Chọn thiết bị chống sét theo khả năng cắt sét và điện áp Up

Chọn thiết bị chống sét có thông số kỹ thuật về khả năng chịu được dòng xung điện trực tiếp hoặc lan truyền, điện áp bảo vệ .v.v. phù hợp với mật độ sét, cường độ sét ở vùng được lắp đặt, chọn các mức bảo vệ Up phù hợp với độ nhạy cảm của thiết bị cần bảo vệ là một vấn đề rất quan trọng khi chọn sản phẩm.

Chọn thiết bị chống sét như thế nào ?

CHỌN THIẾT BỊ CHỐNG SÉT THEO KHẢ NĂNG CHỐNG XUNG TRỰC TIẾP - Giá trị Iimp

Tiêu chí Iimp này thể hiện đặc trưng cho dòng thiết bị cắt sét type 1 với khả năng chịu dòng xung 10/350µs. Iimp là giá trị lớn nhất về khả năng chịu đựng của TBCS đối với dòng xung dạng sóng 10/350us, là khả năng chống lại được xung điện áp do sét đánh trực tiếp gây ra (đánh vào các kim thu sét bảo vệ bên ngoài).

Theo tiêu chuẩn IEC 60364-5-534 thì TBCS có giá trị Iimp tổi thiểu là 12,5 kA/pole là đủ đáp ứng. Tuy nhiên, giá trị này có thể nâng cao hơn tùy thuộc vào nhà sản xuất và cường độ dòng sét nơi lắp đặt mà chúng ta chọn TBCS, chẳn hạn có thể chọn theo mức dự phòng rủi ro cao như:

Lưu ý là giá trị Iimp càng cao thì mặt lợi là khả năng chịu đựng càng lớn, sử dụng lâu dài, nhưng mặt hại là điện áp bảo vệ Up và giá thành của chúng càng cao. Do đó, chúng ta nên chọn loại phù hợp chứ không nhất thiết phải chọn loại có Iimp cao là tốt.

CHỌN TBCS THEO KHẢ NĂNG CẮT SÉT LẶP LẠI DÒNG ĐỊNH MỨC & TỐI ĐA - Giá trị In & Imax

In và Imax là các khái niệm chỉ dòng phóng điện thông qua TBCS đối với các xung điện áp đột biến theo dạng sóng 8/20µs.

• In được gọi là dòng phóng định mức, là giá trị dòng xung điện lặp lại ít nhất là 15 lần mà TBCS vẫn hoạt động bình thường.
• Imax là giá trị dòng phóng điện lớn nhất đi qua TBCS mà nó không bị hỏng, nếu vượt qua Imax thì nó sẽ hư hỏng.

Theo quy định của tiêu chuẩn, giá trị In tối thiểu là 5kA (dạng sóng 8/20µs), tuy nhiên chúng ta có thể chọn cao hơn theo các điều kiện rủi ro và mật độ sét ở vùng lắp đặt:

Khi ta chọn In / Imax càng cao, nghĩa là TBCS có khả năng chịu đựng dòng xung càng lớn thì chúng sẽ có thời gian hoạt động lâu hơn các TBCS có In/Imax nhỏ. Tuy nhiên, chi phí sẽ cao hơn và đặc biệt là điện áp bảo vệ Up cũng sẽ cao hơn, điều này cũng có hại trong các trường hợp thiết bị cần bảo vệ là nhạy cảm.

Lưu ý: NSX đã đưa ra các thông số (In, Imax, Iimp) cho mỗi thiết bị TBCS, chúng có thể bị hư hỏng nếu dòng xung điện (dòng sét) vượt quá ngưỡng chịu đựng của nó hoặc đã bị suy hao sau nhiều lần theo thời gian sử dụng. Trong trường hợp này TBCS cũng không được bảo hành thay thế. Tóm lại, nếu TBCS bị sét đánh hỏng, nghĩa là chúng đã thực hiện tốt chức năng của nó, còn việc chọn TBCS như thế nào, có tuân thủ theo các khuyến cáo hay không thì đó là trách nhiệm của người thiết kế và chọn sản phẩm lắp đặt cho phù hợp.

CHỌN THIẾT BỊ THEO MỨC ĐIỆN ÁP BẢO VỆ - Giá trị Up

Up là thông số rất quan trọng của TBCS mà NSX đã đưa ra cho mỗi thiết bị, là điện áp dư hay điện áp sót còn lại tối đa của SPD trong quá trình phóng dòng điện tại mức In hoặc Iimp. Giá trị Up càng nhỏ càng tốt cho các thiết bị ở phía sau nó.

Theo tiêu chuẩn IEC 60364 thì mức Up của TBCS có thể chấp nhận được ở các trường hợp:

• Bảo vệ ngay lối vào của hệ thống điện 220/380Vac thì mức bảo vệ Up là 2,5kV, ở mức này các thiết bị điện động lực lớn (động cơ, máy điều hòa, máy công nghiệp) sẽ an toàn với dòng sét.
• Bảo vệ các thiết bị điện ít nhạy cảm với điện áp hoặc đã tích hợp phần tử bảo vệ bên trong thì Up từ 1,5kV trở xuống.
• Bảo vệ cho các thiết bị đặc biệt nhạy cảm và chưa được chống nhiễu điện từ thì Up <  1kV.

Nói chung là giá trị Up càng nhỏ càng tốt. Tuy nhiên Up càng nhỏ thì TBCS có khả năng cắt sét (Iimp, In, Imax) hay khả năng chịu đưng càng nhỏ, càng dễ bị hư hỏng nếu có dòng sét lớn đi qua. Do vậy chúng ta cần phải bảo vệ phối hợp giữa các cấp bảo vệ lại với nhau thì mới cho khả năng cắt sét mạnh mà điện áp Up còn lại cuối cùng là thấp theo kỳ vọng.