Kim thu sét

Kim thu sét là gì?

Kim thu sét hay còn gọi là Cột thu lôi, cột chống sét là một thanh kim loại hoặc vật bằng kim loại, hoạc kim thu sét tia tiên đạo được gắn trên đỉnh của một tòa nhà, hoạc công trình, cột đèn được nối với bãi tiếp địa thông qua dây dẫn, làm nhiệm vụ triêt tiêu toàn bộ năng lượng sét mà kim thu được xuống đất.

Cột chống sét

Cột chống sét , bộ phận Kim trong tiếng anh có tên là : Lightning arrester

Cột chống sét được ra đời vào năm 1752 bởi 1 nhà khoa học người mỹ tên là Benjamin Franklin. Khi ông đang làm 1 thì nghiệm về điện trong khí quyển rất nổi tiếng. Ông đã buộc 1 chiếc diều vào 1 chiếc cột nhà. Ở đó ông cũng buộc thêm 1 chiếc chìa khóa. Khi cơn giông ập tới, mưa bắt đầu rơi xối xả, thấm ướt vào chiếc diều. Sấm sét khi đó rất đáng sợ, nó đánh vào con diều. Do diều bị ẩm nên nó có khả năng dẫn điện. Franklin đã sờ vào chìa khóa và cảm thấy bị điện giật. Sau đó, ông sử dụng chai Leyden (hình thức ban đầu của tụ điện) để tích điện và đã tích được 1 lượng lớn điện.

Benjamin Franklin thực hiện thí nghiệm này cùng với con trai mình là William Franklin. May mắn cho Benjamin vì chỉ sau đó 1 năm, nhà vật lý người Nga gốc Đức  Georg Wilhelm Richmann trong 1 thì nghiệm tương tự đã bị sét đánh chết.

Nhờ có thí nghiệm trên, Benjamin Franklin đã mạnh dạn sử dụng cột thu lôi đầu tiên tại Philadelphia. Sau nhiều ngày dông bão, căn nhà của ông, nơi đặt chiếc cột thu lôi đó không bị ảnh hưởng gì. Thấy vậy, dân chúng quanh vùng Philadelphia cũng làm theo. Dần dần thì cột thu lôi đã trở lên phổ biến.

Sau này, Benjamin Franklin đã cho thấy sự hữu ích của cột thu lôi trong cuốn sách The Poor Richard Almanach.

Kim thu sét tiên đạo sớm

Kim thu sét tiên đạo sớm tiếng anh là ESE: Early Streamer Emission. có nghĩa là phát xạ sớm. Kim hoạt động dựa nguyên lý chủ động phát xạ. Hiểu một cách đơn giản, kim tia tiên đạo sẽ chủ động phóng ra một dòng điện đón dòng năng lượng sét đi xuống. Vào thời gian ngắn thích hợp, với điện thế biên độ, tần số nhất định.

Nguyên lý hoạt động của kim thu sét tiên đạo sớm: Trước hết cần tìm hiểu về sự hình thành của tia sét. Tia sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây giông mang điện tích âm và mặt đất mang điện tích dương. Sét thường đánh vào những điểm cao trên mặt đất, đặc biệt là các mũi nhọn kim loại, nơi tập trung nhiều từ trường. Franklin gọi đây là hiệu ứng mũi nhọn. Từ đó đưa ra nguyên lý hoạt động cho kim thu sét cổ điển.

Kim hiện đại thực chất là sự cải tiến hoàn hảo của kim thu cổ điển. Từ hiệu ứng mũi nhọn của Franklin, kim công nghệ mới thiết kế thêm bộ phận phát xạ sớm. Hay còn được gọi là tia tiên đạo. Cơ chế hoạt động của loại kim thu này là chủ động phóng ra nguồn năng lượng điện ion để tập trung tia sét  dẫn truyền tới các bộ phận khác trong hệ thống.

Bán kính bảo vệ kim thu sét tia tiên đạo

Bán kính bảo vệ của kim tia tiên đao phụ thuộc vào bán kính thiết kế của từng mẫu kim nhưng bán kính lớn nhất theo tiêu chuẩn NFC 17-102 khi lắp ở chiều cao 5m có bán kính là 107m, Khi lắp ở chiều cao 60m có bán kính bảo vệ là 120m.

Có 1 số mẫu kim của Thổ Nhĩ Kỳ có bán kính lên đến 188m với h = 5m, tuy nhiên đây là thông số hãng sản xuất đưa ra, không theo công thức của tiêu chuẩn NFC 17-102 nên khách hàng cần cân nhắc khi sử dụng bán kinh bảo vệ lớn hơn 107m.

Báo giá thiết bị thu sét tia tiên đạo

Báo giá cột thu sét

Cột thu sét có các thành phần sau:

• Cột thép
• Trụ đỡ
• Bộ giằng néo

Kim thu là bộ phận chính và quan trọng nhất của cột thu sét nên tùy vào vị trí địa lý lắp đặt, và yêu cầu bảo vệ mà sử dụng các loại kim thu sét phù hợp với cường độ sét, mật độ sét ở khu vực đó.Trụ đỡ kim thu được thiết kế chiều cao phù hợp với mục đích bảo vệ của công trình, Thông thường trụ đỡ có chiều cao từ 2-5m với các công trình lắp kim trên mái, và 10-30m với các khu vực rộng . Bộ giằng néo giúp cho trụ đỡ đứng vững hơn do khi sét đánh tạo ra lực khá mạnh.

Báo giá cột thu sét Stormaster

Báo giá kim thu chống sét

Bảng giá là thành phần chính trong công trình chống sét, Mỗi 1 hãng sản xuất đều có những đặc điểm khác nhau nên tùy vào từng công trình cụ thể mà ta lựa cho kim cho phù hợp,Đa phần chất liệu chính của kim là Inox 316 – Loại inox tốt nhất, và tùy cơ chế của từng kim mà có các hình dạng và cấu tạo bên trong khác nhau.

Báo giá Kim Liva

kim Liva có xuất xứ từ Thổ Nhĩ Kỳ, là 1 dòng kim đã phổ biến tại Việt Nam với giá rẻ, tuy nhiên thông số bán kính bảo vệ công bố hơi cao hơn so với tiêu chuẩn nên khách hàng cần cân nhắc bán kính bảo vệ khi lắp đặt

Cấu tạo kim thu sét tiên đạo

Kim tia tiên đạo sớm ESE hay còn được gọi là kim hiện đại là sự kế thừa của dòng cổ điển. Cơ bản nó cũng là một kết cấu cột thu lôi loại mũi nhọn nhưng được tích hợp thêm một bộ phận đặc biết. Bộ phận này là bộ phận phát ion. Chính bộ phận này làm gia tăng điện tích lên đầu kim. Qua đó đầu kim thu sét hiện đại sẽ sớm phóng ra tia tiên đạo trước các vật thể xung quanh. Nhờ vậy bán kính bảo vệ của dòng kim này được gia tăng đáng kể.

Cột thu sét

Cột thu sét là một thanh kim loại hoặc vật bằng kim loại được gắn trên đỉnh của một tòa nhà, điện ngoại quan bằng cách sử dụng một dây dẫn điện để giao tiếp với mặt đất hoặc “đất” thông qua một điện cực, thiết kế để bảo vệ tòa nhà trong trường hợp sét tấn công. Sét sẽ đánh xuống mục tiêu là công trình xây dựng và sẽ đánh vào cột thu lôi rồi được truyền xuống mặt đất thông qua dây dẫn, thay vì đi qua tòa nhà, nơi nó có thể bắt đầu một đám cháy hoặc giật điện gây ra. Đây là một công cụ rất hữu ích với con người, có thể giúp chúng ta giảm thiểu nguy cơ từ sét ( Theo Wikipedia)

Cách lắp đặt kim thu sét thi công cột thu lôi chống sét

I:/ CÁC BƯỚC CƠ BẢN

Bước 1: Lắp đặt hệ thống tiếp địa

Bước 2: Đổ hợp chất giảm điện trở đất

Bước 3: Tiến hành đo điện trở của hệ thống tiếp địa

Bước 4: Đi dây thoát sét

Bước 5: Dựng cột đỡ Kim

II/ CHI TIẾT

Lắp đặt hệ thống tiếp địa cho kim thu sét

Công việc đầu tiên chúng ta cần phải làm là đào rãnh tiếp địa. Tùy theo từng khu vực chúng ta có thể dùng xẻng, quốc, xà beng đào rãnh tiếp địa. Đối với công trình này, chúng ta nên dùng xẻng để đào rãnh tiếp địa với kích thước rãnh sâu 0.8m, rộng 0.5m.Khi rãnh đã được đào tới độ sâu thích hợp, chúng ta tiến hành đóng cọc. Công trình sử dụng cọc tiếp địa bằng thép mạ đồng đặc chủng đường kính 16mm dài 2,4m .

Tùy theo mức độ từng công trình mà số cọc sẽ khác nhau. Khi đóng cọc, chúng ta lưu ý cọc đóng thẳng hàng và khoảng cách giữa các cọc tối thiểu phải bằng chiều dài của một cọc .Sau khi đóng cọc xong, chúng ta sử dụng cáp đồng trần tiếp địa có tiết diện 50mm2-70mm2 để nối các đầu cọc thông qua mối hàn hóa nhiệt , Kết nối bằng mối hàn hóa nhiệt  vừa đảm bảo vệ mặt dẫn điện tốt lại vừa đảm bảo độ bền đẹp vĩnh cửu.

• Link video >>> Lắp đặt thi công kim chống sét

Đổ hợp chất giảm điện trở đất

Sau khi lắp đặt xong hệ thống tiếp địa, chúng ta tiến hành đổ hợp chất giảm điện trở đất GEMHệ thống cần được đổ thêm hợp chất GEM  với mục đích làm tăng diện tích bề mặt tiếp địa, giảm điện trở của điện cực tiếp địa, và ổn định điện trở theo thời gian.

Hợp chất GEM đặc biệt hữu dụng với các khu vực có điện trở suất cao, hiệu suất đáng tin cậy và rất thân thiện với con người và môi trường.

Theo định mức của nhà SX, mỗi bao GEM  có trọng lượng 11,36kg được pha với từ 6-8 lit nước để tạo thành hỗn hợpTiếp theo chúng ta đổ GEM dọc theo rãnh tiếp địa sao cho GEM phủ kín dây tiếp địa cho đến khi đạt độ dày cần thiết. Sau đó, lấp đất kín hố tiếp địa.

Tiến hành đo điện trở của hệ thống tiếp địa

Hoàn thành xong bước 2, chúng ta chuyển sang bước 3: Kiểm tra điện trở suất của hệ thống tiếp địa bằng đồng hồ chuyên dụng

• Nếu giá trị điện trở của hệ thống tiếp địa ≤ 10 Ω thì ta sẽ tiếp tục triển khai thi công, Tốt nhất ở giá trị khoảng 4-5 Ω để dự phòng cho các năm sau tăng không bị quá ≤ 10 Ω theo tiêu chuẩn TCVN 9385:2012

Trong trường hợp giá trị điện trở hệ thống tiếp địa > 10 Ω thì chúng ta tiến hành quy trình sau:

• B1: Đo, tính toán lại giá trị điện trở suất của đất tại công trình.
• B2: Tăng số lượng cọc tiếp địa và hợp chất giảm điện trở
• B3: Xây dựng bản vẽ, biện pháp thi công tiếp theo để trình phê duyệt
• B4: Thi công theo bản vẽ đã được phê duyệt.

Đi dây thoát sét

Sau khi giá trị điện trở của hệ thống tiếp địa đã đạt yêu cầu, chúng ta tiến hành đi dây thoát sét cho công trình.Dây thoát sét là loại cáp đồng bọc, được luồn trong ống PVC cứng cố định với tường hoặc cấu kiện của công trình xây dựng

Dây thoát sét nối từ đỉnh cột thu lôi đi trong thân ( hoặc ngoài tùy sản phẩm ) cột đỡ cột thu lôi gắn cố định vào tường, qua Hộp kiểm tra điện trở lắp ở cao 1.2m so với mặt đất.  Lưu ý: Khi đi dây thoát sét, không được gấp khúc dây 90°.

Dựng cột kim thu sét đỡ cột thu lôi

Cố định kim chắc chắn vào trụ đỡ kim đã chuẩn bị sẵn thông qua khớp nối cách điện

Kim thu sét cổ điện là gì?

Kim thu sét cổ điển hay cột thu lôi cổ điển là vật tư chống sét giúp thu hút toàn bộ tia sét đánh xuống công trình. Kim thu sét được ra đời vào năm 1972 tại Philadelphia do nhà khoa học người Mỹ Benjamin Franklin phát minh.

Kim thu sét trong tiếng Anh là gì?

Kim thu sét tiếng Anh là: Lightning rod, cực thu sét dạng thanh, đôi khi gọi là kim chống sét , có chiều cao thực tế từ 3 đến 60m.

Bán kính kim thu sét

Bán kính bảo vệ kim thu sét cổ điển khá nhỏ, dao động từ 15 – 18m và có dạng hình nón úp. Phạm vi an toàn của chúng phụ thuộc vào thời gian phát tia, chiều cao của cột và góc bảo vệ. Để tăng tính hiệu quả trong vận hành, các công trình sử dụng loại sản phẩm này sẽ lắp đặt thêm nhiều đầu kim thu trên mái nhà

Kim thu sét tia tiên đạo E.S.E (Early Streamer Emission) hay kim thu sét hiện đại là sự kế thừa của dòng kim cổ điển. Bán kính bảo vệ kim thu sét tia tiên đạo dựa theo tiêu chuẩn NFC 17-102 với phạm vi an toàn phụ thuộc 2 yếu tố:

• Chiều cao kim thu sét ở trên công trình cần bảo vệ.
• Thời gian phát tia tiên đạo sau khi đã thực nghiệm.

Phạm vi bảo vệ của kim có hình chuông và rộng hơn rất nhiều so với kim cổ điển. Xác suất bảo vệ trước dòng sét đánh trực tiếp lên đến 98%. Bán kính bảo vệ của kim thu sét tia tiên đạo thông thường từ 38m đến 107m. Có 1 số hãng công bố kim lên đến 192m tuy nhiên chưa có phòng thí nghiệm nào kiếm chứng.

Kim thu sét làm từ gì?

Kim thu sét thường được làm từ kim loại, chủ yếu là Inox 316, bởi chất liệu này giúp hệ thống chống sét cản được sét đánh một cách tốt nhất. Một kim thu sét tia tiên đạo sớm thường có cấu tạo gồm các bộ phận: Đầu nhọn: Tạo ra sự sai biệt giữa kim thu và đám mây. Thân kim: Cố định đầu kim trên công trình