Kim thu sét cổ điển Franklin

Danh mục: Kim thu sét, Kim thu sét cổ điển Franklin Thẻ: cột thu lôi, kim cổ điển, kim thu sét, kim thu sét cổ điển

Mô tả
Đánh giá (0)

Kim thu sét cổ điển Franklin

Kim thu sét cổ điển Franklin làm bằng chất liệu gì? Nguyên lý hoạt động như thế nào? ( Bài viết liên quan: Lịch sử kim thu sét )

Lịch sử ra đời của kim thu sét cổ điển Franklin

Kim thu sét hay còn được gọi là cột thu lôi được phát minh năm 1752 bởi nhà khoa học Benjamin Franklin. Sau nhiều lần quan sát hiện tượng sét đánh, Franklin tìm ra mối liên quan giữa sét và dòng điện. Ông cho rằng năng lượng sét tương đương với năng lượng của dòng điện 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 có xu hướng đánh vào những điểm ở trên cao và dẫn điện. Sau đó sét được dẫn xuống đất thông qua vật liệu dẫn điện.

Vào thế kỷ 18, một cuộc tranh cãi giữa các nhà nghiên cứu về hình dạng tối ưu cho đỉnh của kim thu sét nổ ra. Theo những nhà khoa học của Anh thì đỉnh kim thu sét nên có cấu tạo dạng cầu. Trong khi đó các nhà khoa học của Mỹ thì lại cho rằng nó cần được chế tạo theo cấu trúc mũi nhọn. Cuộc tranh cãi này vẫn chưa có hồi kết khi các nhà khoa học chưa có đủ thử nghiệm thực tế để đánh giá.

Hiện nay thì kim thu sét cổ điển thường được chế tạo theo dạng mũi nhọn.

Đặc điểm, cấu tạo của kim thu sét cổ điển Franklin

Chất liệu: Có thể làm bằng thép nhúng nóng mạ kẽm hoặc bằng đồng.
Chiều dài: Từ 0.6m – 1m
Hình dáng: Kim thu sét thực chất là những thanh kim loại đường kính D16 được vuốt nhọn đầu. Nhờ đó tăng khả năng tiếp xúc với tia sét đi xuống. Đầu còn lại của kim được tiện ren để lắp đặt vào chân đế
Phụ kiện đi kèm: Chân đế kim thu sét. vỏ sứ bọc bên ngoài.
Tiêu chuẩn áp dụng: Tiêu chuẩn IEC 62305, tiêu chuẩn 9385:2012.

Nguyên lý hoạt động kim thu sét cổ điển

Kim thu sét cổ điển hoạt động dựa trên nguyên lý đầu mũi nhọn. Khi đám mây mang điện tích xuất hiện, những điểm nhọn, nhô cao sẽ có xu hướng bắt được tia sét đi xuống đầu tiên. Đó cũng chính là lí do khi có mưa giông, chúng ta không nên đứng ở những nơi đất nhô cao. Sau khi tiếp xúc với tia sét đi xuống, kim thu sét sẽ dẫn sét xuống hệ thống tiếp địa thông qua dây dẫn sét. Ở đây, dòng sét sẽ được trung hòa và bị triệt tiêu.

Phạm vi bảo vệ của kim thu sét đươc Franklin tính toán. Theo ông thì vùng bảo vệ này là phần không gian nằm bên trong mặt tròn xoay quanh trục là kim thu sét. Mặt tròn này tạo bởi đường sinh là đường cong có phương trình: r_x=1,6pH(H-h_x)/(H+h_x) với p=1,0 khi 0≤h_x≤H≤30,0 (m) và p=5,5/H^0,5 khi H>30 (m). trong đó: h_x và r_x là cao độ và bán kính đường tròn trên mặt chiếu bằng tâm là kim thu lôi, của từng điểm x trên đường sinh.

Theo tiêu chuẩn TCXD 46:1984, đường sinh vùng bảo vệ của kim thu sét là đường gẫy khúc. Phương trình đường gẫy khúc này là: r_x=1,50(H-1,25h_x); với 0≤h_x≤0,667H, góc bảo vệ là 56,310 độ và r_x=0,75(H-1,00h_x); với 0,667H≤h_x≤H, góc bảo vệ là 36,870 độ.

Tiêu chuẩn thiết kế chống sét Việt Nam TCXDVN 46:2007, coi đường sinh phạm vi bảo vệ cột thu lôi độc lập là đường thẳng nghiêng với phương thẳng đứng của kim một góc bảo vệ là 45^o.

======> Xem thêm bài viết Kim thu sét hiện đại

Phương pháp thi công hệ thống chống sét cổ điển:

Thi công hệ thống tiếp địa:

Bước 1: Định vị vị trí cọc tiếp địa. Kiểm tra tính chất đất tại nơi đóng cọc.

Bước 2: Đào rãnh, hố hoặc khoan giếng tiếp đất. Đảm bảo tránh các công trình ngầm như cáp ngầm, hệ thống ống nước. Trường hợp thông thường đào rãnh có độ sâu từ 600-800mm, rộng 300-500mm. Trường hợp đất có điện trở suất đất cao hoặc diện tích hạn chế thì đào giếng. Đường kính giếng từ 50-100mm, sâu 15-40m, tùy độ sâu của mạch nước ngầm.

Bước 3: Đóng cọc tiếp địa Ramratna. Khoảng cách giữa các cọc bằng 2 lần độ dài cọc đóng xuống đất. Trước khi đóng cọc đổ hóa chất làm giảm điện trở suất đất. Hóa chất hút ẩm, trở thành dạng keo bao quanh điện cực. Từ đó làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa điện cực và đất.

Bước 4: Lắp đặt dây thoát sét. Có thể sử dụng dây cáp đồng hoặc băng đồng 25x3mm. Rải dây cáp dọc theo rãnh đã đào. Liên kết các cọc và dây dẫn bằng mối hàn. Trường hợp đào giếng thì cọc được liên kết thẳng với cáp rồi thả sâu xuống đáy giếng.

Bước 5: Lắp đặt hố kiểm tra điện trở suất đất tại vị trí có cọc trung tâm. Đảm bảo mặt hố ngang với mặt đất. Kiểm tra toàn bộ lần cuối các mối hàn.

Bước 6: Lấp đất vào hố, rãnh và nện chặt, hoàn trả mặt bằng.

Lắp đặt kim thu sét cổ điển

Bước 7: Kim thu sét cổ điển được gắn với chân trụ đỡ kim. Sau đó sẽ bắt cố định trên mái. Có thể chụp bọc sứ cách điện bên ngoài.

Bước 8: Kết nối kim thu sét với dây dẫn sét. Chú ý nên luồn dây dẫn trong ống cách điện từ điểm tiếp xúc với kim thu sét đến bãi tiếp địa. Điều này nhằm tránh sự lan truyền của dòng điện vào kết cấu công trình.

Bước 9: Lắp đặt bộ đếm sét (nếu có).

Bước 10: Tiến hành đo đạc lần cuối điện trở tiếp đất của hệ thống và đo thông mạch dây dẫn sét.

Xem thêm dự toán chi phí lắp một hệ thống chống sét hiện trọn gói chỉ với 15 triệu tại đây

Đơn vị phân phối kim thu sét uy tín

Công ty TNHH Xuất Nhập Khẩu Golden Star Việt Nam là đơn vị phân phối kim thu sét cổ điển, kim thu sét hiện đại uy tín. Với đội ngũ chuyên gia nhiều năm kinh nghiệm, chúng tôi đã lắp đặt hệ thống chống sét cho các công trình như:

Các công trình chống sét chúng tôi lắp đặt đều theo tiêu chuẩn Việt Nam 9385 và NFC 17-102. Với kinh nghiệm nhiều năm, chúng tôi đã thi công lắp đặt cho khách hàng tại Hà Nội và các tỉnh lân cận như: