CHỐNG SÉT VAN LÀ GÌ ? CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
TIÊU CHÍ CHỌN CHỐNG SÉT VAN, VỊ TRÍ LẮP ĐẶT CHỐNG SÉT VAN
QUY ĐỊNH KIỂM ĐỊNH CHỐNG SÉT VAN
Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm và có mật độ giông sét cao trên thế giới. Khi sét đánh quá điện áp sẽ gây ra các sự cố trên hệ thống lưới điện. Vì thế chống sét van là thiết bị bảo vệ an toàn không thể thiếu của lưới điện.
Một hệ thống chống sét tốt phải có khả năng tản năng lượng sét vào lòng đất một cách tốt nhất, nhằm giảm thiểu khả năng lan truyền năng lượng sét trong hệ thống làm phá hỏng các thiết bị khác. Để đạt được yêu cầu này cần thiết có các thiết bị chống sét phù hợp và hệ thống tiếp địa tốt, đảm bảo cho việc dẫn các dòng xung sét từ các thiết bị chống sét xuống đất và tiêu tán năng lượng của các xung này giữ cho điện áp tại mọi điểm (trong khu vực được bảo vệ) không quá lớn, đảm bảo an toàn cho công trình, thiết bị.
Chống sét van (Linght Arrester) là một sản phẩm không thể thiếu trong hệ thống truyền tải điện. Máy biến áp và các công trình điện công cộng điện lắp ngoài trời hiện nay.
I. CHỐNG SÉT VAN LÀ GÌ?
Mỗi một thiết bị đều có giới hạn của nó và các thiết bị làm việc ổn đinh trong phạm vi dòng điện và điện áp định mức. Nhưng khi có hiện tượng sét đánh thì dòng điện và áp tăng cao đột ngột phá hủy cấu trúc thiết bị ngay tức khắc.
Chống sét van trong các thiết bị chống sét là gì khi được lắp đặt song song với các thiết bị điện cần được bảo vệ. Khi có dòng điện cao áp chạy qua do sét đánh; dòng điện sẽ được chuyển hướng đến bộ chống sét và truyền xuống đất giảm tải điện cho hệ thống.
Chống sét van (CSV): bảo vệ chính chống quá điện áp truyền từ đường dây vào trạm, lắp trên các thanh cái, lắp trên các đầu cực máy biến thế . . .
II. CẤU TẠO CHỐNG SÉT VAN
CSV van có vỏ epoxy CSV có vỏ sứ và các điện trở phi tuyến
2.1 Công dụng và cấu tạo cơ bản của CSV
Công dụng:
CSV là một thiết bị chống sét hoàn hảo nhất dùng để bảo vệ cho trạm biến áp, trạm phân phối và các máy điện khác.
Bên ngoài là một ống sứ hay chất dẻo cách điện có hình dạng và kích thước tùy thuộc cấp điện áp định mức sử dụng.
Bên trong ống chứa hai phần tử chính là khe hở phóng điện và điện trở phi tuyến
CSV van có khe hở phóng điện
Khe hở phóng điện bao gồm nhiều cặp khe hở ghép nối tiếp. Mỗi cặp khe hở được chế tạo bởi 2 đĩa đồng mỏng dập định hình. Ở giữa là một tấm đệm mica hoặc bìa cách điện dày khoảng 1mm để tạo khe hở phóng điện. Mỗi CSV có số cặp khe hở phóng điện tùy theo nhà chế tạo thiết kế.
Điện trở phi tuyến gồm các tấm hình trụ tròn ghép nối tiếp. Điện trở phi tuyến có thể là Vilit hoặc Tirit hoặc ZnO . . .
Cấu tạo của chống sét van:
Về cấu tạo bảo vệ chống sét van được chia làm hai loại chính được sản xuất nhiều nhất hiện nay. Là loại thiết kế có khe hở và loại thiết kế không có khe hở.
Cấu tạo chống sét van
a/ Loại không có khe hở:
Van chống sét loại không có khe hở được thiết kế với cách ghép bằng các đĩa MOV nối tiếp nhau. Để có thể tạo thành một cột được đặt trong lòng ống.
Với các MOV sẽ được bọc trong lớp vỏ sợi thủy tinh gia nhiệt epoxy, đăt biệt là có đặc tính điện tốt. Loại chống sét này bảo vệ sét đánh hiện nay được đánh giá tốt nhất cho các trạm điện trung thế.
MOV (Metal Oxide Varistor) là một trong những chất bán dẫn rất nhạy với điện áp. Bình thường chất này dùng làm chất cách điện, khi có xung điện áp cao. Ưu điểm với chất bán dẫn này là thời gian đáp ứng rất nhanh. Nhưng chất lượng sẽ giảm theo số lần sét đánh vào thiết bị chống sét này.
Ví dụ:
Khi lựa chọn MOV đường kính 40mm nó sẽ chịu được cường độ sét đánh 200A trong 100.000 lần. Nhưng nếu cường độ 40kA thì việc nó chịu được tối đa 1 lần là thủng.
b/ Loại có khe hở phóng sét
Sẽ gồm khe hở phóng sét và chất điện trở phi tuyến trong mỗi thiết bị. Nếu có hiện tượng sét đánh xuyên thủng các khe hở qua điện trở phi tuyến. Khi đó nó hạ thấp trị số xuống cho dòng điện chạy xuống đất và sau đó tăng trở lại. Cái này sẽ dựa theo đặc tính điện trở của phi tuyến V-A.
Tùy theo nhu cầu việc lắp đặt cũng như chọn loại chống sét van sẽ khác nhau. Các phụ kiện kèm theo như :
• Dây nối đất: Để có thể truyền dẫn dòng sét từ van xuống đất. Và đảm bảo dây lúc nào cũng có tiếp điểm và không dính với dây pha.
• Module ngắt sự cố: Là thiết bị bảo về điện ngắt mạch, bộ phận này sẽ đảm bảo các thiết bị sẽ tách biệt khi dòng điện cao áp có sét đánh.
• Khớp nối mềm: Là các khớp có tác dụng hạn chế dao động của dây khi tác động đến chống sét van.
• Ốc, bu lông, kẹp máng: dùng để kết nối dây điện với bộ thiết bị chóng sét van.
III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CHỐNG SÉT VAN
Mục đích chính của chống sét van là hấp thụ dòng điện tăng cao đột ngột do sét đánh. Và chúng sẽ được chuyển xuống đất một cách an toàn nhất. Để đảm bảo an toàn cho thiết bị điện dân dụng và ngoài trời như máy biến áp, đường dây tải điện…
Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý hoạt động của CSV chủ yếu phụ thuộc vào tính chất của điện trở phi tuyến. Khi điện áp đặt lên điện trở phi tuyến này tăng cao thì giá trị điện trở của nó giảm và ngược lại khi điện áp giảm xuống thì điện trở sẽ tăng lên nhanh chóng.
Khi có quá điện áp đặt lên CSV, điện trở của CSV nhanh chóng hạ thấp xuống tạo điều kiện để tháo hết sóng sét qua nó xuống đất, đến khi điện áp đặt lên CSV chỉ còn là điện áp mạng thì điện trở của CSV lại tăng lên rất lớn chấm dứt dòng kế tục vào thời điểm thích hợp nhất.
Đồng thời trong khi tháo sét, điện áp dư trên CSV cũng có giá trị nhỏ, điều này sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị được bảo vệ.
CSV có đặc tính tác động tương đối bằng phẳng nên CSV không những có tác dụng hạ thấp biên độ mà còn làm giảm độ dốc của sóng sét. Vì thế, nó có thể bảo vệ chống được hiện tượng xuyên kích giữa các vòng dây trong cùng một pha của các máy điện.
Về quá trình hấp thụ dòng điện sét sẽ dựa vào chất cấu tạo được đặt trong lõi của van chống sét. Nó có khả năng cách điện trong hoạt động bình thường và dẫn điện khi có dòng điện sét chạy qua. Do đó, mà tuy lắp trực tiếp với các thiết bị mạng điện áp cao nhưng an toàn với người dùng.
IV. TIÊU CHÍ CHỌN CHỐNG SÉT VAN
Để lắp đặt chống sét hoạt động đúng với công xuất và chức năng bảo vệ các thiết bị. Những thông tin sau phải được cung cấp đầy đủ, tính toán để có được ưu nhược điểm của chống sét van sử dụng tốt nhất.
– Mức điện áp tối đa của hệ thống điện
– Bản thiết kế khu vực đặt tiếp điểm nối đất
Với các hệ thống cũ như dùng dây trung tính nối đất qua tổng trở cao, thiết bị tải và phụ tải. Cần phải cung cấp thêm thông tin cấu trúc hệ thống điện.
Ví dụ:
Chiều dài đường dây điện, tiết diện dây dẫn, khoảng cách vật lý giữa các pha, dòng có thể xảy ra các sự cố. Các thành phần thứ tự không pha của trở kháng nguồn và truyền tải.
4.1 Lựa chọn thông số
Việc lựa chọn thiết bị chống sét van phải căn cứ thông số và mức điện áp lớn nhất làm việc của hệ thống. Và đảm bảo giá trị không vượt quá điện áp cho phép làm việc liên tục ( Uc ) của loại chống sét van đã lựa chọn.
Một trong những giải pháp tối ưu để có thể tiết kiệm chi phí là trong việc lựa chọn thiết bị. Là kỹ thuật viên thường lấy chống sét van có định mức thấp nhất nhưng vẫn phải đáp ứng yêu cầu vận hành.
Lưu ý:
Khi tăng giá trị cấp thông số của thiết bị chống sét van vượt ngưỡng giá trị nhỏ nhất. Thì sẽ tăng khả năng chịu đựng của hệ thống chống sét đều này dẫn đến hỏng tính chất cách điện của thiết bị.
Các loại chống sét van còn được phân chia theo cấp điện áp như:
– Chống sét van hạ thế, trung thế, với mức vôn 22 kV, 24 kV, 35kV, 110kV, cooper 42kV
– Đặt biết các thương hiệu chống sét van nổi tiếng như: Schneider, Feeo, Sunnom…
Ngoài ra, phải xác định rõ việc mua chống sét van chỉ để dẫn xung dòng điện khi sét đánh. Hay là bao gồm cả xung quá áp của thiết bị đóng cắt tự vận hành.
4.2 Các thông số kỹ thuật của CSV
- Điện áp định mức: Uđm.
- Dòng điện xả định mức: Iđm.
- MCOV (Maximum continuous operating voltage): Điện áp làm việc liên tục lớn nhất đặt lên thiết bị chống sét
- TOV (Temporary overvoltages): Điện áp quá áp tạm thời mà thiết bị chống sét có thể phải chịu đựng
- Điện áp xả cực đại.
- Tần số định mức: f = 50Hz.
- Class (biểu thị mức độ làm việc của chống sét , thường khu vực thường hay bị sét đánh người ta chọn cấp bảo vệ là 3)
- Công dụng của CSV: Bảo vệ chống quá điện áp trong lưới điện cao áp.
4.3 Ngoài ra, chống sét van phải làm việc bình thường ở các điều kiện sau:
- Nhiệt độ của môi trường nơi lắp đặt và sử dụng van chống sét từ âm 10oC đến 40oC;
- Độ cao của nơi sử dụng van chống sét không được vượt quá 1000m so với mực nước biển;
- Điện áp tần số công nghiệp đối với đất, tại nơi lắp đặt sử dụng van chống sét không được phép lớn hơn điện áp cho phép lớn nhất của van chống sét;
- Các chi tiết kim loại của chống sét van phải được bảo vệ chống ăn mòn của khí quyển;
- Chống sét van phải có đủ các bộ phận để lắp ghép, liên kết đảm bảo cố định van chống sét khi lắp đặt sử dụng và đảm bảo tiếp xúc điện, nối đất tốt;
- Chống sét van phải có giấy chứng nhận và tài liệu kỹ thuật của van phải ghi rõ các thông số kỹ thuật của van, chế độ bảo quản van.
V. VỊ TRÍ LẮP ĐẶT CHỐNG SÉT VAN
Về lắp đặt chống sét van cũng cần phải tính toàn kỹ lưỡng để vừa đạt hiệu quả tối đa. Mà vần có thể tiết kiệm giá thiết bị chống sét khi lắp chống sét van loại nào? Trên thực tế nếu đường dây hoặc trạm biến áp ngoài trời không có thiết bị chống sét van trung thế – hạ thế. Thì khả năng bị hỏng do sét sẽ là 100% nếu lắp đầy đủ thì chống sét van vào các pha đường dây thì tỷ lệ giảm xuống.
VI. QUY ĐỊNH KIỂM ĐỊNH CHỐNG SÉT VAN
Chống sét van có cấp điện áp trên 1.000V (01kV) là thiết bị điện có yêu cầu bắt buộc kiểm định theo quy định tại Thông tư số 33/2015/TT-BCT của Bộ Công thương.
6.1 Thời hạn kiểm định của chống sét van
Tương tự như các thiết bị, dụng cụ điện có cấp điện áp trên 1.000V khác quy định tại Thông tư, chu kỳ kiểm định của chống sét van khi:
• Kiểm định lần đầu: thực hiện kiểm định trước khi đưa vào sử dụng chống sét van;
• Kiểm định định kỳ: thực hiện kiểm định trong quá trình sử dụng, vận hành. Chu kỳ kiểm định tối đa không quá 36 tháng;
• Kiểm định bất thường: thực hiện kiểm định sau khi sửa chữa; hoặc khi có yêu cầu của cơ quan chức năng có thẩm quyền.
6.2 Tiêu chuẩn, quy chuẩn áp dụng
TCVN 9888 (IEC 62305) Bảo vệ chống sét
• TCVN 9888-1:2013 (IEC 62305-1:2010), Phần 1: Nguyên tắc chung;
• TCVN 9888-2:2013 (IEC 62305-2:2010), Phần 2: Quản lý rủi ro;
• TCVN 9888-3:2013 (IEC 62305-3:2010), Phần 3: Thiệt hại vật chất đến kết cấu và nguy hiểm tính mạng;
• TCVN 9888-4:2013 (IEC 62305-4:2010), Phần 4: Hệ thống điện và điện tử bên trong các kết cấu.
• TCVN 8097-1:2010 (IEC 60099-1:1999), Bộ chống sét - Phần 1: Bộ chống sét có khe hở kiểu điện trở phi tuyến dùng cho hệ thống điện xoay chiều;
• QCVN QTĐ-5:2009/BCT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về kỹ thuật điện - Tập 5: Kiểm định trang thiết bị hệ thống điện;
6.3 Quy trình kiểm định
a. Kiểm tra bên ngoài
b. Đo điện trở cách điện
c. Kiểm tra độ bền của điện môi.
* Lưu ý: - Etsc tổng hợp các thông tin từ Internet và các nguồn có sẵn khác.
- Các tổ chức hay cá nhân có thể tham khảo các thông tin này. Tuy nhiên ETSC không chịu bất cứ trách nhiệm gì khi khách hàng sử dụng thông tin này (mà chưa tự kiểm chứng) và/ hoặc có gây hại cho tổ chức cá nhân sử dụng.
Mọi thắc mắc hay yêu cầu về dịch vụ kiểm định kỹ thuật an toàn thiết bị, dụng cụ điện, quý khách hàng liên hệ để được giải đáp hoặc để lại thông tin liên lạc để được hỗ trợ tốt nhất.
CÔNG TY CP KIỂM ĐỊNH VÀ THÍ NGHIỆM ĐIỆN MIỀN NAM (ETSC)
Trụ sở: 48 Cửu Long, Phường 2, Quận Tân Bình, TP.Hồ Chí Minh.
Phòng thử nghiệm: 30 đường 24, Phường Hiệp Bình Chánh, Tp.Thủ Đức, TP.Hồ Chí Minh.
Hotline: 0867.776.245 – 0932.369.799
Email: etsc.vn@gmail.com - Website: etsc.vn
Facebook: https://www.facebook.com/profile.php?id=100071292259189
