Như ta đã biết các thiết bị làm việc ổn định trong phạm vị dòng điện và điện áp theo quy định của nhà sản xuất. Vì vậy bất kỳ một lý do gì làm thay đổi đột ngột giá trị nguồn điện sẽ làm ảnh hưởng xấu thập chí gây hư hỏng cho thiết bị điện. Trong đó hiện tượng sét đánh vào hệ thống điện là rất phổ biến. Để bảo vệ thiết bị điện trước hiện tượng sét đánh các nhà sản xuất đã tạo ra thiết bị gọi là Chống sét van. Hãy cùng Biến Áp Đông Anh DTEC tìm hiểu rõ hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như lựa chọn chống sét van cho công trình.
Mục lục
Chống sét van là gì ?
Chống sét van (Lightning Arrester) là thiết bị điện có tác dụng chống sét đánh xuống các phần tử điện cần được bảo vệ như trạm phân phối, trạm biến áp, dây cáp điện truyền tải và các máy điện khác.
Thiết bị này được lắp đặt song song với các thiết bị cần bảo vệ. Khi có hiện tượng quá áp do sét đánh, dòng điện sẽ được chuyển hướng đến bộ chống sét và truyền xuống đất, đảm bảo an toàn cho hệ thống .
Cấu tạo của chống sét van
Gồm 2 phần chính:
– Phần bên ngoài là một ống sứ hay chất dẻo có khả năng cách điện. Có hình dạng và kích thước sẽ tùy thuộc vào cấp điện áp định mức sử dụng.
– Phần bên trong ống chứa hai phần tử chính là khe hở phóng điện và điện trở phi tuyến
Trong đó thì khe hở phóng điện nhiều cặp các khe hở được ghép nối với nhau. Với mỗi cặp khe hở sẽ được tạo thành từ 2 đĩa đồng mỏng được dập định hình. Phần giữa chúng là một tấm đệm Mica hay một tấm bìa có khả năng cách nhiệt dày khoảng 1mm giúp tạo ra khe hở để phóng điện. Mỗi một thiết bị chống sét van sẽ có cặp số khe hở phóng điện phụ thuộc vào nhà thiết kế sản xuất.
Còn phần điện trở phi tuyến được cấu thành từ những tấm hình trụ tròn được ghép nối tiếp với nhau. Vật liệu thường là Vilit hay Tirit, ZnO… Phổ biến nhất vẫn là Vilit.
Nguyên lý hoạt động của chống sét van
Thiết bị hoạt động dựa trên tính chất của điện trở phi tuyến đặt trong lõi van với nguyên lý. Khi điện áp đặt lên điện trở phi tuyến tăng cao thì giá trị điện trở của nó giảm và ngược lại, khi điện áp giảm xuống thì điện trở sẽ tăng lên.
Khi có quá điện áp đặt lên chống sét van, điện trở của chống sét van nhanh chóng hạ thấp xuống tạo điều kiện để tháo hết sóng sét qua nó xuống đất, đến khi đặt lên chống sét van chỉ còn là điện áp mạng thì điện trở của chống sét van lại tăng lên rất lớn chấm dứt dòng kế tục vào thời điểm thích hợp nhất.
Phân loại chống sét van
- Loại có khe hở: Khi có hiện tượng sét đánh xuyên thủng các các khe hở qua điện trở phi tuyến, Theo đặc tính V-A của điện trở phi tuyến ngay lập nó sẽ hạ thấp trị số xuống cho dòng điện chạy xuống đất, sau đó tăng trở lại.
- Loại không có khe hở: Được ghép bằng các đĩa MOV( Metal Oxide Vaistor) nối tiếp nhau thành một cột và được đặt trong lòng ống. Ngoài ra MOV còn được bọc trong lớp vỏ thủy tinh gia nhiệt epoxy có đặc tính tốt. Loại chống sét van không khe hở này hay được sử dụng để chống sét cho các trạm điện trung thế.
MOV: Là chất bán dẫn rất nhạy với điện áp, bình thường chất này có tính cách điện tốt, nhưng khi có xung điện cao áp nó trở thành chất dẫn điện). Ưu điểm của chất này là thời gian đáp ứng nhanh nhưng chất lượng sẽ giảm dần theo số lần sét đánh.
Chống sét van còn được phân chia theo cấp điện áp như: Chống sét van hạ thế, trung thế với mức điện áp 22kV, 24kV, 35kV, 110kV…
Chọn vị trí lắp đặt chống sét van
Việc lắp đặt thiết bị phải tính toán làm sao vừa đạt hiệu quả tối đa, vừa tiết kiệm chi phí đầu tư. Thực tế cho thấy, nếu đường dây, trạm biến áp ngoài trời không có thiết bị sét đánh thì khả năng bị hư hỏng do sét đánh là rất lớn còn thiết bị được lắp đầy đủ chống sét van vào các pha đường dây thì tỷ lệ được giảm xuống theo bảng sau:
| Khả năng chọc thủng cách điện đối với cấu trúc cột đứng, điệm áp 230kV, điện trở nối đất 50Ω khi bị sét đánh | |
| Vị trí đặt chống sét | Khả năng phóng điện |
| Không có dây CS và CSV | 100% |
| Không có dây CS và CSV đặt ở pha trên cùng. | 88% |
| Không có dây CS và CSV đặt ở tất cả các pha. | 87% |
| Không có bất kỳ CSV nào, chỉ có DCS | 21% |
| Có dây CS và các CSV lắp trên cùng 1 pha trên tất cả các cột. | 18% |
| Có dây CS và các CSV lắp trên tất cả các pha của tất cả các cột | 00.0% |
Từ bảng trên ta thấy nếu hệ thống truyền tải có dây chống sét và chống sét van được lắp đầy đủ trên các pha thì tỷ lệ bị đánh thủng cách điện của các thiết bị giảm đi đáng kể.
Tiêu chí để lựa chọn chống sét van cho hệ thống điện
Để các thiết bị chống sét hoạt động tốt và bảo vệ các thiết bị điện của người dùng, khách hàng nên lựa chọn thiết bị chống sét theo những thông số thiết bị sau:
- Mức điện áp làm việc lớn nhất trong hệ thống điện của người dùng và đảm bảo không vượt quá điện áp làm việc liên tục (Uc) của các loại chống sét van lựa chọn. Chống sét được lựa chọn phải có giá trị Uc bằng hoặc lớn hơn 1 chút so với điện áp liên tục lớn nhất của hệ thống.
- Thông tin chi tiết về đặc điểm nối đất của hệ thống cần lắp đặt thiết bị chống sét van. Cụ thể: Đối với hệ thống dây điện 3 pha 4 dây, trung tính có thể nối đất qua trở kháng, phía thứ cấp và sơ cấp được dùng chung. Hệ thống 3 pha, 3 dây dùng chế độ nối đất trực tiếp tại nguồn, dây trung tính nối qua trở kháng, hoặc qua máy biến áp.
- Đối với các hệ thống cũ: như trung tính nối đất qua tổng trở, thiết bị tải, phụ tải có điện dung lớn cần cung cấp một số thông tin như sau: Cấu trúc truyền tải điện của hệ thống (chiều dài dây điện, tiết diện dây dẫn, khoảng cách vật lý giữa các pha, pha của trở kháng nguồn và tải,dòng sự cố của hệ thống…)
Khi đó việc lựa chọn thông số của chống sét van phải căn cứ vào mức điện áp lớn nhất làm việc của hệ thống và đảm bảo không vượt quá giá trị điện áp làm việc liên tục (Uc) của loại chống sét van lựa chọn.
Để chắc chắn các thiết bị vẫn hoạt động tốt, cần tiến hành kiểm tra định kỳ các thiết bị thu sét. Mọi sự thay đổi vượt ngưỡng đều phải được thay thế để tránh những trường hợp đáng tiếc xảy ra.
Nếu có điều gì thắc mắc, hoặc cần tư vấn độc giả hãy comment phía dưới hoặc gửi yêu cầu tới Email: thietbimaybienap@gmail.com để được giải đáp rõ hơn.
Tham khảo thêm:
