Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9888-4:2013

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9888-4:2013 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế IEC 62305-4:2005. Đây là một phần quan trọng trong bộ tiêu chuẩn về bảo vệ chống sét, tập trung chuyên sâu vào việc bảo vệ hệ thống điện và điện tử bên trong các kết cấu nhằm giảm thiểu nguy cơ hỏng hóc vĩnh viễn do tác động của xung điện từ do sét (LEMP - Lightning Electromagnetic Impulse).

- Phạm vi áp dụng (Điều 1)

• Tiêu chuẩn này cung cấp các nguyên tắc và hướng dẫn cụ thể cho việc thiết kế, lắp đặt, kiểm tra, bảo dưỡng và thử nghiệm hệ thống các biện pháp bảo vệ chống xung điện từ do sét (SPM) cho các hệ thống điện và điện tử bên trong công trình.
• Đối tượng áp dụng bao gồm các hệ thống thông tin, hệ thống điều khiển, hệ thống điện lực và các thiết bị điện tử nhạy cảm khác có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi quá điện áp và dòng điện quá độ do sét gây ra.
• Tiêu chuẩn không bao gồm việc bảo vệ chống nhiễu điện từ có thể gây ra các lỗi tạm thời cho thiết bị, mà tập trung vào việc ngăn ngừa các hư hỏng vật lý và hỏng hóc chức năng vĩnh viễn của hệ thống.

- Tài liệu viện dẫn (Điều 2)

• Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách hiệu quả, cần kết hợp viện dẫn với các tiêu chuẩn cốt lõi khác trong bộ TCVN 9888 (IEC 62305), bao gồm:
• TCVN 9888-1 (IEC 62305-1): Nguyên tắc chung về bảo vệ chống sét.
• TCVN 9888-2 (IEC 62305-2): Đánh giá rủi ro do sét gây ra đối với công trình.
• TCVN 9888-3 (IEC 62305-3): Thiệt hại vật lý đối với công trình và nguy hiểm tính mạng.
• Các tiêu chuẩn quốc tế liên quan khác về thiết bị bảo vệ quá áp (SPD) và tương thích điện từ (EMC).

- Thuật ngữ và định nghĩa quan trọng (Điều 3)

• Hệ thống điện (Electrical system): Hệ thống bao gồm các thiết bị cung cấp nguồn điện, phân phối và sử dụng điện năng trong kết cấu.
• Hệ thống điện tử (Electronic system): Hệ thống bao gồm các thiết bị nhạy cảm như thiết bị viễn thông, máy tính, hệ thống điều khiển và đo lường, hệ thống truyền dữ liệu.
• Xung điện từ do sét (LEMP): Tất cả các hiệu ứng điện từ do dòng điện sét gây ra thông qua các cơ chế ghép điện trở, điện cảm và điện dung, tạo ra quá điện áp và dòng điện quá độ nguy hiểm.
• Vùng bảo vệ chống sét (LPZ - Lightning Protection Zone): Các vùng được xác định nhằm mục đích phân tích và áp dụng các biện pháp bảo vệ chống sét phù hợp với mức độ nghiêm trọng của xung điện từ tại từng vị trí.
• Hệ thống các biện pháp bảo vệ chống LEMP (SPM - LEMP Protection Measures System): Tập hợp đầy đủ các biện pháp bảo vệ cho hệ thống nội bộ chống lại tác động của xung điện từ do sét.
• Thiết bị bảo vệ chống quá áp (SPD - Surge Protective Device): Thiết bị hạn chế quá điện áp đột biến và chuyển hướng dòng điện xung, chứa ít nhất một linh kiện phi tuyến để bảo vệ thiết bị đầu cuối.

- Nguyên tắc thiết kế hệ thống các biện pháp bảo vệ - SPM (Điều 4)

• Nguyên tắc phân vùng bảo vệ chống sét (LPZ): Việc thiết kế SPM phải dựa trên việc phân chia công trình thành các vùng bảo vệ khác nhau (từ LPZ 0 đến LPZ 2 hoặc cao hơn). Mỗi vùng tiếp theo sẽ có mức độ ảnh hưởng của LEMP thấp hơn vùng trước đó nhờ vào các biện pháp che chắn và lắp đặt SPD tại ranh giới các vùng.
• Hệ thống nối đất và liên kết đẳng thế: Đây là nền tảng của mọi biện pháp bảo vệ. Tất cả các bộ phận kim loại của kết cấu, vỏ thiết bị và dây dẫn đất của hệ thống điện phải được liên kết đẳng thế với nhau tại ranh giới của các vùng LPZ để triệt tiêu chênh lệch điện thế nguy hiểm.
• Che chắn điện từ và đi dây cáp: Sử dụng các cấu trúc kim loại của tòa nhà hoặc các ống dẫn kim loại để làm màn chắn điện từ, giảm thiểu sự xâm nhập của trường điện từ do sét vào bên trong. Việc đi dây cáp phải được tối ưu hóa để giảm thiểu diện tích vòng lặp cảm ứng.
• Hệ thống SPD phối hợp: Lắp đặt các bộ SPD tại các điểm chuyển tiếp giữa các vùng LPZ khác nhau. Các SPD này phải được phối hợp chặt chẽ về mặt năng lượng để đảm bảo SPD cấp trước chịu tải dòng xung lớn và SPD cấp sau bảo vệ điện áp dư ở mức an toàn cho thiết bị nhạy cảm.
• Quản lý và bảo trì SPM: Thiết kế SPM phải tính đến khả năng kiểm tra định kỳ, bảo dưỡng và thay thế dễ dàng các linh kiện bị suy hao (đặc biệt là các SPD) sau các sự kiện sét đánh để duy trì hiệu quả bảo vệ lâu dài.