Tiêu chuẩn IEC 62305-1 Chống sét - Phần 1: Nguyên tắc chung

Tiêu chuẩn “IEC 62305-1 Chống sét - Phần 1: Nguyên tắc chung”, do Ủy ban Kỹ thuật Điện quốc tế (IEC) phát triển, mô tả các nguyên tắc chung về chống sét cho các tòa nhà, công trình lắp đặt và các vật dụng bên trong, cũng như con người. Các trường hợp sau đây nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này:

• Hệ thống đường sắt
• Xe cộ, tàu thuyền, máy bay, cơ sở ngoài khơi
• Đường ống áp suất cao ngầm
• Các đường ống, đường dây điện và đường dây viễn thông bị tách rời khỏi cấu trúc.
• Nhà máy điện hạt nhân

Bộ tiêu chuẩn IEC 62305 nên được coi là yêu cầu tối thiểu đối với các công trình này.

Các thông số dòng điện sét được mô tả trong tiêu chuẩn này cũng áp dụng cho các công trình ngoài khơi.

Trong những trường hợp này, các công trình thường phải tuân theo các quy định cụ thể do các tổ chức chuyên môn khác nhau ban hành. Đối với các công trình không thuộc phạm vi điều chỉnh của các quy định cụ thể đó, bộ tiêu chuẩn IEC 62305 vẫn được áp dụng.

Tiêu chuẩn IEC 61400-24 cũng đề cập đến vấn đề chống sét cho tua bin gió.

Tiêu chuẩn IEC 62305 là một bộ tiêu chuẩn được quốc tế công nhận về chống sét. Bộ tiêu chuẩn đầy đủ bao gồm bốn phần, mỗi phần đề cập đến các khía cạnh khác nhau của việc chống sét cho các tòa nhà, con người, thiết bị, đồ đạc và hệ thống nội bộ.

Tiêu chuẩn IEC 62305-1 tạo thành cốt lõi của loạt tiêu chuẩn này. Nó định nghĩa các khái niệm, định nghĩa và khuôn khổ cơ bản mà các phần khác được xây dựng dựa trên đó. Phiên bản sửa đổi mới nhất của tiêu chuẩn này giới thiệu một số cập nhật kỹ thuật, bao gồm sự phù hợp tốt hơn với các tiêu chuẩn thành phần (ví dụ: loạt tiêu chuẩn IEC 62561 cho các thành phần hệ thống chống sét), các khái niệm được cải tiến về các loại tổn thất gây lo ngại cho cộng đồng và các cân nhắc được cập nhật về phân vùng rủi ro và bảo vệ.

Tiêu chuẩn IEC 62305-1 đưa ra các nguyên tắc chung cần áp dụng trong việc bảo vệ các đối tượng sau:

• Các công trình kiến ​​trúc (như nhà cửa và tháp)
• Cơ sở vật chất và nội dung bên trong
• Cá nhân (chống lại thương tích hoặc tử vong)
• (Trong một số bối cảnh) các giá trị và dịch vụ kinh tế

Đối với các trường hợp cụ thể như xe cộ, máy bay, đường sắt hoặc nhà máy điện hạt nhân, tiêu chuẩn này không đề cập chi tiết đến việc chống sét. Thay vào đó, nó giải thích lý do tại sao cần có biện pháp bảo vệ, các loại mối đe dọa từ sét và cách tiếp cận các biện pháp bảo vệ về mặt khái niệm.

Các khái niệm cơ bản được mô tả trong tiêu chuẩn IEC 62305-1 như sau:

• Các thông số dòng điện sét: Chúng xác định các đặc tính điện của tia sét (như dòng điện cực đại, điện tích, năng lượng riêng và thời gian), được sử dụng cơ bản trong thiết kế hệ thống bảo vệ.

Bốn cấp độ chống sét đã được xác định (LPL I đến IV). LPL I cung cấp mức độ bảo vệ cao nhất (tỷ lệ hỏng hóc cho phép thấp nhất).

• Nguyên nhân gây thiệt hại:
• S1: Sét đánh trực tiếp vào công trình.
• S2: Sét đánh gần tòa nhà.
• S3: Sét đánh vào đường dây đang kết nối (điện/dữ liệu)
• S4: Sét đánh gần đường dây điện đang hoạt động.
• Các loại hư hại:
• D1: Gây hại cho sinh vật sống (điện giật, điện áp tiếp xúc/giật điện)
• D2: Thiệt hại vật chất (hỏa hoạn, nổ, tác động cơ học/hóa học)
• D3: Hỏng hệ thống điện/điện tử bên trong (do xung điện từ sét đánh)
• Các loại tổn thất/rủi ro:
• L1: Mất mạng người (bao gồm cả thương tật vĩnh viễn)
• L2: Thiệt hại vật chất đối với công trình và nội dung (di sản kinh tế/văn hóa)
• L3: Lỗi hệ thống nội bộ (mất dịch vụ/khả năng truy cập)
• Khu vực chống sét:
• LPZ 0: Khu vực ngoài trời tiếp xúc trực tiếp với sét hoặc trường điện từ toàn phần.
• LPZ 1 trở lên: Các không gian bên trong được bảo vệ ngày càng tốt hơn, nơi tác động của sét được giảm thiểu thông qua lớp chắn, vật liệu cách nhiệt hoặc thiết bị chống xung điện.
• Các biện pháp bảo vệ:
• Hệ thống chống sét ngoài trời: Đầu thu sét, dây dẫn xuống, tiếp đất.
• Các biện pháp bảo vệ quá áp: Tích hợp chức năng bảo vệ chống xung điện từ sét.
• Các biện pháp giảm thiểu thương tích cho người (ví dụ: nối đất đẳng thế, cách điện)
• Phương pháp tiếp cận dựa trên rủi ro

Sét gây ra những rủi ro đáng kể: hỏa hoạn, nổ, thương tích, hỏng hóc thiết bị và gián đoạn kinh doanh. Tiêu chuẩn IEC 62305-1 cho phép các nhà thiết kế điều chỉnh biện pháp bảo vệ phù hợp với mức độ rủi ro thực tế của công trình bằng cách đưa ra một khuôn khổ hợp lý, dựa trên hiệu suất thay vì chỉ dựa trên các quy tắc mang tính bắt buộc (cách tính toán mức độ rủi ro thực tế được mô tả trong tiêu chuẩn IEC 62305-2). Tiêu chuẩn IEC 62305-2 được sử dụng để đánh giá rủi ro, tiêu chuẩn IEC 62305-3 dành cho thiệt hại vật chất và các tình huống đe dọa tính mạng (hệ thống chống sét bên ngoài), và tiêu chuẩn IEC 62305-4 dành cho việc bảo vệ các hệ thống điện/điện tử bên trong.

Tóm lại, tiêu chuẩn IEC 62305-1 nhằm mục đích:

• Mô tả các đặc điểm cơ bản của sét.
• Giải thích các loại thiệt hại do sét đánh gây ra.
• Giới thiệu các khái niệm về chống sét.
• Cung cấp một phương pháp luận tổng quát cho việc quản lý rủi ro.
• Mục đích của việc này là định nghĩa các thuật ngữ được sử dụng trong bộ tiêu chuẩn IEC 62305.

Tiêu chuẩn này định nghĩa bản chất vật lý của sét và các thông số chính cho thiết kế bảo vệ. Các đặc điểm cơ bản của sét là:

• Dòng điện cực đại
• Sạc sét
• Năng lượng riêng
• Độ dốc dòng chảy
• Số lần va chạm trên mỗi vụ tai nạn

Sét thường xuất hiện dưới dạng các tia chớp gồm nhiều xung với dòng điện có thể vượt quá 200 kA. Các thông số này ảnh hưởng đến thiết kế hệ thống bảo vệ và mạng lưới tiếp địa.

Tiêu chuẩn IEC 62305-1 định nghĩa bốn loại thiệt hại chính do sét đánh:

• Tác hại đối với sinh vật sống: Điện giật và tác động nhiệt do dòng điện sét gây ra.
• Thiệt hại vật chất: Thiệt hại về cấu trúc như do hỏa hoạn, nổ hoặc hỏng hóc máy móc.
• Sự cố hệ thống điện và điện tử: Hư hỏng thiết bị do quá áp và nhiễu điện từ.
• Sự cố gián đoạn dịch vụ: Hỏng hóc hệ thống điện, thông tin liên lạc hoặc hệ thống điều khiển.

Việc hiểu rõ các cơ chế gây hư hại này giúp các kỹ sư thiết kế các chiến lược bảo vệ phù hợp.

Thiệt hại do sét đánh có thể xảy ra trong nhiều tình huống khác nhau:

• Tác động trực tiếp lên cấu trúc
• Va chạm với vật gì đó gần cấu trúc
• Va chạm với các tiện ích kết nối (đường dây điện, cáp thông tin liên lạc)
• Xung điện từ của sét (tác động)

Các nguồn này tạo ra sự dao động điện, nhiễu điện từ và sự chênh lệch điện thế trong các cấu trúc.

Tiêu chuẩn IEC 62305-1 được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sau:

• Tòa nhà dân cư và thương mại
• Nhà máy công nghiệp
• Nhà máy điện
• Cơ sở hạ tầng viễn thông
• Sân bay và hệ thống giao thông
• Trung tâm dữ liệu và cơ sở hạ tầng quan trọng

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ kiểm thử tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ kiểm thử tuân thủ tiêu chuẩn IEC 62305-1.