Số điện thoại: 024 6683 9670
Đăng ký
Đăng nhập
![[Vietnamese]](/html/style/images/lang-vie.jpg){kind=small}
![[English]](/html/style/images/lang-eng.jpg){kind=small}
Lời nói đầu: Về vị trí địa lý, Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới, đây là vùng thường xuyên có mưa bão và dông tố gây ra những cơn sấm sét, do vậy khả năng bị ảnh hưởng và chịu hậu quả do những hiện tượng tự nhiên này gây ra rất lớn.
Bài báo cáo này đề cập đến vấn đề bảo vệ chống sét và phát kiến mới của hệ thống chống sét, nhằm giúp bạn đọc có những kiến thức cơ bản để phòng tránh sét, bảo vệ con người và các trang thiết bị.
Giới thiệu chung : Sấm, sét là một hiện tượng tự nhiên, nó thường xảy ra một cách bất ngờ và có thể gây ra thảm hoạ mà con người không dự đoán trước được. Một cơn sấm sét lớn có thể tạo ra hơn 100 tia chớp trong một phút, thậm chí có những trường hợp sấm sét tạo dông tố có thể phát ra năng lượng tương đương như một nhà máy điện hạt nhân nhỏ (vài trăm megawatt). Không phải tất cả các cú sét đánh đều đi xuống đất, khi nó xảy ra thì nguồn năng lượng đó có sức tàn phá ghê gớm. Hệ quả là các hệ thống thông tin liên lạc bị gián đoạn hàng giờ liền và có khi cả ngày do các trang thiết bị hư hỏng hay như ở các nhà máy hoá chất, tia sét đã gây ra các vụ cháy, nổ làm thiệt hại lớn về vật chất và rất nguy hiểm.
Bảo vệ chống sét truyền thống nhằm thu hút và chuyển hướng năng lượng của sét xuống đất. Định hướng này có thể tránh được một vài hậu quả tồi tệ của những cú sét đánh trực tiếp, nhưng nó cũng có những mặt hạn chế trầm trọng.
Không phải tất cả các hệ thống chống sét truyền thống đều đạt hiệu quả 100% và tất cả đều chịu được những hệ quả gián tiếp có liên quan với trường tĩnh điện và trường điện từ. Chúng đều rất nguy hiểm và gây ra cháy, nổ, làm hư hỏng đường truyền dữ liệu, các trang thiết bị và các mạch điện tử.
Câu hỏi chưa được trả lời là tại sao việc thu sét được đặt lên hàng đầu nhưng đi kèm với sét thì luôn gắn với những hiệu ứng khác nhau và chưa được xử lý một cách thích đáng.
Từ năm 1971 hệ thống giải pháp tổng thể theo công nghệ mới đã chứng minh được tính hiệu quả của nó như là một hệ thống đảm bảo loại trừ được sét trong vùng bảo vệ chống sét ở các nhà máy hoá chất, nhà máy điện nguyên tử, các kho bồn xăng dầu và rất nhiều những nơi khác. Hệ thống này đã minh chứng rằng mọi thiệt hại và hư hỏng do sét gây ra đã được loại trừ hoàn toàn.
Ở Việt Nam, từ trước đến nay hầu hết đều sử dụng hệ thống thu sét kiểu truyền thống đó là hệ thống các cọc thu lôi có mũi nhọn đặt bên trên các toà nhà, các cơ sở vật chất và hệ thống các cọc này được nối với nhau qua đường dây dẫn để truyền sét xuống các điểm tiếp đất. Và chỉ gần đây mới bắt đầu ứng dụng và lắp đặt các hệ thống bảo vệ chống sét theo công nghệ mới, ví dụ như ở cầu Bãi Cháy (Quảng Ninh)…
Sấm, sét là một mối đe doạ khủng khiếp, nó gây ra các vụ cháy, nổ, gây tổn thương hay chết người, huỷ hoại và làm hư hỏng các cơ sở vật chất, làm ngưng trệ hoạt động của máy móc, thiết bị, gây thiếu hụt, mất mát, thất thoát cơ sở vật chất và những điều đó có liên quan đến tổng thu nhập chung do máy móc, thiết bị bị hư hại.
Trong khi hậu quả do sấm sét đánh trực tiếp là rõ ràng thì hậu quả gián tiếp là sự tàn phá, sự ngưng trệ, đặc biệt đối với đường dây truyền tải điện và các cơ sở tiện ích nơi có các thiết bị điện tử nhạy cảm.
Hệ quả trực tiếp do bị sét đánh là sự hư hỏng vật chất và các vụ cháy, nổ xảy ra sau đó. Khi sét đánh trực tiếp xuống một đối tượng thì các vật liệu bị cháy là điều hiển nhiên. Tia chớp sáng và lửa cháy cùng xảy ra là một dạng sét đánh hay là một hiệu ứng nhiệt của sét.
Lịch sử nền công nghiệp xăng dầu đã đưa ra nhiều bằng chứng về sự huỷ hoại do bị sét đánh. Hàng triệu đô la sản phẩm của ngành công nghiệp hoá dầu và các tiện ích bị huỷ hoại hàng năm do sét và các hiện tượng liên quan gây ra ở nhiều nơi trên thế giới. Cuộc sống bị huỷ diệt khi những tiện ích bị thiêu cháy và phát nổ. Một ví dụ về thiệt hại do vụ cháy ở Nigieria vào năm 1990, kho bồn có 670.000 thùng phuy bị cháy do sét đánh. Bồn đầy dầu ngập trong bão lửa và các thùng phuy cũng bị tiêu huỷ. Cũng cần phải nói thêm rằng các bồn xăng dầu ở Nigieria đã được “bảo vệ” bởi một hệ thống hoạt động theo kiểu cổ truyền. Rõ ràng hệ thống bảo vệ truyền thống là không đạt được hiệu quả thích đáng.
Sự thật thì mối nguy hiểm do việc mất một vài bồn chứa xăng dầu là nhỏ, nhưng nó cũng chỉ ra một thực tế từ việc cần phải loại bỏ sự thiệt hại của một vài bồn xăng dầu và các sản phẩm trong một quốc gia thường sẽ phải trả giá rất lớn để chi cho việc bảo vệ ở tất cả các kho tàng trong quốc gia đó.
Hệ quả gián tiếp của cú sét đánh trực tiếp hoặc gần nơi sét xảy ra là sự tích điện tăng vọt giới hạn của xung điện từ trường, xung tĩnh điện và dòng điện qua đất. Sự tăng vọt giới hạn tích điện (xảy ra sau khi có hồ quang) đây là trường hợp phổ biến nhất (những hệ quả này sẽ được đề cập chi tiết hơn trong phần tiếp sau ở mục sấm sét hoạt động như thế nào).
Theo con số thống kê thì hệ quả gián tiếp xảy ra phần lớn ở lĩnh vực xăng dầu như cháy, nổ. Những vụ cháy nổ thường được dập tắt sau khi giải phóng hoặc cách ly lượng hơi bùng phát. Ví dụ, xung của trường tĩnh điện và trường điện từ tạo nên điện áp cao và truyền vào bất cứ dây dẫn nào nằm trong không gian chịu ảnh hưởng của trường. Sự truyền dẫn này sẽ gây ra hồ quang giữa dây, ống dẫn với đất. Hồ quang ở vị trí thuận tiện sẽ gây ra cháy và nổ.
Khí ga được thông thoát ra từ bồn chứa không tự bùng phát mà thường bị bắt lửa như là hậu quả của hệ quả gián tiếp hiệu ứng hồ quang. Hệ quả gián tiếp không phải luôn dễ dàng nhận biết được như nguyên nhân tạo ra hoặc kỹ xảo. Tập quán bảo vệ sẽ không gây ảnh hưởng lên bất kỳ hệ quả gián tiếp nào mà chỉ làm giảm mức độ nguy hiểm của chúng. Cổng không khí tập hợp các cú sét và kích hoạt cổng chống sét ở trạng thái gần kề sự bốc cháy vật liệu.
Cần nói thêm rằng, gần đây, khuynh hướng về kiểu kết cấu siêu nhỏ được phát triển trong hệ thống điện tử đã mang đến sự gia tăng mức độ nhạy cảm của hiệu ứng truyền dẫn. Sự truyền dẫn điện thế dưới 3V giá trị đỉnh hoặc mức năng lượng thấp dưới 10-7Jun có thể gây hư hại hoặc làm xáo trộn hệ thống và các chi tiết cấu thành của nó.
Đường dây truyền tải điện cao áp là nơi chịu nhiều tổn thất nhất của sự tàn phá và là hiện tượng phá huỷ hiếm hoi trong lĩnh vực này và tất nhiên các thiết bị điện tử cũng phải chịu tương tác trong hoạt động hàng ngày.
Có 4 loại nguồn gốc cơ bản của hiện tượng dị thường: sét, tiện ích hữu dụng, vật cận kề và thiết bị của riêng cá nhân. Mỗi một loại đó sẽ tạo ra một hình thái dị thường riêng. Với những nguồn này, tia sét là rõ ràng, là mối đe doạ thông thường nhất trong số các hạng mục phá huỷ bởi điện thế và hình thái phá huỷ. Một cú sét đánh trực tiếp lên đường dây tải điện tại đầu vào nguồn cấp có thể gây ra tổn thất đáng kể bên trong những phần tử không được bảo vệ và những tiện ích không được bảo vệ đúng quy cách. Những tiện ích được bảo vệ tương xứng có thể chống chọi lại được sét và cũng chống được những hình thái dị thường khác.
Một khả năng khác có thể xảy ra liên quan đến định luật Murphy, là một điều không mong đợi và cũng khác thường, hoặc nói cách khác là “không thể”. Ví dụ, một xe ôtô tải nằm ở vị trí một đầu cực của đường dây 220kV được bao phủ bởi đường dây 4.160kV dẫn đến khách hàng sở tại. Đường dây 220kV đã bị chập mạch với đường dây 4.160kV trong một khoảnh khắc tức thời. Hậu quả là điện áp cao và năng lượng được dẫn tới khách hàng nơi đó.
"Nếu một điều xấu có thể xảy ra, chắc chắn nó sẽ xảy ra, và vào thời điểm tệ nhất có thể!"
Giúp dự đoán tất cả các tình huống xấu có khả năng xảy ra. Khoa học đã chứng minh, cảm giác mất kiểm soát là nhân tố quyết định tạo ra căng thẳng. Nhờ tiên liệu trước, ta có thể chuẩn bị tâm lý đối mặt với những tình huống xấu nhất có thể, cũng như tính toán các giải pháp để phòng tránh và hạn chế các tình huống xấu đó.
Trong thực tế, sấm sét đã gây ra rất nhiều những hậu quả oái oăm mà con người không thể lường trước được, và nhiều khi là không tưởng. Vừa mới đây thôi, ở một vùng cao, tại Việt Nam, sét đã đánh vào một điểm có đàn trâu đang gặm cỏ. Mọi người nghĩ rằng chỉ có một con trâu bị chết nhưng kết cục là cả đàn trâu 19 con đều bị chết …
Khi mà những nguyên nhân đường dây tải điện cao áp có thể thay đổi một cách đáng kể ở một nơi nào đó thì kết quả xảy ra cũng tương tự và các thiết bị cũng cùng chung số phận bị hỏng hóc hoặc tê liệt trong một khoảng thời gian. Sự cố có thể thảm khốc hoặc bị một vài dạng biến thái trong khoảnh khắc hay bị treo trong thời gian dài, đòi hỏi phải thay thế, sửa chữa, lập trình lại, hoặc phải quay trở lại từ đầu với chương trình đang tiếp diễn. Bất kỳ mọi sự cố trên xảy ra đều dẫn đến hậu quả lãng phí thời gian, công sức và tiền của. Tất cả mọi sự cố nêu trên đều hoàn toàn có thể hạn chế được khi sử dụng thiết bị có quy định điều kiện công suất thích hợp, được lắp đặt và duy trì, bảo quản một cách hợp thức. Phần lớn những sự cố trên có thể hạn chế thông qua việc sử dụng những thiết bị bảo vệ thích hợp với giá thành tương đối rẻ.
Với nhận thức ban đầu rằng sấm sét là một dạng phóng điện. Các nhà khoa học và các kỹ sư đã nghiên cứu sấm và sét một cách rộng rãi (tuy nhiên phương pháp bảo vệ chống sét vẫn không có nhiều thay đổi về căn thời bản tính từ thời ông Benjamin Franklin - người phát kiến ra hệ thống bảo vệ chống sét kiểu thu lôi và là một trong những người sáng lập ra đất nước Hoa Kỳ (1706-1790)). Cả một thế kỷ nghiên cứu với những phương tiện tinh vi đã mở rộng đáng kể kiến thức hiểu biết của chúng ta nhưng vẫn còn nhiều vấn đề chưa được thấu hiểu một cách thấu đáo trong lĩnh vực này. Để hiểu bảo vệ chống sét hoạt động như thế nào và hệ thống bảo vệ nào là thích hợp nhất cho những ứng dụng khác nhau, cần phải có một cái nhìn tổng quan đối với hiện tượng này./.
TS. Vũ Đăng Quang
Ủy viên Ban Chấp hành Hội VinaLAB
Nguyên Trưởng phòng Đo lường Điện - Viện Đo lường Việt Nam
Tin bài khác
![[VIDEO] Hội thảo “Chất lượng nước – Những kỹ thuật mới nhất trong đảm bảo và kiểm soát chất lượng”](/resize/363/thu-vien-anh/hoi-thao-chat-luong-nuoc-vinalab-jaima-2024-12x363x4.jpg)
