có thể gây hại.

Tùy theo quy mô và đặc điểm của căn nhà, theo hướng tác động của sét mà chúng ta chọn các giải pháp chống sét phù hợp.

Các phương án bảo vệ chính cho nhà ở

• Hệ thống Chống sét trực tiếp: Bảo vệ cho con người, ngôi nhà, phương tiện và các sinh thực vật khác trong vườn bằng kim chống sét.
  • Cổ điển Franklin
  • Kim thu sét hiện đại
  • Phân tán điện tích
• Hệ thống chống sét lan truyền: Bảo vệ cho thiết bị điện và điện tử trong nhà bằng các thiết bị chống sét (SPD):
  • Bảo vệ cho đường nguồn điện AC/DC
  • Cho đường dữ liệu như điện thoại, truyền hình, camera

III. Một số nguyên tắc về chống sét cho nhà ở

1. Bảo vệ bên ngoài cho nhà ở bằng kim Franklin

Đây là phương pháp đã được phát minh và sử dụng đầu tiên trên thế giới bởi Franklin.

Cách lắp đặt: Kim Franklin là các thanh kim loại dài từ 0.5-3m có đầu vuốt nhọn được gắn trên các đỉnh và các góc mái nhà. Chúng được liên kết với nhau bằng cáp đồng hoặc thanh sắt. Khi sét đánh vào đầu kim, dòng điện sét sẽ được dẫn xuống đất qua các dây dẫn sét và hệ thống tiếp đất.

Ưu điểm: Giá thành thấp

Nhược điểm: Vùng bảo vệ nhỏ quanh kim, phải lắp nhiều kim, thi công phức tạp hơn

2. Bảo vệ bên ngoài bằng kim thu sét tiên đạo

Đây là các sản phẩm mang tính hiện đại hơn, sử dụng tính năng phát xạ sớm để thu hút dòng điện sét trước các đối tượng khác trên mái nhà và xung quanh.

Cách lắp đặt: Chỉ cần lắp đặt 1 cây trên mái nhà hoặc cột độc lập là có vùng bảo vệ rộng lớn.

Ưu điểm: Vùng bảo vệ lớn, lắp đặt đơn giản

Nhược điểm: Giá thành cao hơn, tác dụng phụ do thu hút dòng điện sét về sẽ gây ra hiệu ứng sét lan truyền càng nhiều hơn.

Khuyến nghị:

• Xem xét kỹ về sản phẩm chất lượng, sản phẩm đúng phát xạ sớm phải được kiểm chuẩn bởi phòng thí nghiệm độc lập, đáp ứng các điều kiện theo tiêu chuẩn NFC-17-102 của Pháp.
• Với nhà ở nhỏ hoặc nhà phố, không nên sử dụng Kim ESE vì nó sẽ chủ động thu hút sét trong 1 phạm vi rất lớn (100 mét trở lên), từ đó sẽ tạo hiệu ứng lan truyền nhiều hơn.

3. Bảo vệ bên ngoài bằng kim phân tán điện tích

Kim phân tán là sản phẩm được phát triển và sử dụng mới nhất hiện nay, đơn giản nhưng lại vô cùng hiệu quả với nguyên lý phân tán điện điểm.

Cách lắp đặt: Có thể sử dụng 1 kim gắn trên trụ đỡ như kim ESE nếu công trình nằm trong vùng bảo vệ với góc 45°. Có thể lắp thêm các kim khác ở các góc cạnh khác của mái công trình để tăng cường vùng phân tán.

Ưu điểm: Không để xảy ra sét đánh xuống, từ đó hạn chế hoàn toàn tác động trực tiếp lẫn gián tiếp do sét đánh gây ra. An toàn hơn các phương pháp thu như trên.

Nhược điểm: Giá thành cao hơn, có thể lắp nhiều vị trí hơn.

4. Bảo vệ cho hệ thống điện AC của nhà

Để bảo vệ an toàn cho hệ thống điện, ngoài việc sử dụng các thiết bị điện cơ bản như MCB, cầu chì, RCCB để chống ngắn mạch, rò điện, cần trang bị thêm các thiết bị có chức năng bảo vệ quá áp / thấp áp, thiết bị chống sét lan truyền (SPD).

Nguyên tắc:

• Chọn SPD phù hợp với mạng điện 1 pha, 3 pha và mức điện áp.
• Tủ điện chính đầu vào phải sử dụng thiết bị cắt sét AC Type 1 để triệt tiêu các xung sét trực tiếp.
• Tủ điện nhánh (tầng, phòng) sử dụng thiết bị chống sét lan truyền Type 2 hoặc Type 3 để triệt tiêu các xung cảm ứng lan truyền.
• Sử dụng các thiết bị bảo vệ quá áp, sụt áp phù hợp với dòng tải và khả năng tự đóng mở.

5. Bảo vệ cho hệ thống điện mặt trời áp mái

Điện mặt trời áp mái của nhà ở cần lắp đặt các SPD bảo vệ cho Inverter ở cả hai đầu, gồm phía DC từ tấm pin mặt trời về và AC nối lưới.

Cách lắp đặt:

• Nếu trên mái nhà có kim thu sét ese: Sử dụng thiết bị chống sét nguồn Solar Type 1 lắp trước Inverter hoặc bộ sạc ắc quy.
• Nếu trên mái nhà không có kim thu sét chủ động hoặc dùng kim tán sét: Sử dụng thiết bị chống sét điện mặt trời Type 2.
• Nếu có hòa lưới AC, sử dụng SPD Type 2 lắp trong tủ điện mặt trời.

6. Bảo vệ cho đường truyền hình cáp

Sử dụng SPD lắp ở lối vào trước đầu chia tín hiệu.

Đề xuất: Sử dụng CNP90TV để lắp trực tiếp trên đường cáp đồng trục của nhà cung cấp đi vào.

7. Chống lan truyền bảo vệ đường điện thoại / internet

Hiện nay hầu hết đã được kết nối bằng cáp quang nên không cần lắp SPD bảo vệ. Nếu sử dụng cáp đồng thì phải lắp SPD, sử dụng DLA-170 lắp ở đầu vào.

8. Bảo vệ cho hệ thống Camera

Với những camera nếu đi ra ngoài trời, ngoài vườn cần được lắp thiết bị chống sét cho camera bảo vệ.

Lựa chọn sản phẩm: Cần chọn sản phẩm phù hợp với dạng đường truyền như tín hiệu analog, digital, nguồn được cấp rời hay thông qua đường Ethernet POE.

9. Lắp đặt hệ thống tiếp địa

Cách lắp đặt: Sử dụng các cọc tiếp địa (dạng sắt V mạ kẽm, cây sắt tròn mạ kẽm, cây đồng tròn hoặc mạ đồng) dài từ 2-3m đóng quanh nhà, đỉnh cọc cách mặt đất 0.5m, các cọc cách nhau 2-3m. Sử dụng dây kim loại tiết diện 40-50mm² để liên kết các cọc lại với nhau và nối đến các hộp nối đất chung. Từ các hộp đó sẽ kết nối lên kim thu lôi và các thanh đất trong tủ điện.

Điều kiện đất: Tùy theo điều kiện đất mà sử dụng nhiều hay ít cọc tiếp địa để đảm bảo điện trở tiếp đất đo được phải thấp hơn 8 Ohm.

IV. Các giải pháp đề xuất cho nhà ở dân dụng

Bảng tổng hợp sau là các thiết bị được đề xuất sử dụng theo các phương án bảo vệ như trên, cần chọn phương án phù hợp với công trình

V. Kết luận

Việc lắp đặt hệ thống chống sét cho nhà ở dân dụng là một biện pháp quan trọng để bảo vệ cho gia đình và tài sản. Sự đầu tư vào hệ thống chống sét không chỉ đảm bảo an toàn mà còn mang lại sự yên tâm trong cuộc sống hàng ngày. Hãy lựa chọn các sản phẩm chất lượng từ các nhà cung cấp uy tín và đảm bảo lắp đặt đúng quy chuẩn hoặc chọn các công ty chống sét chuyên nghiệp để đạt hiệu quả cao và an toàn nhất.