Chống Sét Lan Truyền : Giải Pháp Bảo Vệ Thiết Bị Điện Hiệu Quả

1. Giới thiệu về sét lan truyền

Sét lan truyền là gì ?

Sét lan truyền là hiện tượng các xung điện áp cao đột biến truyền trên các vật liệu dẫn điện như dây cáp hoặc mạch điện từ nơi này sang nơi khác, từ ngoài trời đi vào bên trong thiết bị điện.

Nguồn gốc

Các xung điện áp đột biến này có thể xuất phát từ các sự kiện như:

• Sét đánh giữa các đám mây hoặc bên trong đám mây.
• Sét đánh vào công trình hoặc các cột thu lôi trên mặt đất.
• Sét đánh vào các đường dẫn điện tín hiệu đi nổi.
• Sét đánh vào mặt đất hoặc mặt nước.
• Các hoạt động chuyển mạch (mở/tắt) của các máy động cơ công suất cao cũng có thể gây ra các xung điện lan truyền trên đường dây kết nối.

Các trường hợp sét đánh tạo ra xung điện áp đột biến lan truyền vào thiết bị điện

Đặc điểm

Các xung điện này thường có cường độ và điện áp rất cao, dạng sóng đặc thù và năng lượng truyền đi rất nhanh theo các đường dẫn, tác động đến các thiết bị điện và điện tử đang kết nối ngay lập tức.

Tác hại

Chúng gây hư hỏng và giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, đồng thời có thể gây nguy hiểm cho con người. Các tác hại này bao gồm làm hỏng mạch điện tử, gây cháy nổ và làm gián đoạn hoạt động của các hệ thống máy móc, thiết bị.

2. Giới thiệu về chống sét lan truyền

Chống sét lan truyền là gì?

Chống sét lan truyền là việc sử dụng các biện pháp và thiết bị chuyên dụng để hạn chế tác động gián tiếp của sự kiện sét đánh, nhằm bảo vệ hệ thống các thiết bị điện và điện tử không bị hư hỏng.

Vai trò của chống sét lan truyền

Bên cạnh hệ thống cột thu lôi bảo vệ công trình, chống sét lan truyền đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc bảo vệ an toàn cho hệ thống điện của công trình. Chúng là một phần không thể thiếu trong chiến lược bảo vệ toàn diện, giúp tăng tuổi thọ cho các thiết bị điện tử, giảm nguy cơ hư hỏng và duy trì hoạt động thường xuyên cho các hệ thống máy móc và thiết bị điện.

Nguyên lý chống sét lan truyền

Sử dụng các thiết bị chống sét lan truyền lắp đặt trên các đường dây kết nối như cấp nguồn hoặc truyền tín hiệu điện để ngăn chặn và triệt tiêu các xung điện áp cao, hoặc giảm xuống đến mức an toàn cho các thiết bị điện và điện tử nhạy cảm phía sau.

Video mô phỏng nguyên lý

Mỗi khi có xung quá áp đột biến xuất hiện trên đường dây (do sét hay hoạt động chuyển mạch công nghiệp tạo ra) thì các bộ chống sét lan truyền (SPD) sẽ lập tức chuyển hướng dòng điện nguy hiểm này xuống đất, nhằm làm giảm thấp các xung đó xuống ngưỡng an toàn mà các thiết bị phía sau có thể chịu được mà không bị hư hỏng.

Bộ chống sét lan truyền là gì ?

Đó là tập hợp các sản phẩm mà bên trong chứa các phần tử có khả năng dẫn dòng điện đi qua khi điện áp tăng đến ngưỡng tới hạn.

Các phần tử của SPD đang sử dụng phổ biến:

• Varistor (MOV - Metal Oxide Varistor): Là thành phần chính, có khả năng thay đổi trở kháng khi điện áp thay đổi. Khi điện áp tăng cao đột ngột, MOV sẽ dẫn dòng điện thừa xuống đất để bảo vệ thiết bị. MOV hoạt động nhanh, bảo vệ hiệu quả trước các xung điện áp.
• Ống phóng khí (GDT - Gas Discharge Tube): Sử dụng trong các hệ thống yêu cầu chịu dòng sét lớn. GDT sẽ dẫn dòng sét trực tiếp xuống đất khi đạt ngưỡng điện áp kích hoạt.
• Diode triệt xung (TVS - Transient Voltage Suppressor): Được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ phản ứng rất nhanh và bảo vệ điện áp thấp. Đặc biệt hiệu quả với các tín hiệu dữ liệu và điện tử nhạy cảm.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị chống sét lan truyền

• Giai đoạn bình thường (không có xung điện áp) SPD ở trạng thái chờ (như công tắc ở trạng thái mở), không ảnh hưởng đến dòng và điện áp hoạt động bình thường của mạch.
• Khi có xung điện quá áp (từ sét đánh hoặc sự cố lưới điện) Khi điện áp vượt ngưỡng kích hoạt của SPD (Umax), các thành phần như MOV, GDT hoặc TVS sẽ lập tức giảm trở kháng (như công tắc đóng mạch) để dẫn dòng điện thừa đi qua hệ thống nối đất.
• Hạ xung điện áp SPD sẽ triệt tiêu xung điện áp bằng cách giới hạn biên độ điện áp ở mức an toàn Up để bảo vệ các thiết bị đầu cuối khỏi hư hỏng.
• Quay lại trạng thái chờ Sau khi triệt tiêu xung điện áp, SPD sẽ trở lại trạng thái chờ với trở kháng cao, không ảnh hưởng đến mạch điện.

Chu trình thực hiện của SPD

3. Các biện pháp chống sét lan truyền

• Ngắt kết nối: Ngắt kết nối các thiết bị điện không cần thiết khi có dông để tránh bị hư hỏng bởi xung điện áp cao.
• Hạn chế vật liệu dẫn điện: Sử dụng các vật liệu không dẫn điện để giảm thiểu rủi ro như cáp quang.
• Phân tán điện tích: Sử dụng hệ thống phân tán sét để hạn chế tối đa tác động cảm ứng lan truyền.
• Lắp đặt SPD: Thiết kế và lắp đặt hệ thống chống sét lan truyền đầy đủ, đúng tiêu chuẩn yêu cầu.

4. Phân loại chống sét lan truyền

Phân loại theo đường kết nối

1. Chống sét lan truyền trên đường nguồn AC: Sử dụng các thiết bị chống sét AC phù hợp lắp giữa dây dẫn của hệ thống lưới điện để ngăn chặn và triệt tiêu các xung điện trước khi chúng đi vào các thiết bị điện cần bảo vệ. Các thiết bị này được lắp đặt ở đầu nguồn và ở các tủ điện nhánh.
2. Chống sét lan truyền trên đường nguồn DC: Sử dụng các thiết bị chống sét DC lắp đặt trên các đường dây điện một chiều để ngăn chặn và triệt tiêu các xung điện đột biến lan truyền, bảo vệ hệ thống các thiết bị kết nối nguồn một chiều.
3. Chống sét lan truyền trên đường truyền dữ liệu:

• Sử dụng các thiết bị chống sét đường dữ liệu lắp đặt trực tiếp trên các đường dẫn tín hiệu điện để ngăn chặn các xung điện lan truyền.
• Thiết bị chống sét đường mạng bảo vệ an toàn cho các thiết bị mạng nội bộ, mạng camera an ninh.
• Thiết bị chống sét đường tín hiệu điều khiển bảo vệ cho mạng tín hiệu công nghiệp và các đường tín hiệu của cảm biến trong các hệ thống báo cháy, khí tượng thủy văn và hệ thống xử lý tự động khác.

4. Chống sét lan truyền trên đường truyền viễn thông: Sử dụng các thiết bị chống sét cho viễn thông lắp đặt trực tiếp trên các đường truyền tín hiệu hữu tuyến và các anten thu phát của ngành viễn thông để bảo vệ các thiết bị điện tử chuyên dung khỏi bị hư hỏng do sét đánh v.v.

Phân loại theo công trình

Mỗi công trình có mỗi đặt điểm khác nhau về quy mô kiến trúc, trang thiết bị và hoạt động nên cũng có những giải pháp chống sét khác nhau. Tùy theo nhu cầu và tầm quan trọng của nó mà chọn lựa và thực hiện các phương án phù hợp, bảo đảm bảo vệ các thiết bị điện tử và công nghệ hoạt động ổn định và an toàn.

5. Kết Luận

Chống sét lan truyền là một trong những biện pháp quan trọng để bảo vệ các thiết bị điện tử và hệ thống điện khỏi các tác động của sét. Lưu ý khi lắp đặt và lựa chọn các tủ chống sét có chất lượng tốt, phù hợp với các tiêu chuẩn chống sét sẽ đảm bảo an toàn, tăng tuổi thọ và duy trì hoạt động liên tục của cả hệ thống.

Để đạt được hiệu quả bảo vệ tối đa, cần phải kết hợp các biện pháp phòng ngừa và chủ động, lựa chọn các giải pháp an toàn cho từng công trình sẽ mang lại hiệu quả lớn trong việc bảo vệ tài sản và duy trì sự hoạt động liên tục cho hệ thống.

Nếu bạn cần giải pháp chống sét lan truyền tốt nhất và hiệu quả nhất với chi phí phù hợp, hãy chọn công ty chống sét chuyên nghiệp và có kinh nghiệm để thực hiện.

Quý khách đừng ngần ngại liên hệ với TAEC để nhận thêm sự hỗ trợ và hợp tác. Chúng tôi sẽ đồng hành cùng bạn để mang lại giải pháp tối ưu và hiệu quả nhất.