Hệ Thống Chống Sét Là Gì?

Hệ thống chống sét là sự sắp xếp của nhiều thiết bị chống sét theo một hệ thống nhất định, để chống lại các tác nhân gây hại từ sét. Tùy vào quy mô của công trình mà số lượng các vật tư chống sét có thể nhiều hoặc ít, dao động từ một vài cho tới hàng chục loại khác nhau. Tùy vào ngân sách xây dựng và tình hình thực tế của từng công trình, mà vật liệu chống sét được dùng cũng sẽ khác nhau.

Có thể nhiều người chưa biết, sét có thể gây nguy hại cho công trình theo 3 con đường khác nhau chứ không phải là một, cụ thể là:

⚡Sét đánh trực tiếp vào công trình - gây nguy hại tới tài sản và tính mạng - đây cũng là tác hại nhiều người biết nhất
⚡Sét đánh vào đường dây điện, trạm điện, cột điện... ở gần tòa nhà - làm hỏng các thiết bị điện trong nhà - đây là tác hại nhiều người biết nhưng chưa chú ý
⚡Sét đánh vào gần đường dây hoặc gần các thiết bị truyền tín hiệu như điện thoại, camera, internet... - làm nhiễu loạn đường truyền hoặc chập nổ các thiết bị - đây là tác hại ít người chú ý

Hệ thống chống sét ra đời là để chống lại các tác nhân gây hại từ sét. Do sét tác động đến công trình theo 3 con đường, nên chúng ta cũng có 3 kiểu hệ thống tương đương. Trong đó, bảo vệ chống sét đánh trực tiếp, được gọi là hệ thống chống sét trực tiếp. Phòng chống 2 tác nhân gián tiếp được gọi chung là hệ thống chống sét lan truyền. Hai hệ thống này đều có cấu tạo 3 phần là thu sét - dẫn sét - thoát sét. Về cơ bản, phần thu sét và thoát sét của hai hệ thống kể trên đều có sự tương đồng; được gọi là hệ thống tiếp địa (thường gọi tắt là tiếp địa).

Video minh họa các hệ thống chống sét cơ bản 

Hệ thống chống sét trực tiếp được nghiên cứu và ra đời sớm nhất, từ cuối thế kỷ 18 tại Mỹ. Thiết bị chống sét trực tiếp lúc đó rất đơn giản, chỉ bao gồm: 

👉01 Kim thu sét: là một thanh kim loại nhọn đầu, được đặt ở vị trí cao nhất trên tòa nhà, mũi nhọn hướng lên trên
👉01 Dây tiếp địa: là một đoạn dây kim loại, chạy dọc theo tường nhà, nối liền kim thu sét và cọc tiếp địa
👉01 Cọc tiếp địa: là một thanh kim loại, được chôn sâu dưới đất, nơi ít người qua lại

Do nhà phát minh ra cách chống sét này tên là Benjamin Franklin, nên người ta thường gọi đây là hệ thống chống sét Franklin. Nguyên lý hoạt động của tổ hợp này dựa vào việc: sét có xu hướng đánh vào các vật trên cao và sắc nhọn, nhiều hơn là các vật còn lại. Do vậy, khi tia sét có xu hướng đánh vào tòa nhà thì xác xuất nó đánh vào đầu mũi kim sẽ cao hơn các vị trí khác. Sau đó, luồng sét sẽ di chuyển từ mũi kim theo dây dẫn xuống cọc và tản ra đất, bởi vì khả năng truyền điện của các vật kim loại này là tốt hơn so với tường nhà. Sau này, khi diện tích các tòa nhà tăng lên, người ta vẫn giữ nguyên mô hình chống sét này, chỉ tăng số lượng hoặc kích thước ba thiết bị chống sét kể trên.

Đến năm 1983, người Pháp trở thành tổ chức đầu tiên phát minh ra một loại thiết bị thu sét mới, có khả năng chống sét chủ động (kim sẽ hút tia sét nào đi vào vùng hoạt động của nó, cách cũ chỉ tăng xác suất bị đánh trúng). Để phân biệt, người ta gọi nó là kim thu sét hiện đại và kim cũ được gọi là kim thu sét cổ điển từ lúc đó. Tương đương, chúng ta sẽ có hệ thống chống sét cổ điển và hệ thống chống sét hiện đại. Sau nhiều thập kỷ hoàn thiện và nâng cấp, chống sét hiện đại đã khác biệt so với chống sét cổ điển rất nhiều. Chúng ta có thêm hàng loạt các thiết bị mới, bổ trợ cho quá trình chống sét và kiểm định chống sét như: trụ đỡ kim thu sét, bộ đếm sét, hộp kiểm tra tiếp địa...

Cơ chế hoạt động của hệ thống chống sét lan truyền cũng tương tự với chống sét trực tiếp. Chúng ta tìm ra đường đi của sét và chuyển hướng chúng xuống dưới đất, thông qua các thiết bị chống sét. Như đã nói ở trên, quá trình dẫn sét - thoát sét của 2 hệ thống là tương đương nhau, đều được cấu thành từ nhiều dây chống sét và cọc chống sét. Chỉ có bộ phận thu sét là khác biệt. 

Để phòng chống sét lan truyền qua đường dây điện, chúng ta cần lắp một thiết bị bảo vệ ở tủ điện tổng, ngay trước aptomat tổng của cả tòa nhà. Một số trường hợp, cần lắp riêng tại tủ điện từng tầng, thậm chí là trên đầu thiết bị. Các thiết bị này được gọi chung là thiết bị chống sét lan truyền đường nguồn và chia làm hai loại:

🕸️Thiết bị cắt sét: tác dụng chính là cắt giảm cường độ dòng sét, phần sét quá tải sẽ được chuyển xuống hệ thống tiếp địa. Áp dụng cho các thiết bị điện công nghiệp.
🕸️Thiết bị lọc sét: tác dụng chính là điều hòa dòng sét, đưa độ biên thiên của dòng sét về mức bình thường. Áp dụng cho các thiết bị điện tử, có độ nhảy cảm cao.

Ngày trước, người ta thường lắp thiết bị cắt sét tại tủ điện tổng và thiết bị lọc sét trước các thiết bị điện tử cần bảo vệ. Nhưng hiện nay đã có thiết bị cắt lọc-sét, là sự kết hợp của cả hai thiết bị kể trên. Trong thực tế, các thiết bị cắt hoặc lọc sét được phân cấp sâu hơn, phụ thuộc vào điều kiện của nguồn cấp điện, ví dụ như: chia theo nguồn điện AC và DC, chia theo pha 1 và 3, chia theo dòng tải... 

Sơ Đồ Chống Sét Lan Truyền

Để phòng chống xung sét lan truyền qua đường tín hiệu, chúng ta cần lắp thiết bị bảo vệ trước từng đầu thiết bị thu phát tín hiệu. Thiết bị này được gọi chung là thiết bị chống sét lan truyền đường tín hiệu. Phân loại của chúng đơn giản hơn nhiều so với chống sét lan truyền đường nguồn, được chia theo đúng đối tượng được bảo vệ như: chống sét camera, chống sét điện thoại, chống sét đường mạng...

Hệ thống tiếp địa chống sét được chia làm hai phần rõ rệt

⚡Bộ phận truyền sét: dây tiếp địa và các thiết bị bảo vệ dây tiếp địa như: các ống luôn dây (sino, hdpe, pvc) và các loại kẹp định vị
⚡Bộ phận thoát sét: cọc tiếp địa và các thiết bị liên kết như: thanh đồng, cáp đồng. Các thiết bị trên được liên kết với nhau bởi kẹp tiếp địa hoặc thuốc hàn hóa nhiệt

Ở giữa 2 bộ phận này, chúng ta phải có một bảng đồng tiếp địa hoặc hộp kiểm tra tiếp địa. Đây là thiết bị quan trọng, phục vụ cho công tác kiểm tra định kỳ toàn bộ hệ thống chống sét.

Chú ý, với 1 công trình cụ thể, phải đảm bảo những tiêu chuẩn sau:

❗Có thể có nhiều hơn 1 bãi tiếp địa cho 1 công trình
❗Có thể có nhiều dây nối đất xuống cùng 1 bãi tiếp địa, nhưng không được phép 1 dây tiếp đất nối nhiều bãi tiếp địa
❗Bãi tiếp địa của chống sét lan truyền đường nguồn và tín hiệu có thể chung nhau, nhưng không được chung với chống sét trực tiếp
❗Bãi tiếp địa của chống sét lan truyền có thể chung với an toàn điện.

Ở phía trên, chúng ta đã có những kiến thức cơ bản nhất về một hệ thống chống sét. Trong phần này, chống sét Quang Hưng sẽ áp dụng phần lý thuyết phía trên vào thực tế cuộc sống, thông qua ba mô hình cơ bản nhất là nhà ở, nhà cao tầng và nhà xưởng. Các công trình đặc thù khác (thuộc sở hữu chính trị, quân đội hoặc quần thể kiến trúc rộng lớn như sân golf, sân vận động, sân bay...) vui lòng liên hệ với bộ phận tư vấn để biết thêm chi tiết.

Đối với nhà ở, chúng ta bắt buộc phải lắp đặt hệ thống chống sét trực tiếp. Quý khách có thể lựa chọn phương pháp cổ điển hay thực tế đều được. Tổng chi phí cho hai hệ thống này, đối với nhà thấp tầng, chênh lêch nhau không nhiều. Hệ thống hiện đại có mức chi phí cho sản phẩm cao hơn nhưng lại thi công dễ hơn và giá thành thấp hơn. Trung bình, hệ thống chống sét trọn gói dao động từ 15 đến 25 triệu đồng (cổ điển cũng có thể lên tới 25 triệu đồng và hiện đại có thể xuống mức 15 triệu đồng). 

Nên lắp hệ thống chống sét lan truyền cho mô hình này, nếu trong nhà có nhiều thiết bị điện đắt tiền, tổng giá trị từ vài chục cho tới vài trăm triệu một thiết bị. Chi phí cho một hệ thống chống sét lan truyền hiện nay có giá tối thiểu vào khoảng hơn 10 triệu đồng.

Về cơ bản, nhà ở tại Việt Nam có thể chia làm ba loại chính như sau:

     🏠Nhà ở thông thường (có diện tích dưới 100m2 và không quá 5 tầng). Đối với chủ xây dựng có chuyên môn về điện và chống sét, chúng tôi khuyến khích theo phương án cổ điển. Ngược lại, phương pháp hiện đại là lựa chọn tối ưu. Có thể bỏ qua chống sét lan truyền
     🏡Biệt thự mini (có diện tích dưới 150m2 và không quá 5 tầng). Nên lắp đặt hệ thống chống sét hiện đại và chống sét lan truyền cơ bản (đặc biệt là nếu có thang máy)
     🏪Nhà phố (nhà mặt phố, có chiều cao không quá 5 tầng): áp dụng tương tự với nhà ở thông thường. Chú ý, nhà mặt phố thường có diện tích đóng bãi tiếp địa nhỏ, nên làm hệ thống tiếp địa trước khi xây nhà. Trong điều kiện đặc thù, có thể áp dụng khoan giếng, thả cọc tiếp địa.

Chú ý: các tòa nhà ở có diện tích sử dụng lớn hơn thông số khuyến khích nên áp dụng hệ thống chống sét cho nhà cao tầng.

Thiết kế chống sét cổ điển chỉ có tác dụng chống sét đánh thẳng, chỉ phù hợp với nhà thấp tầng. Đối với các tòa nhà từ 10 tầng trở nên, khả năng bị sét đánh tạt ngang là khả cao. Do vậy hệ thống chống sét trực tiếp tại nhà cao tầng nên sử dụng phương pháp hiện đại. Quý khách chú ý, tổng chi phí có thể chênh nhau từ vài triệu lên tới vài chục triệu đồng, phụ thuộc vào: tổng diện tích của khu đất, chiều cao tối đa của tòa nhà (tính ở điểm cao nhất), mức độ an toàn của hệ thống chống sét. Mức an toàn phụ thuộc vào chất liệu của thiết bị và độ uy tín của thương hiệu (cung cấp thiết bị). Một số thương hiệu chống sét lớn, lâu năm có con số thống kê và các chứng chỉ chứng minh về mức độ rủi ro của hệ thống.

Chống sét lan truyền đường nguồn là bắt buộc đối với các tòa nhà cao tầng. Tùy vào nhu cầu sử dụng hay cho thuê, mà số lượng thiết bị được lắp đặt có thể khác nhau. Thông thường, mỗi một tầng nên có một thiết bị bảo vệ riêng, đặc biệt là các khu chung cư. Đối với các tòa nhà doanh nghiệp, hệ thống chống sét cho đường tín hiệu cần được cân nhắc. Đại đa số các tòa nhà kiểu này để có lượng đầu thu camera và đầu thu wifi khá nhiều. Chi phí cho hệ thống bảo vệ đường tín hiệu là thấp hơn nhiều so với bảo vệ đường nguồn.

Hai Cần Cẩu Được Lắp Kim Thu Sét Khi Đang Thi Công Chống Sét Nhà Cao Tầng

Nên có nhiều hơn một bãi tiếp địa trong hệ thống chống sét nhà cao tầng. Vị trí đặt bãi tiếp địa cần đặt ở vị trí hợp lý, ít người qua lại, cách càng xa khu vực đi bộ và nhà để xe càng tốt. Sét đánh vào các tòa nhà cao tầng thường có lượng điện năng rất lớn, nên bãi tiếp địa nên được đóng sâu vào lòng đất, nhằm tránh các phát sinh. Ngoài ra, còn cần tính toán vị trí đặt hộp kiểm tra tiếp địa và bộ đếm sét hợp lý, để theo dõi và bảo trì hệ thống khi cần thiết. Quý khách chú ý, đối với các tòa nhà siêu cao tầng, thì phải lắp đặt hệ thống chống sét cho hệ thống cần cẩu. Sau khi hoàn thành xây dựng thì sẽ chuyển thành hệ thống chống sét của tòa nhà.

Đặc điểm của nhà xưởng là đơn tầng nhưng trần cao và diện tích sử dụng lớn. Để đảm bảo an toàn tối đa, quý khách nên sử dụng phối hợp hai hệ thống cổ điển và hiện đại trong chống sét trực tiếp. Trong đó, kim hiện đại sẽ được lắp đặt ở vị trí trung tâm của nóc xưởng. Các kim cổ diển sẽ được lắp đặt ở xung quanh viền mái, đặc biệt là các góc xa, nơi hiệu quả của kim hiện đại bị giảm sút.

Nếu là xưởng sản xuất, với số lượng máy móc lớn thì việc lắp đặt một thiết bị chống sét đường nguồn tại tủ tổng là phương pháp tối ưu. Nếu là xưởng khai thác, với số lượng máy móc ít, thì quý khách có thể cân nhắc việc lắp đặt thiết bị chống sét cho từng đầu máy, như vậy sẽ đảm bảo an toàn tối đa. Quý khách nên lắp thêm các thiết bị bảo vệ cho hệ thống camera giám sát. Trong điều kiện kinh tế không cho phép, có thể chỉ lắp cho 1-3 camera quan trọng. Nên nhớ, mỗi một camera cần 1 thiết bị bảo vệ riêng và hoạt động độc lập với nhau.

Đa phần các nhà xưởng đều dùng khung thép mái tôn, vì vậy cần chú ý đến các biện pháp cách điện khi lắp đặt hệ thống tiếp địa. Đối với phần mái, có thể sử dụng sơn tĩnh điện hoặc các vật liệu cách điện như sứ bảo vệ, ồng luồn dây tiếp địa... Đối với các môi trường có nhiều hóa chất, hoặc đất khô cứng, cần sử dụng thêm hóa chất giảm điện trở đất khi thi công. Bộ đếm sét cũng là một thiết bị vô cùng cần thiết, để theo dõi và đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống.

Hai hệ thống chống sét trực tiếp và lan truyền được lắp đặt độc lập với nhau, từ khâu thu sét cho tới khâu tiếp địa. Trong đó, hệ thống tiếp địa luôn được lắp đặt trước, sau đó là hệ thống dây dẫn truyền sét, cuối cùng mới là thiết bị thu sét. Chi tiết như sau:

Bước chuẩn bị: Tính toán chống sét và thiết kế chống sét cho tòa nhà

1️⃣ Lựa chọn vật tư tiếp địa: dựa theo độ ẩm của đất, diện tích và chiều cao của tòa nhà
2️⃣ Lựa chọn dây tiếp địa: chiều dài dây phụ thuộc khoảng cách từ bãi tiếp địa đến thiết bị thu sét, kích thước dây phụ thuộc vào bán kính bảo vệ của kim (chống sét trực tiếp), dòng tải của thiết bị cắt-lọc sét (chống sét lan truyền).
3️⃣ Lựa chọn kim thu sét: theo diện tích và chiều cao của tòa nhà (tính ra kim có bán kính bảo vệ phù hợp) và ngân sách của dự án
4️⃣ Lựa chọn thiết bị chống sét lan truyền đường nguồn: theo dòng tải, số pha của dòng điện và ngân sách của dự án

Bước thi công

1️⃣ Đào rãnh, chôn cọc và liên kết các cọc với nhau bằng dây tiếp địa hoặc băng đồng, đổ hóa chất giảm điện trở nếu cần thiết
2️⃣ Đo điện trở suất đất tạm thời và so sánh với trị số mục tiêu. Bổ sung vật tư và hóa chất (nếu cần) cho tới khi điện trở suất đất đạt mức yêu cầu. Xem mục tiêu chuẩn để biết chi tiết
3️⃣ Xác định vị trí lắp đặt hộp kiểm tra tiếp địa và vị trí đặt thiết bị thu sét
4️⃣ Rải dây tiếp địa nối dài giữa 2 vị trí kể trên và cố định dây dẫn lên tường. Trong trường hợp có ống luồn dây thì nên luồn dây qua ống trước và cố định ống lên tường.
5️⃣ Lắp đặt các thiết bị thu sét
6️⃣ Liên kết dây tiếp địa với các thiết bị thu sét
7️⃣ Liên kết hộp kiểm tra với đầu dây còn lại và với bãi tiếp địa.

Hiện nay trên thế giới có hàng chục tiêu chuẩn về chống sét khác nhau. Trong đó có hai loại chính là tiêu chuẩn quốc tế (IEC) và tiêu chuẩn quốc gia. Ở riêng Việt Nam, chúng ta có khoảng hơn 10 bộ tiêu chuẩn chống sét cho công trình xây dựng. Nhưng được sử dụng phổ biến nhất, liên quan trực tiếp đến ngành chống sét là TCVN 9385 năm 2012. Theo đó, các công trình xây dựng được phân chia chi tiết thành nhiều dạng, theo kích thước, kết cấu xây dựng, công năng sử dụng, mức độ cách ly và dạng địa hình. Mỗi một kiểu công trình sẽ có những yêu cầu riêng. Có thể chia bộ tiêu chuẩn thành 3 phần chính

⚡Tiêu chuẩn thiết kế chống sét: Mỗi kiểu công trình có một trị số an toàn riêng (E), đòi hỏi một bộ tiêu chuẩn riêng về góc bảo vệ và vùng bảo vệ. Loại vật tư được dùng trong chống sét, từ chất liệu cho tới quy cách chính xác về độ dài, rộng, dầy, lớp mạ... kèm theo mức dung sai cho phép. Các loại mô hình đi dây và liên kết...
⚡Kỹ thuật thi công chống sét: mô hình cọc tiếp địa, khoảng cách giữa các cọc, độ sâu của các cọc, mức điện trở suất đất cho từng kiểu hệ thống chống sét, cho từng kiểu công trình
⚡Tiêu chuẩn nghiệm thu chống sét và kiểm định chống sét: các vị trí cần kiểm tra, các cách đo đạc và đánh giá, thời gian giữa mỗi lần kiểm tra...

Nghiệm thu chống sét thường được chia làm hai giai đoạn. Giai đoạn đầu ở thời điểm đo điện trở suất của đất. Giai đoan sau là khi lắp đặt hệ thống chống sét hoàn tất. Ban nghiệm thu sẽ bao gồm: Đại diện chủ đầu tư (chủ tịch ban nghiệm thu), đại diện đơn vị thi công và đại diện thiết kế (nếu cần).

Nội dung bao gồm toàn bộ tiêu chuẩn nghiệm thu hệ thống chống sét, theo TCXDVN và thiết kế ban đầu như: 

✔️Thiết bị chống sét được sử dụng (số lượng và quy cách)
✔️Chất lượng của quá trình tiếp địa: khoảng cách giữa các cọc, độ bền của các mối nối
✔️Độ an toàn của bãi tiếp địa: độ sâu của cọc, số lượng cọc được đóng, trị số điện trở suất đất, khoảng cách an toàn của hệ thống...
✔️Chất lượng của quá trình đi dây: khả năng cách điện của đường truyền, biện pháp thay thế và sửa chữa khi rủi ro...
✔️Chất lượng của kim thu sét: chiều cao của trụ đỡ, vị trí của trụ đỡ, độ chắc chắn của hệ thống giằng néo
✔️Các biện pháp bảo trì bảo dưỡng toàn hệ thống: chống hạn gỉ, chống va chạm, chống dột...
✔️Toàn bộ những yếu tố trên sẽ được lập thành văn bản và đưa vào hồ sơ nghiệm thu.

Quý khách có thể tham khảo mẫu biên bản nghiệm thu hệ thống chống sét tại đây

Quy trình kiểm định chống sét hoàn toàn giống với quy trình nghiệm thu chống sét. Điểm khác biệt duy nhất, đó là quá trình kiểm định sẽ được thực hiện bởi một đơn vị độc lập, không liên quan gì đến đơn vị thi công hay thiết kế. Đây phải là những đơn vị uy tín, được cấp giấy phép kiểm định hệ thống chống sét. Theo quy định, cần kiểm định lần đầu ngay sau khi hoàn tất quá trình lắp đặt hệ thống chống sét, và trước khi đưa vào sử dụng. Các lần kiểm định kế tiếp sẽ diễn ra định kỳ, khoảng 1 năm/lần, vào thời điểm diễn ra lần kiểm định trước hoặc trước mùa dông bão.

Thời hạn kiểm định có thể diễn ra sớm hơn, trong các trường hợp đặc thù sau:

❗Công trình mở rộng diện tích sử dụng
❗Các vật tư chống sét có dấu hiệu han rỉ, gãy, vỡ...
❗Công trình thuộc loại đặc thù: có ý nghĩa chính trị, quân sự... hoặc có độ nguy hiểm cao (kho xăng dầu, kho đạn...)
❗Chi phí kiểm định hệ thống chống sét không cố định, phù thuộc vào quy mô của hệ thống chống sét.

--------
Công Ty CP Tập Đoàn Xây Dựng Quang Hưng
🏭Số 1B/128C Đại La, Hai Bà Trưng, Hà Nội
📧quanghung.cse@gmail.com
📞0967901917- 0989091727
#chongset #chongsetquanghung