Chống sét trực tiếp và chống sét lan truyền khác nhau thế nào?
Nhiều người nghĩ rằng chỉ cần lắp kim thu sét trên mái nhà là công trình đã được bảo vệ khỏi sét.
Thực tế không hẳn như vậy.
Một công trình có thể được bảo vệ khỏi sét đánh trực tiếp vào kết cấu, nhưng các thiết bị điện bên trong vẫn có nguy cơ bị hư hỏng do xung điện lan truyền theo đường điện, đường tín hiệu hoặc các kết nối khác.
Đó là lý do chống sét trực tiếp và chống sét lan truyền là hai giải pháp khác nhau nhưng có mối liên hệ với nhau.
Hiểu đơn giản:
- Chống sét trực tiếp tập trung bảo vệ công trình khi sét đánh vào công trình.
- Chống sét lan truyền tập trung hạn chế ảnh hưởng của các xung điện do sét đối với hệ thống điện và thiết bị bên trong.
Hai giải pháp này không thay thế cho nhau.
I. Chống sét trực tiếp là gì?
Chống sét trực tiếp là hệ thống được thiết kế để tạo đường dẫn có kiểm soát cho dòng sét khi sét đánh vào công trình.
Một hệ thống cơ bản thường gồm:
- Bộ phận thu sét như kim thu sét hoặc hệ thống thu sét.
- Dây dẫn sét hoặc dây thoát sét.
- Hệ thống tiếp địa để dẫn dòng điện sét xuống đất.
Mục tiêu chính là giảm nguy cơ dòng sét đi qua những vị trí không mong muốn của công trình, từ đó hạn chế nguy cơ gây cháy, hư hỏng kết cấu hoặc nguy hiểm cho con người.
Nếu muốn hiểu tổng quan hơn về cấu tạo và nguyên lý của cả hệ thống, có thể xem thêm bài:
Nói ngắn gọn:
Chống sét trực tiếp xử lý vấn đề khi sét đánh vào công trình.
Nhưng đó mới chỉ là một phần của bài toán chống sét.
II. Chống sét lan truyền là gì?
Không phải lúc nào thiết bị điện cũng bị hỏng vì sét đánh thẳng vào nhà.
Sét có thể tạo ra các xung điện hoặc quá điện áp lan truyền vào hệ thống điện và các đường kết nối của công trình.
Những xung này có thể ảnh hưởng đến:
- Tủ điện
- Máy tính
- Camera
- Thiết bị mạng
- Thiết bị điều khiển
- Biến tần
- PLC
- Thiết bị điện tử
- Inverter của hệ thống điện mặt trời
Để hạn chế nguy cơ này, hệ thống điện có thể sử dụng thiết bị chống sét lan truyền SPD (Surge Protective Device).
SPD được lắp vào hệ thống điện phù hợp với thiết kế để hạn chế các xung quá điện áp và chuyển hướng dòng điện xung theo đường bảo vệ thích hợp.
Nói đơn giản:
Chống sét lan truyền tập trung bảo vệ hệ thống điện và các thiết bị bên trong công trình khỏi ảnh hưởng của xung điện.
Đây cũng là lý do một công trình có kim thu sét nhưng vẫn có thể xảy ra tình trạng cháy nguồn, hỏng thiết bị điện tử hoặc lỗi thiết bị sau mưa giông.
III. Chống sét trực tiếp và chống sét lan truyền khác nhau thế nào?
Có thể hiểu sự khác nhau theo cách rất đơn giản:
| Nội dung | Chống sét trực tiếp | Chống sét lan truyền |
|---|---|---|
| Mục đích | Bảo vệ công trình khi sét đánh vào | Hạn chế xung điện ảnh hưởng đến hệ thống điện và thiết bị |
| Vị trí chính | Mái, bên ngoài công trình và hệ thống tiếp địa | Tủ điện, đường nguồn và các đường kết nối phù hợp |
| Thành phần chính | Kim/bộ phận thu sét, dây dẫn sét, tiếp địa | SPD và hệ thống đấu nối, tiếp địa phù hợp |
| Đối tượng cần bảo vệ | Công trình, kết cấu và con người | Thiết bị điện, điện tử và hệ thống điều khiển |
| Có thay thế nhau không? | Không | Không |
Vì vậy, không nên hiểu rằng lắp kim thu sét rồi thì không cần SPD.
Hai giải pháp xử lý hai nhóm rủi ro khác nhau.
IV. Có kim thu sét rồi thì có cần chống sét lan truyền nữa không?
Đây là câu hỏi thực tế nhất.
Câu trả lời là:
Có thể vẫn cần.
Việc công trình đã có hệ thống chống sét trực tiếp không có nghĩa là tất cả thiết bị điện bên trong đã được bảo vệ khỏi xung điện.
Một hệ thống chống sét hoàn chỉnh cần xem xét cả ảnh hưởng của sét đối với hệ thống điện và điện tử bên trong công trình. Các tiêu chuẩn về bảo vệ chống sét cũng phân biệt giữa hệ thống bảo vệ công trình và các biện pháp bảo vệ hệ thống điện, điện tử bên trong.
Ví dụ, một nhà xưởng có:
- Kim thu sét trên mái
- Dây thoát sét
- Hệ thống tiếp địa
nhưng bên trong lại có:
- Tủ điện điều khiển
- PLC
- Biến tần
- Camera
- Máy tính
- Hệ thống mạng
- Thiết bị tự động hóa
thì việc chỉ quan tâm đến kim thu sét chưa chắc đã đủ để bảo vệ toàn bộ các thiết bị này.
Đặc biệt với nhà xưởng có nhiều thiết bị điện tử và hệ thống điều khiển, việc bảo vệ chống sét lan truyền cần được xem xét ngay từ khi thiết kế hệ thống điện.
V. Vì sao kim thu sét không thể thay thế SPD?
Hai thiết bị này nằm ở hai vị trí và giải quyết hai vấn đề khác nhau.
1. Kim thu sét xử lý đường sét vào công trình
Khi sét đánh vào vùng được hệ thống chống sét bảo vệ, hệ thống thu sét và dây dẫn sét tạo ra đường dẫn có kiểm soát để dòng sét đi xuống hệ thống tiếp địa.
Mục tiêu là hạn chế dòng sét đi qua mái, tường, kết cấu hoặc các vị trí nguy hiểm khác.
2. SPD xử lý xung điện trong hệ thống điện
SPD lại nằm trong hệ thống điện và có nhiệm vụ hạn chế các xung quá điện áp có thể xuất hiện trên đường nguồn hoặc các đường kết nối được bảo vệ.
Schneider Electric cũng phân loại các SPD theo cấp bảo vệ và vị trí sử dụng trong hệ thống điện, cho thấy chống sét lan truyền là một lớp bảo vệ riêng chứ không phải tên gọi khác của kim thu sét.
Vì vậy:
Kim thu sét không phải là một SPD.
Và:
SPD cũng không phải là kim thu sét.
VI. Khi nào công trình nên quan tâm cả hai giải pháp?
Không phải công trình nào cũng có cấu hình chống sét giống nhau.
Việc lựa chọn giải pháp cần dựa trên đặc điểm công trình, hệ thống điện, thiết bị sử dụng và mức độ rủi ro.
Tuy nhiên, việc kết hợp bảo vệ chống sét trực tiếp và chống sét lan truyền thường đặc biệt đáng quan tâm đối với các công trình có nhiều thiết bị điện, điện tử hoặc hệ thống điều khiển.
1. Nhà ở
Nhà ở có nhiều thiết bị điện tử như:
- Tivi
- Camera
- Modem mạng
- Máy tính
- Thiết bị gia dụng điện tử
- Hệ thống nhà thông minh
thì không nên chỉ nhìn vào việc trên mái có kim thu sét hay chưa.
2. Nhà xưởng
Nhà xưởng thường có hệ thống điện lớn và nhiều thiết bị có giá trị cao như:
- Tủ điện
- Biến tần
- PLC
- Máy móc sản xuất
- Thiết bị điều khiển
- Camera
- Hệ thống mạng
Nếu xảy ra sự cố do xung điện, thiệt hại không chỉ nằm ở tiền sửa thiết bị mà còn có thể gây gián đoạn sản xuất.
3. Công trình có hệ thống điện mặt trời
Hệ thống điện mặt trời có nhiều thiết bị điện và dây dẫn chạy ngoài trời, trong đó inverter và các thiết bị liên quan là những thành phần cần được xem xét trong phương án bảo vệ chống sét và quá điện áp.
Với hệ thống điện mặt trời, việc bảo vệ không nên chỉ nhìn vào phần kim thu sét trên mái mà cần xem xét cả phía điện DC, AC và thiết bị liên quan theo thiết kế cụ thể.
4. Công trình có nhiều thiết bị điện tử
Các công trình sử dụng nhiều thiết bị điều khiển, viễn thông, camera, mạng hoặc thiết bị điện tử nhạy cảm cũng cần đặc biệt quan tâm đến chống sét lan truyền.
VII. Có phải cứ lắp SPD là thiết bị sẽ không bao giờ hỏng?
Không.
Đây là điểm cần nói rõ.
SPD không phải là thiết bị có thể đảm bảo thiết bị phía sau 100% không hỏng khi có sét.
Hiệu quả của giải pháp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
- Thiết kế hệ thống chống sét
- Hệ thống tiếp địa
- Vị trí lắp đặt
- Loại SPD
- Thông số của SPD
- Cách đấu nối
- Sự phối hợp giữa các cấp bảo vệ
- Đặc điểm của hệ thống điện
Ngay cả việc lựa chọn SPD cũng không nên chỉ dựa vào câu hỏi “loại nào tốt nhất”. Schneider Electric cũng lưu ý rằng SPD được lựa chọn và bố trí theo từng cấp bảo vệ trong hệ thống điện.
Do đó, lắp một thiết bị SPD bất kỳ vào tủ điện không đồng nghĩa với việc hệ thống đã được chống sét đúng cách.
VIII. Vậy một hệ thống chống sét tốt cần những gì?
Nếu nhìn ở góc độ tổng thể, có thể hình dung hệ thống bảo vệ gồm nhiều lớp.
1. Bảo vệ chống sét trực tiếp
Tập trung vào việc bảo vệ công trình khi có sét đánh vào.
Các thành phần thường liên quan đến:
- Thu sét
- Dẫn sét
- Tiếp địa
2. Bảo vệ chống sét lan truyền
Tập trung vào việc hạn chế ảnh hưởng của xung điện đối với hệ thống điện và thiết bị.
Trong đó SPD là một thành phần quan trọng.
3. Hệ thống tiếp địa
Tiếp địa là phần liên quan đến cả hệ thống chống sét trực tiếp và các giải pháp bảo vệ điện. Vì vậy không nên xem tiếp địa chỉ là “phần chôn dưới đất cho có”.
Một hệ thống bảo vệ muốn hoạt động đúng phải được thiết kế và đấu nối đồng bộ.
IX. Hiểu đơn giản thế này là đủ
Nếu không muốn đi sâu vào kỹ thuật, chỉ cần nhớ:
Kim thu sét và hệ thống chống sét trực tiếp:
Giải quyết vấn đề sét đánh vào công trình.
SPD và chống sét lan truyền:
Giải quyết vấn đề xung điện ảnh hưởng đến hệ thống điện và thiết bị.
Hai việc này khác nhau.
Vì vậy, câu:
“Nhà tôi có kim thu sét rồi nên không cần chống sét lan truyền.”
không phải lúc nào cũng đúng.
Ngược lại, chỉ lắp SPD trong tủ điện cũng không có nghĩa là công trình đã có đầy đủ giải pháp chống sét trực tiếp.
Muốn hiểu rõ hơn về cách phân loại các giải pháp chống sét, có thể xem thêm bài Có những loại hệ thống chống sét nào?.
X. Kết luận
Chống sét trực tiếp và chống sét lan truyền là hai giải pháp khác nhau.
Chống sét trực tiếp tập trung vào việc bảo vệ công trình khi sét đánh vào, thông qua hệ thống thu sét, dẫn sét và tiếp địa.
Trong khi đó, chống sét lan truyền tập trung vào việc hạn chế các xung điện và quá điện áp ảnh hưởng đến hệ thống điện, thiết bị điện tử và các hệ thống bên trong công trình.
Vì vậy, hai giải pháp không nên được xem là phương án thay thế cho nhau.
Đối với nhà ở, nhà xưởng, trang trại hoặc công trình có hệ thống điện mặt trời, phương án chống sét nên được xem xét dựa trên đặc điểm thực tế của công trình thay vì chỉ lắp một thiết bị riêng lẻ.
Thiên Bách Electric có thể khảo sát hiện trạng hệ thống chống sét, tiếp địa và hệ thống điện để đánh giá nhu cầu bảo vệ phù hợp cho từng công trình tại Phan Rang – Ninh Thuận.