Bán kính bảo vệ kim thu sét

Bán kính bảo vệ kim thu sét được tính toán như thế nào? Làm sao để lựa chọn kim thu sét với mức bán kính phù hợp. Bài viết này sẽ giúp các bạn nắm rõ được vấn đề này

Kim thu sét hiện đại là gì?

Kim thu sét hay còn gọi là cột thu lôi được phát minh năm 1752 bởi nhà khoa học Benjamin Franklin. Ông đã tìm ra mối liên hệ giữa sét và dòng điện sau khi nhiều lần quan sát hiện tượng sét đánh. Franklin cho rằng năng lượng sét tương đương với năng lượng của dòng điện có cường độ cực lớn. Chính vì vậy ý tưởng nảy ra là dùng những vật liệu dẫn điện để dẫn sét một cách chủ động theo ý mong muốn. Kim thu sét cổ điển ra đời là một thanh kim loại nhọn đặt trên đỉnh công trình. Sét sẽ thiên hướng đánh vào những điểm ở trên cao và dẫn điện. Sau đó thì kim thu sét được dẫn xuống đất thông qua vật liệu dẫn điện.

Ngày nay kim thu sét được sử dụng cho các công trình là 1 loại kim thu sét được cải tiến từ dòng kim cổ điển nói trên.  Dòng kim này xuất hiện đầu tiên trong khoảng thời gian 1930. Theo như các nhà khoa học, vùng bảo vệ kim thu sẽ tăng lên đáng kể nếu như nó có bộ phận ion hóa. Ban đầu bộ phận này được tạo ra bằng lượng nhỏ phóng xạ. Đó là những chất đồng vị Radium 226 hoặc Americium 241. Sau này, bộ phận này được thay thế bằng các thiết bị điện và điện tử. Khi đám mây mang điện tích xuất hiện, bộ phận phát ion trong kim sẽ tích tụ ion lên đầu kim. Khi gặp điện tích trái dấu từ đám mây sét, nó sẽ phát ra tia tiên đạo đi lên và thu lấy tia sét đi xuống.

Cách tính bán kính bảo vệ kim thu sét hiện đại

Bán kính bảo vệ của kim thu sét hiện đại phát tia tiên đạo được quy định theo tiêu chuẩn NFC 17-102:2011 của Pháp.

Bán kính này được quyết định bới tham số ∆T. Giá trị ∆T càng lớn thì bán kính bảo vệ của kim càng cao. Giá trị lớn nhất của ∆T ghi nhận được tại các phòng test uy tín hàng đầu thế giới là 60 µs.

Vùng bán kính bảo vệ của kim thu sét hiện đại được phác họa bằng hình vẽ dưới đây:

Trong đó:

• Hn: Chiều cao từ đỉnh kim đến điểm xa nhất của vật thể được bảo vệ
• Rpn: Bán kính bảo vệ cấp n của kim thu ứng với chiều cao Hn tương ứng

Bán kính bảo vệ của kim tia tiên đạo liên quan đến chiều cao H so với bề mặt cao nhất của công trình. Nó được tính bằng công thức sau:

Trong đó:

• Rp(h) (m): Bán kính bảo vệ tại độ cao h
• H (m): Độ cao từ đỉnh kim đến bề mặt cao nhất của công trình
• r (m):
  • 20m cho mức độ bảo vệ cấp I
  • 30m cho mức độ bảo vệ cấp II
  • 45m cho mức độ bảo vệ cấp III
  • 60m cho mức độ bảo vệ cấp IV
• ∆(m): ∆= ∆T x  10^6

Những cuộc kiểm tra đã chứng minh rằng tham số ∆ tương đương với mức độ hiệu quả của kim thu sét tia tiên đạo.

Dựa trên cách tính toán này, các hãng sản xuất kim thu sét tia tiên đạo đã đưa ra bảng thông số bán kính bảo vệ cho các model kim của mình. Dưới đây là bảng thông số bán kính bảo vệ của một số dòng kim thu sét hiện đại phổ biến hiện nay

Bán kính bảo vệ kim thu sét Stormaster

Kim thu sét Stormaster của hãng LPI Úc. Dòng kim này đã có mặt lâu năm ở thị trường Việt Nam. Chúng đã khẳng định uy tín và thương hiệu với việc có mặt tại các dự án lớn trọng điểm như sân bay Tân Sơn Nhất, sân golf. trung tâm thương mại Aeonmall…