Sét lan truyền là gì?
Theo Viện An Toàn Sét Hoa Kỳ cho biết: “Sét lan truyền là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra sự cố cho các thiết bị sử dụng điện”. Những thiệt hại do sét lan truyền khiến cho thiết bị nhiễu điện, tắt đột ngột, hoặc nặng hơn là gây cháy nổ và gây thiệt hại về người. Mỗi sự kiện do sét lan truyền gây ra có thể thiệt hại lên đến hàng nghìn tỷ đồng.

>> Dụng cụ lắp đặt
>> Tiếp địa hệ thống pin mặt trời
>> Cầu chì dùng cho hệ thống điện năng lượng mặt trời

Đây là hiện tượng gia tăng đột biến của xung điện áp hoặc sóng điện từ. Xung điện áp đột biến sẽ ảnh hưởng trực tiếp đối với các thiết bị điện, thiết bị điện tử, camera cũng như mạng máy tính.
Và hiện tượng sét lan truyền đến từ nhiều nguyên nhân khác nhau như:

• Nhà hoặc nhà máy nằm gần vị trí bị sét đánh.
• Xung điện áp đột biến được sinh ra bên trong chính các thiết bị, do bật tắt các tải điện như đèn, hệ thống nhiệt, motor, máy in laser, máy photocopy.
• Đường dây dẫn điện trong khu vực bị hỏng.

Sét trực tiếp gây ra xung sét lan truyền như thế nào?

Theo nghiên cứu của Viện Vật Lý Địa Cầu, mỗi năm Việt Nam phải hứng chịu 2 triệu cú sét đánh. Việt Nam nằm ở tâm dông châu Á, một trong ba tâm dông trên thế giới có hoạt động dông sét mạnh. Mùa dông ở Việt Nam tương đối dài bắt đầu từ tháng 4 và kết thúc vào tháng 10.

Sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển, tia sét có thể di chuyển với tốc độ 36.000 km/s vì sét là sự di chuyển của các ion nhưng hình ảnh của sét là do dòng plasma phát sáng tạo ra nên có thể thấy nó trước khi nghe tiếng động vì tiếng động chỉ di chuyển với tốc độ 1.230 km/h trong điều kiện bình thường của không khí, còn ánh sáng đi được 299.792 km/s.

Sét đạt tới nhiệt độ 30.000 °C, gấp 20 lần nhiệt độ cần thiết để biến cát silica thành thủy tinh (chỉ cần 1330 °C để làm nóng chảy SiO2), những viên đá được tạo ra bởi sét đánh vào cát gọi là fulgurite (thường nó có dạng hình ống do sét di chuyển vào lòng đất).

Việc phóng điện trong không khí của sét sẽ tạo ra từ trường. Các dòng điện cường độ cao sẽ tạo ra từ trường thoáng qua nhanh chóng nhưng cực kỳ mạnh, bán kính ảnh hưởng lên đến hàng nghìn mét và càng gần tâm sét thì mức độ thiệt hại càng nặng.

Dù sét không đánh trúng thiết bị điện trực tiếp, thì xung sét lan truyền vẫn gây thiệt hại cho các thiết bị điện. VÌ vậy, cần có những biện pháp bảo vệ thiết bị điện khỏi sét đánh trực tiếp cũng như là xung sét lan truyền.

Phòng tránh sét lan truyền như thế nào?

Ngoài việc ngăn chặn sét trực tiếp bằng các thiết bị như cột thu lôi và hệ thống nối đất, chúng ta cũng phải cùng lúc ngăn chặn sét lan truyền bằng các thiết bị cắt sét sơ cấp, cắt sét thứ cấp và chống sét cho các thiết bị đầu cuối.

Thiết bị chống sét lan truyền (SPD) được chia làm 3 loại (Type) dựa theo tiêu chuẩn IEC 61643-11 và EN 61643-11 theo 3 mức độ thử nghiệm khác nhau (Class):

• Type 1 SPD: Được đặc trưng bởi dòng điện dạng sóng 10/350 µs.
  • Còn gọi là thiết bị cắt sét sơ cấp: lắp đặt ở vị trí có nguy cơ bị sét đánh trực tiếp cao, đặc biệt là khi tòa nhà được trang bị các đầu cột thu lôi.
  •  Nó có thể xả dòng ngược do dòng sét lan truyền dội ngược từ dây dẫn đất đến dây dẫn của hệ thống lưới điện.
• Type 2 SPD: Được đặc trưng bởi dòng điện sóng 8/20 µs.
  • Còn gọi là thiết bị cắt sét thứ cấp: lắp đặt tại ngõ vào của hệ thống điện, trong tủ phân phối chính hoặc gần các thiết bị nhạy cảm mà công trình không trang bị kim thu sét.
  • Là hệ thống bảo vệ chính cho tất cả các thiết bị điện hạ thế, ngăn ngừa sự lan truyền quá áp trong hệ thống điện và bảo vệ các tải.
• Type 3 SPD: Đặc trưng bởi sự kết hợp của sóng điện áp 1.2/50 µs và sóng điện dòng 8/20 µs.
  • Còn gọi là bô chống sét cho các thiết bị đầu cuối: lắp đặt bảo vệ các thiết bị điện tử như camera, tivi, điện thoại…
  • Những SPD này có dung lượng xả thấp. Do đó, chúng buộc phải lắp bổ sung cho Type 2 SPD và lắp gần các tải nhạy cảm.

Quy chuẩn Thiết bị chống sét lan truyền

Lưu ý 1: Có những thiết bị kết hợp T1 + T2 SPD (Type 1 + 2 SPD) nhằm kết hợp bảo vệ tải khỏi dòng sét trực tiếp và gián tiếp.

Lưu ý 2: Một số T2 SPD cũng có thể đảm nhận chức năng như T3 SPD

Đặc điểm chung của các thiết bị chống sét lan truyền (SPD)

• U_c: điện áp hoạt động liên tục tối đa.

Đây là điện áp AC hoặc DC mà SPD có thể hoạt động

• U_p: cấp độ bảo vệ điện áp tại dòng I_n

Đây là điện áp tối đa trên các đầu cuối của SPD khi nó hoạt động. Trong trường hợp sét đánh, điện áp tại đầu cuối của SPD vẫn thường thấp hơn U_p. 

• I_n: dòng điện xả hay còn gọi là dòng phát thải.

Đây là giá trị cực đại của sóng dòng 8/20 µs mà SPD có khả năng xả tối thiểu 19 lần.

Mỗi loại SPD sẽ có những đặc điểm cần lưu ý thêm:

• Type 1 SPD cần kiểm tra thêm I_imp (dòng điện xung). Đây là giá trị cực đại của sóng dòng 10/350 µs mà SPD có khả năng xả tối thiểu 1 lần.
• Type 2 SPD cần kiểm tra thêm I_max (dòng điện xả tối đa). Đây là giá trị cực đại của sóng dòng 8/20 µs mà SPD có khả năng xả chỉ 1 lần.
• Type 3 SPD cần kiểm tra thêm U_oc (Điện áp mạch mở được áp dụng trong các thử nghiệm Class III (Type 3).