Nhiều gia đình thật sự chưa thật sự quan tâm đến chống sét nhà dân dụng vì cho rằng chưa cần thiết, tốn kém chi phí. Tuy nhiên để đảm bảo an toàn cho chính gia đình bạn, đây là vấn đề cần thiết và nên thực hiện càng sớm càng tốt. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ hướng dẫn các bạn cách làm chống sét nhà dân dụng an toàn và hiệu quả, có thể áp dụng cho nhiều gia đình.
MỤC LỤC
Có nên làm nhà chống sét dân dụng không?
Trước khi đi đến câu trả lời có nên làm nhà chống sét dân dụng hay không. Bạn nên nắm được thế nào là sét và phân loại của sét, từ đó có cơ sở để xây dựng các kiểu nhà khác nhau, phù hợp với nhu cầu sử dụng.
Sét là hiện tượng tự nhiên được tạo nên do sự phóng điện giữa các đám mây mang điện tích trái dấu hoặc giữa các đám mây và một điểm trên mặt đất hoặc trong nội bộ đám mây khi điện trường khí quyển đám mây đạt đến một giá trị nhất định.
Nguyên nhân hình thành sét
Nguyên nhân làm xuất hiện sét là do sự hình thành các điện tích khối lớn. Nguồn sét chính là các đám mây mưa dông mang điện tích dương và âm ở các phần trên và dưới của đám mây, tạo ra điện trường có cường độ lớn.
Sự hình thành của các điện tích khối với các cực tính khác nhau trong đám mây có sự liên quan đến sự ngưng tụ do làm lạnh hơi nước của luồng không khí nóng đi lên, tạo ra các ion dương và âm.
Trong quá trình tích lũy các điện tích có phân cực khác nhau, một điện trường với cường độ luôn được gia tăng hình thành xung quanh đám mây. Sét gây ra các tác hại tĩnh điện, điện từ, nhiệt, động lực đến các đối tượng xung quanh như thiết bị kỹ thuật điện, đường dây thông tin, tín hiệu và gây ra các thiệt hại lớn.
Phân loại sét
Dựa vào vị trí cũng như đặc tính của sét mà người ta chia thành 3 loại:
+ Đầu tiên là sét đánh trực tiếp. Đây là loại sét đánh trực tiếp vào các tòa nhà, nhà máy cũng như những nơi có mặt bằng co hơn so với xung quanh. Loại sét này rất nguy hiểm, gây hậu quả nghiêm trọng và dẫn đến chết người.
+ Thứ hai là sét đánh gián tiếp. Đây là loại sét đánh vào đường dây điện sau đó lan truyền theo đường dây vào trong công trình, từ đó phá hủy các thiết bị điện, công nghệ được kết nối với nhau.
+ Thứ ba là sét cảm ứng. Loại sét này gồm cảm ứng điện từ và cảm ứng tích điện. Sét cảm ứng điện từ tạo ra các xung điện sóng gây hỏng các thiết bị điện tử. Còn sét cảm ứng tích điện tạo ra các tia điện nhỏ dễ gây ra cháy nổ khi tiếp xúc với các môi trường dễ cháy.
Nhiều gia đình băn khoăn có nên làm nhà chống sét dân dụng hay không. Thực tế cho thấy bất kỳ vị trí nào, khu vực nào cũng có thể bị sét đánh bất cứ lúc nào. Vì vậy mỗi gia đình nên tự bảo vệ chính mình bằng cách lắp đặt hệ thống chống sét cho nhà ở. Việc lắp đặt hệ thống chống sét theo các chuyên gia nên kết hợp lắp đặt chống sét trực tiếp kết hợp chống sét đánh thức cấp (sét cảm ứng hoặc lan truyền)
Vì khi sét đánh vào nhà bạn, ngoài luồng sét trực tiếp sẽ có luồng sét lan truyền hoặc cảm ứng đi vào hệ thống điện, truyền hình cáp. Nếu không có cách ngăn chặn dòng điện này sẽ gây hư hại đến các thiết bị điện tử như máy tính, đồ điện gia dụng. Vì vậy hãy bảo vệ tính mạng của chính bạn và tài sản trong gia đình, bạn nên đừng chủ quan nhé.
Nơi nào cần lắp hệ thống chống sét
Những nơi tụ họp đông người nhất định nên lắp hệ thống chống sét
Những nơi cần được bảo vệ dịch vụ công cộng thiết yếu
Những nơi thường xuyên xảy ra sét đánh hoặc gần với vùng bị sét đánh nên trang bị hệ thống chống sét
Những tòa nhà cao tầng, nhà đứng đơn độc một mình, nơi có chứa các loại nguyên vật liệu dễ cháy nổ cần trang bị chống sét cho an toàn.
Công thức xác định xác suất sét đánh vào công trình như sau:
Xác suất sét = Mật độ sét phóng xuống đất x diện tích thu sét hữu dụng của kết cấu
Trong đó:
+ Mật độ sét phóng xuống đất (Ng) là số lần sét phóng xuống mặt đất trên 1km2 trong 1 năm
+ Diện tích thu sét hữu dụng của mỗi kết cấu là diện tích mặt bằng các công trình kéo dài trên tất cả các hướng có tính kèm chiều cao của nó. Cạnh của diện tích thu sét hữu dụng được mở rộng ra từ cạnh của kết cấu một khoảng bằng chiều cao của kết cấu tại điểm tính chiều cao.
Phân loại các dạng chống sét và giải pháp hệ thống chống sét
Chống sét đánh thẳng
Cấu hình
Các đầu kim thụ sét
Các đầu này thường làm bằng thép mạ đồng, đồng thau đúc bằng inox. Chiều dài của kim sẽ phụ thuộc vào cấu trúc của công trình cần được bảo vệ.
Dây dẫn sét
Dùng dẫn dòng sét từ các đầu kim thu đến hệ thống tiếp đất. Phần này thường làm bằng đồng lá hoặc cáp đồng trần, tiết diện của dây được quy định theo tiêu chuẩn quốc tế từ 50mm2 đến 75mm2.
Hệ thống tiếp đất
Hệ thống tiếp đất dùng để tản dòng điện sét trong đất. Cấu hình của hệ thống này bao gồm:
+ Các cọc tiếp đất thường dài từ 2,4m – 3m. Đường kính ngoài thường là 14 – 16mm. Được chôn thẳng đứng và cách mặt đất từ 0,5 – 1m. Khoảng cách cọc với cọc từ 3 – 15m.
+ Dây tiếp đất thường là cáp đồng trần có tiết diện từ 50 – 75mm2 dùng để kết nối các cọc tiếp đất với nhau. Cáp này nằm âm dưới mặt đất từ 0,5 – 1m.
+ Ốc siết cáp hoặc mối hàn hóa nhiệt dùng để liên kết các cọc tiếp đất với nhau.
Với chống sét đánh thẳng sẽ có 2 công nghệ thường được áp dụng đó là: Công nghệ tiêu tán đám mây điện tích không cho hình thành tia tiên đạo sét và Công nghệ phát tia tiên đạo sớm.
Giải pháp
Công nghệ chống sét bằng tiêu tán đám mây điện tích không cho hình thành tia điện đạo sét (dissipation array system)
Công nghệ này giá thành cao nên ít được sử dụng ở Việt Nam, chỉ được ứng dụng vào một số công trình cần thiết.
Các hãng sản xuất nổi tiếng như: LEC – USA, LIGHTING PREVECTION SYSTEM – USA.
Cấu hình của loại này gồm có 3 phần:
+ Các đầu phát ion dương: Thường làm bằng thép mạ đồng hoặc bằng inox. Các đầu phát ion dương có dạng quả cầu nhiều gai. Dạng cái dù nhiều gai, hoặc dạng cánh dơi nhiều gai
+ Dây dẫn sét: Dùng để dẫn dòng ion dương từ mặt đất đi lên các thiết bị phát ion dương. Thường làm bằng cáp đồng trần, tiết diện của dây dẫn được quy định theo tiêu chuẩn quốc tế ( nfc 17 102 của Pháp ) từ 50mm2 đến 75mm2.
+ Hệ thống tiếp đất: Dùng để tản dòng điện sét trong đất. Cấu hình của hệ thống tiếp đất này gồm:
Các cọc tiếp đất: thường dài từ 2,4 mét đến 3 mét. Đường kính ngoài thường 14– 16mm. Được chôn thẳng đứng và cách mặt đất từ 0,5 đến 1 mét. Yêu cầu dây cáp tiếp đất này phải được nối thành một mạch vòng kín trước khi nối với dây dẫn sét.
Ốc siết cáp hoặc mối hàn hóa nhiệt cadweld: dùng để liên kết dây tiếp đất và các cọc tiếp đất với nhau.
Chống sét đánh thẳng bằng công nghệ phát tia tiên đạo sớm ( Early Streamer Emission )
Các hãng sản xuất: INDELEC – PHÁP, SATELIT – PHÁP, HELITA – PHÁP, POUYET – PHÁP, PARATONNRRES – PHÁP, ERICO – ÚC. INGESCO – TÂY BAN NHA.
Cấu hình của loại này gồm có 3 phần:
+ Đầu thu lôi: Dùng để phát tia tiên đạo đi lên thu hút sét về nó. Đầu thu lôi được gắn trên trụ đỡ có độ cao trung bình là 5 mét so với đỉnh của công trình cần được bảo vệ.
+ Dây dẫn sét: Dùng để dẫn dòng sét đầu thu lôi đến hệ thống tiếp đất. Thường làm bằng đồng lá hoặc cáp đồng trần, tiết diện của dây dẫn được quy định theo tiêu chuẩn quốc tế (nfc 17 102 của pháp ) từ 50mm2 đến 75mm2.
+ Hệ thống tiếp đất: Dùng để tản dòng điện sét trong đất. Cấu hình của hệ thống tiếp đất này gồm:
Các cọc tiếp đất: thường dài từ 2.4 mét đến 3 mét. Đường kính ngoài thường là 14 – 16mm. Được chôn thẳng đứng và cách mặt đất từ 0,5 đến 1 mét. Khoảng cách cọc với cọc từ 3 đến 15 mét.
Dây tiếp đất: thường là cáp đồng trần có tiết diện từ 50 đến 75mm2 dùng để liên kết các cọc tiếp đất này lại với nhau. Cáp này nằm âm dưới mặt đất từ 0,5 đến 1 mét.
Ốc siết cáp hoặc nối hàn hoá nhiệt cadweld: dùng để liên kết dây tiếp đất và các cọc tiếp đất với nhau.
Chống sét lan truyền
Chống sét lan truyền cho trạm biến áp 1000v (1kv)
Dùng chống sét Van
Cơ chế dùng chống sét Van đó là lắp song song với nguồn điện để giảm xung điện sét lớn xuống đất. Cấu hình của loại này gồm có 3 phần:
+ Van cắt sét: Dùng để cắt xả xung điện sét lan truyền trên lưới hạ thế xuống đất, trước khi nó có thể theo nguồn điện đi vào phụ tải. Van cắt sét được chế tạo từ ô xýt kim loại ( metal oxide varristor – mov ) thường là ô xýt kẽm.
Khi sét đánh trực tiếp vào đường dây hạ thế 3 pha 220/380vac – 50hz, hoặc sét đánh vào vùng lân cận rồi cảm ứng vào đường dây hạ thế rồi lan truyền vào van cắt sét trước khi nó đến phụ tải (các thiết bị dùng điện). Xung điện sét này có biên độ điện áp lớn làm cho điện trở phi tuyến của van cắt sét ngưỡng dẫn, lúc này nó sẽ mở mạch để độ điện áp lớn làm cho điện trở phi tuyến của van cắt sét ngưỡng dẫn, lúc này nó sẽ mở mạch cho dòng điện sét đi qua nó xuống đất. Khi xung điện sét giảm thấp đến dưới giá trị điện áp ngưỡng của van cắt dét thì điện trở phi tuyến của van cắt sét sẽ tan nhanh để ngắt dòng cắt xung sét.
+ Dây dẫn sét: Dùng để dẫn dòng sét từ điểm nút mạng đến van cắt sét và từ van cắt sét đến hệ thống tiếp đất.
+ Hệ thống tiếp đất: Dùng để tản dòng điện sét trong đất
Dùng các thiết bị cắt lọc sét
Cấu tạo:
+ Van cắt sét sơ cấp ( nằm phía trước ) được chế tạo từ ô xýt kim loại ( metal oxide varristor – mov ) thường là ô xýt kẽm. Đặc điểm của loại vật liệu này là chỉ có thể dẫn điện ở điện cấp cao và sẽ trở thành vật cách điện ở điện áp thấp, điện áp càng cao thì dòng điện thông mạch càng lớn và điện áp càng giảm thì dòng thông mạch càng giảm về zê rô ( còn gọi là khối điện trở phi tuyến ).
+ Bộ lọc sóng hài và nhiễu ( nằm giữa) được cấu tạo từ cuộn kháng điện I và các tụ lọc, cuộn khán I được lắp nối tiếp với mạch điện còn tụ lọc thì lắp song song với mạch điện ( nằm phí sau cuộn kháng điện I).
+ Van cắt sét thứ cấp ( nằm phía sau)
Nguyên lý hoạt động đó là: Khi đánh sét trực tiếp vào đường dây điện hạ thế 3 pha 220/380 – 50 hz, hoặc sét đánh vào vùng lân cận rồi cảm ứng vào đường dây hạ thế rồi lan truyền vào thiết bị cắt lọc sét trước khi nó đến phụ tải ( Các thiết bị dùng điện ). Xung điện sét còn sót với biên độ thấp khi ra khỏi bộ lọc I – c thì sẽ bị van cắt sét thứ cấp cắt thêm một lần nữa. Khi xung điện sét giảm thấp đến dưới giá trị điện áp ngưỡng của van cắt thì điện trở phi tuyến của van cắt sét sẽ tăng nhanh để ngắt dòng cắt xung sét.
Chống sét lan truyền cho lưới điện hạ thế 3 pha 220/380v – 50/60hz
Biện pháp 1 đó là dùng chống sét van sơ cấp, lắp song song với nguồn điện để cắt giảm xung điện sét lớn xuống đất.
Thứ hai đó là dùng thiết bị cắt lọc sét (thường là lắp nối tiếp với phụ tải) để vừa cắt xung điện sét, vừa lọc được các loại sóng hài của sét.
Thứ ba là chống sét lan truyền cho đường dây thông tin tùy theo mức điện áp tín hiệu, tần số làm việc, tốc độ đường truyền sẽ lựa chọn các thiết bị bảo vệ khác nhau.
Cách làm chống sét cho nhà mái tôn an toàn và hiệu quả
Lắp đặt hệ thống chống sét cho các gia đình trong mùa mưa, giông bão là rất cấp bách hiện nay. Với những ngôi nhà mái tôn, có 3 cách chống sét hiệu quả đó là:
Sử dụng cột thu lôi
Đây là cách chống sét thông dụng hiện nay bởi chi phí thấp và dễ lắp đặt. Nguyên lý của cách làm này đó là thanh sắt nhọn hướng lên trên và nối đất bằng dây sắt có đường kính 0,04.
Vùng bảo vệ của cột thu lôi bằng hình nón với bán kính tính bằng đấy chiều cao cột, đây là cơ sở để bạn tính toán cũng như lắp đặt đảm bảo, an toàn và hiệu quả.
Công nghệ tiêu tán đám mây
Công nghệ tiêu tán đám mây được xem là phương pháp hiện đại và hiệu quả hơn rất nhiều. Hệ thống chống sét sẽ bao gồm đầu phát ion dương bằng chất liệu tháp mạ đồng, dây dẫn sét bằng đồng có tiết diện 50 – 70mm2.
Trong đó số lượng cột tiếp địa sẽ phụ thuộc vào diện tích nhà cần bảo vệ. Nếu diện tích càng lớn thì số cột tương ứng càng nhiều. Khoảng cách lắp đặt giữa các cột là 80cm – 1m.
Chống sét bằng lưỡi liềm
Chống sét cho nhà mái tôn bằng lưỡi liềm rất hiệu quả, phương pháp này hoạt động theo dạng tích tụ lượng điện áp và giải phóng ra bằng lỗ thoát hồ quang.
Phương pháp này cấu tạo đơn giản, phạm vi áp dụng lớn có thể bảo vệ nhà dân dụng kèm hệ thống dây điện.
Cách lắp đặt hệ thống tiếp địa chống sét cho nhà ở dân dụng
Khi tiến hành lắp đặt hệ thống chống sét cho nhà ở dân dụng nên thực hiện cẩn thận, đúng quy trình để tránh thiệt hại do sét gây ra.
Bước 1: Đào rãnh, hố hoặc khoan giếng tiếp đất
Đầu tiên xác định vị trí làm hệ thống tiếp đất, kiểm tra trước khi đào để không ảnh hưởng đến các công trình ngầm khác như cáp ngầm hay hệ thống ống nước.
Đào rãnh sâu từ 600mm – 800mm, rộng từ 300 – 500mm có chiều dài và hình dạng theo bản vẽ thiết kế.
Đối với những nơi có mặt bằng thi công hạn chế hoặc những vùng đất có điện trở suất đất cao thì phải áp dụng phương pháp khoan giếng, đường kính từ 50 – 80mm, sâu từ 20 – 40m tùy theo độ sâu của mạch nước ngầm.
Bước 2: Chôn các điện cực xuống đất
Đóng cọc tiếp đất tại những nơi quy định sao cho khoảng cách giữa các cọc bằng 2 lần độ dài cọc đóng xuống đất. Đóng cọc sâu đến khi đỉnh cọc cách đáy rãnh từ 100mm đến 150mm.
Cọc đất trung tâm được đóng cạn hơn so với các cọc khác, đỉnh cọc cách mặt đất từ 150 – 250mm. Rải cáp đồng trần dọc theo các rãnh đã đào để liên kết với các cọc đã đóng.
Đổ hóa chất làm giảm điện trở đất dọc theo áp đồng trần hoặc trước khi đóng cọc. Hóa chất sẽ giúp giảm điện trở đất, tăng bề mặt tiếp xúc giữa điện cực và đất giúp giảm điện trở và bảo vệ hệ thống tiếp đất.
Bước 3: Chọn và lắp kim thu sét
Kim thu sét được làm bằng kim loại có độ dài từ 0,5-1,5m được gắn trên nóc nhà. Nối kim thu sét với các dây kim loại đi xuống mặt đất. Dây thoát sét được nối với cọc tiếp địa. Bộ phận tiếp địa là các thanh kim loại dài khoảng 2,5-3m chôn sâu xuống đất ở vị trí cách sàn nhà ra phía ngoài 1-2m. Bạn đào rãnh sâu 0,5m và nối các đầu cọc tiếp địa với nhau.
Dây dẫn sét trực tiếp từ kim chống sét hoặc cáp tiếp đất từ bản đồng tiếp đất chính sẽ được liên kết vào hệ thống đất tại vị trí hộp kiểm tra điện trở đất.
Bước 4: Hoàn trả mặt bằng hệ thống tiếp đất
Tiến hành lắp đặt hố kiểm tra điện trở tại các vị trí cọc trung tâm sao cho mặt hố ngang với mặt đất.
Lấp đất vào các hố và rãnh,nện chặt và hoàn trả mặt bằng. Đo điện trở tiếp đất của hệ thống, giá trị điện trở cho phép là <10 Ohm. Nếu đo giá trị lớn hơn thì phải đóng thêm cọc, xử lý thêm hóa chất giảm điện trở đất hoặc khoan giếng để giảm tới giá trị cho phép.
Chống sét nhà dân dụng là một trong những hạng mục quan trọng trong thiết kế nhà. Bạn nên chuẩn bị kỹ lưỡng và tham khảo quy trình bên trên để đảm bảo an toàn cho công trình cũng như cuộc sống của chính bạn.
