Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 32:2011/BTTTT về chống sét cho các trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông do Bộ trưởng Bộ Thông tin và Truyền thông ban hành

QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA

QCVN 32:2011/BTTTT

VỀ CHỐNG SÉT CHO CÁC TRẠM VIỄN THÔNG VÀ MẠNG CÁP NGOẠI VI VIỄN THÔNG

National technical regulation

on lightning protection for telecommunication stations and outside cable network

MỤC LỤC

1. Quy định chung

1.1. Phạm vi điều chỉnh

1.2.Tài liệu viện dẫn

1.3. Giải thích từ ngữ và chữ viết tắt

1.4. Quy trình quản lý rủi ro thiệt hại do sét

1.5. Các tiêu chí cơ bản về bảo vệ chống sét

1.5.1. Mức bảo vệ chống sét

1.5.2.Vùng bảo vệ chống sét

2. Quy định kỹ thuật

2.1.Yêu cầu về rủi ro do sét gây ra cho công trình viễn thông

2.1.1.Yêu cầu đối với nhà trạm viễn thông

2.1.2.Yêu cầu đối với cáp ngoại vi viễn thông

2.2. Phương pháp tính toán rủi ro do sét

2.2.1.Tính toán rủi ro do sét gây ra đối với nhà trạm viễn thông

2.2.2.Tính toán rủi ro do sét gây ra đối với cáp ngoại vi viễn thông

2.3. Các biện pháp bảo vệ chống sét cho công trình viễn thông

2.3.1. Các biện pháp bảo vệ chống sét cho nhà trạm viễn thông

2.3.2. Các biện pháp bảo vệ chống sét cho cáp ngoại vi viễn thông

3. Quy định về quản lý

4.Trách nhiệm của tổ chức, cá nhân

5.Tổ chức thực hiện

Phụ lụcA(Quy đinh) Xác định vị trí lắp đặt điện cực thu sét

PhụlụcB(Quyđinh)Xácđịnhdònggâyhưhỏngchocápkimloạivàcápquang

có thành phần kim loại

PhụlụcC(Quyđinh)Tínhtoánhệsốchechắncủadâychốngsétngầmbảovệ

cáp thông tin chôn ngầm

Phụ lục D (Tham khảo) Đặc điểm dông sét củaViệt Nam

PhụlụcE(Thamkhảo)Tínhtoánrủirotổnthấtchomộttrạmviễnthôngđiển hình

Thư mục tài liệu tham khảo

Lời nói đầu

QCVN32:2011/BTTTTđượcxâydựngtrêncơsởsoátxét,chuyểnđổiTiêu chuẩn NgànhTCN 68-135:2001 “Chống sét bảo vệ các công trình viễn thông -Yêu cầukỹthuật”banhànhtheoQuyếtđịnhsố1061/2001/QĐ-TCBĐngày21/12/2001 củaTổng cục trưởngTổng cục Bưu điện (nay là BộThông tin vàTruyền thông)

CácyêucầukỹthuậtvàphươngpháptínhtrongQCVN32:2011/BTTTTđược xâydựngtrêncơsởtiêuchuẩnIEC62305phần1,2,3(2006),vàcácKhuyếnnghị K.39 (1996), K.40 (1996), K.25 (1999) và K.47 (2008) của ITU-T.

QCVN32:2011/BTTTTdoViệnKhoahọcKỹthuậtBưuđiệnbiênsoạn,Vụ KhoahọcvàCôngnghệtrìnhduyệt,BộThôngtinvàTruyềnthôngbanhànhkèm theoThôngtưsố10/2011/TT-BTTTTngày14/4/2011củaBộtrưởngBộThôngtin vàTruyền thông.

QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA

VỀ CHỐNG SÉTCHO CÁC TRẠMVIỄNTHÔNGVÀ MẠNG CÁPNGOẠIVIVIỄNTHÔNG

National technical regulation

on lightning protection for telecommunication stations and outside cable network

1. Quy định chung

1.1. Phạm vi điều chỉnh

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia này quy định:

-Rủirothiệthạichophépdosétgâyrađốivớitrạmviễnthôngvàcápngoạivi viễn thông;

-Phươngpháptínhtoántầnsuấtthiệthạidosétgâyrađốivớitrạmviễnthông và cáp ngoại vi viễn thông;

- Các biện pháp chống sét bảo vệ trạm viễn thông và cáp ngoại vi viễn thông.

Quychuẩnnàyđượcápdụngchocáccôngtrìnhviễnthôngcótrạmviễnthông, cápngoạiviviễnthôngnhằmhạnchếcácthiệthạidosétgâyra,đảmbảoantoàn cho con người và khả năng cung cấp dịch vụ của các công trình viễn thông.

1.2.Tài liệu viện dẫn

QCVN9:2010/BTTTT,Quychuẩnkỹthuậtquốcgiavềtiếpđấtchocáctrạm viễn thông.

TCVN8071:2009,Côngtrìnhviễnthông-Quytắcthựchànhchốngsétvà tiếpđất.

1.3. Giải thích từ ngữ và chữ viết tắt

1.3.1. Diện tích rủi ro (risk area)

Diệntíchrủirolàdiệntíchcủamiềnbaoquanhcôngtrìnhviễnthông,khisét đánh vào diện tích này có thể gây nguy hiểm cho công trình viễn thông.

1.3.2. Dòng xung sét (lightning impulse current)

Dòngxungsétlàxungdòngđiệndảitầnsốthấp,xuấthiệnkhôngcóchukỳnhất định,tăngvọtđếngiátrịđỉnh,rồigiảmxuốngđếngiátrịkhông.Cácđặctrưngcủa dòng xung sét là:

- Giá trị đỉnh (biên độ) xung, I;

-Thời gian sườn trước đạt giá trị đỉnh,T₁;

-Thời gian sườn sau giảm đến nửa giá trị đỉnh,T₂;

- Dạng sóng dòng xung,T₁/T₂;

Hình1trìnhbàydạngsóngdòngsétchuẩnvàcáchxácđịnhcácthôngsố dòngsét.

Hình 1. Dạng sóng dòng sét chuẩn

1.3.3. Điện áp xung (impulse voltage)

Điệnápxungcócácđặcđiểmđặctrưngtheocáchtươngtựnhưdòngxung. Hình2trìnhbàydạngsóngđiệnápsétchuẩnvàcáchxácđịnhcácthôngsốđiện ápsét.

Hình 2. Dạng sóng điện áp sét chuẩn

1.3.4. Dòng gây hư hỏng (cho cáp) (failure current)

Dònggâyhư hỏnglàdòngsétnhỏnhấtgâyhư hỏngchocápviễnthông,gâyra gián đoạn dịch vụ.

1.3.5. Dòng đánh thủng vỏ (cáp) (sheath breakdown current)

Dòngđánhthủngvỏlàdòngđiệnnhỏnhấtchạytrongvỏkimloạicủacáp,gây rađiệnápđánhxuyêngiữacácthànhphầnkimloạitronglõicápvàvỏkimloạicáp, dẫn đến hư hỏng cáp.

1.3.6. Dòng thử (test current)

Dòngthử làdòng điệnnhỏnhấtchạytrongvỏkimloạicủacáp,gâyrahư hỏng cho cáp do các tác động cơ hoặc nhiệt.

1.3.7. Dòng điện mối nối (đối với cáp quang) (connection current)

Dòngđiệnmốinốilàdòngđiệnnhỏnhấtchạytrongcácthànhphầnkếtnốicủa cáp quang, gây ra hư hỏng cho cáp do các tác động của cơ hoặc nhiệt.

1.3.8. Điện áp đánh xuyên (breakdown voltage)

Điệnápđánhxuyênlàđiệnápxungđánhthủnggiữacácthànhphầnkimloại trong lõi cáp và vỏ kim loại của cáp.

1.3.9. Mật độ sét (lightning density)

Mậtđộsétlàsốlầnsétđánhxuốngmộtđơnvị diệntíchmặtđấttrongmộtnăm (lấy bằng 1 km2).

1.3.10. Mức Keraunic (Keraunic level)

MứcKerauniclàgiátrịngàydôngtrungbìnhtrongmộtnăm,lấytừtổngsốngàydông trongmộtchukỳhoạtđộng12nămcủamặttrời,tạimộttrạmquantrắckhítượng.

1.3.11. Ngày dông (thunder day)

Ngàydônglàngàymàvềđặctrưngkhítượng,ngườiquantrắccóthểngherõ tiếng sấm.

1.3.12. Sét (lightning strike, flash)

Sétlàhiệntượngphóngđiệncótialửakèmtheotiếngnổtrongkhôngkhí,nócó thểxảyrabêntrongđámmây,giữahaiđámmâymangđiệntíchtráidấuhoặcgiữa đámmâytíchđiệnvớiđất.Cáccôngtrìnhviễnthôngtrongquátrìnhkhaithác,chịu tác động của sét như sau:

-Tácđộngdosétđánhtrựctiếp:làtácđộngcủadòngsétđánhtrựctiếpvàocông trình viễn thông;

-Tác động do sét lan truyền và cảm ứng: là tác động thứ cấp của sét do các ảnh hưởng tĩnh điện, điện từ, galvanic...

1.3.13.Tần suất thiệt hại (frequency of damage)

Tầnsuấtthiệthạidosétlàsốlầnsétđánhtrungbìnhhàngnămgâythiệthạicho công trình viễn thông.

1.3.14.Thiết bị bảo vệ xung (Surge Protective Device - SPD)

Thiếtbịbảovệxunglàphươngtiệnhạnchếquáápđộtbiếnvàrẽcácdòngxung.

1.3.15.Trởkhángtruyềnđạt(trởkhángghép)củavỏchechắnkimloạicủa cáp (transfer (coupling) impedance of metal cable sheath)

Trởkhángtruyềnđạt(trởkhángghép)củavỏchechắnkimloạicủacáplàtỷsố giữađiệnápsụttừmặttrongramặtngoàivỏchechắnkimloạicủacáptrêntoànbộ dòng điện chảy trong vỏ che chắn kim loại.

1.3.16.Vùng chống sét (Lightning Protection Zone - LPZ)

Vùngchốngsétlàvùngđượcphânchiatrongmộtkhuvựctrạmviễnthông,được đặctrưngbởimứcđộkhắcnghiệtcủatrườngđiệntừvàảnhhưởngdosétgâynên.

1.3.17. Xác suất thiệt hại (probability of damage)

Xácsuấtthiệthạidosétlàxácsuấtmộtlầnsétđánhgâythiệthạichocôngtrình viễn thông.

1.3.18. Rủi ro (Risk - R)

Làgiátrịtrungbìnhcóthểcócủatổnthấthàngnăm(vềconngườivàdịchvụ)do sét,tươngứngvớitổnggiátrị(vềconngườivàdịchvụ)củađốitượngđượcbảovệ.

1.3.19. Rủi ro chấp nhận được (tolerable risk - R_T)

Là giá trị rủi ro lớn nhất có thể chấp nhận được đối với công trình được bảo vệ.

1.3.20. Mức bảo vệ chống sét (Lightning Protection Level - LPL)

Làconsốliênquanđếnmộttậphợpcácthamsốdòngséttươngứngvớixácsuất màcácgiátrịthiếtkếlớnnhấtvànhỏnhấtsẽkhôngbịvượtquátronghiệntượng sét đánh tự nhiên.

1.3.21. Các biện pháp bảo vệ (protection measures)

Là các biện pháp được áp dụng với đối tượng cần bảo vệ để làm giảm rủi ro.

1.3.22. Hệ thống bảo vệ chống sét (Lightning Protection System - LPS).

Làmộthệthốnghoànchỉnhđượcdùngđểlàmgiảmcácthiệthạivậtlýdosét đánh vào công trình.

1.3.23.Hệthốngbảovệchốngsétbênngoài(ExternalLightningProtection System)

Làphầncủahệthốngbảovệchốngsétbaogồmhệthốngđiệncựcthusét,hệ thống dẫn sét xuống và hệ thống điện cực tiếp đất.

1.3.24.Hệthốngbảovệchốngsétbêntrong(InternalLightningProtection System).

Làphầncủahệthốngbảovệchốngsétbaogồmcáckếtnốiđẳngthếvà/hoặc cách điện với hệ thống bảo vệ chống sét bên ngoài.

1.3.25. Hệ thống điện cực thu sét (air-termination system)

Làmộtphầncủahệthốngchốngsétbênngoài,sửdụngcácthànhphầnkimloại như thanh, các dây dẫn dạng lưới nhằm mục đích thu các tia sét.

1.3.26. Hệ thống dẫn sét xuống (down-conductor system)

Làmộtphầncủahệthốngchốngsétbênngoài,nhằmmụcđíchdẫndòngséttừ hệ thống điện cực thu sét xuống hệ thống điện cực tiếp đất.

1.3.27. Hệ thống điện cực tiếp đất (earth-termination system)

Làmộtphầncủahệthốngchốngsétbênngoài,nhằmmụcđíchdẫnvàphântán dòng sét vào trong đất.

1.3.28. Các bộ phận dẫn bên ngoài (external conductive parts)

Làcácbộphậnkimloạiđivàohoặcđiracôngtrìnhcầnbảovệ,nhưcáchệ thống đường ống, cáp kim loại, ống dẫn kim loại... có thể mang một phần dòng sét.

1.3.29. Kết nối đẳng thế (lightning equipotential bonding)

Làkếtnốivớihệthốngbảovệchốngsétcủacácbộphậnkimloạitáchbiệt,bằng cáckếtnốitrựctiếphoặcquacácthiếtbịbảovệxung,đểlàmgiảmchênhlệchđiện thế do dòng sét gây ra.

1.3.30. Dây che chắn (shielding wire)

Làdâykimloạidùngđểlàmgiảmthiệthạivậtlýdosétđánhxuốngđườngdây viễn thông.

1.3.31.Hệthốngcácbiệnphápbảovệchốngxungđiệntừdosét(LEMP Protection Measures System - LPMS)

Làmộthệthốnghoànchỉnhcủacácbiệnphápbảovệchốnglạixungđiệntừdo sét (LEMP) cho các hệthống lắp đặt bên trong công trình.

1.3.32.Trạm viễn thông (telecommunication station)

Mộtkhuvựcbaogồmmộthoặcnhiềunhàtrạmtrongđóchứacácthiếtbịviễn thông,cộtcaoăngtenvàcácloạitrangthiếtbịphụtrợđểcungcấpdịchvụviễn thông.Trạm viễn thông không bao gồm nhà và các thiết bị nhà thuê bao.

1.3.33. Công trình viễn thông (telecommunication plant)

Côngtrìnhxâydựng,baogồmhạtầngkỹthuậtviễnthôngthụđộng(nhà,trạm, cột, cống, bể) và thiết bị mạng được lắp đặt vào đó.

1.3.34. Nhà trạm viễn thông (telecom building) Là nhà trong đó đặt hệ thống thiết bị viễn thông.

1.3.35. Các chữ viết tắt

SPD                   Thiết bị bảo vệ xung                                   Surge Protective Device

LEMP                 Xung điện từ do sét                                   Lightning Electromagnetic Impulse

LPZ                    Vùng bảo vệ chống sét                              Lightning Protection Zone

LPL                     Mức bảo vệ chống sét                               Lightning Protection Level

LPMS                 Hệ thống các biện pháp bảo vệ                  LEMP protection measures system

                          chống xung điện từ do sét

1.4. Quy trình quản lý rủi ro thiệt hại do sét

Việccầnthiếttrangbịcácbiệnphápbảovệchốngsétchocáccôngtrìnhviễn thông cần được xác định thông qua quy trình quản lý rủi ro như sau:

Hình 3. Quy trình quản lý rủi ro thiệt hại do sét

1.5. Các tiêu chí cơ bản về bảo vệ chống sét

Cácbiệnphápbảovệ,đượcápdụngđểgiảmthiệthạivàtổnthất,cầnphảiđược thiếtkếđốivớimộttậphợpcácthamsốdòngsétđãxácđịnh,màviệcbảovệlàcần thiết đối với dòng sét này (mức bảo vệ chống sét).

1.5.1. Mức bảo vệ chống sét

Quychuẩnnàyquyđịnh4mứcbảovệchốngsét.VớimỗimứcLPL,mộttập hợp các tham số dòng sét được ấn định.

GiátrịlớnnhấtcủathamsốdòngséttươngứngvớimứcLPLIsẽkhôngbịvượt quá với xác suất là 99%.

GiátrịlớnnhấtcủathamsốséttươngứngvớiLPLIsẽgiảmxuốngtới75%đối với LPLII và 50% đối với các mức III và IV.

Bảng 1. Giá trị tham số dòng sét theo LPL

Cácgiátrị lớnnhấtvànhỏnhấtcủacáctham sốdòngsétđốivớicácmứcbảo vệchốngsétkhácnhauđượcchotrongBảng1vàđượcsửdụngđểthiếtkếcác thànhphầncủahệthốngbảovệchốngsét(vídụ,thiếtdiệndâydẫn,độdàycủa vỏkimloại,khảnăngchịudòngcủaSPD,khoảngcáchcáchlyđểtránhđánhlửa gâynguyhiểm).

CácgiátrịnhỏnhấtcủabiênđộdòngsétđốivớicácLPLkhácnhauđượcsử dụngđểxácđịnhbánkínhquảcầulănđểxácđịnhvùngbảovệLPZ0_B màsétđánh trựctiếpkhôngtiếpcậnđược(xem1.5.2vàHình4).Giátrịnhỏnhấtcủathamsố dòngsétcùngvớibánkínhquảcầulăntươngứngđượcchotrongBảng2.Cácsố liệunàydùngđểđịnhvịhệthốngđiệncựcthusétvàxácđịnhvùngbảovệchống sét LPZ 0_B (xem 1.5.2).

Bảng 2. Giá trị nhỏ nhất của dòng sét và bán kính quả cầu lăn tương ứng với LPL

1.5.2.Vùng bảo vệ chống sét

CácbiệnphápbảovệnhưLPS,cácdâychechắn,chechắnđiệntừvàSPDsẽ quyếtđịnhcácvùngbảovệchốngsét.Việcphânbiệtcácvùngbảovệchốngsétđược đặctrưngbởisựchênhlệchđángkểcủaxungđiệntừdoséttạicácvùngbảovệ.

Tùytheomứcđộảnhhưởngcủasét,cácvùngbảovệchốngsétsauđâyđược định nghĩa:

Chúthích1:Nóichung,mứccủamộtLPZcàngcaothìcácthamsốmôitrường điện từ càng thấp.

Nguyêntắcchungcủaviệcbảovệlà,đốitượngcầnbảovệphảinằmtrongvùng LPZcócácđặctínhvềđiệntừtươngthíchvớikhảnăngcủachịuđựngcủađốitượng vớitácđộngdosétgâyrathiệthạicầnphảigiảmbớt(thiệthạivậtlý,hưhỏngcác hệ thống điện và điện tử do quá áp).

Hình 4. Minh họa phân vùng chống sét LPZ tại trạm viễn thông

2. Quy định kỹ thuật

2.1.Yêu cầu về rủi ro do sét gây ra cho công trình viễn thông

2.1.1.Yêu cầu đối với nhà trạm viễn thông

Nhàtrạmviễnthôngphảiđượctrangbịcácbiệnphápbảovệsaochogiátrịrủi ro không được vượt quá giá trị rủi ro chấp nhận được sau:

Bảng 3. Giá trị rủi ro chấp nhận được đối với nhà trạm viễn thông

2.1.2.Yêu cầu đối với cáp ngoại vi viễn thông

Cápngoạiviviễnthôngphảiđượctrangbịcácbiệnphápbảovệsaochogiátrị rủi ro không được vượt quá giá trị rủi ro chấp nhận được sau:

Bảng 4. Giá trị rủi ro chấp nhận được đối với cáp ngoại vi viễn thông

Chúthích:Đốivớicáccápngoạiviviễnthông,khôngxétđếnrủirotổnthấtvề con người.

Phươngpháptínhtoánrủirodosétgâyrađốivớinhàtrạmviễnthôngvàđường dây viễn thông được trình bày trong 2.2.

2.2. Phương pháp tính toán rủi ro do sét

2.2.1.Tính toán rủi ro do sét gây ra đối với nhà trạm viễn thông

Rủi ro do sét gây ra đối với nhà trạm viễn thông được tính theo công thức sau:

R_injury= L._pinj Σ F_i.            (2.1)

R_loss= LΣ F_i                  (2.2)

Trong đó:

F_i:Tần suất thiệt hại do sét gây ra đối với nhà trạm, do các nguyên nhân sét đánh trựctiếpvàonhàtrạm,sétđánhvàocộtantenkềbên,sétđánhxuốngđấtgầnnhàtrạm, sétlantruyềnquacácđườngdâyđivàonhàtrạm;đượctínhtoántheo2.2.1.1.

L:Trọngsốtổnthất,thểhiệnmứcđộtổnthấttrongmộtlầnthiệthạidosétgây ra đối với nhà trạm.

-Với rủi ro tổn thất về con người: L= 1;

-Với rủi ro tổn thất về dịch vụ L= 2.74 x 10-3.

p_inj :xácsuấtgiảmnhỏthiệthạichoconngười,docácbiệnphápbảovệtrong Bảng 8 và Bảng 9.

2.2.1.1Tínhtoántầnsuấtthiệthạidosétgâyrađốivớikhuvựcnhàtrạm viễn thông

Tầnsuấtthiệthại(F)tạimộttrạmviễnthôngvớimậtđộsétcủakhuvựcđặttrạm (N_g)khixétđếnhiệuquảcủacácbiệnphápbảovệvốncóhoặcbổsung,đượcxác định bằng công thức:

F = Ng (A_d.p_d +A_n.p_n +  A_s.p_s+A_a.p_a)       (2.3)

Hay:

F = F_d + F_n + F_s + F_a                              (2.4)

Trong đó:

N_g:Mậtđộsétđánhtạikhuvựcđặttrạm,đượctínhtùytheokhuvựcđịalý,xem Bảng D1, Phụ lục D.

p:Cáchệsốxácsuấtthiệthạikhácnhauphụthuộcvàocácbiệnphápbảovệ hiện có nhằm làm giảm tần suất thiệt hại (F), xem 2.2.1.2;

F_d = N_g.A_d.p_d     -Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào nhà trạm (d);

F_n = N_g.A_n.p_n      -Tần suất thiệt hại do sét đánh xuống đất gần khu vực trạm (n);

F_s = N_g.A_s.p_s     -Tần suất thiệt hại do sét đánh vào cáp hoặc vùng lân cận cáp dẫn vào trạm (s);

F_a =N_g.A_a.p_a      -Tầnsuấtthiệthạidosétđánhtrựctiếpvàocácvật ở gần, ví dụ cột anten có liên kết bằng kim loại với nhà trạm viễn thông (a).

A_d = - Diện tích rủi ro sét đánh trực tiếp vào nhà trạm viễn thông:

A_d = (9ph2 + 6ah + 6bh + ab).10-6, km2              (2.5)

Trong đó:

a: Chiều rộng của nhà trạm viễn thông, m;

b: Chiều dài của nhà trạm viễn thông, m;

h: Chiều cao của nhà trạm, m.

Trongtrườnghợpdiệntíchrủirosétđánhtrựctiếpvàocộtantenchephủmột phầndiệntíchrủirosétđánhtrựctiếpvàonhàtrạm,diệntíchA_d đượcgiảmđiphần bị che phủ đó.

A_n -Diệntíchrủirodosétđánhxuốngđấtcạnhnhàtrạmlàmtăngthếđấtảnh hưởngđếntrungtâmviễnthông.A_n đượctínhbằngdiệntíchcủamộtmiềntạobởi mộtđườngcáchnhàmộtkhoảngcáchd=500m,trừđidiệntíchrủirodosétđánh trực tiếp vào nhàA_d.

Nơinàocócácvậtởgầnnhưcáccôngtrìnhxâydựngcao  khác(vídụ:cộtanten,nhàcaotầng)vàcáccápdẫnvàothìdiệntíchA sẽđượcgiảmđibởiphầndiệntích rủi ro che phủ của các công trình đó, như minh họa trên Hình 5.

A_s -Diệntíchrủirodosétđánhxuốngcácđườngcáp(thôngtin,điệnlực)dẫn vàotrạm.Trườnghợptổngquát,cápdẫnvàonhàtrạmviễnthônggồmcácloạitreo và chôn, diện tíchA_s được tính bằng công thức:

        (2.6)

Trong đó:

l_i: Chiều dài của mỗi đoạn đường dây, m;

di: Khoảng cách tương ứng của mỗi đoạn, m;

- Đối với cáp treo, d_i = 1000 m;

- Đối với cáp ngầm, d_i = 250 m;

n: Số đoạn đường dây chôn ngầm hoặc treo nổi;

A_a:Diệntíchrủirosétđánhtrựctiếpvàocộtantencóliênkếtbằngkimloạivới nhà trạm.

- Đối với cột anten có dạng tháp, diện tíchA_a được tính tương tự nhưA_d;

-Đốivớicộtantenlàcộttrụtròn,cộttamgiác,cộttứgiáccódâycovàkích thướcnhỏ,A_a đượctínhbằngdiệntíchhìnhtrònbánkính3h(hlàchiềucaocột anten) A_a = p(3h)²

Cácdiệntíchrủirodosétđánhvàokhuvựctrạmviễnthôngđượcminhhọatrên Hình 5.

Hình 5. Mô tả các diện tích rủi ro sét đánh vào khu vực nhà trạm viễn thông

2.2.1.2. Xác định các hệ số xác suất thiệt hại p

Mỗihệsốxácsuấtthiệthạipthểhiệnkhảnănglàmgiảmsốthiệthạidosétcủa đặctínhbảovệtựnhiêncủacôngtrìnhlắpđặt(vậtliệunhà,mạngcáptreonổihoặc ngầm)vàcácbiệnphápbảovệchonhàhoặctạicácgiaodiệncũngnhưcácbiện phápbảovệkháccảbêntrongvàbênngoài(cácthiếtbịchốngsét,lướichechắn cáp,kỹthuậtcách điện...).Trongthiếtkếchốngsét,khiápdụngmộtbiệnphápbảo vệ sẽ giảm nhỏ xác suất hư hỏng do sét đánh tương ứng, thể hiện qua các hệ số p.

Nếuápdụngmộtvàibiệnphápbảovệchomộtđốitượngthìhệsốxácsuấtthực sự sẽ bằng tích các giá trị riêng rẽ, có nghĩa là:

p = P p_i, (với p_i ≤ 1).

CácgiátrịhệsốxácsuấtpđượctrìnhbàytrongcácbảngtừBảng5đếnBảng9.

Bảng 5. Các trị số p cho các vật liệu xây dựng nhà trạm

Bảng 6. Các trị số p cho các biện pháp bảo vệ bên ngoài nhà trạm

Chú thích: p_inj là hệ số xác suất gây tổn thương cho con người

Bảng 7. Các trị số p cho các biện pháp bảo vệ trên cáp dẫn vào trạm

Bảng 8. Các trị số p cho các biện pháp bảo vệ bên trong nhà trạm

Bảng 9. Các trị số p cho các lớp bề mặt sàn khác nhau để làm giảm điện áp chạm và điện áp bước

2.2.2.Tính toán rủi ro do sét gây ra đối với cáp ngoại vi viễn thông

Xéttrườnghợptổngquát,tuyếncáp(cápkimloạihoặccápquangcóthànhphần kimloại)baogồmcácđoạnchônngầmvàtreo.Rủirothiệthại(R)cầnxemxétlà rủirotổnthấtdịchvụhàngnămdosétđánhtrựctiếp.Rủirothiệthạiđượctínhbằng công thức:

R = F_pa.L_a + F_pb.L_b + F_ps.L_s           (2.6)

Trong đó:

F_pa:Tần suất thiệt hại đối với đoạn cáp treo;

F_pb:Tần suất thiệt hại đối với đoạn cáp chôn ngầm;

F_ps:Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào kết cấu nơi cáp đi vào;

L_a:Lượngtổnthấtdịchvụtrongmộtlầnthiệthạidosétđánhtrựctiếpvào cáp treo;

L_b: Lượngtổnthấtdịchvụtrongmộtlầnthiệthạidosétđánhtrựctiếpvào cáp chôn ngầm;

L_s:Lượngtổnthấtdịchvụtrongmộtlầnthiệthạidosétđánhtrựctiếpvào kết cấu mà cáp đi vào.

- Đối với tuyến cáp kim loại:

L_a = 2 x 10-3;

L_b = 3 x 10-3;

L_s = 2 x 10-3.

- Đối với tuyến cáp quang:

L_a = L_b = L_s = 10-3;

2.2.2.1. Tần suất thiệt hại đối với đoạn cáp treo và chôn ngầm

Tầnsuấtthiệthạiđốivớiđoạncáptreovàchônngầmđượctínhbằngcôngthức:

F_pa = 2 x N_g x [L- 3(H_a+ H_b)] x D x p(I_a) x C_d x10-6, (thiệt hại/năm)           (2.7)

F_pb =2xN_g x[L-3(H_a +H_b)]xDxp(I_a)xC_d xK_d x10-6,(thiệthại/năm)    (2.8)

Trong đó:

L: Độ dài đường dây, (m);

H_a: chiều cao của công trình nối với đầu “a” của đường dây, (m);

H_b: chiều cao của công trình nối với đầu “b” của đường dây, (m);

p(I_a): Hệ số xác suất dòng gây hư hỏng, được tính bằng công thức:

p(i) = 10-2 e(a-bi) với i ≥ 0

a = 4,605 và b = 0,0117 với i ≤ 20 kA

a = 5,063 và b = 0,0346 với i > 20 kA

Hệ số vị trí;

C_d =0,25vớivịtríbaoquanhbởicáccấutrúccóđộcaobằnghoặclớnhơn(ví dụ đường dây điện lực, cây cối,...);

C_d = 0,50 với vị trí bao quanh bởi các cấu trúc có độ cao nhỏ hơn;

C_d = 1,0 với vị trí biệt lập (không có cấu trúc nào ở lân cận);

C_d = 2,0 đối với vị trí trên đỉnh đồi hoặc gò.

Mật độ sét, (km-2. năm-1) (xem Phụ lục D);

D: Khoảng cách sét đánh, (m);

-Với cáp chôn:

D = 0,482 (ρ)1/2 với ρ ≤ 100 Ω.m;

D = 2,91 + 0,191 (ρ)1/2 với 100 Ω.m <ρ < 1000 Ω.m;

D = 0,283 (ρ)1/2 với ρ > 1000 Ω.m;

-Với cáp treo:

D = 3 H, (m); H là độ cao treo cáp (thường được quy định giữa 4 m đến 15 m);

I_a: Dòng gây hư hỏng, (kA) (xem Phụ lục B.1);

K_d: Hệ số hiệu chỉnh thiệt hại;

K_d= 2,5 với cáp chôn không được che chắn;

K_d= 1,0 với cáp chôn được che chắn;

2.2.2.2.Tầnsuấtthiệthạidosétđánhtrựctiếpvàocôngtrìnhmàcápđivào(F )

Tầnsuấtthiệthạidosétđánhtrựctiếpvàocôngtrìnhgâyrachocápđượctính bằng công thức:

F_ps = N_g.A_d.p(I_a). C_d (thiệt hại/năm);          (2.9)

Trong đó:

A_d: Diện tích rủi ro sét đánh vào kết cấu, được tính bằng công thức:

A_d= (9ph2 + 6ah + 6bh + ab) 10-6, (km2);

Trong đó:        a = chiều dài, (m);

           b = chiều rộng, (m);

                       c = chiều cao, (m);

p(I_a):Xácsuấtbiênđộdòngsétđánhvàokếtcấutạoradòngđiệngâyhưhỏng cáp;

I_a: Dòng gây hư hỏng cáp, xem Phụ lục B.2.

2.3. Các biện pháp bảo vệ chống sét cho công trình viễn thông

2.3.1. Các biện pháp bảo vệ chống sét cho nhà trạm viễn thông

Đểgiảmnhỏrủirothiệthạiđếnmứcchophépquyđịnhtrong2.2.1,cầnápdụng một số hoặc toàn bộ các biện pháp bảo vệ sau:

2.3.1.1. Hệ thống LPS bên ngoài (chống sét đánh trực tiếp)

HệthốngLPSbênngoài(chốngsétđánhtrựctiếp)phảibaogồmcácthànhphần cơ bản sau:

- Hệ thống điện cực thu sét;

- Hệ thống dây dẫn sét;

- Hệ thống tiếp đất;

- Kết cấu đỡ.

a) Hệ thống điện cực thu sét

-Cácđiệncựcthusétphảiđượcbốtrí,lắpđặtởcácvịtrísaochonótạoravùng bảovệchephủhoàntoànđốitượngcầnbảovệ.Vịtrílắpđặtcủacácđiệncựcthu sét được xác định bằng các phương pháp sau:

+Phươngphápgócbảovệ,phùhợpvớicáctoànhàcódạngđơngiản,nhưng hạn chế về chiều cao;

+ Phương pháp quả cầu lăn, phù hợp với mọi trường hợp;

+ Phương pháp lưới, phù hợp với việc bảo vệ các bề mặt bằng phẳng.

ChitiếtvềcácphươngpháptrênđượcnêutrongPhụlụcA.Giátrịcủagócbảo vệ,bánkínhquảcầulăn,kíchthướclướiđốivớimỗimứccủaLPSđượcquyđịnh trong Bảng 10.

Bảng 10. Giá trị lớn nhất của bán kính quả cầu lăn, kích thước lưới và góc bảo vệ tương ứng với mức của LPS

Chú thích:

1. Không áp dụng được với các giá trị lớn hơn giá trị được đánh dấu bởi •

2.Hlàđộcaocủađiệncựcthusétsovớimặtphẳngchuẩncủadiệntíchđược bảo vệ.

3. Góc bảo vệ không thay đổi với các giá trị H dưới 2 m.

Hình 6. Xác định góc bảo vệ tương ứng với mức của LPS

- Các điện cực thu sét có thể sử dụng các dạng: thanh, dây, mắt lưới và kết hợp.

-Cóthểdùngcácthànhphầnbằngkimloạicủacôngtrìnhnhưtấmkimloạiche phủvùngcầnbảovệ,cácthànhphầnkimloạicủacấutrúcmái,cácống,bìnhchứa bằngkimloạilàmcácđiệncựcthusét“tựnhiên”,miễnlàchúngthỏamãncácđiều kiện sau:

+ Có tính dẫn điện liên tục bền vững;

+ Không bị bao phủ bởi các vật liệu cách điện;

+Khônggâyracáctìnhhuốngnguyhiểmkhibịthủnghaybịnungnóngdo sétđánh.

-Cácđiệncựcthusétcóthểcókếtcấuđỡlàbảnthânđốitượngcầnbảovệ;Nếu dùngkếtcấuđỡbằngcột,phảilàmbằngvậtliệuđảmbảođộbềncơhọc,phùhợp với điều kiện khí hậu.

b) Hệ thống dây dẫn sét

-Cácdâydẫnsétphảiđượcphânbốxungquanhchuvicủacôngtrìnhcầnbảo vệsaochokhoảngcáchgiữahaidâykhôngvượtquá30m.Trongmọitrườnghợp, cần ít nhất hai dây dẫn xuống.

- Các dây dẫn sét phải được nối với hệ thống điện cực tiếp đất.

-Cácdâydẫnsétphảiđượclắpđặtthẳng,đứng,saochochúngtạorađườngdẫn ngắnnhất,thẳngnhấtxuốngđấtvàtránhtạoracácmạchvòng.Khônglắpđặtcác dây dẫn sét ở các vị trí gây nguy hiểm cho con người.

c) Hệ thống tiếp đất

- Hệ thống tiếp đất bao gồm các điện cực, dây nối các điện cực và cáp nối đất.

-Hệthốngtiếpđấtphảiđượcthiếtkếvàcógiátrịđiệntrởtiếpđấttheoquyđịnh trong QCVN 9:2010/BTTTT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia vềtiếp đất cho các trạm viễn thông.

-Phảilựachọndạngđiệncựctiếpđất,cấutrúcbốtrícácđiệncựcsaochophù hợp với điều kiện địa hình thực tế nơi trang bị tiếp đất.

-Hệthốngđiệncựctiếpđấtphảiđượcliênkếtvớicáchệthốngtiếpđấtkhác (nếucó)theoquyđịnhtrongQCVN9:2010/BTTTT,Quychuẩnkỹthuậtquốcgia về tiếp đất cho các trạm viễn thông.

d)Vật liệu

Vậtliệuvàkíchthướcvậtliệuđượclựachọnlàmhệthốngchốngsétđánhtrực tiếpphảiđảmbảosaochohệthốngnàykhôngbịhưhỏngdoảnhhưởngđiện,điện từ của dòng sét, ảnh hưởng của hiện tượng ăn mòn và các lực cơ học khác.

e)Cácđiệncựcthusét,dâydẫnsétphảiđượccốđịnhvàliênkếtvớinhaumột cáchchắcchắn,đảmbảokhôngbịgãy,đứthoặclỏnglẻodocáclựcđiệnđộnghoặc cáclựccơhọckhác.Cácmốinốiphảiđượcđảmbảobằngcácphươngpháphàn,vặn vít, lắp ghép bằng bu lông và có số lượng càng nhỏ càng tốt.

2.3.1.2. Chống sét lan truyền từ bên ngoài nhà trạm

Cácthiếtbịđiệntửbêntrongnhàtrạmviễnthôngcóthểbịhưhỏngdosétlan truyềnvàcảmứngquacácđườngdâythôngtin,điệnlựcbằngkimloạidẫnvàonhà trạm. Để hạn chế các ảnh hưởng đó, phải áp dụng các biện pháp sau:

a) Biện pháp bảo vệ đối với đường dây thông tin đi vào trạm

-Lựachọnloạicápviễnthôngdẫnvàovàđirakhỏinhàtrạmcóvỏchechắn vớitrởkhángtruyềnđạtnhỏhoặccápquangkhôngcóthànhphầnkimloại;vỏche chắncápphảiđượcliênkếtđẳngthếtheoquyđịnhtrongQCVN9:2010/BTTTT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếp đất cho các trạm viễn thông.

-Lắpđặtcácthiếtbịbảovệxung(SPD)trênđườngdâythôngtintạigiaodiện dây-máytheoquyđịnhtrongTCVN8071:2009,Côngtrìnhviễnthông-Quytắc thực hành chống sét và tiếp đất.

b) Biện pháp bảo vệ đối với đường dây điện lực đi vào nhà trạm

-Lắpđặtthiếtbịbảovệxungtrênđườngdâyđiệnlực,nơiđườngdâydẫnvào trạmtheoquyđịnhtrongTCVN8071:2009,Côngtrìnhviễnthông-Quytắcthực hành chống sét và tiếp đất.

- Dùng máy biến thế hạ áp riêng để cung cấp nguồn điện cho nhà trạm.

2.3.1.3.HệthốngLPSbêntrong(Chốngsétlantruyềnvàcảmứngbêntrong nhà trạm)

a) Liên kết đẳng thế

Thực hiện liên kết đẳng thế tại ranh giới giữa các vùng chống sét (LPZ) đối với cácthànhphầnvàhệthốngkimloại(cácđườngốngdẫnkimloại,cáckhunggiácáp, khung giá thiết bị).

b)Thực hiện các biện pháp che chắn bên trong nhà trạm

-Liênkếtcácthànhphầnkimloạicủatòanhàvớinhauvàvớihệthốngchống sétđánhtrựctiếp,vídụmáinhà,bềmặtbằngkimloại,cốtthépvàcáckhungcửa bằng kim loại của tòa nhà.

-Dùngcácloạicápcómànchắnkimloạihoặcdẫncáptrongốngkimloạicótrở khángthấp.Vỏchechắnhoặcốngdẫnbằngkimloạiphảiđượcliênkếtđẳngthếở haiđầuvàtạiranhgiớigiữacácvùngchốngsét(LPZ).Ốngdẫncápphảiđượcchia làmhaiphầnbằngváchngănbằngkimloại,mộtphầnchứacápthôngtin,mộtphần chứa cáp điện lực và các dây dẫn liên kết.

c)Thực hiện cấu hình đấu nối và tiếp đất trong nhà trạm viễn thông

Phảithựchiệncácquyđịnhvềcấuhìnhđấunốivàtiếpđấtbêntrongnhàtrạm theoQCVN9:2010/BTTTTQuychuẩnkỹthuậtquốcgiavềtiếpđấtchocáctrạm viễn thông.

2.3.2. Các biện pháp bảo vệ chống sét cho cáp ngoại vi viễn thông

2.3.2.1. Nguyên tắc chung

Cácthànhphầnkimloạicủacápphảiliêntụcsuốtchiềudàicủacáp,nghĩalà chúngphảiđượckếtnốiquatấtcảcácmăngsông,bộtáitạo...Cácthànhphầnkim loạiphảiđượckếtnối(trựctiếphoặcquaSPD)vớithanhliênkếtđẳngthếtạicác đầu cáp.

Việcápdụngcácbiệnphápbảovệđườngdâyviễnthôngsẽlàmgiảmtầnsuất thiệt hại do sét, được thể hiện qua hệ số bảo vệ (K_p) như sau:

F’_d = F_d. K_p                (2.10)

Trong đó:

F’_d là tần suất thiệt hại sau khi áp dụng biện pháp bảo vệ;

F_d là tần suất thiệt hại trước khi áp dụng biện pháp bảo vệ.

Cónhiềubiệnphápbảovệsẽlàmgiảmtầnsuấtthiệthạibằngcáchtăngdòng gây hư hỏng.Trong trường hợp này, hệ số bảo vệ được tính bởi công thức:

K_p = exp [b₁(I_a- I_a’)]                                             với I_a và I_a’≤ 20 kA       (2.11)

K_p = exp [b₂(I_a- I_a’)]                                             với I_a và I_a’> 20 kA

K_p = exp [(a₂ – a₁) + (b₁I_a- b₂I_a’)                           với I_a ≤ 20 kAvà I_a’> 20 kA

Trong đó:

I_a là dòng hư hỏng trước khi áp dụng biện pháp bảo vệ;

I_a’là dòng hư hỏng sau khi áp dụng biện pháp bảo vệ;

a₁ = 4,605

a₂ = 5,063

b₁ = 0,0117

b₂ = 0,0346.

2.3.2.2. Các biện pháp bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào cáp

a) Đối với cáp chôn, có thể xem xét các biện pháp bảo vệ sau:

- Sử dụng dây che chắn, thường là dây thép mạ kẽm;

- Sử dụng ống thép, thường là ống thép mạ kẽm.

b) Đối với cáp treo, có thể xem xét các biện pháp bảo vệ sau:

- Sử dụng dây đỡ làm dây che chắn (xem phần a), mục 2.3.2.3);

-Thay thế bằng tuyến cáp chôn và áp dụng các biện pháp bảo vệ theo a).

c) Đối với cả cáp treo và cáp chôn, có thể xem xét các biện pháp sau:

-Thaythế bằngcápquangkhôngcóthànhphầnkimloạihoặcđườngtruyềnvô tuyến (xem phần a), mục 2.3.2.3);

- Sử dụng cáp có dòng điện đánh thủng vỏ lớn (xem phần b), mục 2.3.2.3);

- Sử dụng cáp có điện áp đánh thủng vỏ lớn (xem phần c), mục 2.3.2.3).

2.3.2.3. Lựa chọn cáp

a) Cáp sợi quang không có thành phần kim loại

Cápquangkhôngcóthànhphầnkimloạisẽkhôngbịsétđánhtrựctiếp,vìvậy sử dụng cáp quang phi kim loại sẽ cho K_p = 0.

b) Cáp có dòng đánh thủng vỏ lớn

Nếudònggâyhưhỏng(I_a)đượcxácđịnhbởidòngđiệnđánhthủngvỏ(I_s,có thể chọn cáp có dòng điện đánh thủng vỏ lớn hơn bằng cách:

- Tăngđiệnápđánhthủngvỏbằngcáchchọnvậtliệucáchđiệnbằngnhựathay vì bằng giấy hoặc tăng cường sự cách điện tại các mối nối;

- Giảm điện trở lớp vỏ bằng cách dùng vỏ kim loại dày hơn.

Hệsốbảovệđạtđượckhităngdònggâyhưhỏngđượctínhbằngcôngthức2.11.

c) Cáp có điện áp đánh thủng lớn

Nếudònggâyhưhỏngđượcxácđịnhbởidòngthử(I_t),cóthểchọncápcódòng thử cao hơn bằng cách:

- Dùng vỏ có độ bền cơ khí cao (ví dụ bằng sắt);

- Dùng vỏ kim loại dày hơn.

Hệsốbảovệđạtđượckhităngdònggâyhưhỏngđượctínhbằngcôngthức2.11.

2.3.2.4. Sử dụng thiết bị bảo vệ xung SPD

SPDcóthểđượclắpđặttạiđiểmđườngdâyđivàocôngtrìnhcókhảnăngbịsét đánhtrựctiếp,đểlàmgiảmtầnsuấtthiệthạidosétđánhvàocôngtrình(F_ps).SPD phải được nối giữa các sợi của cáp với thanh liên kết đẳng thế của công trình.

Việc lắp đặt SPD sẽ làm tăng dòng đánh thủng vỏ cáp I_s (xem Phụ lục B.3)

Hệsốbảovệđạtđượckhităngdònggâyhưhỏngvỏcápđượctínhtheocông thức 2.11 và B.4 (theo Phụ lục B).

2.3.2.5. Trang bị dây chống sét ngầm cho cáp chôn

Đểgiảmnhỏdòngsétđánhvàocápchôn,dùngdâychốngsétngầmbằngkim loạichônphíatrên,dọctheotuyếncápđểthuhútmộtphầndòngsét.Nhưvậy,dây chốngsétngầmcótácdụnglàmtăngdònggâyhưhỏng(I_a)vàlàmgiảmtầnsuất thiệthại.Dâychốngsétngầmphảiđượcbốtrídọctheotoànbộchiềudàiđoạncáp cần được bảo vệ và kéo dài thêm một đoạnY, vớiYđược tính bằng công thức:

Y≥ 2,5. (ρ)1/2, (m)                                  (2.12)

Trong đó:

ρ = Điện trở suất của đất, Ω.m.

Giá trị dòng gây hư hỏng mới (I’_a) được tính bằng công thức:

I’_a = I_a/η, (kA);                                         (2.13)

Trong đó, η là hệ số che chắn, xem Phụ lục C.

3. Quy định về quản lý

Cáctrạmviễnthôngvàmạngcápngoạiviviễnthôngcủadoanhnghiệpthiếtlập hạ tầng mạng viễn thông phải tuân thủ các yêu cầu quy định tại Quy chuẩn này.

4.Trách nhiệm của tổ chức, cá nhân

4.1.Cácdoanhnghiệpthiếtlậphạtầngmạngviễnthôngcótrạmviễnthôngvà mạngcápngoạiviviễnthôngcótráchnhiệmđảmbảocáctrạmviễnthôngvàmạng cápngoạiviviễnthôngphùhợpvớiQuychuẩntrongquátrìnhthiếtkế,lắpđặt,vận hành, bảo dưỡng.

4.2.Cácdoanhnghiệpthiếtlậphạtầngmạngviễnthôngcótrạmviễnthôngvà mạngcápngoạiviviễnthôngcótráchnhiệmthựchiệncôngbốhợpquytheocác quyđịnh,hướngdẫncủaBộThôngtinvàTruyềnthôngvàchịusựkiểmtrathường xuyên, đột xuất của cơ quan quản lý nhà nước theo các quy định hiện hành.

5.Tổ chức thực hiện

5.1.CụcQuảnlýchấtlượngCôngnghệthôngtinvàTruyềnthôngvàcácSở Thôngtinvà Truyềnthôngcótráchnhiệmhướngdẫnvàtổchứctriểnkhaiquảnlý các trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông theo Quy chuẩn này.

5.2.QuychuẩnnàyđượcápdụngthaythếTiêuchuẩnNgànhTCN68-135:2001 “Chống sét bảo vệ các công trình viễn thông -Yêu cầu kỹ thuật”.

5.3.TrongtrườnghợpcácquyđịnhnêutạiQuychuẩnnàycósựthayđổi,bổ sung hoặc được thay thế thì thực hiện theo quy định tại văn bản mới.

Phụ lụcA

(Quy định)

XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ LẮP ĐẶT ĐIỆN CỰC THU SÉT

A.1.Xácđịnhvịtrícủahệthốngđiệncựcthusétsửdụngphươngphápgóc bảo vệ

Vịtrícủahệthốngđiệncựcthusétđượccoilàthỏađángnếuđốitượngcần bảovệđượcđặthoàntoànbêntrongvùngđượcbảovệdohệthốngđiệncựcthu séttạonên.

Đểxácđịnhvùngđượcbảovệ,cầnxemxétkíchthướcvậtlýcủahệthốngđiện cực thu sét bằng kim loại.

A.1.1.Vùngđượcbảovệbởihệthốngđiệncựcthusétgồm1điệncựcthẳng đứng

Vùngđượcbảovệbởi1điệncựcthusétthẳngđứngcódạngmộthìnhnóncó đỉnhnằmtrênđỉnhcủađiệncựcthusét,nửagócđỉnhlàα,phụthuộcvàomứccủa LPSvàchiềucaocủađiệncựcthusét,theonhưBảng10.Vídụvềvùngđượcbảo vệ được thể hiện trên HìnhA.1 vàA.2.

Ký hiệu

A          Đỉnh của điện cực thu sét;

B          Mặt phẳng chuẩn;

OC       Bán kính vùng được bảo vệ;

h₁                   Chiều cao của điện cực thu sét so với mặt phẳng chuẩn, trong khu vực cần bảo vệ;

a          Góc bảo vệ theo Bảng 10

HìnhA.1.Vùng được bảo vệ bởi một điện cực thu sét thẳng đứng

h1 chiều cao vật lý của một điện cực thu sét

Chúthích:Gócbảovệα₁ tươngứngvớiđộcaoh₁ củađiệncựcthusét,làđộ cao so với mái của bề mặt được bảo vệ; góc bảo vệ α₂ tương ứng với độ cao h₂ = h₁+ H, với mặt đất là mặt phẳng chuẩn;

HìnhA.2.Vùng được bảo vệ bởi một điện cực thu sét thẳng đứng

A.1.2.Vùng được bảo vệ bởi điện cực thu sét dạng dây

Vùngđượcbảovệbởimộtdâythusétđượcxácđịnhbằngtậphợpcủavùng đượcbảovệcủacácđiệncựccácthẳngđứngliêntiếpnhaucócácđỉnhnằmtrên dây. Xem ví dụ trên HìnhA.3.

HìnhA.3.Vùng được bảo vệ bởi điện cực thu sét dạng dây

A.1.3.Vùng được bảo vệ bởi các dây dẫn dạng lưới

Vùngđược bảo vệbởi các dây dẫn kết hợp lại thành lưới được xác định bởi tập hợp các vùng được bảo vệ bởi từng dây dẫn riêng lẻ.

VídụvềvùngđượcbảovệbởicácdâydẫndạnglướiđượcthểhiệnởHìnhA.4 vàA.5.

HìnhA.4.Vùng được bảo vệ bởi các dây dẫn dạng lưới tách biệt, xác định theo phương pháp góc bảo vệ và phương pháp quả cầu lăn

Chú thích: H = h

HìnhA.5.Vùng được bảo vệ bởi các dây dẫn dạng lưới không tách biệt, xác định theo phương pháp mắt lưới và phương pháp quả cầu lăn

A.2.Xácđịnhvịtrícủahệthốngđiệncựcthusétbằngphươngphápquả cầu lăn

Ápdụngphươngphápnày,việcđịnhvịhệthốngđiệncựcthusétlàthỏađáng khikhôngcómộtđiểmnàocủavùngđượcbảovệchạmvàomộthìnhcầucóbán kínhr,phụthuộcvàomứccủaLPS(xemBảng10),lănxungquanhvàtrênđỉnhcủa côngtrìnhtheotấtcảcáchướng.Nhưvậy,quảcầuchỉchạmvàohệthốngđiệncực thu sét (xem HìnhA.6).

Chúthích1:BánkínhquảcầulănphảituântheomứcLPSđượclựachọn(xem Bảng 10)

Chú thích 2: H= h

HìnhA.6.Thiết kế hệ thống điện cực thu sét theo phương pháp quả cầu lăn

Trêncáccấutrúccóđộcaolớnhơnbánkínhquảcầulăn,cóthểxảyrahiện tượngcáctiasétđánhvàothâncấutrúc.Mỗiđiểmởmặtbêncủacấutrúcmàquả cầulănchạmphảisẽlàđiểmcóthểbịsétđánh.Tuynhiên,xácsuấtnàycóthểbỏ qua với các cấu trúc thấp hơn 60 m.

Vớicáccấutrúccaohơn,phầnlớncáctiasétsẽđánhvàođỉnh,cáccạnhchính nằm ngang. Chỉ một lượng nhỏ các tia sét sẽ đánh vào thân cấu trúc.

Ngoàira,cácsốliệuthuthậpđượcchothấyxácsuấtcáctiasétđánhvàothân cấutrúcgiảmnhanhchóngnhưđộcaocủađiểmsétđánhtrêncáccấutrúccaokhi đotừmặtđất.Dovậy,cầnphảilắpđặtđiệncựcthusétởphầnthântrêncaocủacấu trúc(thườnglàởphần20%phíatrêncaocủađộcaocủacấutrúc).Trongtrườnghợp này,phươngphápquảcầulănchỉápdụngđểđịnhvịđiệncựcthusétcủaphầntrên của cấu trúc.

A.3. Định vị hệ thống điện cực thu sét dùng phương pháp lưới

Vớimụcđíchbảovệcácbệmặtbằngphẳng,điệncựcthusétdạnglướiđượccoi là bảo vệ được toàn bộ bề mặt, nếu tất cả các điều kiện sau được thỏa mãn:

a) Các dây dẫn thu sét được đặt tại:

- Các đường cạnh của mái;

- Phần nhô ra trên mái;

-Tại các đường trên chóp của mái, nếu độ dốc của mái vượt quá 1/10. Chú thích:

- Phương pháp lưới thích hợp với các mái bằng hoặc nghiêng mà không cong;

-Phươngpháplướithíchhợpvớicácbềmặtphẳngởcạnhcủacấutrúcđểbảo vệ khỏi sét đánh vào cạnh thân của cấu trúc;

- Nếu độ dốc của mái vượt quá1/10,cóthểdùngcácdâydẫnthusétsongsong vớinhauthayvìdạnglưới,miễnlàkhoảngcáchgiữacácdâykhônglớnhơnđộrộng của mắt lưới theo yêu cầu.

b) Kích thước của lưới phải không lớn hơn các giá trị cho ở Bảng 10.

c)Hệthốngđiệncựcdạnglướiphảiđượclắpđặtsaochodòngsétluônluônđi vào 2 đường dây dẫn riêng biệt xuống hệ thống điện cực tiếp đất.

d)Khôngcóbộphậnkimloạinàonằmngoàivùngđượcbảovệbởihệthống điện cực thu sét.

e)Cácdâydẫnthusét,thusétcầnphảiđitheocácđườngngắnnhấtvàthẳng nhất.

Phụ lục B

(Quy định)

XÁC ĐỊNH DÒNG GÂY HƯ HỎNG CHO CÁP KIM LOẠI VÀ CÁP QUANG CÓ THÀNH PHẦN KIM LOẠI

B.1.Xácđịnhdònggâyhưhỏngđốivớicápchônngầmvàcáptreotrong trường hợp sét đánh trực tiếp vào cáp

B.1.1. Dòng gây hư hỏng cho cáp kim loại

Dòng gây hư hỏng cho cáp kim loại, I_a, được xác định như sau:

Trong đó:

I_t: Dòng thử;

I_s: Dòng đánh thủng vỏ (xem mục B.3);

B.1.2. Dòng gây hư hỏng cho cáp quang có thành phần kim loại

Dònggâyhưhỏngchocápquangcóthànhphầnkimloại,I_a,đượcxácđịnh nhưsau:

Trong đó:

I_t Dòng thử;

I_c: Dòng điện mối nối;

I_s:Dòngđánhthủngvỏ(đốivớicápquangcóthànhphầnkimloạiởcảvỏvà lõi) (xem mục B.3).

Chú thích:

-GiátrịdòngI_s đượcxétđếntrongtrườnghợpcápquangcóthànhphầnkim loại ở cả vỏ và lõi.

-GiátrịdòngI_t,I_c đượcxácđịnhtrongphòngthửnghiệmvàcóthểđượccung cấp bởi nhà sản xuất cáp.

B.2. Xác định dòng gây hư hỏng, I_a, đối với cáp đi vào kết cấu bị sét đánh

Khisétđánhtrựctiếpvàokếtcấumàđườngdâyđivào,gâyhưhỏngchocáp, dòng gây hư hỏng, I_a, được xác định với giả thuyết sau:

- 50% dòng sét chảy vào trong hệ thống tiếp đất của công trình;

- 50% dòng sét còn lại sẽ được chia giữa n đường dây dịch vụ đi vào công trình (đường dây viễn thông, đường dây điện lực, đường dẫn nước);

-Toànbộdòngsétquađườngdâyviễnthôngsẽchảyvàotrongvỏcủacápcó che chắn hoặc được chia giữa m sợi của cáp không có vỏ che chắn.

Đốivớisétđánhxuốngcôngtrìnhmàđườngdâyviễnthôngđivào,dònggây hư hỏng được tính như sau:

- Đối với cáp kim loại có che chắn:

I_a = 2.n.I_s                       (B.3)

- Đối với cáp kim loại không có che chắn:

I_a = 2.n.m.I_c        (B.4)

Trong đó:

I_s là dòng đánh thủng vỏ xác định theo mục B.3;

I_c là dòng chảy vào từng sợi:

+Với cáp không có che chắn, không có SPD, I_c = 0

+Với cáp không có che chắn, có trang bị SPD, I_c = 8.S_c; [kA]

Trong đó, S_c là thiết diện ngang của dây dẫn, tính theo mm2.

- Đối với cáp quang:

Trong đó:

n: Số đường ống và cáp kim loại đi vào kết cấu (viễn thông, điện, nước...);

B.3. Xác định dòng đánh thủng vỏ cáp, I_s

CôngthứctínhdòngđánhthủngvỏcáptrongPhụlụcnàyđượcápdụngvớicáp cómộtlớpvỏkimloại.Vớicácloạicápviễnthôngphổbiến,cácgiátrịđiệnápđánh thủng sau được xem xét:

- Cáp có lớp cách điện bằng giấy: U_b = 1,5 kV

- Cáp có lớp cách điện bằng chất dẻo: Ủy ban nhân dân= 5 kV.

B.3.1. Dòng đánh thủng vỏ cáp chôn

Dòngđánhthủngvỏcápkimloạihoặccápquang(cóthànhphầnkimloạiởcả vỏ và lõi) chôn ngầm được tính bằng công thức sau:

I_s = U_b/(K.R.ρ1/2), kA;                              (B.4)

Trong đó:

K = 8: Hệ số dạng sóng dòng sét (dạng sóng 10/350 μs), (m/Ω)1/2; R: Điện trở trên một đơn vị độ dài của vỏ cáp, Ω/km;

U_b: Điện áp đánh xuyên của cáp,V;

ρ: Điện trở suất của đất, Ω.m;

B.3.2. Dòng đánh thủng vỏ cáp treo

Dòngđánhthủngvỏcápkimloạihoặccápquang(cóthànhphầnkimloạiởcả vỏ và lõi) treo, có vỏ kim loại được tiếp đất, được tính bằng công thức sau:

I_s = U_b/(K.R. ρ_e1/2), kA;                          (B.5)

Trong đó:

ρ_e : Điện trở suất hiệu dụng của đất, Ω.m, được tính bằng công thức:

ρ_e = p.D.R_g/ln(2.H/a);                              (B.6)

Trong đó:

D: Khoảng cách giữa các điểm tiếp đất, m; H: Độ cao của cáp, m;

a: Bán kính của cáp, m;

R_g: Giá trị điện trở tiếp đất, Ω.m.

Phụ lục C

(Quy định)

TÍNH TOÁN HỆ SỐ CHE CHẮN CỦA DÂY CHỐNG SÉT NGẦM BẢO VỆ CÁP THÔNG TIN CHÔN NGẦM

Tác dụng che chắn của dây chống sét ngầm phụ thuộc vào vị trí lắp đặt của dây chống sét ngầm và được đánh giá bằng hệ số che chắn η.

Hệsốchechắnηđượcxácđịnhbằngtỷsốcácdòngđiệntrênvỏcápkhicó (I’sh) và không có (Ish) dây chống sét ngầm như sau:

η = I’sh/Ish

C.1. Hệ số che chắn của một dây chống sét ngầm

Hệ số che chắn của một dây chống sét ngầm được xác định bằng biểu thức:

η = ln(x/s)/ln(x2/s.r)                                             (C.1)

Trong đó (xem Hình C.1 a):

r: Bán kính trung bình của vỏ cáp;

s: Bán kính của dây chống sét ngầm;

x: Khoảng cách giữa các trục của cáp và dây chống sét ngầm.

BảngC.1vàC.2chocácgiátrịhệsốchechắnđốivớimộtsốkíchthướcdâydẫn và khoảng cách giữa dây dẫn và dây chống sét ngầm khác nhau.

Bảng C.1. Hệ số che chắn với r= 10 mm

Bảng C.2. Hệ số che chắn với r= 20 mm

C.2.Hệsốchechắncủanhiềudâychốngsétngầmđượcbốtrítrênmột đường tròn xung quanh cáp

C.2.1.Trường hợp dùng hai dây chống sét ngầm

Xem Hình C.1 b.

Bảng C.3. Hệ số che chắn của 2 dây chống sét ngầm

C.2.2.Trườnghợpdùngbadâychốngsétngầm,vớikhoảngcáchx=0,25m

Xem Hình C.1 c.

Bảng C.4. Hệ số che chắn của 3 dây chống sét ngầm (x = 0,25 m)