CH
CHỐ
ỐNG SÉT
NG SÉT
VAN
VAN ĐƯỜ
ĐƯỜ NG
NG
DÂY LÀ GÌ?
DÂY LÀ GÌ?
Ch
ố
ng sét vanđườ
ng dây truyề
n tả
iCh
ố
ng sét van phân phố
iHình 1. Hai kiểu chống sét : Truyền tải và phân phối.
1. GIỚI THIỆU
Các yêu cầ
u về độ
tin cậ
y củ
a hệ
thố
ngđ
iệ
n ngày càng tă
ng và vì thế
, các nhà cung cấ
p dị
ch vụ
luôn tìm kiế
m các biệ
n phápđ
emđế
n nhữ
ng cả
i thiệ
nđ
ó. Mộ
t biệ
n pháp làm giả
m các sự
cố
liên quanđế
n sét trênđườ
ng dây làứ
ng dụ
ng chiế
n lượ
c chố
ng sét. Từ
nhữ
ng nă
mđầ
u thậ
p niên 90 thì chố
ng sét vanđườ
ng dây vớ
i giá cả
cạ
nh tranh và khố
i lượ
ng nhẹ đ
ãđượ
c lắ
pđặ
t trênđườ
ng dây truyề
n tả
i. Chố
ng sét van cũ
ng là mộ
t biệ
n pháp hiệ
u quả
cho việ
c kiể
m soát chi phí trênđườ
ng dây khi chúngđượ
c sử
dụ
ng trong việ
c kiể
m soát quáđ
iệ
n áp thao tác, trong các dự
án nâng cấ
pđ
iệ
n ápđườ
ng dây hoặ
c xây dự
ngđườ
ng dây kiể
u kín. Tạ
p chí ArresterFacts nàyđư
a ra các nguyên lý cơ
bả
n củ
a chố
ng sét vanđườ
ng dây (TLAs).2. ĐỊNH NGH Ĩ A
Đị
nh nghĩ
a về
chố
ng sét vanđườ
ng dây không xuấ
t hiệ
n trong bấ
t kỳ
tiêu chuẩ
n IEEE hay IECnào liên quan
đế
n chố
ng sét. Thuậ
t ngữ
chố
ng sét vanđườ
ng dây cóxu
ấ
t hiệ
nở
vă
n bả
n IEEE C62.22-1997 như
ng khôngđượ
c tìm thấ
yở
bấ
t kỳ
tiêu chuẩ
n IEC hiệ
n có nào.3. CHỐNG SÉT VAN ĐƯỜNG DÂY
Ch
ố
ng sét vanđượ
c sử
dụ
ng trênđườ
ng dây củ
a hệ
thố
ngđ
iệ
n nhằ
m giả
m rủ
i ro chọ
c thủ
ng cáchđ
iệ
n trong quá trình phóngđ
iệ
n sét. Mộ
t chố
ng sét vanđườ
ng dây thườ
ng không dùngđể
bả
o vệ
thiế
t bị
. Chố
ng sét bả
o vệ
trạ
m cũ
ng như
chố
ng sétHình 2 Phóng điện ngượ c
van phân ph
ố
iđượ
c dùngđể
bả
o vệ
chođườ
ng dây và trong trườ
ng hợ
p này nóđượ
c coi như
chố
ng sét vanđườ
ng dây.4. CHỐNG SÉT VAN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI
Là lo
ạ
i chố
ng sét vanđượ
c sử
dụ
ng trênđườ
ng dây truyề
n tả
i (xem hình 1)5. CHỐNG SÉT VAN CÓ KHE HỞ NGOÀI (EGLA)
Đ
ó là loạ
i chố
ng sét vanđườ
ng dây thiế
t kế
vớ
i mộ
t khe hở
ngoài nố
i tiế
p vớ
i mộ
t phầ
n SVU chỉ để
bả
o vệ
phầ
n cáchđ
iệ
n khỏ
i sét do quáđ
iệ
n áp bề
mặ
t tố
cđộ
nhanh,đ
iề
u nàyđượ
c thự
c hiệ
n bằ
ng cách tă
ng cấ
p phóngđ
iệ
n củ
a khe hở
ngoài vượ
t ngưỡ
ng quáđ
iệ
n áp tầ
n số
công nghiệ
p và trườ
ng hợ
p xấ
u nhấ
t là quáđ
iệ
n áp bề
mặ
t tố
cđộ
chậ
m dođ
óng cắ
t và các trườ
ng hợ
p sự
cố
có thể
xả
y ra trênđườ
ng dâyđượ
c lắ
p chố
ng sétđ
ó.6. PHÓNG ĐIỆN NGƯỢC
Phóngđ
iệ
n ngượ
c là hiệ
n tượ
ng xuấ
t hiệ
n hồ
quang bắ
tđầ
u từ
đầ
u cự
c hoặ
c cộ
tđ
iệ
n nố
iđấ
t vòng qua cáchđ
iệ
n tớ
i dây pha mangđ
iệ
n (xem hình 2). Hiệ
n tượ
ng này có thể
xuấ
t hiệ
n khi sétđ
ánh vào dây chố
ng sét trên không và nơ
iđ
ó có tổ
ng trở đấ
t tươ
ngđố
i cao. Nóđượ
c biế
tđế
n như
hiệ
n tượ
ng phóng hồ
quang ngượ
c bở
i vì nó có chiề
u ngượ
c vớ
i hồ
quangđượ
c tiế
n hành trongđ
iề
u kiệ
n phòng thí nghiệ
m. Hiệ
n tượ
ng phóngđ
iệ
n ngượ
c thườ
ng kèm theo chọ
c thủ
ng cáchđ
iệ
nở
tầ
n số
công nghiệ
p. Trong trườ
ng hợ
p này, máy cắ
t phả
i hoạ
tđộ
ngđể
Hình 3. Phóng điện xuôi tần số công nghiệp
7. DAO NỐI ĐẤT (GLD)
Là thiế
t bị
gắ
n giữ
ađấ
t vớ
iđầ
u nố
iđấ
t củ
a chố
ng sét vanđể
cách ly chúng khỏ
iđấ
t trong trườ
ng hợ
p chố
ng sét bị
hỏ
ng. Thỉ
nh thoả
ng thiế
t bị
này cũ
ngđượ
c gắ
n giữ
a chố
ng sét van vớ
iđườ
ng dây. Tuy nhiên nó vẫ
nđượ
c xem như
mộ
t GLD.8. TÁC DỤNG CỦA
CHỐNG SÉT VAN
ĐƯỜNG DÂY
Có hai lí do cơ
bả
nđể
lắ
pđặ
t chố
ng sét vanđườ
ng dây. Mụ
cđ
ích thông dụ
ng nhấ
t là làm giả
m hoặ
c loạ
i trừ
các sự
cố
liên quanđế
n quáđ
iệ
n áp khí quyể
n do bị
chọ
c thủ
ng cáchđ
iệ
n. Mụ
cđ
ích thứ
hai ít thông d
ụ
ng hơ
n là loạ
i trừ
chọ
c thủ
ng cáchđ
iệ
n do quáđ
iệ
n áp thao tác. Trong cả
hai, mụ
c tiêu là giả
m hoặ
c loạ
i trừ
sự
chọ
c thủ
ng cáchđ
iệ
n. Trong cả
hai trườ
ng hợ
p, cầ
n phả
i nghiên cứ
u cả
hệ
thố
ngđể
xácđị
nh vị
trí tố
t nhấ
tđặ
t chố
ng sét nhằ
mđạ
tđượ
c kế
t quả
mong muố
n.Đố
i vớ
i việ
c kiể
m soát quáđ
iệ
n áp thao tác, chố
ng sét van chỉ
cầ
nđặ
tở
nơ
i mà quáđ
iệ
n áp thao tác vượ
t quáđ
iệ
n áp chị
uđự
ng củ
a sứ
cáchđ
iệ
n.Đ
ó có thể
là mộ
t vài vị
trí chạ
y dọ
c theo suố
tđườ
ng dây.Đố
i vớ
i việ
c kiể
m soát quáđ
iệ
n áp khí quyể
n, vùng bả
o vệ
ít khi vượ
t quá mộ
t khoả
ng cộ
t tính từ
chố
ng sét van. Dođ
ó các chố
ng sét van cầ
nđặ
t gầ
n như
tạ
i tấ
t cả
các cộ
t và vàđ
ôi khi trên mỗ
i dây pha.Hình 4. Đườ ng dẫn dòng sét trong một hệ thống có đườ ng dây chống sét và chống sét van
9. NGUYÊN LÝ HOẠT
ĐỘNG
Chố
ng sét vanđườ
ng dây áp dụ
ngđể
bả
o vệ đườ
ng dây có nguyên lý hoạ
tđộ
ng khác so vớ
i hầ
u hế
t các kiể
u chố
ng sét khác.Đố
i vớ
i chố
ng sét vanđườ
ngđ
ây, dòngđ
iệ
n sétđượ
c dẫ
n trên dây dẫ
n.Đố
i vớ
i các trườ
ng hợ
p chố
ng sét khác, dòngđ
iệ
n sétđượ
c cách ly khỏ
iđườ
ng dây. Nế
u không có chố
ng sét van bả
o vệ
, và xả
y ra sétđ
ánh trự
c tiế
p, dòng sét sẽ đ
i qua dây chố
ng sét xuố
ng cự
c gầ
n nhấ
t củ
a dây dẫ
n phía dướ
i. Nế
uđ
iệ
n thế
củ
a dây dẫ
n phía dướ
i này tă
ng vượ
t quá khả
nă
ng chị
uđự
ng củ
a cáchđ
iệ
n dây dẫ
n (xấ
p xỉ
85% CFO), có thể
xả
y ra hiệ
n tượ
ng phóngđ
iệ
n ngượ
c trên cáchđ
iệ
n.Ngay l
ậ
p tứ
c, theo sau quá trình phóngđ
iệ
n ngượ
c là quá trình phóngđ
iệ
n xuôi tầ
n số
công nghiệ
p dọ
c theođườ
ng dẫ
n bị
ion hóa (xem hình 3). Hồ
quang tầ
n số
công nghiệ
p này chỉ đượ
c dậ
p tắ
t bằ
ng thiế
t bị
bả
o vệ
quá dòng.Đ
iề
u này gây nên mộ
t nhấ
p nháy thoáng qua trong hệ
thố
ng.V
ớ
i mộ
t chố
ng sét vanđượ
c lắ
p trên pha này, dòng sét chạ
yổ
nđị
nh trên dây dẫ
n (xem hình 4). Không có hồ
quang ion hóađượ
c tạ
o ra. Dođ
ó sẽ
không có sự
cố
tầ
n số
công nghiệ
p và nhấ
p nháy tứ
c thờ
i sẽ
không tồ
n tạ
i. Trong mọ
i trườ
ng hợ
p, sử
dụ
ng chố
ng sét vanđườ
ng dây sẽ
ngă
n chặ
n chọ
c thủ
ng cáchđ
iệ
n và dođ
ó loạ
i trừ
các sự
cố
thoáng qua trong hệ
thố
ng10. LỰA CHỌN CHỐNG SÉT VAN ĐƯỜNG DÂY
Vi
ệ
c lự
a chọ
n chố
ng sét vanđườ
ng dây phụ
thuộ
c nhiề
u yế
u tố
, cụ
thể
như
sau: - Mụ
cđ
ích lắ
p chố
ng sét van: xung thao tác, xung sét, hoặ
c cả
hai.Hình 5. Cấu tạo chống sét van
- Dây ch
ố
ng sét củ
a hệ
thố
ng:Đố
i vớ
i hệ
thố
ng không treo dây chố
ng sét, pha trên cùngđượ
c sử
dụ
ng như
mộ
t dây chố
ng sét thì chố
ng sétở
trên cùng sẽ
khác loạ
i vớ
i các chố
ng sét khác. - Mậ
tđộ
sét và / hoặ
c số
lầ
n chọ
c thủ
ng cáchđ
iệ
n trong quá khứ
. - Chấ
t lượ
ng nố
iđấ
t cộ
t - Tỉ
lệ
phóngđ
iệ
n mong muố
n - Công suấ
t ngắ
n mạ
ch hệ
thố
ngĐể
lự
a chọ
n chố
ng sét vanđườ
ng dây trong trườ
ng hợ
p cụ
thể
, xem chi tiế
t trong hướ
ng dẫ
n lự
a chọ
n chố
ng sét vanđườ
ng dây tạ
i ArresterFact 017a.11. CẤU TẠO CHỐNG SÉT VAN ĐƯỜNG DÂY
Có vài b
ộ
phậ
n cơ
bả
n là chung cho tấ
t cả
các loạ
i chố
ng sét vanđườ
ng dây. Tuy nhiên, mỗ
i chố
ng sét vanđườ
ng dây lạ
i có mộ
t cấ
u hình khác nhau và phả
iđượ
c thiế
t kế
cho từ
ngứ
ng dụ
ng cụ
thể
. Thậ
m chí trong mộ
t dự
án có thể
cầ
n tớ
i vài cấ
u hình khác nhau tuỳ
thuộ
c vào vị
trí và phươ
ng thứ
cđấ
u nố
i chố
ng sét. Bộ
phậ
n kế
t nố
i vàđị
nh hướ
ng củ
a chố
ng sét phả
iđượ
c thiế
t kế
cho từ
ng vị
trí lắ
pđặ
t cụ
thể
.K ẹp máng:
Bộ
phậ
n này giố
ng như
bộ
phậ
n nố
i dây dẫ
n vớ
i chuỗ
i sứ
.Khớ p nối mềm:
Là bộ
phậ
n rấ
t quan trọ
ng quyế
tđị
nh tuổ
i thọ
củ
a chố
ng sét, nó loạ
i trừ ứ
ng lự
c trên chố
ng sét do chuyể
nđộ
ng củ
a dây dẫ
n gây ra.Shunt:
Bộ
phậ
n này giúp cho khớ
p nố
i mề
m không phả
i dẫ
n dòngThân chống sét:
Thân củ
a chố
ng sétđượ
c thiế
t kế
hàng loạ
t. Cầ
n xácđị
nh rõ chố
ng sét chỉ để
dẫ
n xung sét hoặ
c cả
xung sét và xungđ
óng cắ
t.Dao cách ly:
Các bộ
phậ
n củ
a dao cách ly chỉ
dùng trong trườ
ng hợ
p chố
ng sét van bị
sự
cố
. Khiđ
ó chố
ng sét van trở
thànhđ
iể
m ngắ
nm
ạ
ch hệ
thố
ng, dao cách ly sẽ
hoạ
tđộ
ng cách ly chố
ng sét van vớ
iđấ
t.Dây nối đất:
Dây nố
iđấ
t dùngđể
nố
i chố
ng sét van vớ
i nố
iđấ
t cộ
t. Việ
c kiể
m tra dây nố
iđấ
t là quan trọ
ngđể
chắ
c chắ
n rằ
ng dây nố
iđấ
t không bao giờ
tiế
p xúc vớ
i dây pha.12. CÁC VỊ TRÍ ĐẶT CHỐNG SÉT VAN
Vi
ệ
c xácđị
nh vị
tríđặ
t chố
ng sét van nhằ
mđạ
tđượ
c mộ
t tỷ
lệ
sự
cố
mong muố
n không phả
i làđơ
n giả
n. Thự
c tế
, nế
u trên mộ
tđườ
ng dây không lắ
p bấ
t kỳ
mộ
t chố
ng sét van nào thì khả
nă
ng chọ
c thủ
ng cáchđ
iệ
n khi bị
sétđ
ánh trự
c tiế
p vào dây pha là 100%. Cũ
ng có mộ
t thự
c tế
khác là nế
u lắ
p chố
ng sét van trên tấ
t cả
các dây pha củ
a tấ
t cả
các cộ
t thì khả
nă
ng xả
y ra chọ
c thủ
ng cáchđ
iệ
n khi sét bị đ
ánh trự
c tiế
p vào dây chố
ng sét hay dây phađề
u là 0%.B
ấ
t kỳ
kiể
u lắ
p CSV nào khác nằ
m giữ
a 2 kiể
u trênđề
u làm giả
m khả
nă
ng xả
y ra chọ
c thủ
ng cáchđ
iệ
n. Tuy nhiên, nế
u không có nghiên cứ
u về
việ
c hạ
n chế
dòng sét thì khả
nă
ng bị
phóngđ
iệ
n chọ
c thủ
ng là mộ
tẩ
n số
. Hầ
u hế
t các nhà sả
n xuấ
t CSVđườ
ng dâyđề
u có thể
tínhđượ
c khả
nă
ng phóngđ
iệ
n hồ
quang nế
u họ đượ
c cung cấ
p mộ
t số đặ
c tính (thông số
) củ
a hệ
thố
ng.Có th
ể
sử
dụ
ng các phầ
n mề
m kiể
u như
EMTP/ATPđể
nghiên cứ
u về
giả
m dòng sét. Mộ
t số
nhà tư
vấ
n/đơ
n vị
tư
vấ
n có thể
cung cấ
p dị
ch vụ
này. Thông thườ
ng, vấ
nđề
bả
o vệ
quáđ
iệ
n áp là mộ
t quyế
tđị
nh vừ
a kinh tế
vừ
a kỹ
thuậ
t.B
ả
ng sauđư
a ra kế
t quả
củ
a mộ
t nghiên cứ
uả
nh hưở
ng củ
a sét vớ
i các vị
tríđặ
t củ
a CSV. Khả
nă
ng chọ
c thủ
ng cáchđ
iệ
nđố
i vớ
i cấ
u trúc cộ
tđứ
ng,đ
iệ
n áp 230kV,đ
iệ
n trở
nố
iđấ
t 50 Ohm khi bị
sétđ
ánh Vị
tríđặ
t chố
ng sét Khả
nă
ng phóngđ
iệ
n Không có dây CS và CSV 100% CSVở
pha trên cùng củ
a các cộ
t khác 88% CSV trên tấ
t cả
các pha củ
a các cộ
t khác 87% Không có bấ
t kỳ
CSV nào, chỉ
có DCS 21% Các CSV treo trên pha trên cùng củ
a tấ
t cả
các cộ
t 18% Các CSV treo trên tấ
t cả
các pha củ
a tấ
t cả
các cộ
t 0.00%13. VẤN ĐỀ NỐI ĐẤT
Khi m
ớ
i lắ
pđặ
t dây chố
ng sét, ngườ
i ta cố
gắ
ng làm saođể đ
iệ
n trở
nố
iđấ
t củ
a cộ
t là thấ
p nhấ
t có thể
. Trở
kháng nố
iđấ
t cao có thể
gây ra mộ
t mứ
cđ
iệ
n áp cả
mứ
ngđ
áng kể
trên dây pha dướ
i cùng trong quá trình sétđ
ánh. Nguyên tắ
c chungở
đ
ây là “Trở
kháng nố
iđấ
t càng cao thì nguy cơ
phóngđ
iệ
n ngượ
c vào chuỗ
i sứ
càng lớ
n”.Khi treo ch
ố
ng sét van trên mộ
t cộ
tđ
iệ
n, tính quan trọ
ng củ
a việ
c nố
iđấ
t sẽ
bớ
tđ
i và có thể
coi như
bị
loạ
i trừ
. Nế
u lắ
p chố
ng sét van trên cả
ba pha, trị
số
trở
kháng nố
iđấ
t không còn quan trọ
ng nữ
a. Vớ
iđ
iệ
n khángđấ
t càng lớ
n, dòngđ
iệ
n sétHình 6. Cấu hình không treo dây chống sét
càng b
ị
dẫ
n vào dây pha (và như
thế
càng tố
t hơ
n) mà lạ
i không gây raả
nh hưở
ng xấ
u nàođố
i vớ
i dây dẫ
n pha.14. CẤU TRÚC KHÔNG
TREO DÂY CHỐNG SÉT
M
ộ
t mô hình khác khá phổ
biế
n là chố
ng sét vanđượ
c treoở
pha trên cùng củ
a hệ
thố
ng không treo dây chố
ng sét (xem hình 6). Kiể
u này áp dụ
ng phổ
biế
n cho nhữ
ngđườ
ng dây liên kế
t ngắ
n kiể
u kín. Trong mô hình này, hai pha thấ
p hơ
n có thể
bị
phóngđ
iệ
n ngượ
c nế
u khôngđượ
c treo chố
ng sét. Ngoài ra, chố
ng sét van trênđỉ
nh cầ
n có mứ
c hấ
p thụ
nă
ng lượ
ng cao hơ
n (energy rating) hoặ
c khả
nă
ng mang dòng lớ
n hơ
n vì toàn bộ
dòng sét (100%) sẽ
dẫ
n qua chố
ng sét van trướ
c khi nóđ
i vàođấ
t.15. CHỐNG SÉT VAN
ĐƯỜNG DÂY CÓ KHE HỞ NGOÀI (EGLA).
EGLA là lo
ạ
i chố
ng sét vanđườ
ng dây phát triể
n phổ
biế
n trên thế
giớ
i trừ
khu vự
c Bắ
c Mỹ
. Hiệ
n tạ
i, loạ
i chố
ng sét van nàyđ
angđượ
c lắ
pđặ
tđể
giả
m tác hạ
i củ
a sét cho cácđườ
ng dâyđượ
c bả
o vệ
bằ
ng dây chố
ng sét. Nguyên tắ
c hoạ
tđộ
ng củ
a nó cũ
ng tươ
ng tự
như
loạ
i chố
ng sét van không khe hở
. Tuy nhiên, khe hở
nố
i tiế
p cầ
n phả
i bị
phóngđ
iệ
n trướ
c khi chố
ng sét van bắ
tđầ
u dẫ
n dòng sét. Nế
u khe hở
nàyđượ
c thiế
t lậ
pđủ
lớ
n, chố
ng sét van sẽ
không tácđộ
ng khi xả
y ra quáđ
iệ
n áp thao tác dođ
óng cắ
t (xem hình 7). Chư
a có bằ
ng chứ
ng kỹ
thuậ
t nào nói rằ
ng kiể
u chố
ng sét van này lạ
i không dungđượ
c vớ
i quáđ
iệ
n áp thao tác. Tuy nhiên ngườ
i ta vẫ
n chư
a dùng nó vào việ
cđ
ó bao giờ
.16. TIÊU CHUẨN
Hi
ệ
n nay, không có tiêu chuẩ
n cụ
thể
nào dành cho chố
ng sét vanđườ
ng dây mà chỉ
có thể
tham khả
o từ
mộ
t vài tài liệ
u hướ
ng dẫ
nđ
ã có sẵ
n.Các tiêu chu
ẩ
n mà chố
ng sét loạ
i này phả
i tuân theo trong thờ
iđ
iể
m hiệ
n nay là: - C62.11 IEEE MOV Arrester Test standard- C62.11 IEEE MOV Arrester Application guide
Hình 7. Chống sét van có khe hở ngoài
- IEC 60099-4 Gappless MOV Test standard
- IEC 60099-5 Gappless MOV Application guide. (S
ắ
p bao hế
t các khả
nă
ng)- IEC 60099-8 EGLA (
Đ
ang chỉ
nh sử
a)17. XU HƯỚNG
S