Sét không nhất thiết phải đánh trực tiếp vào ngôi nhà hay thiết bị mới gây hư hỏng hệ thống điện. Một cú sét ở khu vực lân cận hoặc sự thay đổi đột ngột trên lưới điện cũng có thể tạo ra xung quá áp lan truyền theo đường dây, ảnh hưởng đến tivi, máy tính, camera, thiết bị điều khiển, máy móc và nhiều thiết bị điện tử khác.
Đây là lý do chống sét lan truyền ngày càng được quan tâm trong hệ thống điện dân dụng, tòa nhà, nhà xưởng và công nghiệp.
Vậy chống sét lan truyền là gì? SPD hoạt động như thế nào và có những loại nào? Hãy cùng Công ty TNHH Đầu tư Thương mại Dịch vụ Đức Vinh tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.
Chống sét lan truyền là gì?
Chống sét lan truyền là giải pháp sử dụng thiết bị bảo vệ chống xung quá áp, thường gọi là SPD (Surge Protective Device), nhằm hạn chế điện áp quá độ và chuyển hướng dòng xung để giảm nguy cơ xung điện tiếp tục truyền đến các thiết bị cần bảo vệ.
Hiểu đơn giản, khi hệ thống xuất hiện một xung điện áp lớn bất thường, SPD tạo ra đường dẫn thích hợp để giải phóng năng lượng xung, qua đó hạn chế mức điện áp tác động lên thiết bị phía sau.
Theo IEC 61643-11, SPD dùng trong hệ thống điện hạ áp được thiết kế để hạn chế điện áp xung và chuyển hướng dòng xung. Tiêu chuẩn cũng quy định các yêu cầu đặc tính và phương pháp thử đối với thiết bị chống sét lan truyền.
Chống sét lan truyền được ứng dụng trong nhiều hệ thống như:
- Nhà ở, biệt thự và chung cư.
- Văn phòng, khách sạn và trung tâm thương mại.
- Nhà máy, xưởng sản xuất.
- Tủ điện công nghiệp.
- Hệ thống camera, mạng và viễn thông.
- Hệ thống điều khiển, PLC.
- Hệ thống điện mặt trời.
- Các thiết bị điện tử có giá trị cao.
Sét lan truyền hình thành như thế nào?
Một nhầm lẫn thường gặp là cho rằng chỉ khi sét đánh trực tiếp vào công trình thì thiết bị điện bên trong mới gặp nguy hiểm.
Trên thực tế, xung quá áp có thể xuất hiện khi sét đánh vào hoặc gần đường dây điện, công trình hay khu vực lân cận. Năng lượng điện từ đó có thể gây ra quá áp trên hệ thống dây dẫn và truyền vào bên trong hệ thống điện.
Ngoài sét, các quá trình đóng cắt tải hoặc biến động trên hệ thống điện cũng có thể tạo ra điện áp quá độ.
Đặc điểm đáng lưu ý là xung quá áp diễn ra trong thời gian rất ngắn nhưng biên độ có thể đủ lớn để làm suy giảm hoặc phá hỏng linh kiện điện tử nhạy cảm.
Chính vì vậy, hệ thống điện cần được thiết kế với nhiều lớp bảo vệ phù hợp thay vì chỉ dựa vào CB hoặc cầu chì thông thường.
Vai trò của hệ thống chống sét lan truyền
1. Hạn chế hư hỏng thiết bị điện, điện tử
Vai trò quan trọng nhất của SPD là hạn chế điện áp quá độ truyền đến thiết bị phía sau.
Các thiết bị chứa nhiều linh kiện điện tử như máy tính, modem, camera, PLC, biến tần, hệ thống điều khiển và thiết bị điện thông minh thường nhạy cảm với xung điện áp.
Lắp SPD đúng vị trí giúp bổ sung một lớp bảo vệ cho những thiết bị này.
2. Tăng độ an toàn và ổn định cho hệ thống điện
Đối với nhà máy và hệ thống sản xuất, một thiết bị điều khiển bị hỏng không chỉ phát sinh chi phí thay thế mà còn có thể khiến dây chuyền phải dừng hoạt động.
Do đó, chống sét lan truyền còn góp phần giảm nguy cơ gián đoạn vận hành do xung quá áp.
3. Giảm chi phí sửa chữa và thay thế
Chi phí của một SPD phù hợp thường nhỏ hơn nhiều so với tổng giá trị thiết bị mà hệ thống cần bảo vệ.
Đặc biệt với tủ điều khiển, PLC, máy chủ, biến tần hoặc hệ thống camera quy mô lớn, việc chủ động thiết kế bảo vệ chống quá áp có thể giúp giảm rủi ro phát sinh chi phí sửa chữa ngoài dự kiến.
4. Tạo hệ thống bảo vệ nhiều cấp
Không phải tất cả xung quá áp đều có cùng mức năng lượng. Vì vậy, một hệ thống chống sét tốt thường cần xem xét bảo vệ theo nhiều cấp, từ đầu nguồn đến gần thiết bị nhạy cảm.
Đó cũng là lý do SPD được chia thành Type 1, Type 2 và Type 3.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị chống sét lan truyền SPD
Nguyên lý của SPD có thể hiểu qua hai trạng thái chính.
Khi điện áp bình thường: SPD ở trạng thái trở kháng cao và gần như không tác động đến hoạt động thông thường của hệ thống.
Khi xuất hiện xung quá áp: Khi điện áp vượt ngưỡng hoạt động của SPD, thiết bị nhanh chóng chuyển sang trạng thái trở kháng thấp, tạo đường dẫn để chuyển hướng dòng xung, qua đó hạn chế điện áp tác động lên thiết bị cần bảo vệ.
Sau khi xung quá áp kết thúc, SPD trở lại trạng thái bình thường.
Có thể hình dung đơn giản:
Nguồn điện → SPD → Thiết bị cần bảo vệ
Khi có xung quá áp:
Xung điện → SPD → hệ thống bảo vệ/tiếp địa
thay vì để phần lớn năng lượng xung tiếp tục truyền đến thiết bị điện tử.
Tuy nhiên, hiệu quả bảo vệ thực tế còn phụ thuộc vào loại SPD, vị trí lắp, chiều dài dây dẫn, cấu hình hệ thống điện, hệ thống tiếp địa và việc phối hợp các cấp bảo vệ.
Các loại chống sét lan truyền phổ biến
Theo cách phân loại SPD cho hệ thống điện hạ áp, có ba nhóm chính: Type 1, Type 2 và Type 3.
SPD Type 1
Type 1 được sử dụng ở khu vực đầu nguồn trong những hệ thống cần xử lý dòng xung sét năng lượng lớn và thường liên quan đến công trình có hệ thống chống sét bên ngoài.
Type 1 được thử nghiệm với dạng sóng dòng điện 10/350 µs.
Đây là lớp bảo vệ đầu tiên và thường cần phối hợp với SPD phía sau thay vì xem là giải pháp duy nhất.
SPD Type 2
SPD Type 2 là loại được sử dụng rất phổ biến tại các tủ phân phối điện hạ áp.
Thiết bị giúp hạn chế quá áp do sét cảm ứng, quá áp còn dư sau cấp bảo vệ trước hoặc các hiện tượng quá độ khác trên hệ thống.
Type 2 được đặc trưng bởi dạng sóng thử 8/20 µs.
Trong nhiều công trình dân dụng và thương mại, đây là cấp SPD thường gặp tại tủ điện phân phối.
SPD Type 3
Type 3 được sử dụng gần các thiết bị điện tử nhạy cảm để tạo thêm lớp bảo vệ tinh.
Loại này có khả năng phóng điện thấp hơn và thường được phối hợp với Type 2 ở phía trước, thay vì sử dụng Type 3 đơn độc để thay thế toàn bộ hệ thống chống sét lan truyền.
Chống sét trực tiếp và chống sét lan truyền có giống nhau không?
Không. Đây là hai khái niệm có liên quan nhưng đảm nhiệm những nhiệm vụ khác nhau.
Hệ thống chống sét trực tiếp như kim thu sét, dây dẫn sét và hệ thống tiếp địa được thiết kế để kiểm soát dòng sét khi công trình chịu tác động trực tiếp.
Trong khi đó, SPD tập trung bảo vệ hệ thống điện và thiết bị khỏi điện áp quá độ/xung lan truyền qua các đường dẫn điện.
Vì vậy, việc công trình đã có kim thu sét không đồng nghĩa các thiết bị điện bên trong đã được bảo vệ đầy đủ khỏi xung quá áp.
Một hệ thống bảo vệ hoàn chỉnh cần được thiết kế đồng bộ dựa trên đặc điểm của từng công trình.
Một số thông số cần quan tâm khi chọn SPD
Khi mua thiết bị chống sét lan truyền, không nên chỉ nhìn vào thương hiệu hoặc giá thành. Một số thông số thường gặp gồm:
Uc – Điện áp làm việc liên tục lớn nhất: giúp xác định khả năng SPD hoạt động liên tục trong hệ thống điện tương ứng.
Up – Mức bảo vệ điện áp: thể hiện mức điện áp giới hạn tại đầu cực SPD trong điều kiện thử quy định.
In – Dòng phóng danh định: thông số quan trọng đối với khả năng chịu xung của SPD.
Imax – Dòng phóng cực đại: thường gặp trên SPD Type 2 và thể hiện khả năng phóng dòng cực đại theo điều kiện thử tương ứng.
Iimp – Dòng xung: đặc biệt quan trọng đối với SPD Type 1 và liên quan đến dạng sóng 10/350 µs.
Ngoài ra cần xem xét điện áp hệ thống, số pha, sơ đồ nối đất, vị trí lắp đặt, thiết bị bảo vệ phía trước và yêu cầu phối hợp giữa các cấp SPD.
Những sai lầm thường gặp khi lắp chống sét lan truyền
Một sai lầm phổ biến là nghĩ rằng chỉ cần mua SPD có thông số dòng càng lớn càng tốt. Thực tế, việc lựa chọn phải phù hợp với hệ thống và mục tiêu bảo vệ.
Ngoài ra, cần tránh:
- Chỉ lắp SPD mà bỏ qua hệ thống tiếp địa.
- Chọn sai điện áp làm việc của thiết bị.
- Dùng Type 3 thay thế Type 1 hoặc Type 2.
- Lắp SPD quá xa vị trí cần bảo vệ mà không đánh giá phối hợp.
- Không kiểm tra trạng thái SPD sau thời gian vận hành.
- Tự ý đấu nối khi không có kiến thức chuyên môn về điện.
Lưu ý an toàn: SPD là thiết bị thuộc hệ thống điện. Việc lựa chọn sơ đồ, dây dẫn, thiết bị bảo vệ quá dòng và thi công nên được thực hiện bởi người có chuyên môn, đồng thời tuân thủ tài liệu của nhà sản xuất và yêu cầu kỹ thuật của công trình.
Đức Vinh – Đơn vị cung cấp thiết bị điện và giải pháp cho hệ thống điện
Khi lựa chọn thiết bị chống sét lan truyền, khách hàng nên xác định rõ đặc điểm hệ thống điện, vị trí cần bảo vệ và thông số kỹ thuật trước khi mua sản phẩm.
Công ty TNHH Đầu tư Thương mại Dịch vụ Đức Vinh cung cấp thiết bị điện phục vụ nhiều nhu cầu dân dụng và công nghiệp. Khách hàng có nhu cầu tìm hiểu thiết bị chống sét lan truyền, thiết bị đóng cắt, bảo vệ tủ điện hoặc các sản phẩm điện liên quan có thể liên hệ Đức Vinh để được tư vấn sản phẩm phù hợp với yêu cầu thực tế.
Thông tin liên hệ Đức Vinh
Địa chỉ: Số 7, Đường 13, Khu Phố 1, Phường Bình Trưng, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
Văn phòng giao dịch: 476/22 Tân Kỳ Tân Quý, P. Tân Sơn Nhì, TP. HCM
Mã số thuế: 0317358651
Hotline: 0983 165 054 – 0916 166 062 – 0987 659 043
Câu hỏi thường gặp về chống sét lan truyền
Nhà có kim thu sét rồi có cần SPD không?
Có thể vẫn cần. Kim thu sét và SPD đảm nhiệm những vai trò khác nhau. Hệ thống chống sét bên ngoài xử lý nguy cơ sét tác động trực tiếp lên công trình, trong khi SPD giúp hạn chế xung quá áp truyền vào hệ thống điện.
SPD Type 1 và Type 2 khác nhau như thế nào?
Type 1 được thiết kế để xử lý xung có năng lượng lớn ở khu vực đầu nguồn và được thử với dạng sóng 10/350 µs. Type 2 thường được bố trí tại tủ phân phối để hạn chế xung quá áp còn lại hoặc xung cảm ứng và được thử với dạng sóng 8/20 µs.
SPD có thay thế CB chống giật hoặc CB quá dòng không?
Không. SPD, CB và thiết bị bảo vệ dòng rò đảm nhiệm các chức năng bảo vệ khác nhau. Không nên sử dụng một thiết bị để thay thế chức năng của thiết bị khác nếu thiết kế hệ thống không cho phép.
Có phải chỉ nhà xưởng mới cần chống sét lan truyền?
Không. Nhà ở hiện nay có nhiều thiết bị điện tử nhạy cảm như tivi, máy tính, modem, camera, thiết bị nhà thông minh và hệ thống điện mặt trời. Việc có cần SPD và lựa chọn cấp bảo vệ nào nên dựa trên đánh giá hệ thống điện và mức độ rủi ro của công trình.
Kết luận
Chống sét lan truyền là một phần quan trọng trong giải pháp bảo vệ hệ thống điện trước các xung quá áp do sét và các hiện tượng quá độ khác. SPD hoạt động bằng cách hạn chế điện áp xung và chuyển hướng dòng xung, qua đó giảm nguy cơ năng lượng quá độ tác động trực tiếp đến thiết bị điện phía sau.
Để hệ thống hoạt động hiệu quả, không nên chỉ quan tâm đến việc “có lắp SPD hay không” mà cần lựa chọn đúng Type 1, Type 2, Type 3, đúng thông số, đúng vị trí và phối hợp phù hợp với hệ thống tiếp địa cũng như các thiết bị bảo vệ khác.
Nếu đang cần lựa chọn thiết bị chống sét lan truyền hoặc thiết bị điện cho nhà ở, công trình, tủ điện và nhà xưởng, khách hàng có thể liên hệ Công ty TNHH Đầu tư Thương mại Dịch vụ Đức Vinh qua hotline 0983 165 054 – 0916 166 062 – 0987 659 043 để được tư vấn theo nhu cầu thực tế.