I. Giới thiệu về hệ thống tiếp địa và chống sét cho công trình
Mô tả hệ thống
Để bảo đảm an toàn cho công trình cần trang bị 3 hệ thống tiếp đất:
- Hệ thống tiếp đất cho chống sét đánh thẳng, thường yêu cầu có trị số tiếp đất nhỏ hơn 10 W.
- Hệ thống tiếp đất an toàn các thiết bị điện, điện tử và các thiết bị khác được sử dụng trong toàn nhà, thường yêu cầu trị số tiếp đất nhỏ hơn 4W.
-Hệ thống tiếp đất an toàn cho trạm biến áp cung cấp điện cho công trình, thường yêu cầu trị số tiếp đất nhỏ hơn 2W.
Hệ thống tiếp đất chống sét
Mục đích của việc trang bị Hệ thống tiếp đất chống sét là nhằm tránh bị ảnh hưởng của sét đánh trực tiếp vào toà nhà và sét lan truyền trên các đường dây tải điện hoặc đường cáp viễn thông. Ngày nay khi công nghệ ngày càng phát triển thì yêu cầu về chống sét đánh thẳng và chống sét lan truyền là bắt buộc cho tất cả các công trình. Nhất là các công trình cao tầng.
Đối với nhà cao tầng, Hệ thống tiếp đất chống sét trực tiếp thông thường gồm các thiết bị sau:
- Thiết bị thu sét
- Cáp dẫn sét
- Hộp kiểm tra
- Hệ thống tiếp đất
Để chống hiện tượng sét lan truyền thì ngoài các thiết bị trên còn cần trang bị thêm thiết bị cắt sét và lọc sét lan truyền trên đường nguồn.
Hệ thống tiếp đất an toàn thiết bị
Mục đích của việc trang bị Hệ thống tiếp đất an toàn là nhằm hạn chế các rủi ro trong trường hợp thiết bị điện bị rò điện. Đối với nhà chung cư cao tầng trang bị hệ thống tiếp đất an toàn là yêu cầu bắt buộc xem tiêu chuẩn TCXD 46-1984.
Hệ thống tiếp đất an toàn thường gồm các thiết bị chủ yếu sau:
- Dây nối đất cho thiết bị
- Hộp kiểm tra tiếp đất
- Hệ thống tiếp đất
Như vậy trong một công trình có 2 hệ thống tiếp đất nhưng không thể gộp làm một bởi vì nếu chỉ sử dụng một hệ thống tiếp đất thì trong trường hợp có sét, xung điện từ kim thu sét có thể truyền tới các thiết bị dùng điện, điện tử và gây mất an toàn. Để tránh hiện tượng mất an toàn về sự chênh thế giữa hai hệ thống tiếp đất chống sét đánh thẳng và tiếp đất an toàn thiết bị người ta thường đấu nối 2 hệ thống tiếp đất với nhau thông qua thiết bị đẳng thế. Đây là thiết bị đặc biệt cho phép tránh được hiện tượng bị điện giật khi xẩy ra hiện tượng điện áp bước.
Hệ thống tiếp đất trạm biến áp
Thường trong các toà nhà đều có các trạm biến áp cung cấp điện. Tiếp đất cho trạm biến áp là yêu cầu bắt buộc. Vì vấn đề này liên quan đến sự an toàn của trạm cũng như khả năng về hiệu suất cung cấp điện cho toà nhà.
II. Các yêu cầu, nội dung và phương pháp kiểm định Hệ thống tiếp đất chống sét và Hệ thống tiếp đất an toàn thiết bị
Đối với nhà chung cư cao tầng kiểm định chất lượng Hệ thống tiếp đất chống sét và Hệ thống tiếp đất an toàn phải đạt được yêu cầu sau:
- Phải đánh giá được khả năng thoát sét của hệ thống trong trường hợp bị sét đánh trực tiếp, khả năng hạn chế tác động của dòng điện do sét lan truyền.
- Phải đánh giá được tính an toàn cho người và thiết bị trong quá trình khai thác các thiết bị điện.
Để đạt được các yêu cầu đề ra cần thực hiện các nội dung chính sau:
1. Kiểm định chất lượng các thiết bị chống sét
Thiết bị chống sét hiện đang sủ dụng trong các nhà cao tầng thường xuất phát từ hai nguồn cung cấp. Nguồn trong nước chủ yếu là các kim thu sét theo phương pháp cổ điển Franhklin gồm các kim thu sét, các dây thoát sét và cọc tiếp đất đều bằng thép và do các xưởng sản xuất cơ khí nhỏ thực hiện nên thường chất lượng không cao. Các thiết bị này bị xuống cấp nhanh chóng theo thời gian. Việc kiểm định chất lượng các thiết bị này hiện nay chủ yếu là xem xét và đánh giá chất lượng bằng mắt.
Hiện nay, chúng ta còn sử dụng một số công nghệ tiến tiến của thế giới về chống sét của các hãng như Indelec CH Pháp , PSR CHLB Đức , Erico úc đều dùng các kim thu sét theo nguyên tắc phát xạ sớm có bán kính bảo về chống sét đánh thẳng tốt hơn, các dây dẫn và thoát sét được bọc kim để chống các nhiễu cho các thiết bị vô tuyến, các cọc tiếp đất đều là cọc tròn bằng đồng và mạ bên ngoài. Các cọc này được đóng xuống đất và được lấp cùng các loại muối hoá học để làm giảm điện trở suất của đất. Ngoài ra còn có các thiết bị cắt sét và lọc sét trên đường nguồn điện động lực và đường tín hiệu. Tuy vậy các thiết bị này đều được nhập khẩu trọn bộ từ nước ngoài về và hiện nay chúng ta chưa có các phương pháp và phương tiện để kiểm định chất lượng của các thiết bị này. Vì vậy phương pháp kiểm định chủ yếu là xem xét và đánh giá chất lượng bằng mắt và thông qua các biên bản xác nhận chất lượng của nhà sản xuất.
2. Kiểm định đánh giá chất lượng lắp đặt thiết bị chống sét và nối đất
Hiện nay phương pháp kiểm định đánh giá chất lượng hệ thống chống sét và nối đất đều phải tuân thủ theo các tiêu chuẩn về chống sét và nối đất như:
TCXD 46-1984: Chống sét cho công trình xây dựng - Tiêu chuẩn thiết kế, thi công.
Ngoài ra, đối với các công trình sử dụng kim thu lôi tạo tia tiên đạo thì khi kiểm định có thể áp dụng các tiêu chuẩn của nước ngoài như Tiêu chuẩn của Pháp NF C17-102.
Đánh giá chất lượng Hệ thống tiếp đất chống sét và Hệ thống tiếp đất an toàn thiết bị Và được thực hiện qua 2 bước:
- Bước 1: Thẩm tra thiết kế kỹ thuật
- Bước 2: Kiểm định đánh giá chất lượng tại hiện trường .
Việc thẩm tra thiết kế kỹ thuật là xem xét và đánh giá chất lượng của thiết kế xem có đạt yêu cầu của các tiêu chuẩn quy phạm đề ra hay không. Trong quá trình thẩm tra các thiết kế kỹ thuật của một số công trình cao tầng chúng tôi thấy người thiết kế thường mắc một số lỗi sau:
- Không có số liệu khảo sát về điện trở suất của đất của nơi xây dựng công trình nên số liệu đưa vào tính toán đều là giả định vì vậy nên thường thiết kế tính chọn rất nhiều cọc đóng xuống đất, gây lãng phí rất nhiều .
- Các phương án thiết kế dùng kim thu sét Franhkelin là phương pháp cổ điển và chỉ thích hợp đối với các công trình có độ cao thấp, nhưng người thiết kế vẫn sử dụng cho các công trình có độ cao trên 40m là không thích hợp vì hiện nay theo các nghiên cứu mới nhất thì sét không chỉ đánh vào đỉnh nhà mà có thể bị đánh vào ngang nhà. Vì vậy khi thiết kế chống sét cho các toà nhà này ta phải chọn các giải pháp khác.
- Chưa chú ý đến sự khác nhau của các hệ thống nối đất trong cùng một toà nhà nên thường coi là một hệ thống và thiết kế nối đất chung.
- Các nhà thiết kế cũng thường chưa hiểu hết được tầm quan trọng của các loại cáp thoát sét. Các loại cáp thoát sét chuyên dụng chống nhiễu rất tốt cho các thiết bị thống tin, vô tuyến, viễn thông trong các toàn nhà. Tuy vậy do hạn chế về vốn đầu tư cho công trình nên hiện nay vẫn còn không ít trường hợp sử dụng các dây thép tròn thông thường làm dây thoát sét cho công trình.
Việc kiểm định thiết bị chống sét và nối đất ngoài hiện trường thường được thực hiện như sau: Xem xét và đánh giá hiện trạng lắp đặt thiết bị, so sánh với thiết kế đã được duyệt. Sau đó là đo điện trở tiếp đất của các hệ thống xem có đạt yêu cầu theo thiết kế hay không.
Trong quá trình thực hiện kiểm định cần lưu ý các điểm sau:
- Các kiểm định viên phải có kiến thức chuyên môn và hiểu rõ bản chất và yêu cầu kỹ thuật của từng hệ thống tiếp đất.
- Trước khi kiểm định, cần xem xét và đánh giá xem các hệ thống chống sét được lắp đặt thế nào và có đánh giá sơ bộ về chất lượng của hệ thống chống sét. Ví dụ, kiểm định chống sét cho toà nhà cao trên 40m mà thấy vẫn sử dụng hệ thống chống sét đánh thẳng bằng kim Flanhklin thì phải đo lại các thống số lắp và báo cho Chủ đầu tư biết mối nguy hiểm đang rình rập đối với công trình này.
- Người kiểm định viên khi đo điện trở đất phải nắm vững nguyên lý hoạt động và các yêu cầu sử dụng của thiết bị đo, phải hiểu rõ hiện trạng của bãi cọc tiếp đất đã được thi công như thế nào. Chỉ có như vậy mới tránh được các sai sót trong quá trình kiểm định. Trong rất nhiểu trường hợp do không khảo sát kỹ hiện trường trước khi đo nên kết quả kiểm định thu được thiếu chính xác, không ổn định mà lại không biết lý do. Thậm chí có nhiều trường hợp khi đo điện trở tiếp đất thì đạt yêu cầu nhưng thực tế sau đó lại xẩy ra sự cố về sét. Nguyên nhân là do hệ thống thoát sét của toà nhà không làm việc mặc dù kết quả đo đều đạt yêu cầu. Nhất là gặp phải toà nhà cao tầng xây chen trong thành phố xung quanh không có bãi đất trống, thì vấn đề kiểm định sẽ khó khăn và phức tạp hơn nhiều.
- Một vấn đề nữa là các chủ đầu tư hoặc quản lý các toàn nhà cao tầng thường chủ quan và chỉ cho kiểm định đánh giá chất lượng tiếp đất và chống sét lần đầu tiên sau khi thi công và chuẩn bị đưa toà nhà vào sử dụng. Hiện nay, đối với nhiều công trình sau khi đưa vào sử dụng gần như không có biện pháp duy tu, bảo dưỡng và kiểm định định kỳ hàng năm theo yêu cầu.
III. Kiến nghị và kết luận
1. Kiến nghị
- Cần tuyên truyền rộng rãi để Chủ đầu tư và người dân sử dụng các toàn nhà cao tầng thấy rõ tầm quan trọng của hệ thống tiếp đất và chống sét để quan tâm hơn khi đầu tư cũng như khi khai thác sử dụng các toà nhà cao tầng.
- Cần mở các lớp chuyên đề về hệ thống chống sét và tiếp đất cho các kỹ sư tư vấn thiết kế và các kỹ thuật viên kiểm định.
- Đầu tư thêm các trang thiết bị cho các phòng LAS, để có thể đánh giá và kiểm định được chất lượng các thiết bị của hệ thống chống sét.
- Cần ban hành định mức và đơn giá về công tác kiểm định thiết bị chống sét và nối đất.
2. Kết luận
Hệ thống chống sét và nối đất an toàn thiết bị là hạng mục công trình quan trọng cần được quan tâm ngay từ khi thiết kế, thi công, quản lý chất lượng và trong suốt quá trình duy tu bảo trì công trình. Chỉ có như vậy mới có thể tránh được những rủi ro, hạn chế những tổn thất do Sét và sự cố về điện gây ra.
Nguồn tin: Báo cáo tại Hội thảo Kiểm định chất lượng nhà chung cư cao tầng