Sét đánh về cơ bản là sự phóng tia lửa điện cực lớn xảy ra khi điện tích tích tụ đến một điểm nhất định giữa đám mây giông và mặt đất hoặc giữa chúng, phá vỡ lớp cách nhiệt của không khí. sét đánh được kích hoạt chủ yếu bởi:
1.Sét đánh trực tiếp
Trong trường hợp xấu nhất, sét đánh trực tiếp vào các tòa nhà, thiết bị hoặc con người.
Điều kiện kích hoạt: Các vật thể trên mặt đất (ví dụ: tòa nhà cao tầng, cây cối, tháp truyền tải, cây cối, tháp, người bị cô lập) tạo thành điện trường mạnh nhất cùng với các đám mây giông, khiến nó trở thành con đường ngắn nhất để phóng điện.
2.Hiệu ứng sét gián tiếp (Phổ biến hơn, phạm vi rộng hơn)
Ngay cả khi sét không đánh trực tiếp vào thiết bị của bạn, nó vẫn có thể gây ra xung đột biến có tính hủy diệt (tạm thời) bằng cách:
· Sét cảm ứng (được chia thành cảm ứng tĩnh điện và cảm ứng điện từ):
• Cảm ứng tĩnh điện: Khi một đám mây giông tích điện bay qua phía trên, nó sẽ tạo ra một lượng lớn điện tích trái dấu trên các dây dẫn phía trên phía dưới. Khi đám mây phóng điện sang mục tiêu khác, các điện tích liên kết này ngay lập tức được giải phóng, tạo ra các xung điện áp cao{1}}truyền dọc theo đường dây.
Cảm ứng điện từ: Dòng điện mạnh và thoáng qua trong kênh sét có thể gây ra điện áp rất cao trong các vòng kim loại xung quanh (ví dụ: vòng dây điện, đường dây tín hiệu).
· Dẫn điện (Tăng tiềm năng mặt đất):
• Khi sét đánh vào hệ thống chống sét của tòa nhà hoặc mặt đất gần đó, một dòng sét rất lớn sẽ đi qua điện trở nối đất khiến hiệu điện thế tại điểm tiếp xúc tăng lên hàng trăm nghìn, thậm chí hàng triệu volt ngay lập tức. Điện thế cao này có thể "hồi tưởng" về thiết bị bên trong thông qua dây nối đất của thiết bị, gây ra sự chênh lệch điện thế hủy diệt trên toàn bộ thiết bị và phá hủy nó.
· Sét đánh xâm nhập:
• Sét đánh vào các dây dẫn ở xa, đường dây điện thoại, đường dây cáp, v.v. Dòng sét cực lớn truyền dọc theo các dây dẫn kim loại này dưới dạng sóng, xâm nhập và làm hỏng các thiết bị kết nối.
Phần 2: Cách sử dụng SPD để bảo vệ
Mục đích của Thiết bị chống sét không phải để ngăn sét mà là để cung cấp dòng điện sét an toàn,{0}}có trở kháng thấp và năng lượng đột biến trong khi bị sét đánh, do đó hạn chế điện áp trên thiết bị ở mức an toàn.
1. Nguyên tắc làm việc cốt lõi của SPD
Hãy coi nó như một "công tắc thông minh" hoặc "van nhạy cảm với điện áp":
Trong quá trình hoạt động bình thường: SPD có trở kháng cao và về bản chất là mạch hở ít ảnh hưởng đến mạch.
Khi xảy ra đột biến/quá điện áp: Xảy ra: SPD chuyển sang trạng thái trở kháng thấp (rất nhanh) tính bằng nano giây, nhanh chóng dẫn và dẫn dòng điện dâng lớn xuống đất.
Sau khi xung giảm xuống: SPD tự động đặt lại về trạng thái trở kháng cao và mạch trở lại bình thường.
2.Hệ thống bảo vệ SPD chính xác: Bảo vệ nhiều{1}}giai đoạn
Để cung cấp sự bảo vệ toàn diện, khái niệm bảo vệ theo cấp bậc thường được sử dụng, chẳng hạn như nhiều tuyến phòng thủ:
Loại 1/I (Trước đây là Loại B):
Vị trí lắp đặt: bảng phân phối chính (lối vào dịch vụ).
Chức năng: Giải phóng hầu hết các tia sét có năng lượng cao từ các tia sét trực tiếp hoặc cảm ứng (thường là dạng sóng 10/350 μM). SPD có khả năng phóng điện cao thường được sử dụng dựa trên khe hở tia lửa điện.
Mục tiêu: Bảo vệ hệ thống điện của toàn tòa nhà trước cơn giông lớn nhất.
Loại 2/II (Trước đây là Loại C):
Vị trí: Bảng phân phối (ví dụ: tấm sàn) hoặc bảng phân phối thiết bị chính (ví dụ: phòng máy chủ, điều hòa, thang máy).
Chức năng: Hạn chế hơn nữa điện áp dư và hấp thụ năng lượng dư thông qua SPD loại 1. Ổ đĩa thể rắn (SSD) dựa trên Metal Oxide Varistor (MOV) thường được sử dụng.
Mục tiêu: Để bảo vệ mạch phân phối và thiết bị ở những khu vực cụ thể.
Loại 3/III (trước đây là D):
Vị trí: Mặt trước của thiết bị, chẳng hạn như dải cắm cho thiết bị nhạy cảm hoặc mô-đun bảo vệ đột biến bên trong thiết bị.
Chức năng: Cung cấp khả năng bảo vệ tốt bằng cách cố định điện áp ở mức mà thiết bị có thể chịu được một cách an toàn (thường dưới 1,5 kV).
Mục tiêu: Cung cấp tuyến phòng thủ cuối cùng cho các thiết bị điện tử nhạy cảm và đắt tiền nhất (ví dụ: máy chủ, thiết bị y tế, PLC công nghiệp).
SPD tín hiệu: các đường dây như cáp mạng, đường dây điện thoại và cáp video giám sát cũng yêu cầu hệ thống xử lý tín hiệu chuyên dụng. Chúng hoạt động theo cách tương tự nhưng được thiết kế cho các mức điện áp và loại giao diện của đường tín hiệu.
3.Những điểm chính khi lắp đặt SPD
• Nối đất tốt là điều kiện tiên quyết: SPD SPD truyền năng lượng hiệu quả mà không cần hệ thống nối đất có trở kháng-thấp. Nối đất là nền tảng của việc chống sét.
• Dây kết nối ngắn và dày: Dây kết nối SPD và dây nối đất phải càng ngắn và dày càng tốt để giảm thiểu hiện tượng điện cảm chì. Dây dẫn quá dài có thể dẫn đến điện áp cảm ứng đáng chú ý, làm giảm đáng kể hiệu quả bảo vệ.
Phối hợp: các giai đoạn khác nhau của SSD yêu cầu phối hợp năng lượng để đảm bảo xả dần dần như được thiết kế nhằm ngăn chặn tình trạng quá tải của bất kỳ SPD đơn lẻ nào.