Trong một hệ thống điện, đâu là vai trò của Thiết bị Chống Sét Lan Truyền (SPD)? Việc trang bị chúng có thực sự cần thiết để đảm bảo an toàn và ổn định cho các thiết bị khác? Bài viết này sẽ cùng bạn tìm hiểu về công nghệ bảo vệ này và các khía cạnh liên quan.

THIẾT BỊ CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN (SPD) LÀ GÌ?

Thiết bị Chống Sét Lan Truyền (SPD) hoạt động dựa trên nguyên tắc nào để bảo vệ hệ thống điện? Khi có sự cố sét đánh, các thiết bị này sẽ tạo ra một đường dẫn ưu tiên để chuyển hướng dòng năng lượng cao từ sét xuống đất. Quá trình này giúp ngăn chặn dòng sét đi vào và gây hư hại cho các thiết bị điện và đường truyền tín hiệu trong hệ thống.

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

Vậy, Thiết bị Chống Sét Lan Truyền (SPD) hoạt động như thế nào để bảo vệ hệ thống? Khi có xung sét lan truyền, mạch bảo vệ bên trong SPD sẽ được kích hoạt. Nó nhanh chóng tạo ra một đường dẫn an toàn để chuyển hướng dòng năng lượng đột biến xuống đất. Đồng thời, các bộ lọc tích hợp sẽ xử lý những nhiễu điện đi kèm. Quá trình này giúp hệ thống tránh khỏi các tình trạng quá áp, quá tải hay nguy cơ chập cháy. Cần lưu ý rằng sét lan truyền có thể đi vào hệ thống từ nhiều ngả, không chỉ từ đường dây điện mà còn qua các đường tín hiệu, anten, hay chính hệ thống tiếp địa.

PHÂN LOẠI THIẾT BỊ CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN THEO CÁC CẤP BẢO VỆ

Thiết bị Chống Sét Lan Truyền (SPD) thường được phân loại theo các tiêu chuẩn quốc tế như IEC và UL, dựa trên cấp độ bảo vệ và chức năng trong hệ thống. Trong khuôn khổ bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào cách phân loại theo tiêu chuẩn IEC 61643-11, theo đó SPD được chia thành ba loại chính, mỗi loại đảm nhiệm một vai trò riêng biệt:

• SPD Loại 1 (Type 1):
  

  Được thiết kế để xử lý dòng năng lượng lớn từ các cú sét đánh trực tiếp. Vị trí lắp đặt điển hình của chúng là ở ngõ vào chính của hệ thống, ví dụ như tại tủ điện tổng (MSB) của các tòa nhà, nhà máy, xí nghiệp hoặc những khu vực có nguy cơ cao bị sét đánh.
  

  

• SPD Loại 2 (Type 2):
  

  Có nhiệm vụ bảo vệ thứ cấp, được lắp đặt tại các tủ phân phối nhánh (MDB) và tủ phân phối cuối (DB). Chức năng của chúng là triệt tiêu các xung điện áp lan truyền đã đi qua cấp 1 hoặc các xung áp phát sinh do thao tác đóng cắt trong nội bộ.

  

• SPD Loại 3 (Type 3):
  

  Là lớp bảo vệ cuối cùng, được đặt ngay gần các thiết bị đầu cuối nhạy cảm và có giá trị như máy tính, server, thiết bị y tế hay hệ thống điều khiển. Chúng giúp triệt tiêu nốt các xung điện áp còn sót lại, đảm bảo an toàn tối đa cho thiết bị.

  

  Một hệ thống bảo vệ toàn diện và hiệu quả đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng giữa các cấp SPD này, tạo thành một hàng rào bảo vệ nhiều lớp từ ngoài vào trong.

SỰ PHỐI HỢP CỦA CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG CHỐNG SÉT

Một hệ thống chống sét lan truyền hiệu quả hoạt động như một cơ chế bảo vệ nhiều lớp. Vậy các thành phần trong đó phối hợp với nhau ra sao?

• Thành phần bảo vệ chính: Gồm các thiết bị chống sét lan truyền cho đường nguồn (1 pha, 3 pha) với chức năng cắt và lọc các xung sét.
• Hệ thống thoát và tiếp địa: Đây là lối thoát an toàn cho dòng sét, bao gồm cáp thoát sét, hệ thống cọc tiếp địa hoàn chỉnh, và các hộp kiểm tra điện trở để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
• Bảo vệ đường tín hiệu: Các thiết bị chống sét chuyên dụng cho đường truyền dữ liệu như mạng máy tính, viễn thông, điều khiển công nghiệp là không thể thiếu để bảo vệ các thiết bị nhạy cảm.
• Thành phần giám sát & cảnh báo: Có thể kể đến các thiết bị như bộ đếm sét để theo dõi tần suất sự cố, và công tắc báo động để cung cấp thông tin về trạng thái của hệ thống.

NHỮNG LƯU Ý KỸ THUẬT QUAN TRỌNG KHI LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN

Để đảm bảo hiệu quả và an toàn, quá trình thi công hệ thống chống sét lan truyền cần tuân thủ những yêu cầu kỹ thuật nào?

• Nguyên tắc chung khi lựa chọn vị trí lắp đặt là làm sao để SPD có thể triệt tiêu xung sét càng gần nguồn phát sinh hoặc càng gần thiết bị cần bảo vệ càng tốt. Mỗi vị trí sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng bảo vệ của toàn hệ thống.
• Một ví dụ cụ thể là với các đường truyền tín hiệu. Việc bố trí SPD ở cả hai đầu đường dây là một phương pháp thường được áp dụng để giảm thiểu rủi ro hư hỏng do sét lan truyền gây ra.

• Việc tham khảo và tuân thủ các hướng dẫn kỹ thuật từ nhà sản xuất cũng như các nguyên tắc thi công chung.
• Sự chính xác trong việc xác định vị trí lắp đặt nhằm tối ưu hóa hiệu quả bảo vệ cho toàn hệ thống.
• Lựa chọn các vật liệu đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật và chú trọng đến các biện pháp an toàn lao động trong quá trình thi công.
• Quá trình kiểm tra và thử nghiệm toàn diện hệ thống trước khi chính thức đưa vào vận hành.

LẮP ĐẶT THIẾT BỊ CHỐNG SÉT: Khi nào dùng kiểu song song, khi nào dùng nối tiếp ?

Thiết bị chống sét lan truyền lắp đặt theo cách song song được sử dụng để chống sét ở mức độ cơ bản. Với phương pháp lắp đặt song song, SPD được kết nối giữa các dây dẫn của mạch (ví dụ: pha-trung tính, pha-đất) để tạo ra một đường thoát cho các xung điện áp đột biến. Đây là cấu hình lắp đặt tiêu chuẩn để bảo vệ các hệ thống điện nói chung, đặc biệt hiệu quả cho các phụ tải có động cơ như hệ thống bơm, điều hòa hoặc các hệ thống chiếu sáng.

• Với phương pháp lắp đặt nối tiếp, Thiết bị Chống Sét Lan Truyền (SPD) thường hoạt động như một bộ lọc thông thấp, được kết nối trực tiếp trên đường dây cấp nguồn cho tải. Các thiết bị này được thiết kế đa dạng cho cả tải một pha và ba pha, với các thông số về tần số hoạt động và khả năng chịu xung khác nhau để phù hợp với từng ứng dụng.
• Ưu điểm của kỹ thuật lọc này là khả năng hạn chế cường độ, làm giảm độ dốc của xung sét và các cảm ứng trên đường dây. Nhờ đó, chúng mang lại mức độ bảo vệ cao cho các thiết bị điện tử nhạy cảm, ví dụ như hệ thống viễn thông hay máy tính, khỏi các sự cố quá áp.

LỜI KẾT

Việc trang bị Thiết bị Chống Sét Lan Truyền (SPD) có thể được xem không chỉ là một yêu cầu kỹ thuật, mà còn là một bước chủ động trong việc quản lý rủi ro, bảo vệ tài sản và con người trước các sự cố do sét.

Qua những phân tích trong bài viết, hy vọng rằng các khái niệm về nguyên lý hoạt động, phân loại và các lưu ý lắp đặt đã trở nên rõ ràng hơn. Từ đó, mỗi kỹ sư, mỗi người vận hành có thể đưa ra những lựa chọn phù hợp và hiệu quả cho hệ thống của mình.

• Thiết bị chống sét OBO Xuất xứ Hungary, Germany. Tiêu chuẩn IEC 61643-1 : 2005, A11: 2007, DIN EN 61643-11 : (VDE 0675-6-11), UL 1449
• Thiết bị chống sét Himel thương hiệu Tây Ban Nha, xuất xứ Trung Quốc, tiêu chuẩn IEC 61643-1
• Thiết bị chống sét Saltek xuất xứ Cộng Hòa Séc, tiêu chuẩn IEC 61643-11:2011/11 ; EN 61643-11:2012
• Thiết bị chống sét Schneider thương Hiệu đến từ Châu Âu
• Thiết bị chống sét Mersen xuất xứ Hungary
• Thiết bị chống sét Suntree xuất xứ Trung Quốc, gồm có chống sét AC hoặc DC cho Solar. Tiêu chuẩn LEC 66143-1/ EN 61643-31