Khi kiểm tra hệ thống chống sét, một trong những con số được hỏi nhiều nhất là:
“Điện trở tiếp địa bao nhiêu Ω thì đạt?”
Đây là câu hỏi rất thực tế, nhưng nếu chỉ trả lời đơn giản “dưới 10Ω là đạt” thì chưa đủ.
Theo TCVN 9385:2012, mạng nối đất của hệ thống chống sét nên có điện trở nối đất tổng hợp không vượt quá 10Ω. Tiêu chuẩn cũng yêu cầu điện trở phải được đo, ghi nhận và theo dõi trong các lần kiểm tra sau. Nếu điện trở của hệ thống chống sét vượt quá 10Ω thì nên có biện pháp giảm xuống, trừ một số trường hợp đặc biệt như công trình trên nền đá.
Vì vậy, khi xem một kết quả đo tiếp địa, không nên chỉ nhìn vào một con số rồi kết luận ngay.
I. Điện trở tiếp địa chống sét bao nhiêu là đạt?
Với hệ thống chống sét công trình, 10Ω là mức cần nhớ.
Theo TCVN 9385:2012:
Mạng nối đất của hệ thống chống sét nên có điện trở nối đất tổng hợp không vượt quá 10Ω.
Có thể hiểu đơn giản:
Nhưng có một điểm rất quan trọng:
Không nên hiểu 10Ω là con số duy nhất quyết định một hệ thống chống sét tốt hay không.
TCVN 9385 còn yêu cầu kiểm tra tình trạng của các bộ phận trong hệ thống, đo đạc và ghi chép kết quả để so sánh trong các lần kiểm tra tiếp theo.
II. Vì sao lại lấy 10Ω làm mốc?
Điện trở tiếp địa càng thấp thì dòng điện càng dễ truyền từ hệ thống điện cực vào đất.
Với hệ thống chống sét, dòng điện cần được đưa xuống đất trong khoảng thời gian rất ngắn và có cường độ rất lớn.
Điện trở nối đất thấp có thể giúp giảm sự chênh lệch điện thế quanh khu vực điện cực khi dòng sét đi vào đất.
TCVN 9385 cũng nêu rằng việc giảm điện trở của hệ thống xuống dưới 10Ω tạo thuận lợi cho việc giảm chênh lệch điện thế xung quanh các điện cực và có thể giúp giảm nguy cơ lan truyền sét vào các bộ phận kim loại của công trình.
Nói đơn giản:
Tiếp địa càng tốt → dòng điện càng dễ đi vào đất → giảm một phần các vấn đề do điện thế tăng cao quanh khu vực tiếp địa.
Nhưng điều này vẫn phải được nhìn cùng với cấu hình hệ thống, chứ không chỉ nhìn một con số.
III. Đo được 8Ω có phải chắc chắn là “rất tốt” không?
Không nên kết luận nhanh như vậy.
8Ω thấp hơn mốc 10Ω nên về mặt giá trị điện trở, đó là một kết quả thuận lợi đối với hệ thống chống sét theo mốc của TCVN 9385:2012.
Nhưng vẫn cần xem:
- Hệ thống có đủ các bộ phận không?
- Dây dẫn có nguyên vẹn không?
- Các mối nối có tốt không?
- Các điện cực có liên kết đúng không?
- Giá trị này có thay đổi nhiều so với những lần đo trước không?
- Công trình có sử dụng các thiết bị cần yêu cầu điện trở thấp hơn không?
Nói cách khác:
8Ω là một kết quả đo điện trở tốt hơn 15Ω, nhưng không thể chỉ dựa vào con số 8Ω để kết luận toàn bộ hệ thống chống sét đã hoàn hảo.
IV. Đo được 12Ω thì có phải hệ thống “không đạt” ngay không?
Đây là chỗ dễ gây hiểu sai.
Theo TCVN 9385:2012, nếu điện trở của hệ thống chống sét vượt quá 10Ω thì nên giảm giá trị đó, ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt được tiêu chuẩn đề cập.
Vì vậy, nếu đo được 12Ω thì không nên nói:
“12Ω là hệ thống chắc chắn vô dụng.”
Cách nói đúng hơn là:
Kết quả đang cao hơn mức tham chiếu 10Ω của TCVN 9385:2012 và cần kiểm tra, tìm nguyên nhân để có biện pháp cải thiện phù hợp.
Điều này quan trọng vì cách xử lý còn phụ thuộc vào đất, cấu hình điện cực, hệ thống hiện có và điều kiện thực tế của công trình.
V. Điện trở tiếp địa tăng cao do đâu?
Một hệ thống trước đây đo được 5Ω nhưng vài năm sau tăng lên 14Ω không phải chuyện nên bỏ qua.
Có nhiều nguyên nhân có thể làm điện trở thay đổi.
1. Đặc tính đất thay đổi
Độ ẩm và điều kiện của đất có thể thay đổi theo mùa.
Khu vực khô hạn có thể cho kết quả khác thời điểm đất đang ẩm.
2. Điện cực bị ăn mòn
Các cọc, dây hoặc bộ phận kim loại nằm dưới đất có thể bị ăn mòn theo thời gian, đặc biệt trong môi trường có tính ăn mòn cao.
3. Mối nối bị xuống cấp
Một hệ thống có nhiều điện cực nhưng điểm liên kết giữa chúng không còn tốt thì hiệu quả thực tế có thể giảm.
4. Dây dẫn bị hư hỏng
Dây bị đứt, lỏng hoặc liên kết không còn liên tục cũng cần được kiểm tra.
5. Công trình đã thay đổi
Mở rộng nhà xưởng, cải tạo nền, xây thêm công trình hoặc thay đổi kết cấu có thể làm hệ thống tiếp địa cũ không còn phù hợp như trước.
TCVN 9385 yêu cầu kết quả kiểm tra phải được ghi nhận và so sánh qua các lần kiểm tra. Nếu giá trị điện trở thấp hơn 10Ω nhưng tăng đáng kể so với lần kiểm tra trước, vẫn cần điều tra nguyên nhân và thực hiện biện pháp khắc phục khi cần.
VI. Có phải cứ đóng thêm cọc là điện trở sẽ giảm?
Không phải lúc nào cũng hiệu quả như vậy.
Khi điện trở tiếp địa cao, cách xử lý đầu tiên không nên là:
“Đóng thêm càng nhiều cọc càng tốt.”
Trước tiên cần xem hệ thống hiện tại đang như thế nào.
Có thể phải kiểm tra:
- Tình trạng cọc hiện có
- Khoảng cách giữa các điện cực
- Dây liên kết
- Mối nối
- Loại đất
- Độ ẩm đất
- Cấu hình hệ thống
- Khả năng mở rộng điện cực
TCVN 9385 cũng nêu các biện pháp như kéo dài hoặc bổ sung điện cực, hoặc liên kết các điện cực riêng rẽ bằng điện cực vòng trong những trường hợp phù hợp.
Vì vậy, cách xử lý tốt không phải là “đóng thêm cọc theo cảm tính”, mà là xem nguyên nhân rồi chọn phương án phù hợp.
VII. Có công trình nào không nhất thiết phải đạt dưới 10Ω không?
Có những trường hợp đặc biệt.
TCVN 9385:2012 có đề cập đến các công trình trên nền đá, nơi việc thực hiện hệ thống tiếp địa thông thường có thể gặp khó khăn. Trong những trường hợp này, tiêu chuẩn đưa ra các cách bố trí điện cực khác phù hợp với điều kiện thực tế.
Điều này cho thấy một điều rất quan trọng:
Tiếp địa không thể thiết kế chỉ bằng cách lấy một con số rồi áp cho mọi công trình.
Cùng một mục tiêu điện trở nhưng cách đạt được mục tiêu đó có thể hoàn toàn khác nhau tùy công trình.
VIII. Điện trở tiếp địa càng thấp có phải càng tốt?
Về nguyên tắc, điện trở thấp thường có lợi cho việc đưa dòng điện vào đất.
Nhưng cũng không nên biến câu chuyện thành:
“1Ω luôn tốt hơn 5Ω, 5Ω luôn tốt hơn 8Ω nên cứ làm thấp nhất có thể.”
Trong thực tế, hệ thống chống sét cần được thiết kế phù hợp và đồng bộ, bao gồm điện cực, dây dẫn, mối nối, liên kết với công trình và các yêu cầu khác.
Đặc biệt, nếu công trình có các hệ thống điện hoặc thiết bị đặc thù, có thể còn có những yêu cầu riêng cần đáp ứng.
Vì vậy:
10Ω là mốc quan trọng để đánh giá hệ thống chống sét theo TCVN 9385:2012, nhưng không phải “đích duy nhất” của toàn bộ thiết kế điện và tiếp địa.
IX. Điện trở tiếp địa của chống sét và tiếp địa thiết bị có giống nhau không?
Không nên đánh đồng tất cả các loại tiếp địa.
Trong một công trình có thể tồn tại nhiều yêu cầu liên quan đến nối đất:
- Hệ thống chống sét
- Nối đất bảo vệ an toàn điện
- Nối đất thiết bị
- Nối đất cho hệ thống điện tử
- Nối đất cho hệ thống đặc thù
Các hệ thống này có thể có những yêu cầu kỹ thuật khác nhau.
Trong một số trường hợp, mạng nối đất chung cho hệ thống chống sét và các thiết bị khác được khuyến nghị, nhưng giá trị điện trở cuối cùng phải đáp ứng yêu cầu của các thiết bị liên quan. TCVN 9385 cũng nêu rằng khi dùng mạng nối đất chung, điện trở cần có giá trị thấp nhất đáp ứng bất kỳ thiết bị nào liên quan.
Vì vậy, khách hàng không nên nghe một con số “điện trở tiếp địa” rồi áp dụng giống nhau cho tất cả hệ thống trong công trình.
X. Đo điện trở tiếp địa như thế nào?
Không thể nhìn bằng mắt để biết một hệ thống có điện trở bao nhiêu.
Phải đo thực tế bằng phương pháp và thiết bị đo phù hợp.
Khi kiểm tra hệ thống chống sét, không chỉ đo điện trở tổng thể mà còn cần kiểm tra tình trạng của các dây dẫn, mối nối và các bộ phận liên quan.
TCVN 9385 yêu cầu kết quả kiểm tra phải được ghi lại, bao gồm các giá trị điện trở nối đất và tình trạng liên tục điện của các dây dẫn, mối nối.
Đây là lý do một tờ giấy ghi:
“Điện trở tiếp địa = 4,8Ω”
chưa nói lên toàn bộ chất lượng của hệ thống nếu không biết:
- Đo hệ thống nào?
- Đo tại vị trí nào?
- Dùng phương pháp gì?
- Hệ thống lúc đó có được tách đúng để đo không?
- Các dây dẫn và mối nối có nguyên vẹn không?
- Giá trị này so với lần đo trước thay đổi thế nào?
XI. Bao lâu nên đo lại điện trở tiếp địa?
TCVN 9385:2012 nêu rằng việc đo kiểm tra nên được thực hiện định kỳ, tốt nhất không quá 12 tháng; đồng thời cần lưu lại kết quả để so sánh giữa các lần kiểm tra.
Điều này đặc biệt có ý nghĩa với:
- Nhà xưởng
- Kho hàng
- Công trình có giá trị thiết bị cao
- Trang trại
- Công trình có hệ thống điện mặt trời
- Công trình hoạt động lâu năm
Ngoài kiểm tra định kỳ, cũng nên xem xét kiểm tra khi:
- Công trình vừa bị sét đánh hoặc trải qua giông sét lớn
- Hệ thống có dấu hiệu bất thường
- Kết quả đo tăng đáng kể
- Công trình vừa cải tạo hoặc mở rộng
- Có thay đổi hệ thống điện hoặc chống sét
XII. Điện trở bao nhiêu là đạt? Nhớ một câu này là đủ
Nếu chỉ cần nhớ một con số:
Với hệ thống chống sét công trình, 10Ω là mốc quan trọng theo TCVN 9385:2012.
Nhưng đừng hiểu thành:
“Dưới 10Ω = chắc chắn tốt, trên 10Ω = chắc chắn vô dụng.”
Cách hiểu đúng hơn là:
Sau đó vẫn phải nhìn vào tình trạng thực tế của toàn bộ hệ thống và sự thay đổi của kết quả qua thời gian.
XIII. Khi điện trở không đạt thì nên làm gì?
Đừng vội mua thêm một đống cọc.
Trước tiên nên kiểm tra:
Bước 1: Đo và xác nhận lại kết quả.
Bước 2: Kiểm tra dây dẫn, mối nối và các điện cực hiện có.
Bước 3: Xem xét điều kiện đất và cấu hình hệ thống.
Bước 4: Xác định nguyên nhân khiến điện trở cao.
Bước 5: Chọn phương án cải thiện phù hợp, có thể là bổ sung hoặc thay đổi cấu hình điện cực, tăng chiều dài điện cực hoặc bổ sung hệ thống vòng/lưới trong những trường hợp thích hợp. TCVN 9385 cũng nêu các hướng xử lý như kéo dài hoặc thêm điện cực, hoặc liên kết các điện cực bằng dây dẫn vòng.
Sau khi xử lý, cần đo lại để biết kết quả thực tế thay đổi như thế nào.
XIV. Kết luận
Điện trở tiếp địa là một thông số quan trọng khi kiểm tra hệ thống chống sét.
Theo TCVN 9385:2012, mạng nối đất của hệ thống chống sét nên có điện trở tổng hợp không vượt quá 10Ω. Nếu vượt quá mức này thì nên tìm nguyên nhân và có biện pháp giảm phù hợp, ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt được tiêu chuẩn đề cập.
Nhưng một hệ thống chống sét không thể được đánh giá chỉ bằng một con số.
Một hệ thống có điện trở 5Ω nhưng dây dẫn bị đứt hoặc mối nối xuống cấp vẫn là vấn đề.
Ngược lại, nếu kết quả đo cao, cần xác định nguyên nhân thay vì chỉ đóng thêm cọc một cách máy móc.
Vì vậy, điều quan trọng nhất là:
Đo đúng – đánh giá đúng – tìm đúng nguyên nhân – xử lý đúng cách.
Bài tiếp theo sẽ đi sâu vào chính vấn đề này:
Quy trình lắp đặt hệ thống chống sét