Chống sét lan truyền (tiếng Anh: Surge Protection hoặc Transient Overvoltage Protection) là một giải pháp kỹ thuật nhằm bảo vệ các thiết bị điện, điện tử và hệ thống viễn thông khỏi các xung điện áp tăng vọt bất thường (gọi là xung sét hoặc quá áp thoáng qua) do hiện tượng sét đánh gián tiếp hoặc các sự cố đóng cắt điện lưới gây ra. Khác với hệ thống chống sét trực tiếp (bảo vệ cấu trúc tòa nhà), chống sét lan truyền tập trung bảo vệ các hệ thống dây dẫn và thiết bị bên trong.

1. Hiện tượng sét lan truyền là gì?

Đường đi của sét lan truyền

Nếu một tia sét đánh trúng một tòa nhà không được bảo vệ, thì sét sẽ truyền từ vị trí trúng xuống các đường dây điện, ống dẫn nước hoặc các cột kim loại, tạo ra các dòng điện sét lan truyền. Các dòng điện sét này có thể truyền qua các thiết bị điện, máy tính, điện thoại và các thiết bị khác trong nhà, gây ra hư hỏng hoặc phá huỷ chúng.

Sét lan truyền cũng có thể tạo ra các tín hiệu điện từ những vật dẫn điện, đặc biệt là các dây dẫn điện không được cách điện đủ tốt. Những tín hiệu này có thể làm giảm chất lượng hoạt động của các thiết bị điện tử hoặc gây ra lỗi hệ thống. Do đó, việc bảo vệ hệ thống chống sét lan truyền sẽ giúp giảm thiểu các thiệt hại và bảo vệ các thiết bị, hệ thống quan trọng trong tòa nhà.

Thiết bị nào bị ảnh hưởng nhiều nhất trong sét lan truyền

Theo các thống kê và nghiên cứu, các thiết bị điện tử như máy tính, điện thoại, tivi, modem, bộ định tuyến, camera an ninh, thiết bị âm thanh, máy chủ và các thiết bị mạng thường là những thiết bị chịu ảnh hưởng nhiều nhất khi bị sét đánh lan truyền.

Ngoài ra, các thiết bị điện gia dụng như máy lạnh, tủ lạnh, máy giặt, máy sấy và các thiết bị điện như đèn, quạt, máy bơm cũng có thể bị hư hỏng do sét đánh.

Vì vậy, việc đầu tư vào các thiết bị bảo vệ chống sét và thiết kế hệ thống chống sét lan truyền là rất quan trọng để giảm thiểu thiệt hại và đảm bảo an toàn cho các thiết bị và tài sản của mình.

Nguyên lý thiết bị chống sét lan truyền

Nguyên lý hoạt động của thiết bị chống sét lan truyền (SPD) dựa trên việc tạo ra một đường dẫn điện để hướng dòng điện sét theo hướng tiếp đất an toàn. Khi một tia sét đánh vào, dòng điện sét sẽ đi qua đường dẫn điện được tạo ra bởi SPD để tránh gây hại cho thiết bị điện trong hệ thống.

Thiết bị SPD thường bao gồm một bộ phận ghi nhận sét, một bộ phận bảo vệ và một bộ phận kết nối. Bộ phận ghi nhận sét được thiết kế để nhận diện tín hiệu sét và bộ phận bảo vệ sẽ kích hoạt để tạo ra đường dẫn điện tiếp đất an toàn. Bộ phận kết nối sẽ kết nối SPD vào mạng lưới điện và tạo ra đường dẫn điện để dẫn dòng điện sét đi qua.

Một số SPD có thể có nhiều cấp độ bảo vệ để đảm bảo an toàn tối đa cho thiết bị điện. SPD cũng được thiết kế để hoạt động trong nhiều điều kiện khác nhau và có thể được sử dụng trong các mạng điện đơn lẻ, mạng điện ba pha, mạng dữ liệu và các hệ thống điện tử khác.

Sét lan truyền có thể thâm nhập vào trong công trình thông qua các con đường chính sau:

• Qua thiết bị anten – phi đơ (nếu có).
• Qua cáp treo và dây trần (dây điều khiển đèn biển, dây điện lực, dây điện thoại, dây truyền số liệu treo nổi v.v…).
• Qua cáp thông tin ngầm.
• Qua cáp nối giữa các thiết bị.
• Qua mạch cung cấp điện (AC & DC).
• Qua hệ thống tiếp đất và các điểm đấu chung đất.
• Qua vỏ che chắn của thiết bị.

Do vậy, khi đã hiểu Nguyên lý thiết bị chống sét lan truyền,  để chống sét lan truyền hiệu quả, cần thiết kế thiết bi phù hợp với các đường có nguy cơ phát sinh sét lan truyền thực tế, và đối với thiết bị quan trọng, nhạy cảm cần thiết kế thiết bị cắt, lọc sét nhiều tầng để tăng cường bảo vệ an toàn.

Sét đánh vào dây điện hay cọc gần đất có khả năng cảm ứng một dòng điện khoảng 30kA vào đường dây điện. Trong một số trường hợp, dòng điện phóng có thể lên đến 100kA. Kết quả của quá trình phòng điện này là sự hình thành các dòng sét với cường độ lớn và sự áp đặt một điện thế quá mức lên các dây dẫn. Do đó ta cần cắt các xung sét có điện áp cao và truyền nó xuống đất.

Có hai phương pháp mắc thiết bị chống sét bảo vệ hệ thống điện, cụ thể như sau:

Lắp Thiết bị chống sét lan truyền Mắc kiểu song song

Sơ đồ mạch thiết bị chống sét lan truyền 1 thiết bị bị cắt sét thông thường được kết nối như hình :

Thiết bị chống sét lan truyền mắc theo kiểu song song có thể chống sét ở mức cơ bản. Tất cả các thiết bị dạng này được mắc giữa dây pha và dây trung tính hoặc đất trên board chuyển mạch chính tùy thuộc vào hệ thống điện. Trong trường hợp này, dây trung tính phải được quy định rõ.

Các thiết bị chống sét lan truyền mắc song song thích hợp để bảo vệ các hệ thống bơm, điều hòa nhiệt độ và chiều sáng.

Lắp Thiết bị chống sét lan truyền Mắc kiểu nối tiếp

Thiết bị chống sét mắc theo kiểu nối tiếp sử dụng các bộ lọc thông thấp. Những bộ lọc này được mắc nối tiếp với tải, có nhiều loại bộ lọc một pha và ba pha với tần điện áp hoạt động, khả năng đáp ứng xung sét khác nhau.

Kỹ thuật lọc cho phép giới hạn cường độ và giảm độ dốc cạnh xung sét và cảm ứng dọc theo đường dây.

Các bộ lọc này có khả năng giảm quá áp và bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm như thiết bị viễn thông, máy tính,…

Lưu ý khi chọn thiết bị cắt lọc sét

Khi chọn các thiết bị cắt lọc sét, chúng ta cần dựa vào các đặc tính kỹ thuật của chúng, bao gồm:

• Loại hệ thống phân phối điện và số lượng pha
• Dòng định mức các thiết bị bảo vệ
• Tiêu chuẩn cần đáp ứng của hệ thống nối đất

Hệ thống chống sét lan truyền

Hệ thống chống sét lan truyền khi lắp  ta tuân theo quy trình sau đây:

Quy trình lắp đặt hệ thống chống sét lan truyền

1. Lắp đặt hệ thống tiếp địa

Khoan giếng tiếp địa D76, mỗi giếng sâu 5-15m, mỗi giếng cách nhau 5m sau đó hàn băng đồng tiếp địa vào cọc thông qua mối hàn hóa nhiệt, sau đó thả xuống hết chiều dài của giếng. Các liên kết giữa các giếng được hàn bằng mối hàn hóa nhiệt

2. Đổ hợp chất giảm điện trở đất

Sau khi lắp đặt xong hệ thống tiếp địa, chúng ta tiến hành đổ Vật liệu ổn định điện trở đất Gem
Hệ thống cần được đổ thêm Vật liệu ổn định điện trở đất 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.

Vật liệu ổn định điện trở đất Gem với các đặc điểm ưu việt:

– Có tính háo nước, luôn thu hút nước về điện cực tạo độ ẩm ổn định cho khu vực đất làm tiếp địa
– Có tính kết đông: hạn chế sự ăn mòn của điện cực
– Giảm đáng kể trở kháng xung: đảm bảo tính ổn định điện trở của hệ thống

Thích hợp với khu vực đồi núi cao, đá sỏi, khu vực cát hạt lớn ….. khu vực có điện trở suất đất cao,  Hợp chất ổn định điện trở được nhồi xuống giếng tiếp địa, định mức mỗi giếng 10m dùng 1 bao 11.5kg

3.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 ≤ 4 Ω với hệ thống chống sét lan truyền thì ta sẽ tiếp tục triển khai thi công.
– Trong trường hợp giá trị điện trở hệ thống tiếp địa không đạt theo yêu cầu 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.

4. 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 hoạc cấu kiện của công trình xây dựng

Dây thoát sét nối từ đỉnh Kim thu sét, đi trong thân ( hoạc ngoài tùy kim) cột đỡ Kim 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°C.

5.Lắp đặt thiết bị cắt sét

Lắp đặt thiết bị cắt sét vào từng vị trí đã được thiết kế theo tiêu chuẩn và tấp huấn của các hãng đã được đào tạo.

Bộ chống sét lan truyền

Bộ chống sét lan truyền hoàn chỉnh bao gồm các vật tư sau:

Thiết bị chống sét SPD

Thiết bị chống sét SPD còn được gọi là thiết bị chống sét lan truyền, Tất cả các Thiết bị chống sét SPD cho một mục đích cụ thể thực sự là một loại công tắc nhanh và thiết bị chống sét lan truyền được kích hoạt trong một phạm vi điện áp nhất định.

Sau khi được kích hoạt, thành phần triệt tiêu của bộ chống sét lan truyền sẽ bị ngắt khỏi trạng thái trở kháng cao, và cực L sẽ chuyển sang trạng thái điện trở thấp. Bằng cách này, dòng điện tăng năng lượng cục bộ trong thiết bị điện tử có thể được giải phóng.

Trong toàn bộ quá trình chống sét, Thiết bị chống sét SPD sẽ duy trì một điện áp tương đối ổn định trên cực. Điện áp này đảm bảo rằng bộ thiết bị chống sét SPD luôn bật và có thể xả dòng điện đột biến xuống đất một cách an toàn.

Nói cách khác, Thiết bị chống sét SPD bảo vệ thiết bị điện tử nhạy cảm khỏi tác động của các sự kiện sét, hoạt động chuyển mạch trên lưới điện công cộng, quá trình hiệu chỉnh hệ số công suất và các năng lượng khác được tạo ra bởi các hoạt động ngắn hạn bên trong và bên ngoài.

Thiết bị chống sét lan truyền mạng LAN RJ45

Thiết bị chống sét mạng lan J45 hay còn gọi là thiết bị chống sét lan truyền thường được sử dụng để bảo vệ máy tính, đầu ghi và các thiết bị sử dụng cổng mạng khác khỏi hiện tượng sét lan truyền trong hệ thống mạng lan.

Chống sét lan truyền DC là gì?

Chống sét lan truyền cho đường nguồn DC là việc sử dụng các vật tư chống sét phù hợp, nhằm tiêu diệt các xung quá áp đột biến lan truyền trên đường tín hiệu DC hay đường nguồn điện 1 chiều.

Trong các công trình, nguồn điện AC dùng để truyền và vận hành các thiết bị điện lớn. Còn nguồn điện DC 1 chiều dùng phổ biến cho các thiết bị điện, điện tử có điện áp thấp, công suất nhỏ. Các mức điện áp của thiết bị điện tử dùng nguồn DC phổ biến nhất: 6Vdc , 12Vdc, 24Vdc, 48Vdc. Vài trăm vôn DC cũng có, sử dụng cho nguồn điện năng lượng mặt trời.

Bên cạnh việc trang bị hệ thống chống sét trực tiếp và chống sét lan truyền cho nguồn AC, chúng ta cũng cần có giải pháp bảo vệ nguồn điện DC 1 chiều tránh khỏi nguy cơ quá áp do sét đánh. Tùy theo đặc điểm các thiết bị cần bảo vệ mà công trình lựa chọn sản phẩm chống sét lan truyền DC phù hợp. 

Lưu ý khi thiết kế giải pháp chống sét lan truyền đường nguồn DC

Trước khi bắt tay vào nghiên cứu giải pháp chống sét lan truyền nguồn điện DC, chúng ta cần xem xét một số thông tin như sau:

• Công trình có quy mô lớn hay nhỏ, là công trình dân dụng hay công nghiệp?
• Công trình đã có cột thu sét trực tiếp hay chưa? Nếu có thì hệ thống tiếp đất bố trí như thế nào?
• Công trình nằm ở khu vực có mật độ sét, cường độ sét, hệ số rủi ro bao nhiêu?
• Điện áp định mức tối thiểu và tối đa của các thiết bị cần bảo vệ bao nhiêu?

Từ các thông tin cơ bản trên, chúng ta mới tiến hành thiết kế giải pháp chống sét lan truyền DC tổng thể, an toàn với chi phí thấp nhất.

Một số thiết bị chống sét lan truyền DC phổ biến nhất

Dòng sét đánh lan truyền đường nguồn DC tuy không gây ra những nguy hại về tính mạng người nhưng luôn tiềm ẩn nguy cơ hỏng hóc tài sản, nhất là thiết bị điện tử. Đầu tư một hệ thống chống sét lan truyền đường nguồn DC đến từ thương hiệu OTOWA hàng đầu Nhật Bản là sự lựa chọn an toàn nhất cho công trình hiện nay.

Ưu điểm của thiết bị chống sét lan truyền OTOWA:

• Được sản xuất bởi OTOWA ELECTRIC CO.,LTD, có 70 năm kinh nghiệm sản xuất thiết bị chống sét.
• Ứng dụng nhiều công nghệ chống sét hiện đại nhất vào sản xuất.
• Có giấy chứng nhận chất lượng hàng hóa Cq và giấy chứng nhận nguồn gốc xuất xứ Co đầy đủ.
• Đạt tiêu chuẩn chất lượng khắt khe nhất của Nhật Bản.
• Giá cả phù hợp, cạnh tranh.

Otowa LS-YPV6012S

• Đây là thiết bị chống sét lan truyền nguồn điện DC thứ cấp, bảo vệ đường nguồn cấp 2.
• Đạt tiêu chuẩn EN 50539-11. Phù hợp với đường điện DC theo tiêu chuẩn IEC 60364-7-712. Ngăn ngừa hư hỏng các thiết bị cần bảo vệ trong trường hợp có lỗi cắt điện ở mạch máy phát.
• Bao gồm giá đỡ và mô-đun bảo vệ dạng cắm.
• Đế gắn vào Thanh DIN 35mm theo tiêu chuẩn EN 60715.
• Thời gian đáp ứng rất nhanh.
• Có cầu chì thay thế an toàn các mô-đun.
• Giá tham khảo: 4.900.000đ

LS-YPV10012S

Đây thiết bị chống sét lan truyền đường nguồn điện DC thứ cấp, bảo vệ cấp 2. Sử dụng trong các đường điện DC có tiếp điểm báo hiệu từ xa cho thiết bị giám sát. Ngăn ngừa hư hỏng các thiết bị cần bảo vệ trong trường hợp có lỗi cắt điện ở mạch máy phát.

• Thiết bị đạt tiêu chuẩn EN 50539-11. Phù hợp với đường điện DC theo tiêu chuẩn IEC 60364-7-712.
• Chịu được điện áp quang điện cực đại (Ucpv) <=1000V và xung lan truyền 8/20µꓢ.
• Bao gồm giá đỡ và mô-đun đa cực bảo vệ dạng cắm. Đế gắn vào Thanh DIN 35mm theo tiêu chuẩn EN 60715.
• Có cầu chì thay thế an toàn các mô-đun.
• Giá tham khảo: 5.900.000đ

Thi công và lắp đặt hệ thống chống sét lan truyền đường nguồn DC đòi hỏi phải đáp ứng các tiêu chí kỹ thuật cao. Do vậy bạn nên tìm đến các kỹ sư có chuyên môn để được tư vấn.

Các câu hỏi liên quan đến chống sét lan truyền

Xung sét là gì?

Xung sét là gì? Sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển giữa 2 đám mây tích điện trái dấu hoặc giữa các đám mây và mặt đất

Tại sao cần chống sét lan truyền trên đường nguồn?

(Theo lý thuyết, bán kính cảm ứng là 2Km tính từ vị trí bị sét đánh). Điều này sẽ gây ra hư hỏng thiết bị đắt tiền. Do đó ngoài việc chống sét trực tiếp, chống sét lan truyền sẽ giúp cho hệ thống điện, điện tử & CNTT được bảo vệ tối đa các nguy hiểm do sét gây ra.

Chồng xưng sét là gì?

Thiết bị chống sét lan truyền là thiết bị ngăn chặn sự lan truyền của sét đến các thiết bị điện hoặc đường xây xung quanh vật chủ bị sét đánh. Nhiệm vụ của thiết bị này là hạn chế và giảm thiểu ảnh hưởng của sét đến các thiết bị điện xung quanh theo đường dây điện, đường dây tín hiệu, dây kim loại

Thiết bị cát sét là gì?

Thiết bị cắt lọc sét là một thiết bị được sử dụng với mục đích chống sét và bảo vệ các thiết bị điện khỏi nguy cơ cháy, hỏng khi điện áp bị thay đổi đột ngột. Đây là một thiết bị rất quan trọng và không thể thiếu trong các công trình.

Chống sét loại 2 là gì?

Thiết bị chống sét lan truyền cấp 2 (Type 2 SPD) là gì? Thiết bị chống sét lan truyền cấp 2 là thiết bị cắt sét thứ cấp. Thường được đặc trưng bởi dòng điện sóng 8/20 µs. Thiết bị bảo vệ các thiết bị điện hoạt động điện áp thấp và bảo vệ các tải.

Aptomat chống sét là gì?

Aptomat chống sét lan truyền là thiết bị được ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng nhằm bảo vệ các thiết bị điện tử, gia dụng giảm thiểu tốt đa sự ảnh hưởng của các luồng sét gây hư hại.

SPD là gì?

SPD là từ viết tắt của: Social Democratic Party of Germany tức Đảng Dân chủ Xã hội Đức. Special Police Dekaranger tức Đặc cảnh Dekaranger trong Tokusou Sentai Dekaranger.

SPD type 1 là gì?

SPD loại 1 (Type 1): Là các thiết bị được kết nối vĩnh viễn có công nhận của UL để lắp đặt tại bất kỳ vị trí nào giữa phụ tải của máy biến áp tới bộ ngắt kết nối chính của tủ chính.

TVSS là gì?

SPD – Surge protection device hay TVSS – Transient voltage surge suppressor là thiết bị có khả năng giới hạn điện áp tăng đột ngột và chuyển hướng dòng điện do sét tạo ra dẫn xuống hệ thống nối đất nhằm bảo vệ các thiết bị nhạy cảm với sự thay đổi đột ngột của dòng điện.

Thiết bị cắt lọc sét 3 pha là gì?

Thiết bị cắt lọc sét 3 pha là gì? Với thiết bị cắt sét 3 pha, bạn sẽ giải quyết được các vấn đề dòng điện sét đánh lan truyền. Thiết cắt lọc sét 3 pha bảo vệ các thiết bị được mắc trong mạng đường cấp nguồn 3 pha, nhờ cơ chế giúp tránh ảnh hưởng của dòng sét trên đường cấp nguồn này.