NGUYÊN LÝ VÀ THIẾT BỊ CHỐNG SÉT (PHẦN I)

I/ SÉT VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA SÉT
Sét (hay còn gọi là sự phóng điện dông) là một nguồn điện từ mạnh phổ biến nhất xảy
ra trong tự nhiên. Nguyên nhân làm xuất hiện sét là do sự hình thành các điện tích
khối lớn. Nguồn sét chính là các đám mây mưa dông mang điện tích dương và âm ở
các phần trên và dưới của đám mây. Chúng tạo ra xung quanh đám mây này một điện
trường có cường độ lớn.
Trong quá trình tích lũy các điện tích trái dấu, một điện trường có cường độ luôn được
gia tăng hình thành xung quanh đám mây. Khi điện thế ở một điểm bất kỳ của đám
mây đạt giá trị tới hạn vượt quá ngưỡng cách điện của không khí (với áp lực khí
quyển bình thường khoảng 3.106 V/m), ở đó xảy ra sự đánh xuyên hay còn gọi là sét
tiên đạo.
Theo ước tính trong mỗi giây đồng hồ có khoảng một trăm sét đánh xuống mặt đất.
Sét gây ra các tai nạn cho con người, phá hoại các công trình xây dựng, năng lượng
điện, hàng không, thiết bị điện tử, các đài, trạm quan sát tự động, các hệ thống thông
tin liên lạc, trạm viễn thông,.v.v.

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của kỹ thuật hiện đại thì sự phá
hoại của sét ngày càng tăng.
Theo báo cáo và khảo sát thống kê các hư hỏng do sét gây ra đối với các công trình
viễn thông là cực kỳ nghiêm trọng : làm chết và bị thương hàng trăm người, phá hỏng
hàng chục máy biến áp (trong đó có trên 11 trạm biến áp có công suất từ 100kA đến
180kA), gây hư hỏng nghiêm trọng cho hệ thống chuyển mạch và truyền dẫn của
tổng công ty Bưu chính viễn thông Việt Nam
Tháng 5/2000 sét đánh vào đường dây cung cấp trung thế AC gây hỏng thiết bị chống
sét phần hạ áp của trạm biến thế, dòng sét cảm ứng vào cáp điện thoại, cáp trung kế
từ chuyển mạch sang truyền dẫn gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho các card nguồn,
card trung kế, và card thuê bao hệ thống tổng đài NEAX 61S tại trạm HOST Phủ Lý Hà
Nam.
Vào cuối tháng 10/2000 sét đánh gây hỏng 5 Card Modem trạm VMS2 thiệt hại ước

của dòng sét rẽ nhánh đi vào thiết bị thông qua hệ thống tiếp đất.
-Tác động thứ cấp ( tạp âm thứ cấp)
Tác động thứ cấp có liên quan đến ảnh hưởng của tạp âm điện từ lên các mạch thứ
cấp của thiết bị ( viễn thông ) mà nguồn tạp âm là từ các mạch sơ cấp chịu ảnh hưởng
trực tiếp của một trong các dạng tác động đã nêu.
2-Các con đường chính sét xâm nhập vào thiết bị
-Sét đánh thẳng vào công trình.
-Sét xâm nhập qua thiết bị anten.
-Sét xâm nhập qua các đường dây treo nổi.
-Sét xâm nhập qua đường cáp đặt ngầm.
-Sét xâm nhập qua cáp nối giữa các thiết bị.
-Sét xâm nhập qua các mạch cung cấp điện cho thiết bị viễn thông.
-Sét xâm nhập qua hệ thống tiếp đất và các điểm đấu chung
III/ KỸ THUẬT PHÒNG CHỐNG SÉT
Để chống sét một cách có hiệu quả và toàn diện phải tuân theo giải pháp chống sét
bao gồm
1. Chống sét đánh thẳng trực tiếp cho công trình
2. Chống sét lan truyền trên đường cấp nguồn và đường truyền tín hiệu
3. Hệ thống tiếp đất có tổng trở thấp và đảm bảo an toàn cao.
CHỐNG SÉT ĐÁNH THẲNG BẰNG KIM THU SÉT PHÁT TIA TIÊN ĐẠO
Đe giảm bớt những rủi ro mà cột thu lôi không đáp ứng được vì sự thụ động của
chúng, FRANKLIN FRANCE (Pháp) với nhiều năm nghiên cứu đã trở thành chuyên gia
hàng đầu trong lĩnh vực bảo vệ chống sét đánh thẳng bởi một sản phẩm mới, khắc
phục tính thụ động của cột thu lôi cổ điển: kim thu sét tạo tia tiên đạo – SAINT ELMO.

1. Cấu tạo
• Đầu thu
Một đầu thu gắn cố định phía trên dùng thu sét và và che chắn cho đầu phát xạ ion ở
bên trong. Nó được thiết kế để tạo ra dòng chuyển động không khí xuyên qua đầu
phát ion, phân tán các ion này ra không gian xung quanh, tạo môi trường thuận lợi để


3. Vùng bảo vệ của đầu thu sét :
Bán kính bảo vệ của đầu kim thu sét phát xạ sớm được xác định bởi tiêu chuẩn Pháp
NFC 17-102 (tháng 07/1995). CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN

Sự tăng đột biến điện áp trên đường cấp điện có thể gây nguy hiểm cho người và làm
gián đoạn công việc do hư hỏng thiết bị. Nó gây ra nhiều phí tổn như: chi phí sữa chữ
và thay thế, chi phí để khôi phục lại dữ liệu, sự hao tổn do ngưng hoạt động và mất
các cơ hội làm ăn. Ngoài ra, con người có thể bị nguy hiểm do hệ thống thiếu an toàn.
Có nhiều nguyên nhân gây nên quá áp trên hệ thống
-Tác nhân bên ngoài: sét là một trong những nguyên nhân gây quá áp. Sét không
nhất thiết phải đánh trực tiếp đến đường năng lượng mới gây nguy hiểm, một sét đánh
cách xa vài trăm mét có thể gây ra vùng nguy hiểm rộng lớn, ảnh hưởng ngay cả đến
cáp dưới đất.
-Tác nhân bên trong: Hầu hết những quá áp phát ra bên trong hệ thống do việc đóng
ngắt các tải điện công suất lớn như hệ thống nhiệt, động cơ v.v… Nó chiếm từ 70 –
80% trong tất cả những sự cố quá áp. Do đó, bảo vệ quá áp là việc cần được lưu tâm
và khuyến khích.
Xung quá áp đột biến (Transient overvoltage): Xung quá áp đột biến là sự tăng vọt
điện áp trong thời gian ngắn khoảng một phần triệu giây hay một phần ngàn giây và
được đo lường giữa hai hoặc nhiều dây dẫn. Điện áp tăng vọt từ vài vôn cho tới hàng
ngàn vôn. Điện áp này tồn tại giữa hai hoặc nhiều dây dẫn tức giữa các dây pha/pha,
pha/ trung tính, pha/đất, trung tính/đất.

a/ CHỐNG SÉT CÁP ĐỒNG TRỤC AN-TEN PHI ĐƠ

Để chống sét trên cáp đồng trục an-ten phi đơ, ta dùng các thiết bị bảo vệ tần số cao
(High frequency protection). Thiết bị này được thiết kế để chống sét và chống nhiễu
do các xung cảm ứng điện từ trên cáp đồng trục. Thường tần số sử dụng là HF, VHF,
UHF.
Các thiết bị chống sét cho cáp đồng trục thường dùng các kiểu đầu nối N, BNC. Các
yêu cầu chính khi chọn lựa thiết bị bảo vệ:
Tương thích về đầu nối.
Chắc chắn về cơ học.
Thỏa mãn về dãi tần số và băng thông. Suy hao xen vào và suy hao phản xạ nhỏ.
Thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật khác.
b/ CHỐNG SÉT CHO MẠNG MÁY TÍNH

Để chống sét cho mạng máy tính, ta cần quan tâm đến kiểu mạng và thiết bị nối
mạng, bao gồm:
Kiểu mạng: thông dụng nhất là mạng kết nối hình sao , kết nối hỗn hợp thông qua
HUB (thiết bị kết nối và truy xuất mạng).
Kiểu đầu nối cáp mạng : kiểu UTP hay BNC.
Tốc độ truyền dữ liệu của card mạng.
Lưu ý: Để bảo vệ đầy đủ cho mạng máy tính, cần thiết lập nguồn cung cấp duy nhất
cho các máy đơn lẻ trong cùng một khu vực và lắp đặt các thiết bị cắt sét nguồn.

c/ CHỐNG SÉT CHO MẠNG TRUYỀN DỮ LIỆU