Hệ thống tiếp đất được ứng dụng ngày càng phổ biến trong các công trình, nhà ở với mục đích ngăn cản hoặc làm giảm thiểu tối đa thiệt hại mà dòng sét gây ra. Vậy, để xây dựng hệ thống tiếp địa chống sét hoàn hảo và an toàn chúng ta cần tìm hiểu hệ thống tiếp địa chống sét là gì? Cần tuân thủ những tiêu chuẩn nào? Quy trình lắp đặt ra sao? Chu trình kiểm tra diễn ra như thế nào? Cùng tìm hiểu câu trả lời trong bài viết dưới đây!
1. Hệ thống tiếp địa chống sét là gì?
Hệ thống tiếp địa là một chuỗi các cáp dẫn trở kháng thấp được liên kết với nhau và dẫn truyền xuống mặt đất. Đây là một thành phần không thể thiếu trong bất kỳ công trình chống sét nào. Khi được lắp đặt đúng kỹ thuật, hệ thống thu lôi sẽ phát huy một cách tối ưu, mang đến hiệu quả chống sét cao nhất. Nếu hệ thống này không tiếp địa tốt thì có thể gây nên những hậu quả nghiêm trọng khi sét đánh.
Hệ thống tiếp địa chống sét cho trạm biến áp
2. Chức năng của hệ thống tiếp địa chống sét
Dòng sét có điện áp lớn, có thể sinh nhiệt cao làm nóng chảy hoặc cháy nổ, gây tổn hại cho các công trình. Việc lắp đặt hệ thống dẫn truyền dòng sét xuống đất một cách chuẩn xác và an toàn có thể giúp tránh các hiểm họa không đáng có xảy ra.
Hệ thống này có nhiệm vụ phân tán năng lượng quá áp và quá dòng xuống mặt đất
Hệ thống này có nhiệm vụ phân tán năng lượng quá áp và quá dòng xuống mặt đất
Hệ thống này có nhiệm vụ cân bằng điện thế, đồng thời phân tán năng lượng quá áp và quá dòng xuống mặt đất. Đây cũng chính là cơ chế bảo vệ an toàn cho con người, hệ thống điện, điện tử, viễn thông,… khi hiện tượng sấm sét xảy ra. Các yếu tố cần được cân nhắc để đánh giá tiêu chuẩn của một hệ thống tiếp địa có thể kể đến như: điện trở tiếp đất, quy mô tiếp địa, vật liệu tiếp đất,...
3. Cấu tạo của hệ thống tiếp địa bao gồm những gì?
Một hệ thống tiếp đất chống sét hoàn chỉnh gồm các bộ phận sau:
Cọc tiếp địa.
Dây liên kết.
Các mối nối liên kết.
Hộp nối đất và kiểm tra.
Các bộ phận cấu thành này đều có vai trò quan trọng như nhau. Chúng giúp hoàn thiện hệ thống tiếp địa chống sét, đồng thời đảm bảo quá trình hoạt động diễn ra an toàn và hiệu quả.
Cọc tiếp địa là một thành phần không thể thiếu trong hệ thống
Ngoài ra, vật liệu tăng cường tính dẫn điện cho đất hay còn được biết đến với tên gọi hóa chất giảm điện trở đất cũng có vai trò quan trọng không kém. Mặc dù vật liệu này không tồn tại ở dạng thể cứng trong hệ thống nhưng chúng vẫn có tác dụng làm giảm điện trở đất, tăng khả năng tiêu tán dòng điện với nguyên lý hoạt động chính là hút ẩm. Hóa chất này sẽ tạo thành dạng keo bao quanh lấy điện cực. Theo đó, chúng sẽ giúp làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa điện cực và mặt đất.
4. Cách lắp đặt hệ thống tiếp địa chống sét an toàn
Lắp đặt hệ thống tiếp địa chống sét đảm bảo an toàn và hiệu quả sẽ thông qua các bước dưới đây:
4.1. Đào hố, rãnh, khoan giếng tiếp đất:
Đầu tiên cần xác định và kiểm tra vị trí của hố để tránh các công trình đã thi công ngầm.
Sau đó tiến hành đào rãnh với kích thước đã được quy định tại bản vẽ thi công hoặc dựa theo mặt bằng thực tế. Kích thước thông thường có chiều sâu dao động từ 600 - 800m và chiều rộng nằm trong khoảng 300 - 500m.
Phương pháp khoan giếng sẽ được áp dụng tại những địa hình có điện trở suất đất cao hoặc mặt bằng thi công gặp nhiều hạn chế.
Đào rãnh với chiều sâu dao động từ 600 - 800m
4.2. Lắp cọc tiếp địa, chôn các điện cực xuống đất
Cọc tiếp địa là một thanh kim loại được vót nhọn một đầu để có thể cắm sâu xuống đất, đầu còn lại làm bằng để đóng búa tạ. Đầu cọc có thể được làm ren để thuận lợi cho việc nối 2 cây cọc với nhau. Công đoạn lắp cọc tiếp địa, chôn các điện cực xuống đất cần thông qua các bước sau:
Đóng cọc đến khi đỉnh cọc cách đáy rãnh khoảng 100 - 150mm. Khoảng cách giữa các cọc thường gấp 2 lần so với độ dài cọc đóng xuống đất.
Cọc ở vị trí trung tâm sẽ được đóng cạn hơn các cọc khác trong hệ thống.
Cọc tiếp đất cần đóng đến khi đỉnh cọc cách đáy rãnh khoảng 100 - 150mm
Rải cáp đồng trần dọc theo các rãnh đã đào để tạo liên kết với các cọc đã đóng.
Hàn hóa nhiệt được sử dụng để liên kết các cọc với cáp đồng trần.
Đổ hóa chất làm giảm điện trở đất dọc theo cáp đồng trần trong hệ thống tiếp địa chống sét.
Dây dẫn sét từ kim chống sét hoặc cáp tiếp đất chính sẽ được liên kết trực tiếp vào hệ thống ở vị trí trung tâm.
Bàn giao, hoàn trả mặt bằng và kiểm tra hệ thống tiếp địa
Sau khi lắp đặt hố, quý khách cần kiểm tra điện trở đất. Vị trí đặt hố ngay tại cọc trung tâm và ngang với mặt đất.
Kiểm tra lần cuối cùng các mối hàn trước khi lấp đất.
Tiến hành lấp đất vào các hố, rãnh và nện chặt lại.
4.3. Hoàn trả mặt bằng.
Đo giá trị của điện trở tiếp đất với giá trị cho phép cần nhỏ hơn 10Ω.
5. Tiêu chuẩn hệ thống tiếp địa an toàn hiện nay:
Để có thể hạn chế những thiệt hại do sét gây ra, hệ thống tiếp đất cần tuân thủ đúng quy trình và tiêu chuẩn kỹ thuật. Tùy thuộc vào yêu cầu về chức năng, thực trạng địa chất hoặc điện trở suất mà trong quá trình thi công, kỹ sư sẽ đưa ra các phương pháp an toàn và phù hợp. Tuy nhiên, thiết kế cần tuân theo các tiêu chuẩn được quy định dưới đây:
Quy định TCVN 9358:2012 về lắp đặt hệ thống nối đất cho các công trình công nghiệp.
Quy định TCVN 9385:2012 về chống sét cho công trình xây dựng.
TCN-18:2006 Điều 11 về quy phạm trang bị điện.
TCN-19:2006 Điều 11 về quy phạm trang bị điện và hệ thống đường dẫn điện.
TCN-20:2006 Điều 11 về quy phạm trang bị phân phối và trạm biến áp.
TCN-21:2006 Điều 11 về quy định về bảo vệ và tự động.
Minh họa quá trình thi công xây dựng hệ thống tiếp địa chống sét
6. Chu kỳ kiểm tra hệ thống tiếp địa chống sét chuẩn
Chu kỳ kiểm tra hệ thống tiếp đất tùy thuộc vào nơi lắp đặt. Thời gian kiểm định diễn ra sáu tháng một lần đối với hệ thống lắp đặt ở địa hình đặc biệt nguy hiểm. Kiểm định mỗi năm đối với địa hình nguy hiểm. Với những địa hình ít nguy hiểm hơn, chu kỳ này sẽ diễn ra hai năm một lần.
Kiểm định mỗi năm đối với địa hình nguy hiểm
Kiểm định mỗi năm đối với địa hình nguy hiểm
Trong trường hợp có sự cố hoặc nguy cơ xảy ra tai nạn cao thì cần kiểm tra ngay. Sau khi sửa chữa những công trình gần đó, rất dễ có khả năng làm hỏng các bộ phận của hệ thống nên việc kiểm định lại là điều cần thiết. Đặc biệt, sau thiên tai, bão lụt, động đất, hỏa hoạn,... cần tiến hành kiểm tra hệ thống tiếp địa chống sét nhanh nhất có thể.