Khi sét đánh thẳng (trực tiếp lên công trình), có thể gây thiệt hại lớn. Vì vậy cần thực hiện chống sét đánh thẳng cho nhà và công trình.
Hệ thống chống sét gồm 3 thành phần cơ bản đảm bảo tạo nên kênh thu sét có trở kháng thấp gồm: (1) bộ phận kim thu sét; (2) bộ phận dây thoát sét, cân bằng thế và (3) bộ phận tiếp đất; Ngoài các thành phần chính nêu trên, người ta sử dụng các thiết bị cắt lọc sét bảo vệ thiết bị điện, điện tử, gọi là thiết bị chống sốc điện, hay thiết bị cắt lọc sét (SPD- surge protection device).
Hệ thống chống sét đánh thẳng dùng hệ thống kim thu sét sao cho toàn bộ công trình nằm trong vùng bảo vệ theo quy chuẩn của Việt Nam[TCVN 9385:2012] hoặc quốc tế [IEC, 2006, NFPA, 2011]. Tùy theo từng dạng công trình mà người ta dùng kim thu sét dạng thẳng đứng, dạng dây hoặc lưới thu sét. Kim thu sét có thể đặt độc lập hoặc trên công trình. Vùng bảo vệ có thể được xác định theo phương pháp góc, phương pháp lưới và quả cầu lăn.
Thông số dòng sét để chuẩn hóa thiết bị chống sét đánh thẳng khuyến cáo sử dụng:
Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật dòng sét thiết kế chống sét đánh thẳng
|
Thông số dòng sét |
Mức bảo vệ |
||
|
I |
II |
III, IV |
|
|
I, kA |
200 |
150 |
100 |
|
Qtotal, Cu |
300 |
225 |
150 |
|
Qpul, Cu |
100 |
75 |
50 |
|
W/R, kJl/Om |
10 000 |
5600 |
2500 |
|
Di/dt, kA/microsec |
200 |
150 |
100 |
Đối với các công trình bình thường người ta đề ra 4 mức bảo vệ chống sét đánh thẳng như trong bảng 1.2.
Bảng 1.2. Mức bảo vệ chống sét đánh thẳng
|
Mức bảo vệ chống sét đánh thẳng |
Độ an toàn |
Bán kính quả cầu lăn |
|
I |
0,98 |
20 |
|
II |
0,95 |
30 |
|
III |
0,9 |
45 |
|
IV |
0,8 |
60 |
Đối với các công trình đặc biệt mức bảo vệ chống sét đánh thẳng phụ thuộc vào giá trị xã hội và mức thiệt hại do sét đánh thẳng gây ra. Mức bảo vệ có thể dao động từ 0,9-0,999. Có thể theo yêu cầu của khách hàng đặt mức an toàn lên cao nhất. Hệ thống kim thu được nối với hệ thống tiếp đất qua hệ thống dây xuống. Với mục đích giảm thiểu thiệt hại, dây xuống đặt sao cho giữa điểm sét đánh và đất dòng điện có thể chảy theo nhiều đường song song và chiều dài dây càng ngắn càng tốt. Hệ thống tiếp đất được thiết kế dựa trên việc đo đạc điện trở suất của đất tại khu vực. Việc tính toán phản ứng của hệ thống tiếp địa khi có tác động của tia sét là phức tạp.
Thực nghiệm cho thấy, hệ Franklin không cho hiệu quả chống sét 100%. Tuy sét đánh vào kim thu sét nhiều hơn và hiệu quả của PPCS là khá tốt, song nhiều kết quả thực nghiệm cho thấy sét có thể bỏ qua kim thu sét mà đánh trực tiếp vào nhà mặc dù có thể làm kim thu sét lên rất cao. Ngay cả khi sét đánh vào kim thu sét thì dây nối đất không hiệu quả cho việc dẫn các thành phần tần số cao của tia sét khi có các vật kim loại ở gần. Các nhà có chứa các dụng cụ nhạy cảm với sét như các thiết bị điện tử sẽ bị hỏng hóc.
