Cách chọn thiết bị chống sét lan truyền phù hợp

Thiết bị chống sét lan truyền là gì?, Nguyên lý hoạt động như thế nào? Mua và sử dụng thiết bị này thì cần phải những  lưu ý gì? Chia sẻ dưới đây của Công ty cổ phần Bagacorp Việt Nam sẽ giúp bạn lần lượt có được đáp án để hiểu rõ hơn về thiết bị này.

Khái quát về thiết bị chống sét lan truyền – Baga Việt Nam

Thiết bị chống sét lan truyền chính là thiết bị có khả năng giới hạn hoặc chuyển hướng dòng điện tăng, được gọi tắt là – SPD. Sản phẩm này có thể giúp thiết bị điện được an toàn khỏi tình trạng quá áp do sự cố sét đánh. Nó thường sẽ được kết nối song song đến thiết bị cần bảo vệ.

Theo đó, nếu phát hiện điện áp tang lên quá mức quy định của Thiết bị chống sét lan truyền, thì nó sẽ dẫn dòng điện này đến hệ thống nối đất. Trong thời gian xảy ra hiện tượng quá áp, điện trở của SPD rất thấp. Nhiệm vụ của nó chính là cung cấp năng lượng cho đường truyền đang có điện trở thấp xuống đất. Khi sự cố kết thúc, Thiết bị chống sét lan truyền sẽ lại cung cấp đường dẫn điện trở cao trở lại cho dòng điện.

thiết bị chống sét lan truyền
Khái quát về thiết bị chống sét lan truyền – Baga Việt Nam

Trước đây, SPD còn được gọi với cái tên là TVS, hay là bộ chống sét lan truyền thứ cấp. Hiện nay, Chống sét lan truyền có khá nhiều loại gồm: loại 1, loại 2 và 3 theo tiêu chuẩn UL 1449. Chúng thường được dùng trong hệ thống điện xoay chiều.

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị chống sét lan truyền – Baga Việt Nam

Thiết bị chống sét lan truyền được dùng cho việc hạn chế tối đa tình trạng quá áp của điện áp khí quyển. Đồng thời, nó cũng dẫn dòng điện cao xuống đất. Do đó, khả năng giới hạn điện áp của SPD luôn nằm ở giá trị an toàn, đảm bảo cho các thiết bị điện không bị nguy hiểm khi có sự cố xảy ra.

Những lưu ý khi lựa chọn thiết bị chống sét lan truyền  – Baga Việt Nam

Kích thước của chống sét lan truyền (SPD) không phụ thuộc vào kích thước của bảng tủ điện điều khiển

Xếp hạng đột biến của thiết bị chống sét lan truyền – SPD khiến nhiều người nghĩ rằng phải sử dụng 50KA SPD để đảm bảo an toàn cho tủ bảng điện điều khiển  50KA.

Nhưng thực tế thì bảng xếp hạng sự cố dòng của 1 bảng tủ điện phân phối không có sự liên quan, hay là ảnh hưởng gì tới việc chọn thiết bị chống sét lan truyền. Bạn hoàn toàn có thể lắp đặt SPD 40KA với bảng điều khiển có dòng định mức bé hơn 5KA.

Điều quan trọng khi chọn chống sét lan truyền chính là vị trí tủ điện điều khiển chứ không phải là kích thước của nó.

Thiết bị chống sét lan truyền LPI SG50-25+NE100
Kích thước của chống sét lan truyền (SPD) không phụ thuộc vào kích thước của bảng tủ điện điều khiển

Kích thước của thiết bị chống sét lan truyền không ảnh hưởng tới khả năng bảo vệ

Trên thực tế, các thiết bị chống sét lan truyền đều sử dụng biến thể Oxit kim loại, hay còn được goi tắt là MOV để làm thiết bị giới hạn chính. Do đó, khi MOV ở mức 10kA và mức tang cũng là 10Ka. Khi đó, chống sét lan truyền sẽ hoạt động hết công suất của nó.

Nhưng nếu dùng thiết bị này ở mức 20Ka thì sẽ cần có 2 MOV kết nối song song. Mỗi MOV sẽ giữ mức tang là 10Ka, chúng sẽ chỉ hoạt động ở mức 50% công suất. Như vậy, lựa chọn này chỉ khiến tăng them chi phí, trong khi lợi ích thu về không cao. Việc dùng SPD cao chỉ giúp tăng tuổi thọ thiết bị hơn mà thôi.

Thiết bị chống sét lan truyền không thể bảo vệ tuyệt đối cho các thiết bị điện khoải các loại nhiễu điện – Baga Việt Nam

Nhiều người sẽ nghĩ rằng, lắp đặt thiết bị chống sét là có thể đảm bảo an toàn tuyệt đối cho thiết bị điện khỏi các sự cố điện. Tuy nhiên, thiết bị SPD thường có chức năng bảo vệ các thiết bị điện khỏi tình trạng quá áp. Đối với hiện tượng sóng hài, hay còn gọi là chất lượng điện kém thì nó sẽ không thể bảo vệ được. Ngoài ra, thiết bị chống sét lan truyền cũng không thể bảo vệ thiết bị điện khỏi các sự cố điện áp dưới, hay ánh sáng trực tiếp từ sét đánh.

Không những thế, nhiều trường hợp khi tình trạng quá áp tạm thời xảy ra. Chống sét lan truyền cũng không thể bảo vệ thiết bị điện hiệu quả. Sự cố nảy xay ra khi mà điện áp xuất hiện vượt quá mức điện áp danh định ở trong một thời gian ngắn.  Nguyên nhân chủ yếu xuất phát từ sự cố nghiêm trọng của nguồn điện hay là do sự cố tiếp đất kém. Trường hợp này nếu điện áp lớn hơn 25% điện áp định danh sẽ không chỉ khiến thiết bị điện mà ngay cả SPD cũng bị hư hỏng.

Lựa chọn thiết bị chống sét lan truyền (SPD) như thế nào?

Có nhiều điều cần chú ý khi lựa chọn thiết bị chống sét lan truyền. Đó là:

thiết bị chống sét lan truyền
Lựa chọn thiết bị chống sét lan truyền (SPD) như thế nào?

Đặc điểm hiện tại của thiết bị chống sét lan truyền

  • I: Giá trị thể hiện KA
  • Trong: Giá trị thể hiện, Đơn vị: (In)
  • Imax: Dòng xả tối đa
  • SCCR: Đánh giá dòng điện ngắn mạch

Đặc tính điện áp Thiết bị chống sét lan truyền SPD

  • Uc: Điện áp hoạt động một cách liên tục (MCOV)
  • Lên: Xếp hạng bảo vệ điện áp (VPR) hay là xếp hạng điện áp tăng (SVR) / Điện áp kẹp
  • TOV: Quá điện áp trong thời gian tạm

Xếp hạng dòng điện tăng vọt (I)

Xếp hạng dòng điện đột biến của chống sét lan truyền được tính trên tổng của dòng điện chạm đất và dòng trung tính.

Dòng điện xung của SPD thường sẽ không có tiêu chuẩn ngành để kiểm tra như các thông số kỹ thuật khác. Ví như: SCCR, MCOV, hay RPV…

Bảng xếp hạng dòng điện thiết bị chống sét lan truyền SPD tăng cao hơn không đồng nghĩa với việc khả năng bảo vệ của SPD sẽ tốt hơn. Lựa chọn này cần phải đảm bảo rằng phù hợp với môi tường tăng sóng và tuổi thọ dự kiến của thiết bị.

Muốn chọn xếp hạng dòng điện của thiết bị chống sét lan truyền SPD thì cần phải chú ý đến vị trí của thiết bị trong môi trường và cả điều kiện phân phối điện của nó.

Đánh giá dựa trên dòng phóng điện danh định (In)

Hiểu một cách đơn giản thì đây chính là giá trị cao nhất của dòng điện tăng được chống sét lan truyền dẫn qua. Nó đạt ở mức 8/20μs dạng sóng dòng xung. Theo đó, Thiết bị chống sét lan truyền SPD sẽ phải hoạt động sau khi áp dụng 15 lần tăng.

Yếu tố này sẽ phản ánh được độ bền của thiết bị chống sét lan truyền. Thường thì dòng Xả định danh cao nhất sẽ đạt ở mức là 20kA. Theo như tiêu chuẩn UL 1449 thì các giá trị In ở mức 8/20μs dạng sóng Dòng xung phổ biến sẽ là:

  • Loại 1 SPD (In) = 10KA hay 20 kA
  • Loại 2 SPD (In) = 3KA, 5KA, 10KA hay 20 kA

Theo IEEE C62.41 thì giá trị dòng xả danh định ở mức từ 200A cho đến 10KA.

Theo NFPA thì giá trị dòng xả danh định là mức 20KA.

Dòng xả tối đa (Imax)

Dòng xả tối đa của sản phẩm chống sét lan truyền là khi chỉ với 1 cú đánh 8/20µs hoặc là dòng điện 10/350μs mà dòng điện giữa pha trung tính hay pha bất kỳ nào tăng lên mức tối đa nhưng SPD vẫn có khả năng chịu được.

Giá trị này được đánh giá là lớn nhất của dòng điện tăng. Nó có thể chuyển hướng nhờ vào thiết bị, sản phẩm bảo vệ chống xung. Theo thử nghiệm thì dòng điện xả tối đa sẽ có 2 dạng sóng khác nhau, Đó là sóng dài và sóng ngắn.

Imax là giá trị thể hiện cho mức dòng điện sóng ngắn lớn nhất. Limp là giá trị thể hiện cho dòng điện sóng dài lớn nhất.

Đánh giá dòng ngắn mạch SCCR

SCCR là khái niệm chỉ khả năng chịu dòng sự cố tối đa mà chống sét lan truyền có thể chịu mà không hư hại liên tục. Việc xuất hiện các dòng điện ngắn mạch thực sự là điều rất khó để hạn chế. Do đó, SPD  được thiết kế để có thể hoạt động bình thường trong sự cố điện này.

SCCR không phải là khái niệm chỉ định mức tăng dòng điện đột biến nhưng khi có sự cố xảy ra thì nó lại có khả năng cắt dòng điện tối đa của thiết bị chống sét lan truyền. Vị trí lắp đặt của SPD thường sẽ được chọn ở nơi có tình trạng ngắn mạch nhỏ hơn định mức thiết kế của SCCR mà chống sét lan truyền đang có.

Tính điện áp hoạt động liên tục tối đa (MCOV hay Uc)

Khi lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền bạn cần phải chọn lắp giữa pha và đất. Vì thế, MCOV của SPD yêu cầu phải cao hơn hay bằng với điện áp liên tục giữa pha và đất. Đối với hệ thống điện 3 pha thì điện áp mà đi từ đường dây đến đất phải được thiết kế bằng với lại điện áp từ pha đến pha chia cho 1,73.

thiết bị chống sét lan truyền
Khi lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền bạn cần phải chọn lắp giữa pha và đất

Ví dụ cụ thể: Hệ thống truyền tải điện là 440kV, điện áp đường dây đi đến đất sẽ bằng 440 / 1.73 = 254kV. Vì tất cả hệ thống thiết bị điện đều sẽ có một số lỗi quy định, nếu quy định là 10% thì điện áp dây đến đất sẽ là 254 x 1.1 =280kV. Vậy thì phải chọn thiết bị chống sét lan truyền có MCOV hoặc Uc tối thiểu ở mức 280kV.

Tính điện áp đường dây đến mặt đất

MCOV là điện áp tối đa cho mỗi chế độ của chống sét lan truyền SPD. Khi xuất hiện vấn đề từ các pha nối đất trên hệ thống 3 pha thì điện áp của 2 pha nối đất sẽ có hiện tượng tăng lên. Bởi khi thiết kế thường sẽ có sự kết nối giữa pha với đất. Vì thế mà, điện áp ở các bộ phận đầu cuối cũng sẽ tăng theo. Chính sự gia tăng điện áp này sẽ được duy trì trên thiết bị chống sét lan truyền đến khi thiết bị ngắt hệ thống hoạt động hoặc ngắt sự cố.

Yếu tố này rất quan trọng, bởi nó quyết định trực tiếp tới tuổi thọ của thiết bị. Vì thế, khi tiến hành lắp đặt cần phải tính toán thông số điện áp của bộ chống sét để giúp nó có thể hoạt động một cách hiệu quả khi có sự cố xảy ra.

Thường thì các chuyên gia, hay kỹ thuật viên sẽ sử dụng quy tắc ngón tay cái và đồ thị. Tuy nhiên, đây là những quy tắc truyền thống và hiệu quả sử dụng lại không cao. Tiêu chuẩn IEEE C62.22, tại phụ lục C và IEC 60099-5, vấn đề này đã được đề cập đến để có được giải pháp hoàn hảo hơn.

Trong trường hợp nếu hệ thống phân phối có trở kháng và máy biến áp tương đối không thể xác định được thì cần có từng loại hệ thống ở điều kiện xấu nhất. Theo đó, những trường hợp này sẽ áp dụng cách nhân đường dây và điện áp đất để xác định sự gia tăng của điện áp.

Mức bảo vệ điện áp (UP tại In)

Trên các cực của thiết bị chống sét lan truyền SPD đều có mức điện áp tối đa. Nó xuất hiện khi dòng điện ở trong chống sét lan truyền đạt đến mức bằng với dòng phòng điện định danh (In). Khi thiết kế bạn phải đảm bảo mức bảo vệ điện áp thấp hơn khả năng chịu tình trạng quá áp của tải. Điều này được thể hiện rõ khi sét đánh xuống thì tại các cực của thiết bị chống sét lan truyền, điện áp vẫn sẽ luôn nhỏ hơn điện áp trong mạch.

Ngoài ra, khi thiết bị chuyển dòng điện tăng cao xuống đất thì mức bảo vệ điện áp của nó cũng phải đảm bảo không được vượt qua so với giá trị điện áp mà SPD có thể chịu đựng. Tiêu chuẩn UL 1449 Edition đã đưa ra xếp hạng triệt tiêu (SVR) nhưng giờ theo tiêu chuẩn này thì đã không còn được sử dụng, thay vào đó là VPR.

Quá áp tạm thời (TOV)

TOV là khái niệm được dùng để thể hiện sự đột biến tạm thời. Nó được hiểu đơn giản là lỗi xảy ra trong điện áp hạ thế và trung thế. Công thức được tính như sau:

UTov = 1,45X Uo , Theo đó Uo = Dòng danh định tới điện áp đất

Tại hệ thống 230/440V thì công thức sẽ được tính là: UTov = 1,45X230 = 333,33Volt

Trên đây là những chia sẻ của Bagacorp về cách chọn thiết thiết bị chống sét lan truyền. Nếu quý khách hàng có nhu cầu tư vấn hay báo giá sản phẩm chống sét lan truyền, cọc tiếp địa, bộ đếm sét, kim thu sét, thuốc hàn hóa nhiệt,….thì xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua số hotline: 094.879.5155

Xem thêm:

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Chat Zalo
094.879.5155