CHỐNG SÉT: NGUYÊN NHÂN - GIẢI
PHÁP CHỐNG SÉT - THIẾT BỊ CHỐNG
SÉT

CHỐNG SÉT: NGUYÊN NHÂN - GIẢI PHÁP CHỐNG SÉT - THIẾT BỊ CHỐNG SÉT

A. NGUYÊN NHÂN HÌNH THÀNH SÉT
1/ Nguyên nhân hình thành sét :
Trong những năm qua, cứ mỗi khi mùa mưa đến, ngoài việc chuẩn bị các biện pháp phòng
chống bão lụt chúng ta còn phải quan tâm đến một hiện tượng thiên nhiên khác có tác hại nghiêm
trọng đến cơ sở vật chất và con người - đó là dông sét. Có thể hiểu nôm na rằng sét là sự phóng
điện giữa đám mây dông và một điểm nào đó trên mặt đất khi điện trường khí quyển đạt đến một
giá trị tới hạn. Việt Nam thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nên dòng điện sét thường rất lớn khoảng
30kA, do đó nếu một công trình nào đó bị sét đánh thì phần kiến trúc của công trình đó có thể bị

hình thành một điện trường riêng và chính điện trường này làm phát sinh một tia sét ban đầu gọi
là dòng tiên đạo di chuyển xuống đất với tốc độ khoảng 150km/s. Trong quá trình phát triển xuống
đất, dòng tiên đạo mang theo một điện thế rất lớn sẽ ion hoá lớp không khí trên đường đi của nó,
nơi nào có cách điện không khí yếu thì dòng tiên đạo sẽ phát triển về hướng đó vì vậy ta thấy
dòng tia sét đi xuống không phải là đường thẳng mà thường có dạng ngoằn ngoèo, phân nhánh.
Ngoài ra do hiệu ứng cảm ứng điện nên phần mặt đất nằm bên dưới đám mây dông sẽ mang một
lượng điện dương. Lượng điện này sẽ phân bố trên các vật có khả năng dẫn điện như nhà cửa,
cây cối, công trình, trụ điện, tháp anten , vật nào dẫn điện càng tốt thì điện tích phân bố trên vật
đó càng lớn và điện trường của nó càng mạnh so với các vật xung quanh. Vì vậy, khi dòng tiên
đạo phát triển xuống gần mặt đất thì nó sẽ chọn vật có điện trường mạnh nhất để đánh vào mà ta
gọi là phóng điện sét, nơi tiếp xúc của chúng gọi là kênh sét. Đây là thời điểm trao đổi điện tích
giữa đám mây và mặt đất được gọi là giai đoạn trung hoà điện tích, dòng điện trong kênh sét lúc
này rất lớn có thể đến 200kA nên bị nóng lên rất mạnh khoảng 20.000oC và do đó ta thấy nó sáng
chói lên (cũng được gọi là chớp). Dưới tác dụng của nhiệt độ này, lớp không khí chung quanh
kênh sét bị giãn nở mạnh gây ra tiếng nổ lớn mà ta gọi là sấm. Do ánh sáng có vận tốc lớn hàng
triệu lần so với âm thanh nên ta thấy ánh chớp trước rồi sau đó một lúc mới nghe thấy tiếng sấm.

2/ Một số biện pháp phòng tránh sét thông dụng và hiệu quả :
Ở đây chúng ta cần phân biệt các loại sét khác nhau như sét đánh trực tiếp, sét đánh gián
tiếp, sét cảm ứng.
- Sét đánh trực tiếp là sét đánh thẳng vào nhà cửa công trình hoặc đánh vào bồn nước kim
loại hay trụ anten nằm trên công trình đó, đánh vào cây cối, đánh vào người đang di chuyển khi
đang có dông Đây là loại sét nguy hiểm nhất vì nó có thể gây thiệt hại nặng nề cho công trình
hoặc gây chết người.
- Sét đánh gián tiếp là sét đánh vào đường dây điện thoại, đường dây tải điện cao thế
hoặc hạ thế ở một nơi nào đó rồi theo đường dây truyền vào công trình làm hư hỏng thiết bị điện
đang sử dụng. Chúng ta thường thấy hiện tượng bóng đèn, điện thoại, TV, tủ lạnh bị cháy hoặc
người đang gọi điện thoại bị điện giật mạnh sau một cơn dông sét tất cả là do ảnh hưởng của loại
sét này.
- Sét cảm ứng bao gồm cảm ứng tĩnh điện và cảm ứng điện từ. Sét cảm ứng tĩnh điện

của các nước khác nhau như Mỹ, Pháp, Uc, Ý
Các loại kim thu sét này hoạt động dựa trên các nguyên lý làm việc khác nhau nhưng nói
chung có thể chia làm hai loại chính :
a/ Loại phóng điện sớm: đó là các loại kim thu sét có đặc tính phát ra dòng mồi khá sớm khi điện
trường khí quyển chưa đạt đến trị số tới hạn nghĩa là nó chủ động đón bắt dòng phóng điện sét ở
một điểm nào đó trong không gian cách xa công trình mà nó bảo vệ. Chúng ta có thể hình dung là
khi hoạt động thì kim thu sét như được kéo dài ra một đoạn gấp hàng chục lần chiều dài thực của
chúng, đoạn này được gọi là độ cao ảo của kim thu sét và như thế chúng có phạm vi bảo vệ lớn
hơn rất nhiều so với kim thu sét cổ điển ở cùng một độ cao.
b/ Loại phân tán điện tích: đó là các loại kim thu sét có đặc tính tạo ra một lớp điện tích không gian
mang điện dương trong vùng khí quyển nằm bên trên đầu kim dựa trên nguyên lý phóng điện
điểm . Trường tĩnh điện mây dông càng mạnh thì dòng phóng điện càng mạnh và lớp điện tích
không gian càng nhiều, nó tác dụng như một màn chắn tĩnh điện làm cho điện trường giữa đám
mây dông và đất yếu đi nghĩa là loại bỏ nguy cơ phóng điện sét.
Ngoài ra còn một dạng kết hợp của hai loại trên để tạo thành một hệ thống chống sét khác
gọi là loại phóng điện trì hoãn. Loại này có ưu điểm làm tăng phạm vi bảo vệ nhưng lại rất tốn kém
so với hai loại trên.
Trong gần 20 năm qua, chúng tôi đã nghiên cứu đặc tính kỹ thuật của trên 20 loại kim thu
sét khác nhau gồm cả những loại chưa có mặt ở thị trường Việt Nam và cũng đã thiết kế thi công
hàng trăm hệ thống chống sét cho nhiều chủng loại công trình khác nhau, nói chung về nguyên lý
làm việc thì chúng có hiệu quả cao hơn nhiều so với loại kim thu sét cổ điển và mỗi loại có những
ưu khuyết điểm khác nhau. Hơn nữa, do các loại kim thu sét chủ động chỉ mới phát triển mạnh tại
Việt Nam trong vòng 5 năm trở lại nên phải cần có thêm thời gian để theo dõi và đánh giá xem loại
kim nào đạt yêu cầu về chất lượng, độ bền và hiệu quả trong việc bảo vệ công trình trong điều
kiện khí hậu nhiệt đới như nước ta, ngoài ra giá cả cũng là một yếu tố cần quan tâm vì chúng
không phù hợp lắm đối với đa số các hộ gia đình muốn lắp một hệ thống chống sét riêng cho nhà
của mình.
Tóm lại như đã trình bày ở trên, một hệ thống chống sét ngoài kim thu sét còn có phần dẫn
sét và bãi tiếp địa tản dòng sét trong đất mà đây là các phần không dễ dàng lắp đặt nhất là đối với
nhà cửa công trình thuộc các khu đô thị . Dây dẫn sét có tác dụng chuyển tải dòng sét xuống đất

- Các cọc tiếp đất : thường dài từ 2,4 mét đến 3 mét . Đường kính ngoài thường là 14 – 16mm .
Được chôn thẳng đứng & cách mặt đất từ 0,5 đến 1 mét . Khoảng cách cọc với cọc từ 3 đến 15
mét .
- Dây tiếp đất : thường là cáp đồng trần có tiết diện từ 50 đến 75mm2 dùng để liên kết các cọc
tiếp đất này lại với nhau . Cáp này nằm âm dưới mặt đất từ 0,5 đến 1 mét .
- Ốc siết cáp hoặc mối hàn hoá nhiệt CADWELD : dùng để liên kết dây tiếp đất & các cọc tiếp
đất với nhau.

2. Chống sét đánh thẳng bằng công nghệ tiêu tán đám mây điện tích không cho hình thành
tia tiên đạo sét (dissipation array system).
Công nghệ này hiện nay ở Việt Nam rất ít sử dụng vì giá thành cao, chỉ được ứng dụng vào
một số công trình cần thiết.
Các hãng sản xuất như: LEC – USA, LIGHTNING PREVECTION SYSTEM – USA .
Cấu hình của loại này gồm có 3 phần:
a) Các đầu phát ion dương: Thường làm bằng thép mạ đồng hoặc bằng inox . Các đầu phát
ion dương có dạng quả cầu nhiều gai, dạng cái dù nhiều gai , hoặc dạng cánh dơi nhiều gai
b) Dây dẫn sét: Dùng để dẫn dòng ion dương từ mặt đất đi lên các thiết bị phát ion dương .
Thường làm bằng cáp đồng trần, tiết diện của dây dẫn được quy định theo tiêu chẩn quốc tế ( nfc
17 102 của pháp ) từ 50mm2 đến 75mm2 .
c) Hệ thống tiếp đất: Dùng để tản dòng điện sét trong đất. Cấu hình của hệ thống tiếp đất này
gồm:
- Các cọc tiếp đất: thường dài từ 2,4 mét đến 3 mét . Đường kính ngoài thường là 14 – 16mm.
Được chôn thẳng đứng & cách mặt đất từ 0,5 đến 1 mét . Khoảng cách giữa cọc với cọc từ 3 đến
15 mét .
- Dây tiếp đất : thường là cáp đồng trần có tiết diện từ 50 đến 75mm2 dùng để liên kết các cọc
tiếp đất này lại với nhau. Cáp này nằm âm dưới mặt đất từ 0,5 đến 1 mét . Yêu cầu dây cáp tiếp
đất này phải được nối thành một mạch vòng kín trước khi nối với dây dẫn sét.
- Ốc siết cáp hoặc mối hàn hoá nhiệt cadweld: dùng để liên kết dây tiếp đất & các cọc tiếp đất
với nhau.
3. Chống sét đánh thẳng bằng công nghệ phát tia tiên đạo sớm (Early Streamer Emission) .

Được chôn thẳng đứng & cách mặt đất từ 0,5 đến 1 mét . Khoảng cách cọc với cọc từ 3 đến 15
mét .
- Dây tiếp đất : thường là cáp đồng trần có tiết diện từ 50 đến 75mm2 dùng để liên kết các cọc
tiếp đất này lại với nhau . Cáp này nằm âm dưới mặt đất từ 0,5 đến 1 mét .
- Oc siết cáp hoặc mối hàn hoá nhiệt CADWELD : dùng để liên kết dây tiếp đất & các cọc tiếp
đất với nhau.
d) Cấu tạo của van cắt sét : Van cắt sét được chế tạo từ ô xýt kim loại (metal oxide varristor –
mov) thường là ô xýt kẽm . Đặc điểm của loại vật liệu này là chỉ có thể dẫn điện ở điện áp cao &
sẽ trở thành vật cách điện ở điện áp thấp , điện áp càng cao thì dòng điện thông mạch càng lớn
và điện áp càng giảm thì dòng thông mạch càng giảm về zê rô ( còn gọi là khối điện trở phi tuyến)
e) Nguyên lý làm việc của van cắt sét : Khi sét đánh trực tiếp vào đường dây điện hạ thế 3
pha 220/380vac – 50hz , hoặc sét đánh vào các vùng lân cận rồi cảm ứng vào đường dây hạ thế
rồi lan truyền vào van cắt sét trước khi nó đến phụ tải ( các thiết bị dùng điện ) . Xung điện sét này
có biên độ điện áp lớn làm cho điện trở phi tuyến của van cắt sét ngưỡng dẫn , lúc này nó sẽ mở
mạch để cho dòng điện sét đi qua nó xuống đất . Khi xung điện sét giảm thấp đến dưới giá trị điện
áp ngưỡng của van cắt sét thì điện trở phi tuyến của van cắt sét sẽ tăng nhanh để ngắt dòng cắt
xung sét .

2. Dùng thiết bị cắt lọc sét (thường là lắp nối tiếp với phụ tải) để vừa cắt xung điện sét , vừa lọc
được các loại sóng hài , các nhiễu tần số cao của sét :
a) Cấu hình: loại này gồm có 3 phần :
Thiết bị cắt lọc sét : Dùng để cắt xả xung điện sét lan truyền trên lưới hạ thế xuống đất &
lọc các sóng hài các nhiễu tần số cao trước khi chúng có thể theo nguồn điện đi vào phụ tải
.
Dây dẫn sét : Dùng để dẫn dòng sét từ thiết bị cắt lọc sét sét đến hệ thống tiếp đất .
Hệ thống tiếp đất : Dùng để tản dòng điện sét trong đất . Cấu hình của hệ thống tiếp đất
này gồm :
- Các cọc tiếp đất : thường dài từ 2,4 mét đến 3 mét . Đường kính ngoài thường là 14 –
16mm . Được chôn thẳng đứng & cách mặt đất từ 0,5 đến 1 mét . Khoảng cách cọc với cọc
từ 3 đến 15 mét .

- Không bị giới hạn dòng tải nên cùng lúc có thể
Bảovệ được nhiều thiết bị dùng điện .
- Vì đây chỉ là thiết bị cắt sét sơ cấp nên thường giá thành thấp .

* NHƯỢC ĐIỂM :
- Chỉ cắt hầu hết các xung lớn mà không lọc được các thành phần tần số cao của sét , như các
sóng hài , các loại nhiễu . . .
Các hãng có thể đáp ứng tốt như : TPS – ÚC , OBO – ĐỨC , MCG – USA, ERICO – ÚC ,
TERCEL – ÚC .

2. Dùng thiết bị cắt lọc sét (thường là lắp nối tiếp với phụ tải) để vừa cắt xung điện sét , vừa lọc
được các loại sóng hài của sét .

* ƯU ĐIỂM :
- Bảo vệ đa cấp cho phụ tải ( gồm cắt sét sơ cấp , lọc , cắt sét thứ cấp ) , do đó có độ an toàn cao
.

* NHƯỢC ĐIỂM :
- Vì được chế tạo để bảo vệ đa cấp nên giá thành cao .
- Vì lắp nối tiếp nên bị giới hạn với một dòng điện nhất định .
- Các hãng đáp ứng tốt như : TPS – ÚC , OBO – ĐỨC , ERICO – ÚC , TERCEL – ÚC .

3. Chống sét lan truyền cho đường dây thông tin :
1. Chống sét lan truyền cho đường dây điện thoại lắp trên phiến Krone 10 đôi dây : tuỳ theo mức
điện áp tín hiệu , tần số làm việc , tốc độ đường truyền sẽ lựa chọn các thiết bị bảo vệ khác nhau .
Các hãng có thể đáp ứng như : TPS – ÚC, ERICO – ÚC, TERCEL – ÚC .
2. Chống sét lan truyền trên đường dây nối mạng máy tính cáp RJ45 : có nhiều hãng để lựa chọn
như APC – USA , ATLENTIC – USA , ERICO – ÚC , TPS – ÚC.
3. Chống sét lan truyền trên đường dây cáp đồng trục 75W : có nhiều hãng để lựa chọn như
ERICO – ÚC , TPS – ÚC , OBO – ĐỨC .