Việc lắp đặt thiết bị chống sét có đảm bảo an toàn tuyệt đối không? — Giới hạn năng lực và sự thật về hỏng hóc của thiết bị chống sét

Những Điều Thiết Bị Chống Sét Có Thể Và Không Thể Thực Hiện?

Thiết bị chống sét (Thiết bị bảo vệ chống xung lan truyền / SPD) về cơ bản là một thiết bị giới hạn điện áp và phân dòng: trong điều kiện vận hành bình thường, nó duy trì ở trạng thái tổng trở cao; khi xuất hiện quá điện áp do sét, nó nhanh chóng chuyển sang trạng thái tổng trở thấp, dẫn dòng xung xuống hệ thống nối đất và kẹp điện áp trên thiết bị được bảo vệ ở mức an toàn.

Tuy nhiên, nó có những giới hạn năng lực rõ ràng:

Sét phá hủy thiết bị thông qua nhiều đường dẫn, không chỉ một:

1. Sét đánh thẳng — Sét đánh trực tiếp vào thiết bị hoặc đường dây.
2. Quá áp lan truyền dọc theo đường dây — Các xung quá áp lan truyền dọc theo đường dây điện, cáp dữ liệu, đường dây thông tin liên lạc, v.v., vào thiết bị. Phần lớn các thiệt hại do sét gây ra cho thiết bị xảy ra qua đường dẫn này.
3. Quá điện áp phản kích do tăng điện thế đất (GPR) — Dòng điện sét làm tăng điện thế đất cục bộ tức thời, tạo ra chênh lệch điện thế quá độ giữa các thiết bị, dẫn đến đánh thủng cách điện.
4. Cảm ứng điện từ — Kênh sét tạo ra một trường điện từ quá độ mạnh, cảm ứng ra điện áp cao trong các vật dẫn lân cận.

Việc chỉ lắp đặt chống sét van trên một đường dây duy nhất chỉ cấu thành "bảo vệ chống sét cục bộ" — nó không thể ngăn chặn sét xâm nhập qua các đường dẫn khác. Bảo vệ chống sét toàn diện đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng giữa bảo vệ chống sét bên ngoài (kim thu sét, dây dẫn sét, hệ thống tiếp địa) và bảo vệ chống sét bên trong (che chắn, liên đẳng thế, thiết bị cắt lọc sét, đi dây đúng cách). Bất kỳ mắt xích nào bị thiếu hoặc hỏng hóc đều có thể khiến toàn bộ hệ thống bảo vệ bị thất bại.

Tại sao bản thân thiết bị chống sét van lại "không thể bảo vệ"?

Thiết bị chống sét van vẫn có thể bị hỏng. Các nguyên nhân phổ biến bao gồm:

Lưu ý quan trọng: Cửa sổ chỉ báo của SPD chuyển sang màu đỏ (hoặc hiển thị màu báo lỗi) có nghĩa là phần tử bên trong đã bị lão hóa hoặc bộ ngắt nhiệt đã hoạt động — khả năng bảo vệ bị mất và thiết bị phải được thay thế ngay lập tức. Tuy nhiên, nhiều thiết bị chống sét không hiển thị bất kỳ dấu hiệu bất thường nào bên ngoài ngay cả khi các phần tử van bên trong bị suy giảm hoặc hơi ẩm đã xâm nhập; chỉ kiểm tra bằng mắt thường không thể xác nhận được sự an toàn. Kiểm tra điện chuyên nghiệp là rất cần thiết để phát hiện sự suy giảm ẩn.

Cách tiếp cận chống sét đúng đắn？

1. Chống sét tổng hợp, bảo vệ phân vùng — Bảo vệ bên ngoài (thu sét, dây dẫn xuống, tiếp địa) + bảo vệ bên trong (che chắn, liên kết đẳng thế, SPD) + bảo vệ đường tín hiệu. Cả ba đều không thể thiếu. SPD nên được phân tầng: Loại 1 tại bảng điện chính để xả dòng điện cao, Loại 2 tại bảng điện phân phối phụ để giới hạn điện áp, Loại 3 tại đầu cuối thiết bị để bảo vệ tinh vi.

2. Tiếp địa phải đáng tin cậy — Yêu cầu về điện trở tiếp đất thay đổi tùy theo ứng dụng: tòa nhà thông thường ≤ 10 Ω; hệ thống điện ≤ 4 Ω; trung tâm dữ liệu, bệnh viện và các cơ sở quan trọng khác ≤ 1 Ω.

3. Lắp đặt bảo vệ dự phòng chuyên dụng — Nên lắp đặt Aptomat bảo vệ chống sét (SCB) hoặc Cầu chì bảo vệ chống sét (SFB) ở phía thượng nguồn của SPD để ngăn ngừa ngắn mạch từ SPD bị lỗi gây nhảy aptomat thượng nguồn hoặc cháy nổ.

4. Kiểm tra và bảo trì thường xuyên — Tòa nhà thông thường: ít nhất hàng năm; môi trường dễ cháy nổ: nửa năm một lần; kiểm tra trước mùa mưa bão là hiệu quả nhất.

5. Rút phích cắm các thiết bị nhạy cảm trong cơn dông — Ngay cả khi có hệ thống chống sét hoàn hảo, xung cảm ứng vẫn có thể xâm nhập qua các đường dây. Rút phích cắm các thiết bị có giá trị là biện pháp bảo vệ cuối cùng.

Tóm tắt

Thiết bị chống sét là một thành phần không thể thiếu của hệ thống chống sét, nhưng nó không phải là thiết bị vạn năng "lắp là quên". Sét xâm nhập vào thiết bị thông qua các con đường đa dạng (đánh thẳng, xung dẫn, tăng điện thế đất, cảm ứng điện từ); một thiết bị chống sét đơn lẻ không thể cung cấp khả năng bảo vệ toàn diện. Hơn nữa, bản thân thiết bị chống sét có thể mất khả năng bảo vệ do lão hóa, vượt quá năng lượng, hỏng lớp bịt kín, mất kiểm soát nhiệt, lựa chọn không phù hợp hoặc lắp đặt không đúng tiêu chuẩn.

An toàn chống sét thực sự dựa trên sự hiệp đồng hệ thống của:
Chống sét bên ngoài + Chống sét bên trong + Bảo vệ phân vùng + Tiếp địa đáng tin cậy + Bảo vệ dự phòng chuyên dụng + Bảo trì thường xuyên.

Chỉ bằng cách tích hợp thiết bị chống sét vào một hệ thống chống sét toàn diện, hoàn chỉnh và bảo trì liên tục thì rủi ro thiệt hại do sét đánh mới có thể được giảm thiểu ở mức tối đa.

Chỉnh sửa từ：Noah