Các thông số kỹ thuật của thiết bị chống sét

Thứ bảy, 13/05/2023, 21:35

 

Các thông số kỹ thuật trên thiết bị chống sét

 

Ý nghĩa thông số kỹ thuật của thiết bị chống sét.

 

SPD - Surge Protection Device thường được gọi là thiết bị chống sét, thực chất chúng là các thiết bị triệt tiêu hay làm giảm bớt các xung điện quá áp đột biến phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau lan truyền trên đường dây (chứ không chỉ từ sét đánh). Nguyên lý hoạt động chính của SPD là chuyển hướng các xung quá áp này sang nơi khác một cách an toàn để hạ điện áp xung xuống mức mà thiết bị phía sau có thể chịu đựng được.

Trên tài liệu hoặc sản phẩm hiển thị các ký hiệu và thông số kỹ thuật để mô tả đặc tính riêng, dựa vào các tham số này chúng ta có thể hiểu và so sánh tính năng kỹ thuật của các thiết bị, để sử dụng chúng một cách phù hợp và hiệu quả hơn.

SPD được chia ra nhiều loại đáp ứng các yêu cầu của đối tượng cần bảo vệ, ứng dụng, vị trí lắp đặt... nên chúng được thể hiện theo các thông số kỹ thuật đặc trưng trên sản phẩm và tài liệu kỹ thuật.

 

Thông số về Type của thiết bị (Type of SPD)

 

Các SPD được chia thành 3 loại theo tiêu chuẩn IEC 61643-11 và EN 61643-11 theo 3 mức độ thử nghiệm khác nhau. Các mức độ kiểm tra này sẽ phụ thuộc vào vị trí lắp đặt của SPD trong mạng lưới kết nối và các điều kiện bên ngoài. Thông số này phân thành 3 loại:

Thông số Type 1 (Type 1 SPD)

Thiết bị cắt sét type 1 được thiết kế để lắp đặt ở vị trí có nguy cơ bị bị đánh trực tiếp là rất cao, đặc biệt là khi tòa nhà được trang bị các đầu cột thu lôi.

Trong trường hợp này, tiêu chuẩn EN 61643-11 và IEC 61643-11 đòi hỏi SPD phải được kiểm tra thử nghiệm theo mức 1 (class 1): kiểm tra này được đặc trưng bởi việc đưa vào xung điện có dạng sóng 10/350μs để mô phỏng các hệ quả dòng xung điện trực tiếp gây ra.

Do đó các thiết bị loại 1 phải đặc biệt mạnh mẽ để dẫn dòng điện xung năng lượng cao. Các thiết bị Type1 này chúng ta thường gọi là thiết bị cắt sơ cấp.

Ký hiệu thường được ghi trên sản phẩm và catalog là Iimp thể hiện khả năng cắt xung điện dạng sóng (10/350μs).

Thông số Type 2 (Type 2 SPD)

Thiết bị chống sét lan truyền Type 2 được thiết kế để lắp đặt tại ngõ vào của hệ thống điện, trong tủ phân phối chính, hoặc gần các thiết bị nhạy cảm mà công trình không trang bị kim thu sét.

Thiết bị được kiểm tra theo bài kiểm tra mức II (class 2) theo tiêu chuẩn IEC61643-11 hoặc EN61643-11 và dựa trên dòng xung dạng sóng 8/20μs.

Các thiết bị Type 2 này thường được lắp phía sau Type 1 gọi là thiết bị bảo vệ thứ cấp. Ký hiệu thường được ghi trên sản phẩm và catalog là In (hoặc Imax) thể hiện khả năng cắt dòng xung định mức (hoặc tối đa) dạng sóng (8/20μs).

Thông số Type 3 (Type 3 SPD)

Trong trường hợp đối tượng cần bảo vệ là các thiết bị điện tử rất nhạy cảm với dòng điện hoặc nằm tách biệt thì chúng cần phải được bảo vệ lặp lại thêm lần nữa: những SPD năng lượng thấp này là mức 2 hoặc 3. Các SPD đầu cuối này được thử nghiệm với một dạng sóng kết hợp (1,2/50 μs - 8/20 μs) theo bài kiểm tra cấp III (class 3).

 

Thông số kỹ thuật về dòng điện

 

  • IL : Dòng hoạt động lớn nhất (Maximum working current): Giá trị RMS của dòng điện xoay chiều hoặc giá trị của dòng điện liên tục trên một đường dây ở điều kiện hoạt động bình thường mà SPD vẫn hoạt động chính xác.

  • In : Dóng phóng định mức - In (8/20 μs) (nominal discharge current): Dòng phóng điện danh định (In) là mức dòng điện xung một SPD Type 1 hoặc Type 2 có thể chịu đựng lặp lại (15 xung) mà không bị phá hủy.

  • Imax : Dòng phóng điện tối đa của thiết bị Type 2 - Imax (maximum discharge current for type 2):Dòng phóng điện cực đại (Imax), áp dụng đối với SPD Type 2, là dòng điện xung 8/20μs tối đa mà SPD vẫn có thể chịu được và không bị phá hủy.

  • Iimp : Dòng phóng điện xung cho thiết bị Type 1 - Iimp (impulse current for type 1): Dòng điện xung (Iimp), được sử dụng trong thử nghiệm cấp 1 (Class I) đối với SPD Type 1, là dòng xung điện có dạng sóng 10/350μs tối đa SPD có thể chịu được mà không bị phá hủy.Thử nghiệm này mô phỏng theo hiệu ứng tác động trực tiếp vào hệ thống nguồn AC.

  • Ipe : Dòng rò (residual current / leakage current to Ground): Đây là thông số về giá trị dòng điện rò từ SPD chạy xuống đất. Đơn vị là A.

  • If : Dòng phóng theo - If (follow current): Đây là thông số về giá trị dòng của hệ thống điện đi qua SPD sau một dòng phóng điện xung quá áp. Đơn vị là kAeff.

  • Itotal : Dòng phóng điện tổng - Itotal (total discharge current): Tham số về tổng lưu lượng dòng phóng điện xung đi qua dây PE hoặc PEN của một SPD đa cực.

  • Isccr : Khả năng chịu ngắn mạch - Isccr (short circuits capability): SPD và bộ phận ngắt mạch liên quan (cầu chì) được thử nghiệm tại một giá trị dòng ngắn mạch tối đa (ví dụ: 25kA): giá trị Isccr này cần cao hơn dòng ngắn mạch của mạng điện tại vị trí lắp đặt thiết bị.

  • Bảo vệ quá dòng dự phòng (backup overcurrent protection): Một thiết bị bảo vệ quá dòng (cầu chì hoặc thiết bị ngắt điện), là một bộ phận của hệ thống điện, nằm ở trước TBCS và ở vị trí mà nó có thể bị quá nhiệt và ngắt mạch để kết thúc sự ngắn mạch mà TBCS không thể thực hiện được

  • Khả năng khống chế dòng phóng theo (follow up current extinguishing capability): Khi các bộ phóng điện (spark gap) hay ống phóng điện khí (gas discharge tube) phóng điện, chất điện môi bị phá vỡ làm xuất hiện hồ quang điện, và kết quả là xảy ra sự ngắn mạch giữa 2 dây dẫn được bảo vệ. Khi điện áp làm việc trở lại mức bình thường, hồ quang điện & sự ngắn mạch phải được khống chế triệt tiêu. Khả năng dập tắt dòng phóng theo cho biết dòng điện mà SPD có khả năng tự dập tắt để trở về điều kiện cách điện bình thường.

 

Thông số kỹ thuật về điện áp

 

  • Un : Điệp áp định mức - (Nominal voltage): Tham số về giá trị của điện áp xoay chiều hay một chiều của đường dây trong điều kiện bình thường để các SPD hoạt động chính xác.

  • Uc : Điện áp hoạt động tối đa - (Maximum operating voltage): Thông số này chỉ ra SPD còn có thể hoạt động liên tục với mức điện áp cụ thể nào đó, nếu cao hơn mức này thì SPD sẽ bị hư hỏng.

  • UT : Quá áp ngắn hạn - (Temporary overvoltage): Quá điện áp ngắn hạn UT (TOV) là giá trị R.M.S. tối đa mà SPD có thể chịu được trong 5 giây mà không bị hư hỏng. Trong nhiều trường hợp, thông số UT bằng hoặc vượt trội so với Uc. Một bài kiểm tra bổ sung là cần thiết cho hệ thống điện xoay chiều TT, để mô phỏng một quá điện áp tạm thời «cao áp» (TOV) giữa N và PE (áp dụng cho 1200 Vac, 300 A trong 200 ms): sự phù hợp với thử nghiệm này đòi hỏi việc sử dụng các sơ đồ CT2 (ống phóng khí chuyên biệt giữa N và PE).

  • Up : Cấp độ bảo vệ - (level of protection): Điện áp dư hay điện áp sót tối đa của SPD trong quá trình phóng dòng xung 8/20μs (tại giá trị tối đa của In hoặc Iimp).

  • Up-In : Cấp bảo vệ tại dòng định mức In : (level of protection at In): Đây là thông số hiển thị giá trị điện áp sót (hay điện áp dư) của SPD trong quá trình phóng dòng xung 8/20μs tại một giá trị được xác định (In hoặc Iimp). Tùy theo nhà sản xuất và công nghệ áp dụng mà Up này sẽ khác nhau ở cùng một giá trị Un, (với Công nghệ VG của Citel, giá trị Up này là rất thấp)

  • Điện áp với sóng kết hợp (điện áp mạch hở cho thiết bị loại 3 - Uo.c (voltage with combination wave (open circuit voltage) Uo.c. for type 3): Tham số này chỉ được sử dụng cho kiểm tra cấp III, áp dụng đối với SPD loại 3 và một sóng kết hợp (1,2/50 μs trong mạch hở - 8/20 μs trong ngắn mạch).

  • Điện áp đánh thủng của thiết bị chuyển điện áp (sparkover voltage of a voltage switching spd): Là giá trị điện áp tối đa trước khi xảy ra sự phóng điện đánh thủng giữa các điện cực trong khe phóng điện của một SPD.

 

Thông số kỹ thuật khác của SPD

 

  • Thời gian đáp ứng - (response time): Thông số thời gian đáp ứng (hay thời gian nhạy đáp) đặc trưng cho tốc độ kích hoạt bảo vệ của SPD. Nó có thể thay đổi theo độ dốc của dạng sóng áp dụng, mặc dù nói chung thời gian đáp ứng cho các varistor được coi là 25ns, trong khi đối với bộ phóng điện (spark gap) là 100ns.

  • Kiểu bảo vệ (Methods of protection): Đây là thông số chỉ ra kiểu hay hướng bảo vệ trong SPD, chúng có thể kết nối kiểu Pha – Đất (L-G) (kiểu thông thường), Pha – Trung tính (L-N) (kiểu so lệch), hoặc kết hợp cả hai. Các kiểu kết nối này được gọi là kiểu bảo vệ.

  • Cảnh báo của thiết bị chống quá áp (Overvoltage protector alarm): Thông số này biểu hiện có hay không và kiểu báo hiệu về tình trạng hoạt động của SPD. Cảnh báo hư hỏng có thể bằng chỉ thị màu trực quan, bằng đèn led, bằng chuông reo hoặc được trang bị tiếp điểm cho phép kết nối cảnh báo từ xa. Cảnh báo cho biết SPD ngắt kết nối trong trường hợp hỏng để tránh sự cố trên hệ thống điện.

  • Năng lượng đặc trưng W/R cho thử nghiệm type 1 (specific energy w/r for type 1 tests): Năng lượng bị tiêu tán bởi dòng điện xung Iimp trên 1 đơn vị điện trở, bằng với tích phân năng lượng trong điện trở tương đương suốt quá trình phóng điện. Đơn vị là kJ/Ω or kA2s.

  • Nhiệt độ làm việc - ϑ (working temperature): Dải nhiệt độ mà SPD có thể hoạt động bình thường đúng chức năng của chúng.

Các tin khác

Thứ bảy,13/05/2023
Cột thu lôi hay cột chống sét là các tên gọi thường dùng để nói đến một hệ thống lắp trên đỉnh của một tòa nhà hoặc trên cột cao, bao gồm 1 (hay nhiều) thanh kim loại có đầu nhọn, được nối với một dây dẫn điện bằng kim loại xuống mặt đất (tiếp địa) để bảo vệ tòa nhà trong trường hợp bị sét đánh. Khi sét có thể đánh xuống mục tiêu là tòa nhà thì chỉ đánh vào cột thu lôi mà thôi, không đánh trúng công trình, con người, cây cối .v.v.. tránh gây ra...
Thứ ba,06/12/2022
Biết cách chọn thiết bị bảo vệ như thế nào cho đúng thì sẽ có hiệu quả sử dụng tối ưu, vừa đảm bảo an toàn cao nhất mà chi phí lại thấp nhất ? Đó là một vấn đề mà bất kỳ ai cũng muốn nhưng không dễ đạt được, chúng ta chỉ có thể tối ưu hóa nó bằng cách phải tự tìm hiểu thêm các thông tin liên quan hoặc nhờ chuyên viên tư vấn mà thôi.
Thứ hai,27/05/2024
Hệ thống chống sét là gì ? đó là một tập hợp các thiết bị và phương pháp kỹ thuật nhằm bảo vệ các công trình xây dựng, thiết bị điện tử và con người khỏi thiệt hại do giông sét gây ra.
Thứ năm,23/05/2024
Chống sét là một phần không thể thiếu trong việc bảo vệ con người, tài sản và môi trường. Hiểu rõ về tác hại và nguyên nhân sẽ có quyết định đầu tư lắp đặt các hệ thống để bảo vệ hiệu quả và an toàn
Thứ bảy,13/05/2023
Các mạng điện khác nhau có nhiều đặc điểm kỹ thuật và đấu nối khác nhau nên các nhà sản xuất đã thiết kế ra các sản phẩm để lắp đặt bảo vệ tương ứng. Nếu chọn sai và lắp đặt không đúng kỹ thuật thì không chỉ mất tính hiệu quả mà còn có thể gây ra hư hỏng, cháy nổ, mất an toàn điện và ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.
Thứ hai,03/04/2023
Gần đây, các nhà nghiên cứu Brazil đã may mắn quay lại được thời điểm tia sét tiếp cận với cột thu lôi, quay rõ được khoảnh khắc thu lôi phóng tia tiên đạo đi lên để kết nối với tia sét hướng xuống.
Thứ hai,13/03/2023
Một số văn bản và tiêu chuẩn chống sét, tiếp đất, liên kết và che chắn điện từ trường dông sét: Các tiêu chuẩn quốc tế gồm tiêu chuẩn của IEC (Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế), IEEE, các khuyến nghị của ITU-T. Các tiêu chuẩn Quốc gia gồm: Tiêu chuẩn Mỹ, Anh, Tây ban nha, Việt nam
Thứ tư,07/12/2022
Điện trở suất của đất là gì ? Điện trở của một khối đất lập phương bằng 1m3, đối với dòng điện chảy từ một mặt của khối đất này sang mặt đối diện. Điện trở suất của đất có đơn vị là Ωm (ôm mét). Có thể đo điện trở suất của đất theo phương pháp Wenner hoặc Schlumberger .
Thứ tư,07/12/2022
Sử dụng Type của thiết bị chống sét như thế nào ? CácTBCS thuộc nhóm hay Type được các nhà sản xuất quy định trên mỗi sản phẩm, chúng phải đáp ứng theo các yêu cầu thử nghiệm của tiêu chuẩn IEC. Vậy khi nào thì sử dụng type 1, type 2 hay type 3, sử dụng như thế nào là phù hợp ?
Thứ tư,07/12/2022
Sét là một hiện tượng khí tượng phức tạp. Nắm rõ được bản chất quá trình hình thành và tác động của sét đến các công trình xây dựng, ví dụ như các tòa nhà, kho tàng, bến bãi, các cột, tháp vô tuyến, phát thanh truyền hình, các đường dây điện lực, đường dây viễn thông, đường dây điện thoại, internet, cáp đồng trục anten phi đơ từ đó ta có các biện pháp phòng chống sét một cách có hiệu quả. Vậy sét là gì ?