Điều 8 Tiêu chuẩn ngành TCN 68-174:1998 về quy phạm chống sét và tiếp đất cho các công trình viễn thông do Tổng cục Bưu điện ban hành

1. Hệ thống chống sét đánh trực tiếp bảo vệ nhà và cột anten viễn thông (Hệ thống Franklin) phải bao gồm:

a. Điện cực thu sét;

b. Dây thoát sét;

c. Kết cấu đỡ;

d. Tiếp đất.

Số lượng, loại và vị trí lắp đặt điện cực Franklin phải lựa chọn thích hợp, phụ thuộc vào công trình cần bảo vệ.

2. Các quy định đối với điện cực thu sét:

a. Điện cực thu sét phải có hình dạng thích hợp (dạng thanh, dạng dây hay dạng lưới), được đặt ở phía trên hoặc nhô lên cao trên đối tượng bảo vệ.

b. Điện cực thu sét dạng thanh có thể bằng đồng, nhôm hoặc thép cán có hình dạng khác nhau nhưng phải có diện tích tiết diện không nhỏ hơn 100 mm², chiều dài không nhỏ hơn 200 mm. Thanh điện cực tròn bằng thép hoặc đồng phải có đường kính không nhỏ hơn 10 mm, thanh nhôm phải có đường kính không nhỏ hơn 13 mm.

c. Điện cực thu sét dạng dây có thể bằng đồng hoặc nhiều sợi dây thép mạ kẽm, phải có diện tích tiết diện không nhỏ hơn 35 mm².

d. Điện cực thu sét dạng lưới có thể bằng thép tròn hoặc dẹt, phải có diện tích tiết diện không nhỏ hơn 35 mm². Diện tích mỗi mắt lưới không lớn hơn 36 m².

e. Điện cực thu sét phải được tiếp đất nhờ dây thoát sét. Nối điện cực thu sét với dây thoát sét bằng cách hàn hoặc bắt vít, nhưng phải bảo đảm sao cho điện trở tiếp xúc của mối nối không lớn hơn 0,05 W.

3. Các quy định đối với dây thoát sét:

a. Dây thoát sét phải bảo đảm dẫn dòng sét xuống đất một cách an toàn. Tiết diện của dây thoát sét được xác định bởi độ bền nhiệt bảo đảm không bị nóng chảy khi dòng sét chảy qua nó.

Tiết diện tối thiểu của dây thoát sét bằng thép được quy định trong bảng 1.

b. Dây thoát sét có thể làm bằng đồng, bằng thép hoặc bằng nhôm.

c. Cho phép sử dụng cốt thép dọc các kết cấu đỡ bằng bê tông cốt thép và thân cột kim loại làm dây thoát sét, nhưng phải hàn nối liên tục tại tất cả các chỗ nối hoặc mặt bích cột. Dây thép nối các đốt cột tại tất cả các mặt bích sau khi bắt chặt bằng bu lông phải có đường kính không nhỏ hơn 6 mm.

d. Cho phép sử dụng thang trèo bằng kim loại trong các cột tháp tham gia vào dây thoát sét nhưng phải bảo đảm hàn liên tục và phải được nối đất tốt.

e. Số lượng dây thoát sét đối với công trình cao hơn 60 m phải dùng tối thiểu 2 dây. Dây thoát sét được nối với điện cực thu sét và với hệ thống tiếp đất.

Bảng 1 - Tiết diện tối thiểu của dây thoát sét bằng thép

4. Các quy định về kết cấu đỡ.

a. Cho phép sử dụng bản thân đối tượng bảo vệ như nhà, cột viễn thông v.v... làm kết cấu đỡ.

b. Vật liệu làm kết cấu đỡ (cột) có thể bằng gỗ, bằng bê tông cốt thép và bằng kim loại tuỳ thuộc vào yêu cầu của bản thân cột. Vật liệu làm kết cấu đỡ được lựa chọn theo trị số vùng bảo vệ của điện cực thu sét, tải trọng cơ học và điều kiện khí hậu của khu vực.

c. Chiều cao kết cấu đỡ (cột) được lựa chọn phụ thuộc vào vật liệu và dạng của điện cực thu sét. Chiều cao của cột đỡ khi xét đến loại vật liệu và dạng của điện cực thu sét được quy định như sau:

- Cột đỡ bằng gỗ chỉ dùng để bảo vệ tạm thời cho các vật không cao lắm, dùng điện cực thu sét dạng thanh có chiều cao giới hạn là (8÷20) m.

- Cột đỡ bằng bê tông cốt thép dùng chung cho các loại điện cực thu sét dạng thanh và dạng dây, có chiều cao giới hạn là (8÷20) m khi dùng điện cực dạng thanh và (20÷25) m khi dùng điện cực dạng dây.

- Cột đỡ bằng kim loại dùng để bảo vệ cho các đối tượng cao và kéo dài, được kết nối của nhiều đoạn bằng kim loại, mỗi đoạn dài 5 m. Chiều cao giới hạn của cột đỡ bằng kim loại là (10÷50) m khi dùng điện cực thu sét dạng thanh và (15÷50) m khi dùng điện cực dạng dây.

5. Các quy định về tiếp đất cho hệ thống chống sét bằng điện cực Franklin.

a. Tiếp đất phải bảo đảm tiếp xúc trực tiếp điện cực thu sét và dây thoát sét với đất.

b. Tiếp đất phải bảo đảm tản nhanh năng lượng sét vào trong đất. Điện áp bước do dòng sét chảy qua hệ thống tiếp đất vào trong đất không được phép gây nguy hiểm cho con người làm việc ở gần.

c. Trị số điện trở tiếp đất cho các hệ thống thu lôi phải bảo đảm không lớn hơn 10 W. Những nơi có điện trở suất của đất lớn, phải sử dụng các biện pháp cải tạo đất thích hợp để bảo đảm trị số điện trở tiếp đất yêu cầu.

d. Điện cực dùng làm tiếp đất có thể bằng đồng hoặc bằng thép. Dạng của điện cực tiếp đất có thể có thể là dạng ống (ống rỗng hoặc đặc), dạng L, dạng tấm hoặc dạng dây dài. Dây nối các điện cực tiếp đất bằng đồng có diện tích tiết diện không nhỏ hơn 38 mm² hoặc thép cán dạng thép dẹt, dạng thép L hoặc thép ống.

Khi dùng điện cực tiếp đất phải tuân theo quy định như sau:

- Điện cực tiếp đất bằng thép ống phải mạ kẽm hoặc đồng, có chiều dầy không nhỏ hơn 3,5 mm. Thường chọn ống thép có đường kính (50÷80) mm. Điện cực tiếp đất bằng ống đồng có chiều dầy (2÷3) mm. Thường chọn ống đồng có đường kính (25÷42) mm;

- Điện cực tiếp đất bằng dây thép tròn phải mạ kẽm hoặc đồng có đường kính không nhỏ hơn 6 mm. Thường chọn dây thép có đường kính (8÷12) mm. Dây đồng có đường kính (6÷8) mm.;

- Điện cực tiếp đất bằng thép dẹt và thép góc phải mạ kẽm hoặc đồng có tiết diện không nhỏ hơn 48 mm² và chiều dầy 4 mm.

Thép dẹt thường chọn có độ rộng (20÷40) mm và chiều dầy 4 mm. Thép góc dùng loại CT5 và CT6, kích thước 50 mm x 50 mm x 5 mm, 60 mm x 60 mm x 6 mm hoặc 75 mm x 75 mm x 7 mm.

e. Cho phép sử dụng móng cột bê tông cốt thép làm tiếp đất cho các hệ thống thu lôi. Điện trở tiếp đất tĩnh của móng cột bê tông cốt thép, R_TM được xác định bằng công thức:

R_TM =

Trong đó:

r_h - điện trở suất của đất, Wm;

h - độ sâu đến đáy của móng, m;

b - chiều rộng của móng, m.

Trong phụ lục B trình bày cách tính toán vùng bảo vệ của các điện cực thu sét dạng thanh và dạng dây.

6. Chọn mức bảo vệ cho các hệ thống thu hút sét phát tiên đạo sớm phải dựa trên cơ sở các đặc tính xác suất xuất hiện biên độ dòng sét trong khu vực và mối quan hệ giữa biên độ dòng sét (I) với điện tích tiên đạo sét (Q).

Mối quan hệ giữa giá trị biên độ dòng sét với giá trị điện tích tiên đạo sét được xác định bằng biểu thức:

I = 10,6 Q^0,7

Trong đó: I được đo bằng kilôampe (kA)

Q được đo bằng Culông (C).

Trong bảng 2 trình bày quan hệ giữa mức bảo vệ với giá trị biên độ dòng sét và giá trị điện tích tiên đạo sét. Quy định này không áp dụng cho việc chọn các thiết bị chống sét lan truyền.

Bảng 2 - Quan hệ giữa mức bảo vệ với biên độ dòng sét và điện tích tiên đạo sét.

7. Mỗi hệ thống thu hút sét phát tiên đạo sớm được lắp đặt phải tuân theo quy định của thiết bị hệ thống. Vùng bảo vệ của mỗi hệ thống thu hút sét phát xạ sớm được đánh giá qua bán kính bảo vệ R_P và mức bảo vệ được lựa chọn.

Bán kính bảo vệ trong trường hợp tổng quát đối với mọi điện cực phát xạ sớm được xác định bằng công thức:

R_p =

Trong đó:

h - chiều cao đặt điện cực phát xạ sớm, m;

k - hệ số tỷ lệ, một đặc tính riêng của loại điện cực phát xạ sớm được lựa chọn;

D- khoảng cách phóng điện, giá trị của D được xác định dựa trên giá trị biên độ dòng điện sét I (kA) bằng công thức:

D = 6,7 I^0,8, m