Giải pháp
Điện áp bước của sét nguy hiểm như thế nào
Hiện tượng điện áp bước của sét xung quanh bãi tiếp địa đi trong đất và sự phân bố điện tích trên mặt đất. Và giải thích tại sao các bãi tiếp địa trong cùng một công trình không nên đặt gần nhau. Biện pháp khắc phục hiện tượng điện áp bước.
Nội dung tóm tắt.
Trường hợp sét đánh xuống sẽ có điện áp bước xung quang bãi tiếp địa.
Về phương diện an toàn. Khi một bãi tiếp địa có sét đánh xuống xuất hiện điện thế khác nhau giữa các điểm trên mặt đất và gần chỗ chạm đất. Dòng điện từ bãi tiếp địa đi vào đất sẽ tạo ở mỗi điểm chạm đất một vùng dòng điện rò trong đất. Và điện áp trong vùng này phân bố theo một quy luật nhất định. Bằng thực tế và tính toán. Các nhà khoa học thấy rằng trong vùng này dòng điện được phân bố theo dạng hypebol. Chúng có dạng đường cong điện áp được phân bố như sau.
Điện áp tại một điểm nào đó trên mặt đất ( điểm A) gần chỗ chạm đất.
Được tính theo công thức.
UA=Uđ.Xđ/Xđ
Trong đó :
X là khoảng cách từ điểm a đến điểm chạm đất.
UA : là điện áp tịa điểm A
Uđ: Điện áp trên vật nối đất
Xđ: Bán kính vật nối đất
K=Uđ.Xđ
Tại điểm nối đất Uđ = U max
Trong vùng cách vật nối đất khoảng 1 mét thì có khoảng 68 % điện áp rơi
Những điểm trên mặt đất nằm ngoài khoảng 20 mét cách chỗ chạm đất có U = 0 coi như ngoài vùng nguy hiểm.
Khi đi vào đất thì dòng điện tản bị cản trở bởi điện trở của đất. Điện trở này gọi là điện trở tản hay điện trở của vật nối đất.
Được tính bằng công thức:
Rđ = Uđ/Iđ
Trong đó:
Uđ: điện áp giáng trên vật nối đất
Iđ: dòng điện chạy qua vật nối đất vào trong đất
ĐIỆN ÁP BƯỚC CỦA DÒNG SÉT QUANH BÃI TIẾP ĐỊA
Khi sét đánh xuống qua hệ thống tiếp địa thì điện áp tại chỗ tiếp đất được tính theo công thức
Uđ = Iđ.Rđ
Điện áp mà con người bị ảnh hưởng khi đứng trong vùng bán kính 20 mét tính từ vị trí tiếp địa người ta gọi là điện áp bước
Ub = Ux – Ux + a = K { 1/X – 1/(X + a) }
K = Uđ.Xđ
a: độ dài bước của người ( khoảng 0,8 mét)
X: Khoảng cách đến chỗ chạm đất.
Từ công thức trên ta thất vật càng xa tiếp địa thì Ub càng nhỏ
Những vật cách xa hệ thống tiếp địa thì lớn hơn 20 mét thì Ub = 0
Những vòng tròn đẳng thế (hay những mặt cầu đẳng thế) là những vòng tròn (hay mặt cầu đồng tâm) mà tâm điểm là chỗ chạm đất. Ub = 0 khi 2 chân người đứng trong vòng tròn đẳng thế.
Điện áp bước có trị số tương đối lớn, Một người khi nằm trong vùng điện áp bước thì có thể làm cho cơ chân bị co rút dẫn đến bị ngã xuống lúc này dòng điện sẽ đi qua người gây nguy hiểm đến tính mạng
Cách phòng tránh điện áp bước của sét
Về con người
Để tránh tai nạn do điện áp bước của sét dây ra tại khoản 2, Điều 61 Qui trình an toàn điện qui định ta cần lưu ý nếu đang đứng trong vùng phạm vi nhỏ hơn 20 mét thì hai chân phải đừng trên vong tròn đẳng thế, muốn di chuyển ra ngoài phải tiến hành nhảy lò cò để đảm bảo an toàn tránh điện áp bước của sét.
Về kỹ thuật an toàn tiếp địa trong chống sét
Để khắc phục vấn đề trên thì ta không nên làm các bãi tiếp địa gần nhau. Phải tối thiểu cách nhau 20 m. Biện pháp khắc phục khi một công trình có diện tích đất nhỏ là to sử dụng thiết bị Van cân bằng đẳng thế.
