1. Các ảnh hưởng của sét lên một kết cấu hiện nay như thế nào?

Các tác động của sét đối với các kết cấu là một chủ đề đầy phức tạp và quan trọng trong lĩnh vực an toàn và bảo vệ. Tính đến tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9888-1:2013 (IEC 62305-1:2010) tại tiết 5.1.1, những ảnh hưởng này được đặc tả một cách cụ thể, không chỉ dựa vào loại kết cấu mà còn liên quan đến nhiều yếu tố khác nhau.

- Trước hết, việc xác định kiểu kết cấu là quan trọng, vì mỗi loại có những đặc điểm riêng biệt ảnh hưởng đến khả năng chịu sét. Các kiểu kết cấu như kết cấu gỗ, kết cấu gạch, kết cấu bê tông, kết cấu bê tông cốt thép, và kết cấu khung thép đều có những đặc tính khác nhau, đồng thời đòi hỏi những biện pháp bảo vệ phù hợp.

- Ngoài ra, chức năng của kết cấu cũng đóng vai trò quan trọng. Các loại kết cấu như nhà ở, văn phòng, trang trại, nhà hát, khách sạn, trường học, bệnh viện, bảo tàng, nhà thờ, nhà tù, cửa hàng bách hóa, ngân hàng, nhà máy, khu công nghiệp, và khu thể thao sẽ có những đặc điểm riêng biệt về cấu trúc và chức năng, đồng thời đòi hỏi những biện pháp bảo vệ phù hợp với mỗi loại.

- Việc xem xét cư dân và các phần bên trong kết cấu là quan trọng để đảm bảo an toàn cho con người và động vật. Sự có mặt của vật liệu dễ cháy hay không cháy, vật liệu nổ hay không nổ, cùng với hệ thống điện và điện tử có điện áp chịu đựng thấp hay cao sẽ quyết định mức độ rủi ro và cần phải có biện pháp bảo vệ tương ứng.

- Cũng quan trọng là việc xác định đường dây được nối vào kết cấu. Điều này bao gồm đường dây tải điện, đường dây viễn thông, và đường ống. Mỗi loại đường dây đều đòi hỏi những biện pháp bảo vệ riêng biệt để giảm thiệt hại và nguy hiểm liên quan.

- Biện pháp bảo vệ được trang bị hoặc sẵn có cũng là yếu tố quyết định. Các biện pháp này có thể bao gồm cả biện pháp để giảm thiệt hại vật chất và nguy hiểm đến sinh mạng, cũng như biện pháp để giảm hỏng hóc các hệ thống bên trong kết cấu.

- Cuối cùng, quy mô lan rộng nguy hiểm cũng là một yếu tố quyết định. Kết cấu có khó khăn trong việc sơ tán hoặc kết cấu trong đó có thể xảy ra hoảng loạn, có thể tạo nên nguy hiểm cho các vùng xung quanh và môi trường xung quanh. Điều này đặt ra yêu cầu cao về biện pháp bảo vệ và kế hoạch ứng phó với các tình huống khẩn cấp.

Bảng 1 cung cấp một tổng quan chi tiết về các ảnh hưởng cụ thể của sét đối với từng loại kết cấu khác nhau, giúp những người quản lý và thiết kế có cái nhìn toàn diện và chính xác để xây dựng các biện pháp bảo vệ hiệu quả.

Bảng 1 - Ảnh hưởng của sét lên các kết cấu điển hình

Loại kết cấu theo chức năng và/hoặc theo các phần bên trong

Các ảnh hưởng của sét

Nhà ở

Đánh thủng cách điện các trang bị điện, cháy và thiệt hại vật liệu

Thiệt hại thường chỉ giới hạn ở các kết cấu tiếp xúc với điểm sét đánh hoặc với đường dẫn dòng điện sét

Hỏng hóc các thiết bị và hệ thống điện và điện tử được lắp đặt (ví dụ như TV, máy tính, modem, điện thoại, v.v...)

Tòa nhà trong trang trại

Rủi ro sơ cấp là cháy và điện áp bước nguy hiểm cũng như thiệt hại vật chất.

Rủi ro thứ cấp do mất điện, và nguy hiểm đến sự sống của gia súc do hỏng điều khiển điện tử cho các hệ thống thông gió và thực phẩm, v.v...

Nhà hát

Khách sạn

Trường học Cửa hàng

Khu thể thao

Thiệt hại cho các công trình điện (ví dụ điện chiếu sáng) nhiều khả năng xảy ra hoảng loạn

Hỏng hệ thống báo cháy dẫn đến chậm trễ các biện pháp chữa cháy

Ngân hàng

Công ty bảo hiểm

Công ty thương mại, v.v...

Như trên, cộng thêm các vấn đề do mất thông tin liên lạc, hỏng máy tính và tổn thất dữ liệu

Bệnh viện

Viện dưỡng lão

Nhà tù

Như trên, cộng thêm các vấn đề về con người trong khu chăm sóc chuyên sâu, và những khó khăn của việc giải cứu người bất động

Công nghiệp

Các ảnh hưởng bổ sung tùy thuộc vào các phần bên trong của các nhà máy, phạm vi thiệt hại từ nhỏ đến mức không thể chấp nhận và ngừng sản xuất

Bảo tàng và các vị trí khảo cổ

Nhà thờ

Tổn thất di sản văn hóa không thể thay thế

Viễn thông

Nhà máy điện

Tổn thất không thể chấp nhận của các dịch vụ cho công cộng

Nhà máy sản xuất pháo hoa

Xưởng đạn dược

Hậu quả cháy, nổ đối với nhà máy và môi trường xung quanh nó

Nhà máy hóa chất

Nhà máy lọc dầu

Nhà máy hạt nhân

Các phòng thí nghiệm và nhà máy sinh hóa

Cháy và hoạt động sai của các nhà máy có những hậu quả có hại cho môi trường địa phương và toàn cầu

 

 

2. Sét đánh vào một kết cấu gây ra những thiệt hại như thế nào?

Sự va chạm của tia sét vào một cấu trúc có thể mang đến nhiều hậu quả nghiêm trọng, ảnh hưởng không chỉ đến chính cấu trúc đó mà còn lan rộng ra các hệ thống và thiết bị kết nối. Các thiệt hại được đặc tả trong Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9888-1:2013 (IEC 62305-1:2010) tại Tiết 5.1.2, thuộc Mục 5 về Tiêu chuẩn Bảo vệ Chống Sét, chú trọng vào các khía cạnh như thiệt hại tức thì, cháy nổ, gây tổn thương cho sinh vật và ảnh hưởng đến hệ thống bên trong.

- Một trong những rủi ro lớn nhất là thiệt hại tức thì đối với cơ và tài sản. Sét có thể tạo ra hồ quang plasma nóng, gây ra cảm giác cháy nóng cực kỳ, và có thể dẫn đến cháy nổ ngay lập tức. Nếu dòng điện sét truyền qua dây dẫn, có thể làm nóng dây đến mức chảy, tạo ra tình trạng dây dẫn quá nóng, tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ.

- Chưa kể đến việc hình thành tia lửa điện và quá điện áp, cũng có thể kích hoạt cháy nổ trong các cấu trúc điện trở và điện cảm. Sự kết hợp của các yếu tố này có thể tạo ra hiện tượng cháy và nổ, gây ra thiệt hại không lường trước được, đặc biệt là đối với các khu vực nhạy cảm như nhà máy sản xuất, kho lưu trữ hóa chất.

- Thiệt hại không chỉ giới hạn trong phạm vi vật liệu và cấu trúc, mà còn mở rộng đến ảnh hưởng đối với sinh linh. Điện giật có thể xảy ra khi có sự tiếp xúc với điện áp bước hoặc điện áp tiếp xúc, được tạo ra bởi sự kết hợp của các yếu tố điện trở và điện cảm. Con người và các sinh vật khác có thể bị tổn thương nặng nề do sự truyền tải năng lượng điện.

- Ngoài ra, hệ thống bên trong cũng không thoát khỏi những hậu quả đáng kể. Hiện tượng LEMP (Lightning Electromagnetic Pulse) có thể gây hỏng hoặc làm sai lệch hoạt động của các thiết bị điện tử và hệ thống công nghệ thông tin. Điện áp và dòng điện lớn từ sét có thể tạo ra các dao động điện từ mạnh, gây ảnh hưởng lớn đến các linh kiện điện tử nhạy cảm, đặc biệt là trong các hệ thống điều khiển tự động và thiết bị công nghiệp.

Do đó, để đối mặt với nguy cơ sét đánh, việc triển khai các biện pháp bảo vệ chống sét là không thể thiếu. Việc lựa chọn và lắp đặt hệ thống chống sét hiệu quả có thể giảm thiểu những thiệt hại không mong muốn và đảm bảo an toàn cho cả con người và tài sản, cũng như duy trì tính ổn định của hệ thống công nghiệp và điện tử.

 

3. Có thể gây ra những thiệt hại gì khi sét đánh gần đường dây nối tới một kết cấu?

Sự va chạm giữa sét và đường dây nối tới một cấu trúc có thể tạo ra những tác động lớn và đôi khi đáng kể đối với hệ thống và môi trường xung quanh. Trong ngữ cảnh này, các vấn đề liên quan đến thiệt hại cụ thể được đề cập tới trong tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9888-1:2013 (IEC 62305-1:2010) - Tiêu chuẩn về An toàn Điện và Bảo vệ Sét. Đây là một bộ tiêu chuẩn quan trọng, đặt ra các nguyên tắc và biện pháp bảo vệ nhằm giảm thiểu rủi ro từ sét.

- Một trong những hậu quả chính của sét đánh gần đường dây nối tới cấu trúc là có thể gây ra hỏng hoặc hoạt động sai lệch của hệ thống bên trong. Điều này có thể xuất phát từ quá điện áp cảm ứng trên các đường dây nối, được truyền đến kết cấu. Điều này có thể dẫn đến tình trạng mất điện, hỏng hóc các thiết bị điện tử hoặc thậm chí làm suy giảm hiệu suất của hệ thống. Điều này làm nổi bật tầm quan trọng của việc thiết lập biện pháp an toàn và bảo vệ để ngăn chặn những hậu quả tiêu cực của sét đối với hệ thống điện.

- Một điểm đáng lưu ý là sự hoạt động sai lệch của hệ thống bên trong không được đề cập đến trong tiêu chuẩn TCVN 9888, và điều này yêu cầu tham chiếu đến IEC 61000-4-5 để có thông tin chi tiết hơn về vấn đề này. Điều này làm tăng tính phức tạp và đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về cả hai tiêu chuẩn để đảm bảo việc triển khai các biện pháp phòng ngừa và bảo vệ đầy đủ.

- Một khía cạnh khác cần xem xét là sự kích hoạt cháy, nhất là khi chỉ có các tia lửa mang dòng điện sét (toàn bộ hoặc một phần) mới được xem xét là có thể kích hoạt cháy. Điều này có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng như tổn thương về sinh mạng và tài sản, đặc biệt là khi sét đánh vào kết cấu gần các vật liệu dễ cháy.

- Cũng đáng chú ý là sét đánh trực tiếp vào hoặc gần đường ống đi vào không gây thiệt hại cho cấu trúc, miễn là chúng được nối kết với thanh đẳng thế của kết cấu. Điều này là một điều kiện quan trọng và đòi hỏi sự chú ý đặc biệt đến các quy định được mô tả trong TCVN 9888-3 (IEC 62305-3).

Tổng kết lại, sét có thể gây ra ba loại thiệt hại cơ bản: D1 là tổn thương đối với sinh mạng và sức khỏe của sinh vật có thể bị điện giật; D2 là thiệt hại về vật chất, bao gồm cháy, nổ, phá hủy cơ khí, và thất thoát hóa chất do tác động của dòng điện sét; D3 là hỏng hóc các hệ thống bên trong do LEMP. Đối diện với những rủi ro này, việc hiểu rõ và thực hiện các biện pháp bảo vệ theo tiêu chuẩn là quan trọng để giảm thiểu thiệt hại và đảm bảo an toàn cho hệ thống và môi trường.

Xem thêm >>> Điều kiện vận hành bộ chống sét dùng cho hệ thống điện xoay chiều

Để đảm bảo rằng mọi vấn đề sẽ được giải quyết một cách nhanh chóng và tốt nhất, chúng tôi đã chuẩn bị sẵn sàng các kênh liên lạc, bao gồm tổng đài 1900.6162 và địa chỉ email lienhe@luatminhkhue.vn.